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论文摘要:水泥混凝土路面是当前高等级公路的一种主要结构形式,本文对具体设计中的几个问题作一探讨,供大家参考。
1 前言
水泥混凝土路面有很多的优点:路面强度高、承载能力大,耐磨耗能力强,能见度好,使用寿命长,养护费用少,行车的油耗也较沥青路面少10%——15%,正因为有这些优点,所以水泥混凝土路面在许多省市广泛使用,也取得了比较好的效果。
80年代至90年代初期,我国的水泥混凝土路面建设呈现一个高峰期。但从道路使用运营状况来看,大多数的水泥混凝土路面难以达到20一30年的设计使用年限,并且出现一些较严重的缺陷,如路面的早期断裂、错台边角破损、平整度及粗糙度差等给行车和养护带来一定的困难,且不易处理,修复费用高难度大。究其原因,除了设计施工质量问题外、还有各种自然因素的影响。因此本文将从设计构造的角度,就如何提高水泥混凝土路面的使用性能,有效的控制路面的缺陷,结合自己的实践体会与具体做法提出一些探讨意见,供同仁参考讨论。
2 水泥混凝土路面设计中的理论依据问题
2.1 路面设计指标可靠度的分折
公路工程结构的设计安全等级为3个等级.路面工程的安全等级仅考虑高速公路。一级公路和二级公路的路面,相应的安全等级要求规定为一级、二级和三级。为三级和四级公路路面增加一个设计安全等级-- 四级。并规定了相应的设计基准期为20MPa;而设计安全等级为四级的路面结构的目标可靠指标和目标可靠度.系按前三级的数值级差递降得到的。按施工技术、施工质量控制和管理要求达到和可能达到的具体水平.选用其他等级。降低选用的变异水平等级,须增加混凝土面层的设计厚度要求;而提高选用的变异水平等级.则可降低混凝土面层的设计厚度或混凝土的设计强度要求。可通过技术经济分析和比较予以确定 但对于高速公路的路面,为保证优良的行驶质量,不宜降低变异水平等级 材料性能和结构尺寸参数的变异水平等级.按施工技术、施工质量控制和管理水平分为低、中、高三级 由滑模或轨道式施工机械施工.并进行认真,严格的施工质量控制和管理的工程.可选用低变异水平等级。由滑模或轨道式施工机械施工,但施工质量控制和管理水平较弱的工程,或者采用小型机具施工,而施工质量控制和管理认真、严格的工程可选用中低变异水平等级。采用小型机具施工,施工质量控制和管理水平较弱的工程。可选用高变异水平等级。
设计时.可依据各设计参数变异系数值在各变异水平等级变化范围内的情况选择可靠度系数。目标可靠度是所设计路面结构应具有的可靠度水平。它的选取是一个工程经济问题:目标可靠度定得较高,则所设计的路面结构较厚,初期修建费用较高。但使用期间的养护费用和车辆运行费用较低;目标可靠度定得较低,初期修建费用可降低,但养护费用和车辆运行费用需提高。通常采用“校准法”来确定目标可靠度。“校准法”是对按现行设计规范或设计方法设计的已有路面进行隐含可靠度的分析,参照隐含可靠度制定目标可靠度,则所设计的路面结构接纳了以往的工程设计和使用经验,包含了与原有设计方法相等的可接受性和经济合理性。
2.2 交通量计算取值的分析
轴载换算公式是以等效疲劳断裂损坏原则导出的。对于同一路面结构,轴载和标准轴载产生相同疲劳损耗时。才能等效换算。在交通调查分析双向交通的分布情况时,应选取交通量方向分配系数,一般可取0.5;并依据设计公路的车道数.确定交通量车道分配系数(应剔除2轴4轮以下的客、货车交通量),即为设计车道的年平均日货车交通量ADTT,然后用轴载当量换算系数法或车辆当量轴载系数法求得),再根据设计基准期l和轮迹分布系数、交通量增长率求得累计f 用次数N,确定交通分级。
2.3 水泥混凝土路面结构组合的设计分析
对于路基用土.高液限粘土及含有机质细粒土.不能用做高速公路和一级公路的路床填料或二级和二级以下公路的上路床填料;高液限粉土及塑性指数大于16或膨胀率大于3%的低液限粘土,不能用做高速公路和一级公路的上路床填料。因条件限制而必须采用上述土做填料时,应掺加石灰或水泥等结合料进行改善。对于基层材料选择时。特重交通适宜贫混凝土、碾压混凝土或沥青混凝土时,设计计算应按复合式路面分析。且强度以试验为准 对水泥混凝土面层下基层的首要要求是抗冲刷能力不耐冲刷的基层表面。在渗入水和荷载的共同作用下会产生淤泥、板底脱空和错台等病害,导致行车的不舒适,并加速和加剧板的破裂。混凝土面层下采用贫混凝土基层,主要是为了增加基层的抗冲刷能力,并不要求它有很高的强度。高强度的贫混凝土并不能使面层厚度降低很多,反而会增加混凝土面层的温度翘曲应力,并产生会影响到面层的收缩裂缝。另外.新规范取消了基层顶面综合模量的规定值的要求。
对于面层板来说,我国绝大部分混凝土路面的横向缩缝均未设传力杆。不设传力杆的主要原因是施工不便。但接缝是混凝土路面的最薄弱处,唧泥和错台病害,除了基层不耐冲刷外.接缝传荷能力差也是一个重要原因。同时,在出现唧泥后。无传力杆的接缝由于板边挠度大而容易迅速产生板块断裂。此外,接缝无传力杆的旧混凝土面层在考虑设置沥青加铺层时.往往会因接缝传荷能力差易产生反射裂缝而不得不加大加铺层的厚度。为了改善混凝土路面的行驶质量,保证混凝土路面的使用寿命,便于在使用后期铺设加铺层,新规定了在承受特重和重交通的普通混凝土面层的横向缩缝内必须设置传力杆。另外,新规范仅强调了在邻近桥梁或其他固定构造物处设置胀缝,取消了变坡点、小半径曲线设胀缝的限制,使行车更顺畅。
3 路面接缝处理的设计
水泥混凝土路面接缝多,易于损坏,尤其是胀缝位置面板破损较为普遍和严重。有的道路在通车l~3年后逐步破碎损坏。破损率高达50%~90% 以上。究其原因是多方面,影响因素也复杂,但笔者认为主要是胀缝的构造问题、施工工艺及管理问题。从胀缝设计构造的角度主要解决位置设置、构造型式、传力杆设置和面板局部加强。胀缝设置应遵循新颁水泥混凝土路面设计规范第4.2.5条规定外,要尽可能少设或不设胀缝,特别是平纵线形标准较高的平原微丘地形设置长间距胀缝,或只在结构物衔接处。这一点已经在国外工程中得到证实。其次一般常用的胀缝型式为设传力杆和不设传力杆两大类,不设传力杆的胀缝其传荷能力较差,在重车反复作用下,胀缝的两侧容易发生错台。而设传力杆的胀缝,其传荷性能较好,从实际的应用效果来看,设传力杆的胀缝能较好的抑制胀缝病害,因此建议对于交通量大、重载车多的公路和城市道路采用传力杆的胀缝为最佳;反之可采用不设传力杆的枕梁式胀缝。但为了减少车辆反复冲击作用.枕梁上最好设置一层缓冲橡胶垫。根据传荷受力的需要设置传力杆。传力杆宜用
直径为32~35 较粗的光园钢筋,同时胀缝两侧30~40mm 面板范围内因传力杆存在而受力复杂,应在胀缝两侧30~40cm水泥混凝土板内布置加强钢筋。
4 结束语
综上所述.在公路水泥混凝土路面设计中,还有许多问题.只有认真研究设计规范,并结合生产实际,才能设计出经济合理的路面结构。
参考文献
[1][1] JTG D40—2002公路水泥混凝土路面设计规范.
