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瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文1
關(guān)鍵詞:重載交通;瀝青路面;設(shè)計(jì)
中圖分類號(hào):S611
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、重載作用對(duì)瀝青路面的影響
1重載交通參數(shù)分析
N =∑c1c2n(P)。其中,P為軸重;N為軸載作用次數(shù);n為系數(shù)。通過分析不同路面結(jié)構(gòu)下軸載換算系數(shù)與軸載的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)軸載換算系數(shù)n主要與軸載有關(guān),利用回歸分析,忽略不同路面結(jié)構(gòu)對(duì)軸載換算系數(shù)所造成的誤差,可以得到基于彎沉、彎拉以及車轍等效的軸載換算系數(shù)n的取值范圍。考慮超載,彎沉等效時(shí)n=5.0~5.8,線性分析結(jié)果n=5.0,非線性分析結(jié)果n=5.5;彎拉等效時(shí),一般半剛性基層路面n≈8.0,考慮超載時(shí)n≈9.0;車轍等效時(shí),n=4. 0~4. 5。此結(jié)果與國(guó)內(nèi)外其他對(duì)軸載換算關(guān)系的研究成果基本一致。
由以上分析可知,n的取值遠(yuǎn)大于規(guī)范規(guī)定的數(shù)值,這就說明在較短的時(shí)間內(nèi)可以達(dá)到路面設(shè)計(jì)的累積標(biāo)準(zhǔn)軸次,所以路面的使用壽命大大減少。超載100%時(shí),高速公路、一級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)只能使用1. 40年,二級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)只能使用1. 20年,三級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)只能使用0. 70年。所以必須采取措施,減少影響,延長(zhǎng)重載交通下瀝青路面的使用壽命。
2重載對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)體系的影響
根據(jù)分析,在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下,應(yīng)用現(xiàn)行規(guī)范設(shè)計(jì)指標(biāo)體系進(jìn)行瀝青路面結(jié)構(gòu)厚度計(jì)算時(shí),路表彎沉指標(biāo)起控制作用,整體性結(jié)構(gòu)層(包括面層和基層)的層底拉應(yīng)力驗(yàn)算指標(biāo)在厚度設(shè)計(jì)時(shí)一般不起作用。但路表彎沉指標(biāo)同時(shí)存在明顯的缺陷。與其利用它來控制路面破壞,不如采用整體性結(jié)構(gòu)層層底的拉應(yīng)力和土基頂面容許壓應(yīng)變來控制更為合理。但是,路表彎沉設(shè)計(jì)準(zhǔn)則在我國(guó)柔性路面設(shè)計(jì)中已使用多年,它具有量測(cè)方便的優(yōu)點(diǎn),在一定程度上也反映了土基頂面壓應(yīng)變。大量的計(jì)算分析表明,路表彎沉和土基頂面壓應(yīng)變之間具有良好的相關(guān)關(guān)系。通過相關(guān)關(guān)系可以由路表彎沉推算到土基頂面壓應(yīng)變,把土基頂面壓應(yīng)變準(zhǔn)則和路表彎沉結(jié)合起來,就可以同時(shí)利用上基頂面壓應(yīng)變準(zhǔn)則較合理和路表彎沉量測(cè)方便的優(yōu)點(diǎn)。因此,建議仍將路表彎沉作為一個(gè)設(shè)計(jì)指標(biāo)。
3重載對(duì)瀝青路面結(jié)構(gòu)的影響
重載交通瀝青路面結(jié)構(gòu),軸載增大時(shí),路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)那些發(fā)生了變化,在設(shè)計(jì)中我們將怎么在滿足疲勞壽命與設(shè)計(jì)指標(biāo)的要求,下面我們先分析當(dāng)軸載增大,主要對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)彎沉與基層底拉應(yīng)力的影響。
表1軸載對(duì)設(shè)計(jì)指標(biāo)的影響
圖2彎沉與軸重的關(guān)系
圖3基層底拉應(yīng)力與軸重的關(guān)系
圖4瀝青層底拉應(yīng)變與軸重的關(guān)系
圖5基層頂壓應(yīng)變與軸重的關(guān)系
上面的圖表我們發(fā)現(xiàn),當(dāng)軸載為100KN增大到160KN時(shí),路面的彎沉從30增大到45,基層底的彎拉應(yīng)力從0.11MPa增大到0.17MPa,青層底拉應(yīng)變?cè)龃蟮?0με。,基層頂壓應(yīng)變從130增大到260με,也就是說,在重載作用下,路面結(jié)構(gòu)的整體剛度下降,基層的疲勞壽命降低,路面結(jié)構(gòu)永久變形增大。經(jīng)過上面的病害調(diào)查,重載下路面的車轍嚴(yán)重。
二、重載作用下瀝青路面的設(shè)計(jì)
1設(shè)計(jì)步驟
根據(jù)現(xiàn)行瀝青混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范,可歸納出重載瀝青路面設(shè)計(jì)步驟為:
(l)交通資料的收集。交通資料包括:初始年日平均交通量和交通組成、軸載譜、超載方式和超載規(guī)律、歷年交通量及交通組成、方向分配系數(shù)、車道分配系數(shù)、軸載年平均增長(zhǎng)率等,在此基礎(chǔ)上判斷是否適用于重載路面設(shè)計(jì)方法。若適用,利用本報(bào)告研究結(jié)果進(jìn)行軸載換算及使用年限內(nèi)累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)軸次的計(jì)算,最后計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉。
(2)收集沿線地質(zhì)、土質(zhì)及筑路材料狀況,并結(jié)合原有瀝青道路路面的使用及破壞情況,選擇適合于重載道路的筑路材料并初擬路面結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)測(cè)定各結(jié)構(gòu)層材料的抗壓回彈模量、劈裂強(qiáng)度等設(shè)計(jì)參數(shù)。
(3)根據(jù)設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算路面厚度,并進(jìn)行半剛性基層、底基層容許彎拉應(yīng)力、極限彎拉應(yīng)力驗(yàn)算及土基頂面容許壓應(yīng)變驗(yàn)算。若不滿足要求,或調(diào)整路面結(jié)構(gòu)層厚度,或變更路面結(jié)構(gòu)組合,然后重新進(jìn)行計(jì)算。
2材料設(shè)計(jì)
對(duì)于瀝青路面的設(shè)計(jì)使用材料要充分考慮施工混合材料的抗剪強(qiáng)度。瀝青路面的混合材料通常是采用馬歇爾設(shè)計(jì)方法,馬歇爾設(shè)計(jì)方法是通過混合料的密度、流值、空隙率等做出材料的混合比,但是這種設(shè)計(jì)方法不能夠正確的分析出瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度,所以對(duì)重載情況下,瀝青路面的實(shí)際受力狀態(tài)無法真實(shí)的反映出來。可以將瀝青路面的受力情況進(jìn)行模型試驗(yàn),通過測(cè)量的數(shù)據(jù),反映出瀝青路面在重載條件下的受力情況。通過三軸試驗(yàn)方法,按抗剪強(qiáng)度進(jìn)行瀝青混合料的配比設(shè)計(jì)。
根據(jù)以前的室內(nèi)疲勞方程和力學(xué)設(shè)計(jì)程序,無論瀝青結(jié)構(gòu)層多厚,結(jié)構(gòu)都會(huì)必然產(chǎn)生疲勞開裂、車轍。而最新的理論發(fā)現(xiàn)當(dāng)瀝青層超過一定厚度時(shí),良好施工的路面結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生源于層底的疲勞開裂和結(jié)構(gòu)性車轍。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)軸次超過一定次數(shù)后,瀝青層厚度無須增加。也就是說,瀝青層的厚度使層底拉應(yīng)變小于一定的值以后,瀝青路面的下部將可以無限期地使用下去。所以永久性路面的最大特點(diǎn)是確保路面各類損壞控制在路面表面層頂部很薄的范圍內(nèi),如自上向下溫度疲勞開裂、車轍、表面磨耗、瀝青老化都努力限制在磨耗層內(nèi),防止出現(xiàn)中面層以下的結(jié)構(gòu)性損壞,表面層的損壞只需通過預(yù)防性養(yǎng)護(hù)得以補(bǔ)救。 目前我國(guó)高速公路的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大部分采用半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)路面對(duì)于車輛重載的抗壓能力較弱,容易導(dǎo)致路面破損現(xiàn)象出現(xiàn)。為此,本文介紹推薦一種由法國(guó)規(guī)范規(guī)定的全厚式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,按該方法設(shè)計(jì)的瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu),其厚度相比半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)略薄,同時(shí)能夠降低路面因載重疲勞產(chǎn)生開裂現(xiàn)象發(fā)生,當(dāng)需要修復(fù)時(shí),只需要更換或加鋪一層表面層即可,無需大的結(jié)構(gòu)性重修或重造。這給路面的修復(fù)工作降低了工作量和工程成本。全厚式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是按照路面的功能合理的布置路面的層次結(jié)構(gòu),其特點(diǎn)是具有抗載重、抗疲勞、抗磨損、抗車轍、抗透水等。
4全厚式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
重載瀝青路面多為全厚式路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。全厚式瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)一般由磨耗層、連接層、基層和底基層組成。磨耗層應(yīng)具有防滲透、防雨雪、抗滑耐磨的性能。連接層應(yīng)具有抗車轍蠕變能力,能夠有效的保護(hù)基層。基層和底基層為全厚式瀝青混凝土路面的主要持力層,應(yīng)具有良好的抗疲勞性能和很高的承載能力。支撐全厚式瀝青路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的另一個(gè)非常重要的因素是路面承臺(tái)的穩(wěn)定和強(qiáng)度。路面承臺(tái)也即國(guó)內(nèi)統(tǒng)稱的路基和墊層。路面承臺(tái)的變量參數(shù),直接影響路面結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果,法國(guó)人根據(jù)地質(zhì)、水文、路基填料、施工工藝水平,交通量等因素,將路面承臺(tái)劃分為多個(gè)等級(jí),列表供查。全厚式瀝青混凝土路面出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞主要表現(xiàn)在兩方面:一是瀝青混凝土路面的疲勞裂縫破壞;二是路面承臺(tái)發(fā)生的結(jié)構(gòu)性車轍破壞。為保證全厚式瀝青混凝土路面不出現(xiàn)上述破壞,需要對(duì)路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算并滿足兩個(gè)條件:一是瀝青層層底的水平拉應(yīng)變 εt,ad 應(yīng)小于允許極限值;二是路面承臺(tái)表面的豎向壓應(yīng)變 εz,ad 應(yīng)小于允許極限值。
5厚度設(shè)計(jì)
國(guó)外的瀝青路面設(shè)計(jì)一般以瀝青混凝土面層的彎拉應(yīng)力作為設(shè)計(jì)控制指標(biāo),同時(shí)以基層底面拉應(yīng)力和路標(biāo)彎沉作為驗(yàn)算指標(biāo),如 Shell 設(shè)計(jì)法、AI 設(shè)計(jì)法等,這些方法比較符合國(guó)外的全厚式結(jié)構(gòu)或粒料基層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。我國(guó)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范以路面設(shè)計(jì)彎沉為主要控制指標(biāo),對(duì)高等級(jí)路面的面層和半剛性基層驗(yàn)算其層底拉應(yīng)力。但根據(jù)有關(guān)研究,在目前半剛性基層應(yīng)用十分普遍的情況下,基層的層底拉應(yīng)力可以比較好反映荷載對(duì)結(jié)構(gòu)的疲勞損耗要求,而且在進(jìn)行高等級(jí)的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),往往是路標(biāo)彎沉值符合要求,而基層底面拉應(yīng)力驗(yàn)算不能通過,因此基層底面拉應(yīng)力指標(biāo)更具有控制意義。根據(jù)國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn),在重載瀝青路面設(shè)計(jì)中,一般采用增加瀝青面層厚度、改變?yōu)r青面層強(qiáng)度、增加半剛性基層厚度以及土基增強(qiáng)等方法。
4 結(jié)語
隨著交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展,道路交通呈現(xiàn)出交通量大、軸載加大、輪胎壓力增加、車速提高等現(xiàn)象,這加劇了路面的疲勞損傷,并帶來一系列的早期破壞,嚴(yán)重影響了道路正常的使用壽命。因此,為保證路面的服務(wù)水平和長(zhǎng)期性能,在道路設(shè)計(jì)中對(duì)交通參數(shù)進(jìn)行合理處理,設(shè)計(jì)出適宜重載交通的路面結(jié)構(gòu)和材料形式就顯得尤為重要。通過對(duì)本文的學(xué)習(xí)研究,可對(duì)提高重載交通條件下瀝青路面的承載能力、延長(zhǎng)路面使用壽命具有一定的參考意義。
參考文獻(xiàn):
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[2]張勇.重載瀝青路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析與優(yōu)化方法探討[J].北京工業(yè)大學(xué).2009
[3]譚炳超.淺談重載瀝青路面的設(shè)計(jì)[J].沿海企業(yè)與科技.
瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文2
關(guān)鍵詞:排水瀝青路面;研究;應(yīng)用;規(guī)范
中圖分類號(hào):U416.217文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
引言:
國(guó)外對(duì)透水性瀝青混合料己研究多年,我國(guó)對(duì)此研究尚處于起步階段,雖然近年來對(duì)此已有許多相關(guān)的論文,但除個(gè)別工程外,我國(guó)目前尚未正式使用透水性瀝青混合料,主要就是因?yàn)橥杆詾r青混合料的材料選擇、級(jí)配及施工工藝尚無完整的規(guī)范或指標(biāo)。但從我國(guó)公路發(fā)展現(xiàn)狀和透水性瀝青混合料的材料特點(diǎn)及氣候、環(huán)境等方面考慮,在我國(guó)開展透水性瀝青混合料的研究己迫在眉睫。
1.排水瀝青路面的定義
排水瀝青( drainage asphalt )路面,又稱透水瀝青( porous asphalt )路面,針對(duì)表面層來說又稱多孔隙瀝青磨耗層( PAWC, porous asphalt wearing course ),開級(jí)配磨耗層( OGFC,open-graded friction course )等,指壓實(shí)后空隙率在20%左右,能夠在混合料內(nèi)部形成排水通道的新型瀝青混凝土面層,其實(shí)質(zhì)為單一粒徑碎石按照嵌擠機(jī)理形成骨架-空隙結(jié)構(gòu)的開級(jí)配瀝青混合料。
2.排水瀝青路面的特性
透水性瀝青混凝土具有傳統(tǒng)瀝青鋪面所沒有的優(yōu)點(diǎn)
1)透水性瀝青可以防濕滑:
透水性瀝青因可迅速排泄雨水并預(yù)防濕滑,故其可確保行車安全。可有效降低濕路面之噴濺及路面反光之暈眩。
2)透水性瀝青可降低噪音:
由于輪胎及車首間之氣體被下壓至表面孔隙,故滾動(dòng)阻力及噪音皆有效降低,同時(shí)節(jié)省耗油量及輪胎的磨損。雨天時(shí),透水性瀝青道路表面干爽,能提供比傳統(tǒng)濕滑路面較高且均勻之路面磨擦力,高速行駛時(shí)亦然,因而雨天行車無路面打滑之虞。
3)透水性瀝青可延長(zhǎng)使年限:
有穩(wěn)定而堅(jiān)固的瀝青鋪面,其極佳之之瀝青黏著力,可提供高抗張及抗壓強(qiáng)度,此可降低路面變形的風(fēng)險(xiǎn)。
4)透水性瀝青容易鋪筑:
拌合溫度與傳統(tǒng)之非透水性瀝青混凝土之拌合溫度一樣,約在150~170℃;至于另一款所謂的HABD透水瀝青,其拌合溫度為110℃,因粒料極易硬化之故,使鋪筑十分困難,容易產(chǎn)生不均勻之鋪面。透水瀝青反之,用人工鋪筑極為容易,而且路面均勻而平滑。
5)透水性瀝青可降低成本:
透水性瀝青較傳統(tǒng)非透水瀝青混凝土更堅(jiān)實(shí)。于相同厚度的條件下,傳統(tǒng)非透水性瀝青每平方公尺需要80公斤的瀝青混凝土,而透水性瀝青每平方公尺則須要65~70公斤即可。
3. 排水瀝青路面國(guó)內(nèi)外應(yīng)用概況
排水性瀝青混合料起源于歐洲,1960年德國(guó)首次使用此種路面。80年代在法國(guó)、英國(guó)、意大利等國(guó)家得以較大面積推廣。歐洲通常使用的厚度為40~50mm,主要是為了減少噪音,減輕雨天的濺水,提高抗滑能力。在美國(guó),該種面層稱為OGFC,它本來是60年代幾個(gè)洲用作混合料封層發(fā)展起來的,后來又吸收了歐洲的經(jīng)驗(yàn),大部分用作薄層表面層以獲得良好抗滑性能,鋪筑厚度在13~19mm。 日本從80年代后期開始這方面的試驗(yàn)研究。雖然起步較晚,但發(fā)展較快,目前已形成較為完善的排水性瀝青混合料設(shè)計(jì)方法,應(yīng)該說,日本是研究和應(yīng)用排水瀝青路面最成功的國(guó)家之一。
我國(guó)對(duì)這類路面的研究起自20世紀(jì)90年代初期。國(guó)內(nèi)部分高校和研究所先后在收集國(guó)外資料的基礎(chǔ)上做了一些嘗試性工作,工程應(yīng)用很少,我國(guó)上海、河北、黑龍江、廣東等地修了一些小規(guī)模的試驗(yàn)路,但由于使用普通瀝青,性能很差未獲得成功。
由于我國(guó)尚沒有對(duì)排水瀝青路面設(shè)計(jì)、施工和質(zhì)量評(píng)價(jià)建立規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),加之排水瀝青路面的諸多問題在國(guó)際上也尚處于認(rèn)識(shí)發(fā)展階段,這使得這種在國(guó)外被稱作具有“頂級(jí)路面性能”的新型路面結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)遲遲不能推廣。 2001年~2004年,交通部公路科學(xué)研究院與東南大學(xué)等單位合作完成了交通部西部項(xiàng)目《山區(qū)公路瀝青面層排水技術(shù)研究》課題。該課題初步解決了我國(guó)應(yīng)用排水瀝青路面的主要技術(shù)問題,包括材料性能與設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、路面安全特性等,在重慶渝鄰高速修筑了長(zhǎng)3km的實(shí)體工程,試驗(yàn)了不同空隙率、不同改性瀝青的多種排水性瀝青路面。該課題成果經(jīng)交通部科教司鑒定,總體上達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,為排水瀝青路面在我國(guó)的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。 2005~2006年,交通部公路科學(xué)研究所承擔(dān)了江蘇省交通科學(xué)研究計(jì)劃項(xiàng)目《排水性瀝青路面應(yīng)用技術(shù)研究》。根據(jù)本項(xiàng)目研究成果,在鹽通高速成功地鋪筑了16.8km的排水性瀝青路面,這條試驗(yàn)路也是目前我國(guó)南方高溫多雨地區(qū)第一條大規(guī)模的排水性瀝青路面實(shí)體工程,取得了豐富的研究成果。2008年,江蘇省又在寧杭高速公路二期修筑了全長(zhǎng)20.9km的排水瀝青路面,目前使用效果良好。 近年來,我國(guó)高速公路建設(shè)發(fā)展迅速,里程逐年增長(zhǎng),路網(wǎng)日趨完善。如何提高路面的使用品質(zhì),如何向社會(huì)提供更安全、更舒適、更快捷的公路交通,已成為我國(guó)交通部門追求的新目標(biāo)。可以預(yù)測(cè),排水瀝青路面將適應(yīng)這一趨勢(shì),在我國(guó)得到更廣泛的應(yīng)用。
4.工程應(yīng)用中的相關(guān)注意事項(xiàng)
我國(guó)尚沒有對(duì)排水瀝青路面設(shè)計(jì)、施工和質(zhì)量評(píng)價(jià)建立規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),故我們需在工程應(yīng)用中摸索前進(jìn)。由于其獨(dú)特性,排水瀝青路面在工程應(yīng)用中除了符合現(xiàn)有相關(guān)規(guī)范,還應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
1)混合料技術(shù)要求
有別于其他瀝青混合料,排水性瀝青混合料壓實(shí)成形后空隙率在20%左右,±20℃瀝青混合料的飛散損失率應(yīng)不大于10%,滲水系數(shù)應(yīng)不小于900mL/15s。
2)排水性瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
排水性瀝青路面由排水面層、基層、墊層等多層結(jié)構(gòu)組成。排水面層厚度一般宜為40~50mm,空隙率在20%左右。
排水性瀝青路面結(jié)構(gòu)形式
3)排水性瀝青路面排水設(shè)計(jì)
為充分發(fā)揮排水功能,不透水層表面應(yīng)確保橫坡和平整度,應(yīng)設(shè)置通道等能迅速將水排出的設(shè)施。
邊溝排水處理示意圖
5.結(jié)束語
不管從國(guó)際路面使用趨勢(shì),還是國(guó)內(nèi)實(shí)際情況出發(fā),瀝青排水路面的推廣及應(yīng)用已經(jīng)迫在眉睫。當(dāng)瀝青排水路面技術(shù)在國(guó)內(nèi)成熟推廣應(yīng)用,路面的使用品質(zhì)將極大的提高,公路交通也將變得更安全、舒適、快捷。
參考文獻(xiàn):
瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文3
關(guān)鍵詞:柔性基層;半剛性基層;重載適應(yīng)性
Abstract: the paper to pavement mechanics for computing tools BISAR3.0 software, analysis standard axle load, overload, overload 100% 50% of cases of the two different the mechanical response of the asphalt pavement, the contrast of the way the table deflection, pavement structure all levels (surface, basic level, subbase) mechanical properties. The results show that the asphalt pavement and flexible grassroots semi-rigid base of the asphalt pavement overloaded adaptability differences. Only for the rational optimized combination, can realize the two complementary advantages of pavement structure.