1.1高温稳定性
常安高速公路工程项目所处地区为最高气温超过40℃的夏炎热区。在这种苛刻的环境下,必须要求路面混合料拥有极高的抗变形性能。同时,因为在这一个高速公路段,交通量较大且重载车比例高,这些都加重了公路路面负荷。此外,有部分路段为长大纵坡路段,高温条件下重载交通对长大纵坡段层间剪切滑动也产生不利影响。因此,在进行路面结构优化方案设计时,需要重点关注在高温条件下路面的抗车辙性能与抗剪性能。
1.2水稳定性
工程项目沿线年降雨量约为1500mm左右,属于年降雨量>1000mm的潮湿区。通过对湖南地区整体高速公路使用情况的分析,可看出部分路段的早期水损害问题仍然比较严重。因而,在进行路面结构优化设计时,必须充分考虑到混合料设计、原材料指标控制等对水稳定性方面问题。
1.3低温抗裂性
常安高速公路工程项目所处地区的年极端最低气温低于-10.0℃,属于冬冷区。因此,进行优化设计时,既要保证路面拥有足够高温稳定性,又要确保其具备一定的低温抗裂性能。
1.4抗疲劳性
高速公路的交通量大,且重载车较多,极易造成沥青路面结构层疲劳破坏现象的形成,因此,需在优化方案中采取相应的措施提高其抗疲劳性能。总之,在常安高速公路路面结构优化设计方案中,需要以解决重载交通下车辙病害问题和早期水损害的问题为主要方向。通过优化路面结构、合理设计混合料、严格控制施工质量,并对特殊路段特殊处理,达到减少早期病害、提高路面耐久性、降低全寿命周期成本的目的。
2沥青结构层的优化分析
在原设计中,沥青路面结构层为:上面层为4cm改性沥青SMA-13;中面层为6cm改性沥青AC-20C;下面层为8cm普通沥青AC-25C。进行优化设计时,结合路面结构层的厚度及路用性能,对沥青路面结构层进行如下优化。
2.1沥青上面层优化
根据常安高速公路通车后的交通量预测,在初期没有太大交通量的情况下,路面荷载的影响深度主要在于中面层,因此从功能性和经济性这两方面考虑,在优化中,在上面层采用4cm厚AC-13C,沥青采用SBS改性沥青,在有效降低工程造价成本的同时,也能充分满足其功能要求。AC-13C采用石质较坚硬、耐磨耗的集料,如玄武岩和辉绿岩等,以确保抗滑磨耗表层的功能(如表1)。在此基础上,将地产的辉绿岩材料用于上面层,相比于SMA-13所需要的外购的玄武岩便宜,造价有所降低。并且,考虑到工程项目所在地为高温多雨潮湿区,在上面层采用AC-13C型沥青混凝土。
2.2沥青中、下面层优化
原施工图设计方案的中、下面层结构为:中面层6cm的AC-20C、下面层8cm的AC-25C,沥青的中面层所在层处于整个路面结构的高剪应力受力区域,在高温地区重载交通条件下,中面层应具有较好的高温稳定性,因此,中面层需要采用高温稳定性较好的沥青混合料,沥青胶结料采用SBS改性沥青。沥青的下面层主要起承重层及粘结层的作用,同时还必须具有较好的抗疲劳性能和抗水损害性能,因此需要采用50#A级道路石油沥青。在优化设计中,将原方案中面层6cm的AC-20C调整为6.0cm的Sup-20,胶结料采用改性沥青,并要求达到PG70-22级性能标准;下面层8cm的AC-25C调整为8cm的Sup-25,采用50#道路石油沥青,要求达到PG64-16级性能标准。
2.3水稳基层优化
在原路面结构设计中,由于水泥剂量用量较高,水稳易产生裂缝,1cm的石油沥青表处不能起到抗反射裂缝的作用。因此,在优化设计中,水稳基层通过降低水泥剂量的方式来控制水稳裂缝的产生,同时采取有效的工程措施来延缓沥青路面的反射裂缝。在水稳基层和沥青面层之间设置防水粘接层,以便沥青面层的应力和应变因离开应力集中的接缝或者裂缝端部而得到降低。同时,加强加铺层结构的抗拉能力与抗剪能力。其中,在防水粘接层类型的选择方面,结合高性能聚酯玻纤布、稀浆封层、橡胶沥青应力吸收层(SA-MI)等三类防水粘接层的特点分析,优先选用1cm橡胶沥青应力吸收层来延缓沥青路面的反射裂缝。
3常安高速公路路面优化设计的对比分析
3.1技术分析
传统的AC型沥青混合料采用悬浮密实型连续级配,高温稳定性较差,即使对其级配进行调整,也难以避免传统设计方法的缺陷。而传统的马歇尔设计方法采用击实成型试件,不能准确模拟路面压路机实际碾压的揉搓效果,因此导致试件油石比往往较实际路面大0.3%至0.5%。而在优化设计方案中,引入Superpave技术从施工检测及工程应用效果来看,Superpave设计的沥青混合料表面均匀、密实,高温性能有较大程度的提高,抗水损害性能良好,其各方面性能均优于传统的悬浮密实型AC混合料,能提高整体的路面性能,特别是高温抗车辙性能。
3.2路面基本建设费用分析
优化方案较原设计方案将有效提高路面性能和延长路面使用寿命。并且,通过清单报价计算,优化后的主线路面结构比原设计路面结构可节约基本建设费用2219万元。
3.3使用效果分析
目前,我国高速公路沥青路面的研究和发展方向是,延长沥青路面的使用寿命,减少早期损害,更好的体现全寿命周期成本设计理念。通过上述分析所得,常安高速公路路面结构优化将在解决原工程项目中的特点及难点问题,在保证路面优质服务功能的基础上,实现路面“耐久、节约、环保”的目标。
4结束语
关键词:半刚性基层沥青路面结构设计
1概述
我国90%以上的高等级公路沥青路面基层和底基层采用半刚性材料。半刚性基层沥青路面已经成为我国高等级公路沥青路面的主要结构类型。
在七·五期间,国家组织开展了“高等级公路半刚性基层、重交通道路沥青面层和抗滑表层的研究”的研究工作,对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性,沥青面层的开裂机理、车辙和疲劳、抗滑表层设计和应用、半刚性基层材料的强度特性和收缩特性,组成设计要求等进行了深入的研究工作,提出了较为完整的研究报告,为高等级公路半刚性基层沥青路面的设计和施工提供了理论依据和技术保证。
由于现行的《柔性路面设计规范》颁布于1986年,随着国家对交通运输业的日益重视和人们筑路经验的不断提高,一致认为1986年版的《柔性路面设计规范》已不能满足高等级公路半刚性基层沥青路面的需要。由于对半刚性基层认识不足,使得设计结果具有一定的盲目性,设计结果要么过分保守,要么因路面结构设计不当而产生早期破坏,造成很大的经济损失。因此,如何利用七·五国家攻关项目取得的成果,结合近十年来半刚性基层沥青路面的设计和施工经验,根据实际使用效果,提出适合本地区特点的路面结构,对路面结构设计方法的更新和路面实际使用效果的改善具有重要的意义。根据江苏、安徽、浙江高等级公路的实际,江苏在镇江、无锡、苏州、徐州、连云港共计4线10段进行调查,安徽在合肥、马鞍山、淮南三市调查了3线8段,浙江在嘉兴和杭州调查了2线5段共计9线23段。调查的路面结构具有一定的典型性。
2国内外研究概况
2.1国外国道主干线基层的结构特点
国外国道主干线基层结构有以下特点:
(1)多数采用结合料稳定的粒料(包括各种细粒土和中粒土)及稳定细粒土(如水泥土、石灰土等)只能用作底基层,有的国家只用作路基改善层。法国和西班牙在重交通的高速公路上,要求路面底基层也用结合料处治材料。
(2)使用最广泛的结合料是水泥和沥青,石灰使用得较少。此外,还使用当地的低活性慢凝材料和工业废渣,如粉煤灰、粒状矿渣等。
(3)有的国家用沥青稳定碎石做基层的上层,而且用沥青做结合料的结构层的总厚度(面层+基层的上层)常大于20cm。
经过几十年的总结,国外在半刚性基层沥青路面结构组合上虽有所改进,但半刚性材料仍是常采用的基层和底基层材料。
2.2国外典型结构示例
国外沥青路面结构设计方法经过几十年的完善,已经提出了比较成熟的设计方法,并且许多国家提出了典型结构设计方法,表1给出了法国典型结构一个范例。
表1
土的等级
交通等级
PF1
PF2
PF3
To(750-2000)
7BB+7BB+25GC+25GC
7BB+7BB+25GC+20GC
7BB+7BB+25GC+25GC
T1(300-750)
8BB+25GC+25GC
8BB+25GC+20GC
8BB+20GC+20GC
T2(150-300)
6BB+25GC+22GC
6BB+22GC+20GC
6BB+20GC+18GC
T3(50-150)
6BB+22GC+20GC
6BB+18GC+18GC
6BB+15GC+15GC
注:(1)交通等级栏下括号内的数值指一个车道上的日交通量,以载重5t以上的车计;
(2)PF1,PF2和PF3指土的种类和土基的潮湿状态,PF1相当于一般的土基;
(3)BB指沥青混凝土,GC指水泥粒料;
(4)表中数字单位为cm。
一些国家在高等级公路上实际采用过的半刚性基层沥青路面结构见表2。
一些国家在高等级公路上实际采用过的半刚性基层沥青结构表表2
国家
沥青层厚度(cm)
半刚性材料层厚度(cm)
备注
日本
20~30
水泥碎石,30~20
荷兰
20~26
水泥碎石,40~15
西德
30
贫混凝土,15
另有防冻层
英国
9.5~16.9
贫混凝土,15另
有底基层
瑞典
12.5
水泥粒料
南非
17.5
水泥砂砾,30
西班牙
8
水泥粒料
当前的规定
2.3其它高速公路路面结构
沥青路面典型结构设计表3
道路名称
长度
(km)
路面结构
面层(cm)
基层(cm)
底基层(cm)
广佛路
15.7
4中粒式
5细粒式
25水泥碎石或
31水泥石屑
25-28水泥土
沈大路
375
4中粒式
5细粒式
6沥青碎石
25水泥碎石
京津塘
142.5
5中粒式
6细粒式
12沥青碎石
25水泥碎石
30石灰土
京石
14
4中粒式
8沥青碎石
15二灰碎石
40石灰土
济青路
15-18开级配中粒式
38-40二灰碎石
42石灰土
正在建设的沪宁高速公路路面结构如表4。
表4
标段
结构
层
A1
B4
B5
B7
C1
C4
C5
C2
D1
D6
D7
D9
E1
E5
F1
F6
F7
G1
G2
G4
G5
G6
面层
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
16
AC
基层
30
LFA
30
LFA
25
LFA
25
LFA
40
LFA
38
LFA
30
LFA
20
LFA
18
LFA
20
LFA
20
LFA
底基层
30
LF
30
LFS
33
LS
33
LFS
18
LF
20
LFS
33
LFS
40
LFS
36
FS
40
LFS
40
LFD
注:AC-沥青面层(4cm中粒式,6cm粗粒式,6cm中粒式);
LFA-二灰碎石,LF-二灰,LS-石灰土;
LFS-二灰土,LFD-二灰砂。
国内七·五期间修筑的主要几条试验路的结构、实体工程及正在建设的一些高等级公路的结构表明,半刚性基层是沥青路面最主要的结构类型,同时,不同设计人员所提出的结构组合相差较大,甚至,对同一条路,不同设计单位设计的路面结构相差也很大。因此,根据设计与施工经验提出的适应不同地区的典型结构具有一定的理论意义和实践意义。
3路面结构调查
典型结构调查要求选择的路线及路段具有典型性,公路等级要求是二级或二级以上的半刚性基层沥青路面,施工质量达到一定的水平,或者由专业队伍承担施工任务。施工质量检查比较严格,如有相应的试验路段,尽可能根据当时试验目的及原始测试数据进行跟踪调查。选择的调查路段使用年限应达到三年以上,并有一定的交通量。路段应包括不同的路基结构(即填控情况)不同的地带类型,不同的路面结构(含不同材料和不同厚度),不同的使用状态(如完好,临界和破坏)和不同的交通量。被选择的路段的基层结构应符合《公路路面基层施工技术规范》的规定,即不是用稳定细粒土或悬浮式石灰土粒料做的基层。路段长度在100~500m之间。为此,浙江、江苏和安徽分别选择320国道嘉兴段,104国道萧山段,206国道淮南段,205国道马鞍山段,合蚌路,312国道镇江、无锡、苏州段,310国道新墟段、徐丰线进行全面的调查和测试。
根据选择路段的基本情况,本次典型结构调查路段选择具有以下特点:
(1)反映了不同地区,不同的道路修建水平;
(2)反映了不同地区,不同的路面结构组合类型;
(3)包括了表处,贯入式等一般二级公路采用的结构,也包括了高速公路采用的结构;(4)包括中间夹有级配碎石连结层的路面结构;