Keywords: flexible grassroots; Semi-rigid base; Overloaded adaptability
中圖分類號(hào):U416.217文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
1概述
近年來,我國(guó)車輛的超載、超限情況十分普遍,重載(這里重載是指單軸軸載大于 130kN 或雙軸軸載大于 220kN 的軸載) 日益顯著增加。調(diào)查表明,規(guī)范規(guī)定的軸載換算公式已不適用。本文采用交通部公路科學(xué)研究所《重載瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范研究報(bào)告》里的科研成果,當(dāng)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)軸載、超載50%、超載100%的情形時(shí),荷載接地壓力分別采用0.707MPa、0.84MPa、1.0MPa,與之相對(duì)應(yīng)的三種作用半徑分別為10.65cm、12.50cm、15.47cm。
目前,在我國(guó)高等級(jí)公路中,瀝青路面占 80%-90%,其中約90%以上采用半剛性基層。由于半剛性基層自身不可克服的缺點(diǎn):溫縮、干縮變形大,易開裂,并最終形成反射裂縫,在行車荷載、水、溫度梯度的綜合作用下,使得路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生松散、唧漿、車轍等病害,極易導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的破壞。特別是在車輛重型化日益嚴(yán)重的今天,更加暴露了半剛性基層路面的這種缺點(diǎn),使得路面使用性能和壽命均達(dá)不到理想水平。而柔性基層如級(jí)配碎石、瀝青穩(wěn)定碎石等,屬于粘彈性材料,韌性好,有一定自愈能力,但是變形和彎沉較大,其面層層底容易產(chǎn)生疲勞開裂,雖然可以采取增加瀝青面層厚度來延長(zhǎng)裂縫擴(kuò)展時(shí)間的措施,但這樣一來投資成本較高,而且也會(huì)加重瀝青面層出現(xiàn)車轍的可能性。下面就以力學(xué)的方法來探討這兩種路面結(jié)構(gòu)在不同荷載條件下的力學(xué)響應(yīng)。
2路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算
2.1理論基礎(chǔ)
對(duì)路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算和分析是基于彈性層狀體系理論,荷載圖式采用與雙輪組相當(dāng)?shù)膬蓚€(gè)圓形均布荷載,其圓心距假定為三倍荷載圓半徑。雙圓均布荷載中心點(diǎn)的坐標(biāo)分別為(0,0,0)和(3δ,0,0) (δ為荷載半徑)。軸載是采用之前提到的標(biāo)準(zhǔn)軸載、超載50%、超載100%的情形。
2.2路面結(jié)構(gòu)
本文所考慮的柔性基層和半剛性基層瀝青路面瀝青路面的具體結(jié)構(gòu)及參數(shù)如表2-1和表2-2所示,結(jié)構(gòu)層總厚度均為70cm。
表2-1柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)
層位 材料 厚度(cm) 彈性模量(Mpa) 泊松比
上面層 瀝青混凝土 4 1500 0.25
下面層 8 800 0.25
基層 級(jí)配碎石 38 300 0.30
底基層 級(jí)配砂礫 20 200 0.35
土基 25 0.35
表2-2半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)
層位 材料 厚度(cm) 彈性模量(Mpa) 泊松比
上面層 瀝青混凝土 4 1400 0.25
中面層 5 1200 0.25
下面層 6 700 0.25
基層 水泥砂礫 35 1500 0.25
底基層 石灰土 20 750 0.30
土基 25 0.35
3計(jì)算結(jié)果分析
3.1路表彎沉分析
彎沉是表征路面總體剛度的指標(biāo),在荷載相同、土基支承相同的條件下,彎沉越小,則總體剛度越大,抗變形能力越大。圖3-1為柔性基層瀝青路面與半剛性基層瀝青路面路表彎沉隨荷載增長(zhǎng)的變化情況。
圖3-1路表彎沉
由圖3-1可以看出,隨著軸載的增長(zhǎng),柔性基層瀝青路面和半剛性基層瀝青路面彎沉變形也會(huì)逐漸變大,這說明路表彎沉對(duì)車輛軸載變化較為敏感,而柔性路面的彎沉增長(zhǎng)率大于半剛性基層瀝青路面,說明柔性基層瀝青路面的路表彎沉對(duì)車輛軸載變化更為敏感。
3.2下面層層底受力分析
圖3-2為兩種路面結(jié)構(gòu)分別在不同荷載作用下下面層層底的力學(xué)響應(yīng)及其分布規(guī)律。從圖中可知,柔性基層瀝青路面的下面層層底所受的水平應(yīng)力均為正值,可見其下面層在車輛荷載作用下處于受彎拉狀態(tài)。當(dāng)車輛超限嚴(yán)重時(shí),很容易造成瀝青面層的拉裂破壞。而半剛性基層瀝青路面的下面層層底所受的水平應(yīng)力均為負(fù)值,說明在車輛超載很嚴(yán)重時(shí),半剛性基層瀝青路面的面層也不會(huì)產(chǎn)生拉裂破壞。
圖3-2 下面層層底最大拉應(yīng)力(MPa)
3.3基層和底基層層底受力分析
柔性基層瀝青路面和半剛性基層瀝青路面的基層和底基層層底主要受拉應(yīng)力,圖3-3、圖3-4分別為兩種路面結(jié)構(gòu)的基層、底基層層底最大拉應(yīng)力隨軸載增長(zhǎng)的變化規(guī)律。隨著荷載的增加, 柔性基層瀝青路面與半剛性基層瀝青路面基層、底基層層底的最大拉應(yīng)力都在增大,變化趨勢(shì)大致相同。從兩圖可以看出,半剛性基層瀝青路面的基層和底基層底面的最大拉應(yīng)力要比柔性基層瀝青路面的大,而且隨著軸載的增加最大拉應(yīng)力增大較明顯,可見嚴(yán)重超限運(yùn)輸車輛會(huì)使半剛性基層瀝青路面的基層和底基層的抗拉強(qiáng)度不足,提前在層底產(chǎn)生拉裂破壞,并反射到面層,形成面層的反射裂縫早期破壞。而柔性基層瀝青路面的基層和底基層的板體性較差、強(qiáng)度低,故其最大拉應(yīng)力隨軸載增加的變化較小。因此,半剛性基層瀝青路面的基層及底基層的最大拉應(yīng)力的變化對(duì)車輛軸載變化更加敏感。根據(jù)之前的學(xué)習(xí),我們知道結(jié)構(gòu)的疲勞壽命由結(jié)構(gòu)的拉應(yīng)力所決定的。所以,半剛性基層瀝青路面在超載車輛數(shù)量較多、頻繁作用時(shí),極易引起疲勞拉裂破壞,嚴(yán)重影響其使用壽命。
圖3-3 基層層底最大拉應(yīng)力(MPa)
圖3-4 底基層層底最大拉應(yīng)力(MPa)
由圖3-3和圖3-4的比較可以看出,半剛性基層瀝青路面底基層層底拉應(yīng)力大于基層層底拉應(yīng)力,這也驗(yàn)證了對(duì)于設(shè)置半剛性下基層(即底基層)的路面結(jié)構(gòu),通常極限狀態(tài)首先發(fā)生在下基層底部,產(chǎn)生初始裂縫,然后向上使得基層拉應(yīng)力增大而引起基層裂縫,最后擴(kuò)展到瀝青面層。
4結(jié)論