(5)反映了经济和地区水平的差异;
(6)包括了不同地区主要使用的半刚性基层材料。
3.1路段测试内容及测试方法
本次路况测试主要包括:外观、平整度、车辙、弯沉、摩擦系数及构造深度。外观测试是裂缝、松散、变形等破坏的定量描述;弯沉由标准黄河车(后轴重10t)及5.4m(或3.6m)弯沉仪测试;摩擦系数由摆式摩擦系数测定仪测试;构造深度由25ml标准砂(粒径0.15~0.3mm)摊铺得;平整度为3m直尺每100m路段连续测10尺所得统计结果;车辙是3m直尺在轮迹带上所测沉陷深度。
3.2数据采集方法
(1)合理性检验。由于实测数据存在偶然误差,因此,在进行误差分析之前,须去除观测数据中那些不合理的数据,代之以较合理的数据,进行合理性检验。
实际工作中常用3σ原则和戈氏准则,3σ原则较近似,戈氏准则较合理。
(2)代表值的确定。代表值是在最不利情况下可能取得的值:
97.7%的保证率,α取2.0;95%的保证率,α取1.645。
在后面计算中,代表值确定如下:弯沉取;平整度、车辙为;摩擦系数、构造深度为X=-1645S。
3.3路面使用品质分析
3.3.1平整度
根据公路养护技术规范,不的道路等级对平整度有不同的要求。但本次调查结果表明:各路段的平整度与结构层组合与施工组织状况有关。由于选择路段路面结构使用了沥青贯入式,沥青贯入式是一种多孔隙结构,整体性较差,在行车荷载的重复作用下被再压实,导致纵向出现不平整现象。同时施工时各层纵向平整度的严格控制对路面表面平整度控制有十分重要的意义。
3.3.2车辙
沥青路面车辙是高等级公路重要病害之一。国外设计方法中AⅠ法以控制土基顶面压应变为指标,shell设计方法则通过分层总和法直接从沥青面层厚度及面层材料诸方面控制车辙。我国还没有采用车辙指标,作为设计控制值,而是通过材料动稳定度或其它指标达到减少车辙的目的。对半刚性基层沥青路面,由于土基顶面压应力较小,在重复荷载作用下土基产生的再压实的剪切流动引起的。在调查路段,沥青贯入式结构由于其级配较差,在重复荷载作用下极易产生剪切流动和再压实,同时其高温稳定性较差,调查路段车辙量较大。
3.3.3抗滑能力
沥青路面抗滑性能评价方法主要是测定面层的摩擦系数和纹理(构造)深度。沥青面层纹理深度与矿料的抗磨能力(磨光值指标)和沥青混合料高温时的内摩阻力和粘聚力有关。纹理深度达到要求必须合理选定矿料级配、沥青材料满足高等级道路石油沥青技术标准。
调查路段面层矿质材料为石灰岩,磨光值只有37左右,达不到高等级公路和大于42的要求。面层磨擦系数普遍较小,不满足抗滑性要求。
3.4路面结构强度分析
调查路段经过两年的弯沉及交通量实测,结果表明:不同调查路段由于承受的交通量不同,虽然路面结构相同,但强度系数不同。因此,只有根据强度系数才能判别路面结构是否达到使用寿命。同时,有些路段其路面结构组合及厚度明显不符合设计要求或施工质量较差,因此必须调整设计厚度及结构组合。
3.5沪宁高速公路无锡试验路综合调查
沪宁高速公路无锡试验路段是本次调查唯一针对高速公路特点的路面结构,通过近三年的运行和观察,对高速公路设计与施工提出了许多有益的结论。
(1)半刚性基层路段弯沉在(2.13~8.25)(1/100mm)范围,级配碎石段(X、XⅠ)弯沉为0.122mm和0.135mm,但在裂缝边缘弯沉值明显大于没有裂缝处的弯沉,裂缝边缘弯沉最大达20(1/100mm)。因此,在试验路段弯沉绝对值能满足高速公路强度要求,但必须注意裂缝对半刚性路面结构强度影响。
(2)路面平整度基本没有改变,并能满足要求。
(3)1994年夏季高温持续时间长,对沥青路面高温稳定性提出了严峻的考验。1994年观测结果表明,试验路段车辙较1993年基本没有变化。
(4)路表面在行车碾压作用下,行车带渗水很小或根本不渗水。
(5)从路面构造深度和摩擦系数二方面分析,面层摩擦系数较1993年减少约(9~14),在1993年新铺路段,摩擦系数从65.4(LK-15A),61.9(LH-20Ⅰ’)分别减少到35.4和32.0,减少约30。对同一级配来说,LH-20Ⅰ’玄武岩径一年行车碾压后的摩擦系数值比行车碾压二年后砂岩(LH-20Ⅰ’)的摩擦系数值还要小,说明玄武岩的抗摩擦能力小于砂岩。对LK-15A加铺层段,LK-15A段的摩擦系数LH-20Ⅰ’加铺层路段摩擦系数大。
(6)对比英国产摩擦系数仪,英国产摩擦仪测试结果较国产摩擦仪增大范围是:(16.6~23.65)平均约21.0,其回归关系式为
f上=1.13×f东+16.9。
式中:f上为上海测试值;f东为东南大学测试值。
(7)半刚性路面裂缝较为严重,经二年运行,裂缝间距宽约为70~90m,窄的约为15~25m。裂缝宽度在1~10mm之间。而在''''层的开裂是面层开裂的主要原因。
3.6调查路段综合结论
(1)本次调查涉及高速公路结构,一级公路、二级公路,因此,调查工作可靠,对提出典型结构具有指导意义。
(2)调查路段路面结构有许多贯入式结构。虽然这种结构整体稳定性不好,但调查结果表明,由半刚性材料引起的反射裂缝也相应减少。
(3)对高速公路路面结构,面层厚度12~16cm,基层底基层厚度50~60cm。
(4)对一级公路路面结构,面层厚度8~12cm,基层底基层总厚度40~55cm1。
(5)对二级公路路面结构,面层厚度6~10cm,基层底基层厚度35~45cm。
4土基等级划分
土基是影响沥青路面结构承载能力、结构层厚度和使用性能的重要因素。土基的强弱直接影响路表弯沉值的大小和沥青路面使用寿命的长短。路面力学计算结果表明,沥青路面的回弹弯沉值绝大部分是由土基引起的。合理划分土基等级,保证土基施工质量对路面弯沉控制有重要的意义。
《柔规》规定土基必须处于中湿状态以上,Eo的建议值根据土的相对含水量及土质确定。实际上,土基的回弹模量(Eo)值随土的特性、密实度、含水量、路基所处的干湿状态以及加荷方式和受力状态的变化而变化。土基回弹模量Eo值规定以30径刚性承载板在不利季节测定、在现场测定。柔性路面设计规范中的Eo建议表,就是根据全国各地旧路上不利季节在路面完好处,分层得出E1,E0,并在土基测点中心钻孔取土测ρd、WWP,同时用手钻在板旁取W校正,得出80cm范围内的平均值,整理得出EP的建议值。该表采用6g锤的液限值,现改用100g锤测定液限。
如果用相对含水量确定土基的回弹模量,对重型击实标准,可将原建议值提高30%。如华东地区中湿状态土基加强弹模量最小值23MPa。则高等级公路路基的回弹模量最小值为23×1.3=30MPa这再一次证明土基回弹模量低限取30MPa是合理的。如果路基回弹模量最小值达不到要求,要求采取某种处治方法进行处治。
第二种确定土基回弹模量的方法是通过压实度和土的稠度来计算土基的回弹模量。对比土的相对含水量与稠度的关系曲线,当Wc=1.0,0.75和0.50时,相当于地下水对路基湿度影响有关的临界高度的分界相对含水量W1、W2、W3,即当Wc<0.5时,相当于过湿状态,Wc=0.5~0.75时,相当于潮湿状态,Wc=0.75~1.00时,相当于中湿状态,Wc>1.00时,相当于处于干燥状态。
土基强度等级划分结果表明:必须使土基处中湿成干燥状态,否则要作适当处理。如果根据CBR确定土基回弹模量,则第三种方法根据室内试验,用E0=6.4CBR确定土基回弹模量值。
综上所述,土基强度等级划分为S1、S2、S3三个等级与各参数间相互关系见
表5
土基强度等级表5
土基强度等级
回弹模量范围(MPa)
承载比范围(CBR)
S1
30~45
4.5~7.0
S2
45~65
7.0~10.0
S3
>65
>10.0
5交通量等级的划分
影响一条公路的交通量的因素既多又复杂,每个因素的不确定性又较大。因此,不可能较准确地知道公路开放时的平均日交通量,也不可能较可靠地确定交通组成和各自的平均年增长率。其结果是实际交通量与路面结构设计时预估的交通量有很大差异。
5.1高等级公路交通量取值范围
高等级公路泛指二级汽车专用道以上的公路,二级汽车专用道第一年日平均当量次最小值一般为500,如以8%的增长率增长,15年累计作用次,对于小于该作用次数的公路将不作高等级公路处理。对高速公路而言,通行能力(混合交通)应大于25000辆/日,标准轴次一般为6000~8000辆/日,因而,若以5%的增长率增长,5年最大累计作用次数一般为15~1806次左右。
5.2划分办法及具体结果
交通等级划分将以累计标准轴载作用次数对容许弯沉的均等影响为依据进行划分。交通量等级划分结果见表6。
交通等级划分结果表6
等级
标准
T1
T2
T3
T4
累计标准轴次(次)
第一年日平均当
量轴次(次)
<500
500~800
800~1200
>1200
注:第一年日平均当量轴次由标准累计作用次数计算得,设计年限取为15年,增长率取为8%,
且以单车道计。
6典型结构图式
6.1典型结构推荐的基本原则
结合结合调查路段的路面结构和实际的使用状况,以及国内外半刚性基层沥青路面实体工程设计成果,半刚性基层沥青路面的承载能力主要依靠半刚性基层。因此承载能力改变时主要通过改变基层的厚度来实现。沥青面层的厚薄主要考虑道路等级(交通量)的影响,为此,可得出半刚性基层沥青路面典型结构沥青面层、基层、底基层厚度改变的基本原则。
(1)沥青面层总厚度控制在6~16cm。对相同交通等级,不同的路基等级,基层(或底基层)厚度不同,不同的交通等级,相同的土基等级改变沥青面层的厚度。
(2)基层(或底基层)厚度变化尽可能考虑施工因素,即施工作业次数最小。
(3)不同的交通等级,主要改变基层或底基层的厚度,并且综合考虑造价因素。
(4)材料选择应结合华东片区实际,基层采用二灰碎石和水泥稳定粒料,底基层则采用石灰土和二灰土(二灰)
(5)为减少面层开裂,推荐结构提出采用级配碎石过渡层。
6.2半刚性基层沥青路面典型结构
根据参数分析,推荐的基本原则及国内外路面结构设计原则,对半刚性基层沥青路面共推荐60种典型结构,供有关单位设计时直接选用,表7是其中之一。
重交通道路沥青路面典型结构图表7
交通量
土基强度
等级
T1
T2
T3
T4
S1
8~10AC
20LFGA
30LFS
10~12AC
20LFGA
35LFS
12~14AC
20LFGA
37LFS
14~16AC
20LFGA
40LFS
S2
8~10AC
18LFGA
30LFS
10~12AC
20LFGA
30LFS
12~14AC
20LFGA
32LFS
14~16AC
20LFGA
35LFS
S3
8~10AC
20LFGA
20LFS
10~12AC
18LFGA
30LFS
12~14AC
18LFGA
32LFS
14~16AC
20LFGA
32LFS
注:AC——沥青混凝土;LFGA——二灰碎石;LFS——二灰土。
6.3构推荐和验算的几点说明
(1)沥青面层厚度在8~15cm之间,这主要根据调查结果及我国道路建设的现状和水平。
(2)基层和底基层的厚度充分反映了结构的受力特性和结构层的经济合理性要求。
(3)推荐的底基层厚度在三种验算方法计算厚度之间,并反映了当前我国路面结构的现状和水平。
(4)基层采用二灰碎石或水泥稳定粒料。由材料的变形特性的分析(见第8节)可知,水泥稳定粒料干缩、温缩系数均大于二灰碎石,从减少开裂的角度以而言,建议优先选用二灰碎石。
(5)从施工最小工序数,公路投资最小的角度,尽可能通过改变底基层厚度
来满足结构强度要求。
7结论
本课题通过对3省9线22段及沪宁高速公路无锡试验段(11000m)的调查、测试、分析和总结,提出高等级公路半刚性基层沥青路面典型图及其它注意事项。
主要结论如下:
(1)详细、全面地分析了国内外高等级公路沥青路面采用半刚性材料作基层或底基层的经验,进一步说明在现阶段半刚性基层沥青路面仍是高等级公路路面的主要结构类型。
(2)调查路段结构及功能状况表明:沥青贯入式结构不宜作为高等级公路沥青路面的某一结构层,但沥青贯入式结构对减少反射裂缝有益;石灰岩不能用作高等级公路沥青路面上面层,否则不能保证抗滑要求;必须采用中粒式沥青混凝土作为沥青路面上面层,且其孔隙率应在3~6%的范围之内;裂缝问题是半刚性基层沥青路面十分重要的问题,它直接影响路面结构强度、使用性能及渗水状况;级配碎石有利于延缓反射裂缝的产生;南方地区,半刚性基层的收缩与温缩而形成的反射裂缝是沥青路面裂缝产生的主要原因。