(1)通過路表彎沉的比較,柔性基層和半剛性基層瀝青路面在車輛軸載變化的條件下,柔性基層瀝青路面表現(xiàn)的更為敏感。
(2)在相同的交通荷載的作用下, 柔性基層和半剛性基層瀝青路面呈現(xiàn)不同的破壞狀態(tài)。柔性路面的破壞主要是瀝青面層的疲勞拉裂破壞和路面整體的功能性車轍沉陷;半剛性路面的破壞主要是因基層及底基層的拉裂破壞而促使面層形成反射裂縫破壞。
(3)鑒于這兩種路面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),今后的研究方向在于充分發(fā)揮它們各自的優(yōu)勢(shì),進(jìn)行優(yōu)化組合設(shè)計(jì)。
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瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文4
論文摘要:近年來,隨著國(guó)家對(duì)城市道路建設(shè)投資力度的加大,我國(guó)的城市道路工程建設(shè)十分迅速。但是,隨著一條條城市道路的建成并投入使用,瀝青混凝土路面早期病害現(xiàn)象也越來越引起業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注。本文主要分析了瀝青路面病害出現(xiàn)的主要原因,同時(shí)還闡述了瀝青混凝土路面施工的基本措施。
瀝青作為一種路用結(jié)合料,在世界各國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用,從鄉(xiāng)村道路到城市道路,從三級(jí)路到高速公路,從路面底基層到路面面層,均普遍采用。成為公路建設(shè)長(zhǎng)久使用不衰的一種材料。但由于瀝青材質(zhì)本身的差異,以及受設(shè)計(jì)和施工水平的影響,瀝青路面常常出現(xiàn)開裂、泛油、松散、坑槽等常見病害,這些病害的出現(xiàn)嚴(yán)重影響了行車速度、行車安全,加大了汽車磨損,縮短了瀝青路面使用壽命,影響了道路投資效益。針對(duì)這些要求,我們?cè)跒r青路面施工中,從選材到工藝控制、現(xiàn)場(chǎng)施工都加以嚴(yán)格的控制,同時(shí),對(duì)瀝青施工控制進(jìn)行分析,以保證路面的正常使用,并提高使用壽命。
一、瀝青路面病害出現(xiàn)的主要原因
瀝青路面早期破壞的現(xiàn)象有:泛油、波浪、壅包、滑溜、裂縫、坑槽、局部沉陷、松散、車轍等九種。這些病害極具普遍性和嚴(yán)重性,為公路工程質(zhì)量通病之一。
(一)路面設(shè)計(jì)
1、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理
瀝青面層結(jié)構(gòu)選用不當(dāng)、混合料類型不合理。根據(jù)瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范,瀝青面層除應(yīng)滿足車輛的使用要求外,還應(yīng)滿足雨水不滲等要求,宜選用粒徑較小,空隙也小的級(jí)配混合料,盡量采用小粒徑瀝青砼,以提高瀝青路面面層的防滲性。
2、油路補(bǔ)強(qiáng)段的路面厚度考慮不足
按照公路補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)的一般要求和科學(xué)態(tài)度,宜先對(duì)所利用的路段狀況進(jìn)行客觀評(píng)估,根據(jù)舊路的狀況(特別是強(qiáng)度彎沉指標(biāo))確定利用舊路的方案及補(bǔ)強(qiáng)厚度。但設(shè)計(jì)單位沒有認(rèn)真細(xì)致的調(diào)查,大致給出一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)厚度及路段樁號(hào)就草草了事,結(jié)果導(dǎo)致許多補(bǔ)強(qiáng)路段補(bǔ)強(qiáng)后彎沉值大于設(shè)計(jì)值,造成新路強(qiáng)度不足,早期破壞嚴(yán)重。
3、巖石路段石質(zhì)類型確定有誤
在路基設(shè)計(jì)中,由于沒有足夠的地質(zhì)鉆探資料,僅靠地表情況判斷石質(zhì)類型,容易出錯(cuò)。
4、路面厚度設(shè)計(jì)問題
路面厚度設(shè)計(jì)的依據(jù)是設(shè)計(jì)年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次,設(shè)計(jì)單位為了計(jì)算方便,一般將設(shè)計(jì)公路的交通量劃分為一定車型的標(biāo)準(zhǔn)交通量與另一定型的非標(biāo)準(zhǔn)車交通量,然后將確定車型的非標(biāo)準(zhǔn)車的軸次,換算成標(biāo)準(zhǔn)車軸載的當(dāng)量軸次,最后用設(shè)計(jì)年限內(nèi)的當(dāng)量軸次,計(jì)算路面設(shè)計(jì)彎沉及結(jié)構(gòu)厚度。
(二)路面施工
路面施工過程是其質(zhì)量形成的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。直接影響面層質(zhì)量的施工環(huán)節(jié)主要是面層本身的施工、基礎(chǔ)施工及相關(guān)聯(lián)接層施工。
1、路面施工
(1)對(duì)原材料檢驗(yàn)不嚴(yán),對(duì)瀝青混合料的配合比控制不夠,特別是礦粉和瀝青用量不準(zhǔn),使瀝青路面早期出現(xiàn)推擁、油包、松散、露骨、坑槽等。
(2)施工機(jī)械設(shè)備陳舊、不配套,使混合料的配合比計(jì)量、拌和均勻性、壓實(shí)度、平整度等受到很大影響。
(3)瀝青混合料加熱溫度過高,瀝青和礦料拌和時(shí),瀝青便被礦料的高溫灼焦、瀝青老化,使路面強(qiáng)度不足,產(chǎn)生松散、坑槽等病害。
(4)碾壓溫度過高,造成溫度過高的原因有兩種情況:一是瀝青混合料出廠溫度超過規(guī)范規(guī)定的上限值;二是瀝青混合料出廠溫度雖然在規(guī)定的范圍內(nèi),但接近高限,如果運(yùn)距較短,攤鋪碾壓又很及時(shí),就會(huì)使碾壓溫度超過規(guī)范高限。如果碾壓溫度過高,混合料就壓不實(shí),就會(huì)出現(xiàn)推移,發(fā)生微裂。
2、基層施工
基層是承擔(dān)面層傳遞的車輛荷載的主要承重層。基層的強(qiáng)度及穩(wěn)定直接關(guān)系面層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。基層施工的主要問題:
(1)基層、底基層、路面表面清除不干凈。在鋪筑上一結(jié)構(gòu)層前,若路面結(jié)構(gòu)層及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干凈,在雨水作用下,浮層細(xì)料變軟被行車擠壓造成的高壓水流沖刷成漿,進(jìn)而波及到瀝青面層表面。
(2)基層松鋪系數(shù)(或基層標(biāo)高)控制不嚴(yán)而導(dǎo)致的二次補(bǔ)加層,因二次補(bǔ)加層與下層基層無法緊密連接,自身厚度又較小,因而極易松散,進(jìn)而引起瀝青層的網(wǎng)裂、松散、坑槽等破壞。因此,建議此補(bǔ)加層用含油瀝青混合料(即茌料)代替。