(3)结合调查结果、室内试验及理论分析提出了土基模量分级及土基模量的三种确定方法,即野外承载板、CBR及现沥青路面设计规范取值放大30%。
(4)室内通过CBR试验及弹性模量试验,提出了CBR与E0的关系,即E0=6.4CBR
(5)根据调查结果及强度验算,提出了沥青路面典型结构图,选择典型结构时应根据土基、交通量状况及路面使用材料确定典型结构。
关键词:平整度直接式检测类响应式检测类
一、引言
平整度检测贯穿于路面施工质量检测、评定、验收及运营期路面质量检测等环节,其检测设备、原理和方法多种多样,检测结果因检测设备不同而有较大差异。美国、澳大利亚等国的平整度检测技术处于领先水平。美国有多家公司研发和生产路面平整度检测仪,其中包括ICC公司生产的惯性激光断面仪和手推式断面仪;FACE公司生产的DIPSTICK(步进式断面仪)和手推式断面仪,及South Dakota DOT生产的惯性激光断面仪等(澳大利亚ARRB生产的手推式断面仪和惯性激光断面仪在国际上也有一定的市场)。
我国平整度检测技术的研究相对落后,由于公路建设的需要,在“七五”期间,由交通部公路研究所和西安公路研究所等单位先后分别研制了颠簸累积仪和八轮仪等平整度检测装置,目前已在中国市场上有了一定的应用。在过去的十年中,有过一些应用和理论的研究,如我国规范规定了几种用于不同工程阶段、不同结构层次的平整度检测设备和相应的检测、评定方法,但总的来说在技术方面突破不大。近年来国内在仪器的评价和相关性的研究方面也开展了一些工作,2001年交通部组织开展了平整度检定规程研究,并已初步完成。
二、路面平整度检测仪的基本分类
,q4U5e7lJ公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通)p%fzS$ZnP公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通路面平整度的仪器主要有两大分类:第一类为纵断面测定(直接式检测类),即测出路面纵断面剖面曲线,然后对测出的纵断面曲线进行数学分析得出平整度指标。第二类为车辆对路面的反应测定(响应式检测类),即测出车辆对路面纵断面变化的力学响应,然后对测出的力学响应进行数学分析得出平整度指标。对响应式检测类而言,其平整度指标的换算主要是通过对标准仪器测得的结果进行标定而得到。通常,第一类检测方法可用于路面施工质量验收与评价,而第二类检测方法主要用于路面周期性评价。但第二类检测仪器常要借助于第一类检测仪器进行指标标定。
1、直接式检测类
对直接式检测类平整度检测仪而言,主要的平整度指标为国际平整度指标IRI(InternationalRoughnessIndex)。国际平整度指标IRI是被广泛采用的路面平整度指标。国际平整度指标IRI的优点是具有很强的时间稳定性和空间稳定性,这使得不同时间和地点检测的国际平整度指标IRI值可进行直接比较。T c5Xv%g7^XZe公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通国际平整度指标IRI的计算是基于四分之一车辆仿真模型。四分之一车辆仿真模型是用于模拟车辆在实际路面行驶时车体对路面纵断面起伏波动的动态响应。J,y,[6\Lf省略
"H+`&U;pM3Fj$uc
四分之一车辆仿真模型用于模拟车辆机械系统在路面纵断面曲线输入的激励下的动态响应。通过四分之一车辆仿真模型计算模型车车辆悬挂系统的单向位移量,将各次计算的单向位移值累加(单位为m)并与路段长度相除(单位为km),既可以得到国际平整度指标IRI,其单位为m/km。国际平整度指标IRI计算的数学过程极其繁琐,具体计算公式可查阅有关资料。应该强调的是国际平整度指标IRI必须先获得路面纵断面剖面曲线,然后将路面纵断面剖面曲线输入到四分之一车辆仿真模型,由四分之一车辆仿真模型计算国际平整度指标IRI。事实上,几乎所有的自动化路面断面曲线检测系统(直接式检测类)都包含国际平整度指标IRI的计算软件包。因此只要获得路面纵断面剖面曲线,就能较易获得国际平整度指标IRI。 B$~4ZdI[mjCk公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通2、响应式检测类 e V4k[ \8?;V响应式检测类的检测对象主要包括检测车辆的动态垂直加速度和垂直位移。当平整度检测仪检测的对象是车辆的动态垂直加速度时,此类平整度检测仪可归为电子响应式检测类;当平整度检测仪检测的对象是车辆的动态垂直向累积位移量时,此类平整度检测仪可归为机械响应式检测类。
三、主要特点
1、直接式检测类主要特点是:
(1)能得到路面纵断面曲线,根据纵断面曲线,平整度特性可直观地反映出来。
2|
GGphu/uo8C省略)o ^A8P?S省略(2)测得的路面纵断面曲线可输入到仿真数学模型而得到车辆对路面纵断面变化的仿真力学响应。过去的实验和研究已证明这种仿真响应与真实的车辆响应有很好的相关性。
AU8VB9oZ公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通3n(^xO#FJo9i T省略(3)检测路面纵断面曲线是较难的,尤其是长波长纵断面曲线,其原因是难以从检测仪本身直接取得路面纵断面垂直高度参照点。比较可取的方法是从检测仪本身的垂直加速度或与水平线的夹角之中间接地取得垂直高度的参照点。
(4)由于此类检测仪能得到路面纵断面曲线,因此可直接用于新路面施工质量的验收与评价,使验收部门有客观依据决定施工质量的优劣。
1sS|7c}`省略(5)若此类检测仪能测出长波长和短波长路面纵断面曲线,则可作为标准参照仪
`AwX'pCc0h
t8wv!P1m"Z2w用于对其它平整度仪进行标定和作相关分析。 ^+} ~U5U3l省略Ot*dFUa9qd$s)GO公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通2、响应式检测类主要特点是:
H)?
J9k$v2e5e(`&n公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通 (1)此类方法的依据是车辆对路面纵断面垂直高度变化的力学响应,如振动等,然后对这种响应进行数学分析,从而得到平整度指标,如垂直加速度均方差和颠簸累计值等。
(2)由于此类检测方法相对于第一类方法要简单,检测速度要快,因而适用于高速检测和长距离检测。 (3)此类方法无法得到路面纵断面曲线,因而主要应用于现存路面平整度评价。
(Ap3Z9_ q公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通(4)由于无法得到路面纵断面曲线,此类检测仪需依赖于能测出长波长和短波长路面纵断面曲线的平整度检测仪对其进行标定和作相关分析。
四、平整度检测仪的标定方法
1、基本原理
响应式平整度检测仪主要依据检测车对路面不平整的动态响应来获得平整度的指标的。因此,检测本身的机械性能将直接影响到平整度检测的结果。从概念上讲,不同的检测车针对同一条路面将会有不同的动态响应,即便是同一台检测车,当使用一段时间后,其机械性能和电气性能也会发生一定的变化。针对这两种性能前后时间的不一致性,在路面平整度检测的实践中,往往采用技术标定(也称系统标定)的方法来使各种响应式路面平整度仪的检测达到一致性,或归结到标准的检测。
O-NK6?8U |A,WQ|省略在国际上,路面平整度的标准检测主要采用两种方法,第一种方法是采用精密水准仪检测路面平整度,即采用精密水准仪检测出路面的纵断面剖面曲线(标高),然后采用计算机软件将测得的路面纵断面曲线转换成国际平整度指标(IRI),从而获得该路面的平整度指标的标准检测。第二种方法是采用手推式断面仪(也称路面纵断面剖面仪)检测路面纵断面剖面曲线,然后采用计算机软件将测得的路面纵断面曲线转换成IRI,从而获得该路面的平整度指标的标准检测。不论是采用何种标准检测,其基本要求是:
+S }-W5|_
~(T
z省略2q2F D!IU2d)y+[r[a.检测结果不受检测设备机械性能的影响;
t5@M k5B!|Fb省略b.检测精度要求较高;
'z+~G1G!Bk*~公路,交通,交通知识,交通技术,高速公路,国道,设计,工程软件,论文,规范与标准,交通量预测,路基路面,交通工程,监理,职称考试,注册工程师,国家高速公路网,7918,交通产业,智能交通C.能直接获得全波长的路面纵断面剖面曲线;
d.能直接计算出IRI。 2]QM vv"OSreHtQ
p/BK路桥先锋论坛―省略对于响应式平整度检测仪的标定,一般要求至少5条以上的路面(包括较为粗糙的路面、中等平整的路面和较为平整的路面),其长度为100~200m左右。对这些选定的路面,分别采用标准仪器(精密水准仪或手推式断面仪)和被标定的响应式平整度仪实施平整度检测,获得的平整度指标即可用来作为系统标定之用。
五、结束语
路面平整度是评定路面使用品质的重要指标之一,它既是一个路面外观指标,又是衡量路面质量及现有路面破坏程度的一个重要指标。其直接关系到行车安全以及车辆的通行能力和运营的经济性,还影响着路面的使用年限,但近年来由于各种车载高效检测设备拥有测试精度等级高,人为因素少,不用中断交通等优点,这些方法已经被各省市的质监部门所采用平整度检测事业也正朝着精确、快速、高效的方向发展。
参考文献:
张超、郑南翔、王建设 《路基路面试验检测技术》 人民交通出版社
关键词:公路,沥青路面,破坏,原因,防治,措施
前言:沥青路面的早期破坏是指在沥青路面使用前期,即在沥青路面设计寿命的前期发生的过早的各种形成的破坏。论文参考网。随着公路交通事业的迅速发展,交通量的不断增长,交通车辆吨位的增长,荷载等级的提高及车辆超载等对沥青路面的破坏日益严重,并极大的影响公路使用质量和公路使用寿命,影响交通运输上网发展,分析沥青路面早期破坏的原因,提出预防破坏的措施方法,对公路质量及公路运输是有重要意义。
(一)沥青路面早期破坏原因
(1)结构设计不合理。沥青面层结构选用不当,混合料类型不合理,根据沥青路面设计规范,沥青面层除应满足车辆的使用要求外,还应满足雨水不渗等要求,宜选用粒径较小,空隙也小的级配混合料,尽量采用小粒沥青砼,以提高沥青路面面层的防渗性。对于选用中粗粒砼或开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面,必须在沥青面层下设下封层,防止雨水渗水。
(2)油路补强段的路面厚度考虑不足。路面改造过程中,为充分利用老路并节约土地及投资,利用旧路的线位及结构层,按照公路补强设计的一般要求和科学态度,宜先对所用的路段状况进行客观评估,根据旧路的状况(特别是强度弯沉指标)确定利用旧路的方案及补强厚度,但实际上,一些设计单位往往没有认真细致的调查,大致给出一个补强厚度及路段桩号就草草了事,结果导致许多补强路段补强后弯沉值大于设计值,造成新路强度不足,早期破坏严重。
(3)岩石路段石质类型确定有误,在路基设计中,由于没有足够的地质钻探资料,仅靠地表情况判断石质类型,容易出错。如有的公路,原设计为石方路段,仅用15㎝水稳砂砾做整平层,未设置半刚性基层。实际开挖后,路基为泥质页岩及风化岩,施工单位照图施工后,由于雨水渗入,导致泥质页岩及风化岩软化,沥青路面结构强度不足,出现大面积风裂。
(4)路面厚度设计问题。论文参考网。路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次,设计单位为了计算方便,一般将设计公路的交通量划分为一定车型的标准交通量与另一定型的非标准车交通量,然后将确定车型的非标准车的轴次,换算成标准车轴载的当量轴次,最后用设计年限内的当量轴次,计算路面设计弯沉及结构厚度。
(二)施工质量问题可能造成沥青路面早期损坏
(1)土基尤其是是粘性土路基施工中,要加强对土的粉碎和翻晒,尽量保证碾压路段土体含水量的均匀,力求土体固结后路基模量不出现大的差异,要防止对过干的土(低于重型击实标准最佳含水量3%)采取超压方式进行压实。