(3)部分基層壓實(shí)度不足的問題。在最大干密度確定的情況下,基層的壓實(shí)度與混合料中粗、細(xì)集料的比例特別是粗粒料的含量密切相關(guān),當(dāng)粗粒含量很大時(shí),即使壓實(shí)度超過100%,并不表示該基層已經(jīng)密實(shí)。因此,要適當(dāng)增大碾壓噸位、增加碾壓遍數(shù),確保基層到規(guī)定壓實(shí)密度。 轉(zhuǎn)貼于
二、瀝青混凝土路面施工的基本措施
(一)基層施工
1、根據(jù)施工中規(guī)定的線向、標(biāo)高、斷面,作好準(zhǔn)確的定位測(cè)量并清除路床上的浮土雜物,整平、壓實(shí)到規(guī)定密實(shí)度。
2、石粉渣要求顆粒堅(jiān)硬,不含土塊等雜物,松干容重控制在1500—1600kg/m 3,2.5mm以上顆粒與2.5mm以下顆粒各占一半, 顆粒最大徑不超40mm,小于0.074 mm的粉末不得超過10%。
3、水泥石粉渣配合比采用重量比,混合料的含水量一般為7—9%,外觀檢查手捏成團(tuán)不冒漿,落地能散,水泥選擇終凝時(shí)間較長(zhǎng)的標(biāo)號(hào)325號(hào)。
4、水泥石粉渣根據(jù)設(shè)計(jì)要求一律采用機(jī)械拌合。
5、施工采用分段流水作業(yè),根據(jù)施工時(shí)氣溫,水泥終凝時(shí)間,確定施工數(shù)量及范圍,根據(jù)壓實(shí)比值確定石粉渣鋪設(shè)厚度,在拌合前一天要悶水使其濕透,含水量合適,按水泥含量計(jì)算每平方米水泥用量,畫線分塊后撒水泥,機(jī)械就地拌合,壓路機(jī)碾壓,為防止碾壓推移,應(yīng)先用輕型壓路機(jī)進(jìn)行穩(wěn)壓,自兩側(cè)向路中壓實(shí),碾壓過程中注意鏟高補(bǔ)低,埴補(bǔ)處要翻松,重新壓實(shí)不得出現(xiàn)薄層,最后碾壓至表面平整無明顯輪跡,密實(shí)度面層為95%,底基層為93%,施工接頭處理應(yīng)按施工縫要求認(rèn)真處理,接茬平整、穩(wěn)定。
(二)瀝青砼路面
瀝清砼路面施工為保證工程質(zhì)量,擬申請(qǐng)監(jiān)理工程師批準(zhǔn),委托瀝青砼專業(yè)隊(duì)進(jìn)行施工。
1、采用廠拌黑色碎石或?yàn)r青砼,瀝青砼送到現(xiàn)場(chǎng)必須出廠合格證包括瀝青、砂、石材料技術(shù)性能配合比。
2、現(xiàn)場(chǎng)施工以瀝清攤鋪機(jī)鋪以人工攤鋪。
3、路緣石側(cè)進(jìn)行瀝青層厚度彈線與中間拱和層厚等拉線標(biāo)志,要自檢及監(jiān)理工程師確認(rèn)。
瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文5
施工工藝,病害處置及其關(guān)鍵技術(shù)。
【關(guān)鍵詞】 薄層罩面,養(yǎng)護(hù),施工工藝;
0引言
薄層罩面按瀝青混凝土面層的厚度,可將其分為三種:即薄瀝青混凝土面層25-30mm;很薄瀝青混凝土面層20-25mm;超薄瀝青混凝土面層15-20mm。熱薄層罩面的結(jié)構(gòu)分為兩個(gè)層次:表面磨耗層和粘結(jié)防水層。表面抗滑磨耗層提供一個(gè)安全、舒適、耐久的行駛表面。粘結(jié)防水層能夠保證薄層罩面與原路面結(jié)合緊密,防止雨水下滲,適度延緩舊瀝青路面的反射裂縫。
1.國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
法國(guó)是國(guó)際上采用薄層瀝青混凝土路面的代表性國(guó)家。從1986年開始,各種薄層瀝青混凝土面層在法國(guó)公路上普遍使用,法國(guó)路網(wǎng)約30%道路使用薄層罩面養(yǎng)護(hù),尤其是重交通道路。根據(jù)法國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NFP98-137的定義非常薄面層(BBTM)的厚度為20-25mm;超薄面層(BBUM)的厚度為1 5-2 5mm。[1]
1992年北美開始推廣使用這種超薄磨耗層,截止到2003年,使用面積已超過400000000平方米。超薄磨耗層在美國(guó)技術(shù)中心試驗(yàn)路中被選為第一養(yǎng)護(hù)方案。在美國(guó),一般認(rèn)為薄層瀝青混凝土的厚度應(yīng)為:15-30mm.[2]
混合料類型方面,熱拌薄層罩面主要有AC、SMA、SUP、SAC、OGFC、NOVACHIP、橡膠粉改性瀝青等幾種。
我國(guó)對(duì)薄層瀝青混凝土路面的研究起步比較晚。20世紀(jì)90年代,我國(guó)早期修筑的公路有相當(dāng)一分部分進(jìn)入了大、中修時(shí)期,我國(guó)在這一時(shí)期開始對(duì)薄層瀝青混凝土罩面進(jìn)行探索和研究。[3]
20世紀(jì)90年代初,我國(guó)開始使用SMA浙青混合料。在首都高速公路的建設(shè)施工過程中,第一次采用改性浙青SMA瀝青混合料技術(shù)。2002年,廣州到深圳高速公路己運(yùn)營(yíng)7年之久。依據(jù)實(shí)際檢測(cè)和理論推算對(duì)其實(shí)際使用情況進(jìn)行分析,廣深高速公路的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是完全滿足使用要求的,只是浙青混凝土磨耗層已經(jīng)出現(xiàn)不同程度的損壞現(xiàn)象,因此,經(jīng)研究決定對(duì)廣深高速公路全線進(jìn)行浙青混合料薄層SMA罩面施工,運(yùn)營(yíng)一年后對(duì)其進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果顯示各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)良好【4】。
1988年,在75-24-01-01專題中,沙慶林院士首次提出并在京珠高速公路正定試驗(yàn)路上采用SAC-16作為浙青路面表面功能層,隨后在西三一級(jí)公路和西臨高速公路上也分別修筑了試驗(yàn)段,試驗(yàn)路使用狀況良好。
2薄層照面養(yǎng)護(hù)技術(shù)在高速公路上的應(yīng)用
2.1 薄層罩面適用條件
薄層罩面的設(shè)計(jì)思路是在原有瀝青路面之上加鋪約15- 40 mm 厚的瀝青混凝土層,其適用條件為:
1) 原路面結(jié)構(gòu)承載能力好, 瀝青面層抗變形強(qiáng)度良好, 路表面抗滑性能已衰減, 或路面局部存在泛油, 車轍H < 10 mm 時(shí)。
2) 原路面結(jié)構(gòu)承載能力好, 瀝青面層中下層強(qiáng)度良好, 只是上面層有裂縫或水損害造成坑洞補(bǔ)丁或車轍磨損嚴(yán)重、行駛質(zhì)量較差時(shí)。
2.2 薄層罩面設(shè)計(jì)
該高速公路原路面結(jié)構(gòu)為瀝青混凝土路面, 自上而下分別為: 40mm 厚
AK-13A( 調(diào)整型)+60mm厚AC-20I+70mm 厚AC-25I。經(jīng)過幾年的運(yùn)營(yíng)后路面出現(xiàn)不同程度的裂縫、坑洞、唧漿、車轍、擁包等早期病害。為延長(zhǎng)瀝青混凝土的使用壽命, 從2005 年起, 以恢復(fù)路表使用功能為著眼點(diǎn), 結(jié)合拓寬規(guī)劃, 實(shí)施預(yù)防性、周期性的罩面計(jì)劃, 在第1個(gè)養(yǎng)護(hù)規(guī)劃周期內(nèi)以補(bǔ)強(qiáng)兼恢復(fù)功能型罩面為主( 平均厚度40 mm) ,第2個(gè)養(yǎng)護(hù)規(guī)劃周期內(nèi)以恢復(fù)功能型罩面為主( 平均厚度25mm) 。