(2)目前,我国高等级公路路堤普遍比较高,而施工周期又相对较短,这对路基沉降非常不利,施工中,应优先安排高填土路段路基施工,并尽量快速施工,让路基完成后有尽量长的时间固结,桥梁工程的台背填土往往是高填土路段。也要尽早施工,不能有“重桥轻路”的思想。
(3)使用石灰材料的基层(如二灰碎石基层等)既要对购进石灰的品质把关,更要防止石灰的活性损失。活性损失越多,其基层强度就越低。因此,施工控制中,石灰消解时间的确定和对消石灰的保管(特别是雨季保管)应纳入施工管理的重要内容。
(4)我国目前对半刚性基层(如二灰碎石或水泥或水泥稳定碎石基层)内在质量控制的主要方法是密实度检查,后期强度则主要通过弯沉检测量为确定。基层集料级配控制往往在实际施工时被忽视,二灰碎石或水泥稳定碎石基层均属于嵌挤密实型结构,其集料级配对基层强度形成有很大影响。若级配不连续或结构内级配不均匀,在剪应力作用下,局部易碎裂,造成松散,甚至损坏整个路面。
(5)基层养护不到位也易造成路面早期损坏。我国现行路面结构设计多在半刚性基层加铺沥青面层,基层完成后采用洒水车配以人工铺助洒水来进行养生,受主、客观因素的影响,这种养生方法常常不到位,目前机械化程度较高,基层施工速度较快,因为洒小汽车配备不足,或施工取水困难,或气侯干燥等,路基养生工作往往不到位。洒水车或施工车辆轮胎通过造成基层顶面产生浮灰或表面松散。“保湿养生法”或许是解决这一问题的有效途径。
(6)沥青混合料的品质无疑是沥青路面良好使用性能的重要保证,施工中对沥青面层集料的相对稳定、沥青拌和楼的粗量系统及矿粉控制、沥青混合料的拌和和碾压温度混合料的表面离析等予以足够的重视。
(三)车辙原因分析
车辙的形成原因主要是沥青混合料以及交通条件环境系统的影响,车辙变形主要来源于沥青混合料的粘滞流动和一定的压实作用,沥青混合料在高温下由于车轮反复碾压,产生机横向剪流动造成车辙,另外施工中用油偏高,沥青稠度偏高,矿料级配中细了过高,矿粉掺量过大也会产生车辙。论文参考网。
(四)养护方面
沥青路面的质量好坏,与设计,施工有着很主要的关系,同时与养护也有着重要联系,沥青路面设计施工的再好,如养护不当,也会对路面造成损坏,当沥青路面出现沉降裂缝、车辙、坑槽等破坏时,应及时发现分析成因,采用适当的方法进行处理,修复以免损坏进一步的蔓延。
二、路面病害的防治措施
(一)优化设计
提高长期使用性能的重点应该从优化结构组合设计,按每一条路的实际情况得到的数据去设计路面面层,这样的数据才能更合理、更适合。对各油面层沥青混合料进行优化设计,矿质混合料设计时应采用骨架密实结构,最佳沥青用量应根据不同层油面层需要的功能谨慎选定。为提高沥青路面的高温稳定性,黑龙港流域施工采用的沥青用量应按最佳沥青用量OAC的±0.3%选用,中、下油面层宜取低限。重载道路或高速公路沥青路面建议对中、上面层使用沥青进行SBS改性。
(二)原材料质量控制
(1)沥青应选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低,高粘度的优质国产或进口沥青。在条件许可的情况下,可在沥青中掺和各种类型的改性剂,以提高基性能指标。
(2)集料选用的骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。
(3)混合料的级配确定沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能、低温抗裂性,路面表面特性的耐久性是两对矛盾,相互制约,照顾了某一方面性能,可能会降低另一方面性能。
(4)混合料配合比设计,实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优设计,根据当地的气侯条件和交通性况做具体分析,尽量互相兼顾,当然为提高沥青路面使用性能还可以考虑以下两个途径:第一是改善矿料级配,采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA):第二是改善沥青结合料,采用改性沥青。
(三)路基的强度
首先压实度是反映路基强度的重要指标,也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施,施工中必须严格检测控制,使其达到规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响,每层的松铺厚度不应大于30㎝。必须严格控制路基的填筑工艺,确保路基强度。
(四)施工过程中质量的控制
(1)沥青的选用十分关键,要挑选符合规范各项要求的沥青,特别是沥青针入度、软化点、延度指标必须严格把关。由于近些年的气侯偏暖,因此,沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青。此外,透层油,粘层油沥青应采用与沥青混凝土用同一种沥青,特别是油石比的选择应考虑粘层油,透层油返油时对其影响。
(2)在沥青混合料配合比设计上要特别重视
(3)沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行,合理安排工期,避开不利天气施工。
(4)摊铺机应选用熟练的摊铺机操作手,并选择两台前后错开同时施工,而少采用伞断面摊铺机,在摊铺过程中,应尽量避免停机,注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。]
结束语
路面早期破损已为沥青路面的主要危害之一,各级交通管理部门都应引起足够的重视。并根据其成因从路面设计,原材料进场到具体施工,有针对性采取一系列预防和改善措施。同时,必须建立健全质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工部门,层层重视,层层控制,层层落实。只有这样,才能从根本上减少对沥青路面的早期破损现象的确发生,使公路建设质量全面提高,更上新台阶。
参考文献
[1]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社.
[2]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社,2008,5.