目前,熱薄層罩面技術(shù)中主要是熱拌密實(shí)型瀝青混合料AC加鋪層、瀝青瑪蹄脂碎石結(jié)合料SMA、多碎石瀝青混凝土SAC、橡膠瀝青混合料罩面等。
2.3薄層罩面施工工藝及關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)
2.3.1罩面施工前的準(zhǔn)備工作
做好原路面的調(diào)研評(píng)價(jià)工作。對(duì)原有舊路面的檢測(cè)評(píng)定除了一般路況調(diào)查外,其核心內(nèi)容是承載能力的調(diào)查。根據(jù)調(diào)研評(píng)定的結(jié)果和工程的實(shí)際情況,做好罩面層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和配合比設(shè)計(jì)。罩面前必須把原路面所有的破損部分,如裂縫、坑槽、松散等處理好。將施工路段范圍內(nèi)的原瀝青凝土面層用銑刨機(jī)銑刨20mm , 且使構(gòu)造深度達(dá)到2mm以上,然后清理路面,不得有塵土、雜物或油污。
2.3.2施工注意事項(xiàng)
(1) 由于瀝青混凝土罩面層厚度較薄,碎石含量很大,因此在施工時(shí)熱量散發(fā)較快,所以各環(huán)節(jié)的溫度控制都應(yīng)比規(guī)范稍加提高。
(2) 在攤鋪中通過對(duì)攤鋪機(jī)熨平板的調(diào)節(jié),適當(dāng)提高攤鋪的瀝青混合料的松鋪密實(shí)度,減小原路面凹凸不平對(duì)新鋪路面竣工標(biāo)高和平整度的影響。
(3)碾壓時(shí)壓路機(jī)在橫坡方向上由較低一邊向較高處碾壓,這樣可使壓路機(jī)以壓實(shí)后的混合料作為支撐邊。
綜上所述,為保證質(zhì)量,合理設(shè)計(jì)混合料、控制溫度以及碾壓工藝和選擇壓路機(jī)尤為重要。
2.3.3原有路面病害處治技術(shù)
罩面前應(yīng)根據(jù)原有路面的損壞情況對(duì)原路面進(jìn)行針對(duì)性處理, 以免留下質(zhì)量隱患。對(duì)路面坑槽, 局部網(wǎng)裂或龜裂, 局部油污染、擁包、松散或泛油等路面病害應(yīng)事先進(jìn)行挖除修補(bǔ); 對(duì)坑槽補(bǔ)丁密布, 網(wǎng)裂或縱橫裂縫交錯(cuò), 或伴有車轍病害的路面應(yīng)進(jìn)行車道式銑刨處治后回填; 對(duì)單純車轍病害( H /15 mm) 可采用軌道式淺層銑刨薄層加鋪回填; 對(duì)單條縱、橫向裂縫可進(jìn)行專門的裂縫處理;對(duì)水損害所致較為嚴(yán)重的唧漿型病害則必須進(jìn)行排水設(shè)計(jì)處理。
3.結(jié)語
近年來, 隨著高速公路網(wǎng)的形成, 高速公路流量迅猛增加, 造成部分高速公路路面提前出現(xiàn)不同度的損壞, 導(dǎo)致路面使用性能與服務(wù)水平下降。采取合適的薄層罩面是提高路面使用性能, 增加路面結(jié)構(gòu)總體強(qiáng)度, 延長(zhǎng)路面使用壽命的重要措施。
參考文獻(xiàn):
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瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文范文6
【關(guān)鍵詞】SMA;質(zhì)量控制;技術(shù)要求;施工工藝
通過分析研究,對(duì)瀝青瑪蹄脂的有關(guān)知識(shí)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。本文結(jié)合SMA是一種間斷級(jí)配的瀝青混合料,是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量的細(xì)集料組成的瀝青混合料,SMA路面因其具有良好的抗滑、抗車轍等性能,因此被廣泛應(yīng)用于高速公路的抗滑表層。
一、引言
近年來,隨著我國(guó)改革開放的逐步深入,社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速增長(zhǎng)。客貨流動(dòng)量急劇上升,其中很大部分要通過公路實(shí)現(xiàn)快速、高效、安全的“點(diǎn)― 點(diǎn)”運(yùn)輸。但是,我國(guó)原有公路里程較少、等級(jí)偏低,已無法滿通量迅速增長(zhǎng)的需要,并已日漸成為制約整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的“瓶頸”。隨著新型面層材料、基層材料的面世和工程實(shí)踐的進(jìn)一步深入,道路工程界開展了有關(guān)材料組成設(shè)計(jì)、材料性能試驗(yàn)、新能路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)論文與方法等方面的研究。本論文根據(jù)工程實(shí)踐并結(jié)合現(xiàn)代高速公路工程建設(shè),進(jìn)行瀝青混合料合理級(jí)配分析,研究SMA材料級(jí)配設(shè)計(jì)、技術(shù)要求和質(zhì)量控制。
二、原材料的技術(shù)要求
SMA路面瀝青混合料原材料主要包括粗集料、細(xì)集料、填充料(礦粉)、瀝青膠結(jié)料和纖維穩(wěn)定劑等。瀝青路面使用的瀝青、集料、礦粉等各種材料應(yīng)附有供應(yīng)商的質(zhì)量檢驗(yàn)單。運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的各種材料必須從現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn),經(jīng)評(píng)定合格方可使用。對(duì)改性瀝青材料、纖維等工廠生產(chǎn)的材料,應(yīng)有清晰的標(biāo)記,表明生產(chǎn)日期和批號(hào)。
不同料源、品種、規(guī)格的集料不得混雜堆放,對(duì)于工程上面層瀝青混合料原材料,原則采用同一來源的材料,應(yīng)保證品種、規(guī)格相同,符合技術(shù)要求,嚴(yán)格控制材料的變異性。
三、瀝青混合料設(shè)計(jì)過程:
3.1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)
對(duì)工程采用的原材料通過適當(dāng)?shù)牡V料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法確定適宜的礦料組配組成。采用馬歇爾設(shè)計(jì)確定最佳瀝青含量,對(duì)混合料的抗水損害能力、高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性進(jìn)行檢驗(yàn).根據(jù)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)所確定的礦料級(jí)配組成的量佳瀝青含量作為目標(biāo)配比,供瀝青拌和站進(jìn)行冷料艙的供料比例的調(diào)整.
3.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段
瀝青捏合料的生產(chǎn)應(yīng)采用間歇式拌和站.調(diào)整冷料倉進(jìn)料速度以后,對(duì)拌和站熱料倉取樣篩分.調(diào)整熱料倉比例,由于拌和站取樣誤差以及除塵設(shè)備回收細(xì)料滯后等方面的影響,通常需要分成調(diào)整集料級(jí)配和確定瀝青含量?jī)刹竭M(jìn)行,并需多次調(diào)整.拌和站熱料倉比例以連續(xù)生產(chǎn)的瀝青混合料抽提后組配結(jié)果確定為準(zhǔn).取目標(biāo)配比最佳瀝青含量、最佳瀝青含量±0.3%等三個(gè)瀝青含量進(jìn)行試拌,進(jìn)行抽提和馬歇爾試驗(yàn)確定生產(chǎn)的最佳瀝青含量。生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段:對(duì)反復(fù)調(diào)整確定的拌和站
3.3 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)驗(yàn)證階段
級(jí)配范圍僅作為選擇級(jí)配曲線的依據(jù),不作為評(píng)定施工級(jí)配是否合格的依據(jù),級(jí)配的選擇根據(jù)原材料的相關(guān)性質(zhì)確定。允許偏差范圍以批準(zhǔn)配合比設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)。級(jí)配范圍根據(jù)工程實(shí)際所采用的礦料可能進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整。
四、SMA混合料配合比設(shè)計(jì)
瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)主要解決三大問題:(優(yōu)選原材料;尋求適宜的礦料級(jí)配;決定最佳瀝青用量。)
4.1 優(yōu)選原材料
在實(shí)踐中已證明,設(shè)計(jì)選用了合理的路面結(jié)構(gòu),如果沒有優(yōu)質(zhì)的原材料和適宜的瀝青混合料配合比,也保證不了瀝青路面的使用性能。
4.2 礦料級(jí)配
級(jí)配曲線圖采用O.45次方級(jí)配曲線圖評(píng)價(jià)礦料的級(jí)配.從原點(diǎn)到最大粒徑點(diǎn)的連線表示礦料級(jí)配的最大密實(shí)線。礦料級(jí)配曲線偏離該線越遠(yuǎn).一般其礦料的間隙率越大。
4.3 SMA混合料瀝青用量的確定
理想的瀝青混合料必須經(jīng)過配合比設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)內(nèi)容中包括馬歇爾實(shí)驗(yàn)確定瀝青用量(油石比)實(shí)踐中證明,馬歇爾實(shí)驗(yàn)中主要反映瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的指標(biāo),穩(wěn)定度不能很好反映瀝青路面的高溫抗車轍能力。許多穩(wěn)定度遠(yuǎn)超出規(guī)范要求的瀝青混合料,鋪成路面后的高溫病害屢見不鮮。這主要是馬歇爾實(shí)驗(yàn)本身存在的三方面缺陷。試件成型方法不妥,與路面施工現(xiàn)場(chǎng)差距較大;試驗(yàn)中試件的受力狀態(tài)與路面高溫失穩(wěn)時(shí)不同;試驗(yàn)時(shí)加荷載速度太快,不能反映材料的流動(dòng)過程。因此,在馬歇爾試驗(yàn)初步確定石油比的基礎(chǔ)上有不要進(jìn)一步結(jié)合車轍試驗(yàn)確定瀝青用量。
五、SMA的施工質(zhì)量控制
SMA瀝青混合料成品路面,現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制除應(yīng)當(dāng)滿足常規(guī)瀝青混合料的技術(shù)要求以下,還應(yīng)當(dāng)滿足規(guī)范及相關(guān)技術(shù)要求。瀝青混合料的過程控制和總量檢驗(yàn)按照以下步驟進(jìn)行:
5.1 為做好瀝青混合料生產(chǎn)過程中的實(shí)時(shí)控制,及時(shí)發(fā)現(xiàn)瀝青混合料的各項(xiàng)生產(chǎn)參數(shù)是否符合配合比設(shè)計(jì)要求,SUA混和料生產(chǎn)過程,必須配備計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集及自記打印數(shù)據(jù)的裝置,進(jìn)行瀝青混合料“過程控制”(在線監(jiān)測(cè))和總量檢驗(yàn)。
5.2 拌和機(jī)在開始拌和前應(yīng)設(shè)定拌和一鍋瀝青混合料的生產(chǎn)量,各個(gè)熱料倉、礦粉、瀝青等的標(biāo)準(zhǔn)配合比用量,設(shè)定要求的各項(xiàng)施工溫度。
5.3 計(jì)算機(jī)必須逐鍋采集各個(gè)熱料倉的集料用量、礦粉、瀝青結(jié)合料及各種外摻劑的實(shí)際使用量,瀝青混合料的生產(chǎn)量,按各個(gè)料倉的篩分曲線,逐鍋計(jì)算出礦料級(jí)配,與工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍及容許的施工波動(dòng)范圍進(jìn)行比較,實(shí)時(shí)評(píng)定礦料級(jí)配是否符合要求。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有不合格的情況,必須引起注意,如果連續(xù)3鍋以上都出現(xiàn)不合格情況時(shí),宜對(duì)設(shè)定值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
5.4 計(jì)算機(jī)必須逐鍋采集瀝青結(jié)合料的實(shí)際使用量及瀝青混合料的生產(chǎn)量,計(jì)算油石比(或?yàn)r青用量),與設(shè)計(jì)值及容許的波動(dòng)范圍相比較,評(píng)定是否符合要求。如果連續(xù)3鍋以—亡誤差偏大(如超過0.2%)時(shí),宜對(duì)設(shè)定值進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。
5.5 計(jì)算機(jī)必須實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和采集與瀝青混合料生產(chǎn)有關(guān)的各種施工溫度,,評(píng)定是否符合要求。
5.6 瀝青混合料的礦料級(jí)配可以是全部篩孔,但判斷是否符合要求可只對(duì)5個(gè)控制性篩孔(必須包括0.075mm、2.36mm、 4.75mm、公稱最大粒徑、一檔較粗的控制性粒徑等篩孔)。
5.7 利用一個(gè)評(píng)定周期的瀝青混合料總生產(chǎn)量、施工總面積、瀝青混合料計(jì)算攤鋪層的平均壓實(shí)厚度。
5.8 接縫。SMA混合料的鋪筑應(yīng)避免產(chǎn)生縱向冷接縫,橫向施工縫應(yīng)采用平接縫。平接縫切縫應(yīng)在混合料尚未完全冷卻結(jié)硬之前進(jìn)行,切縫后必須用水沖洗干凈,待干燥后涂刷年層油,方可鋪筑新混合料。應(yīng)特別注意橫向接縫處的平整度,刨除端部或切縫的位置應(yīng)通過3M直尺測(cè)量確定。
六、結(jié)論
通過對(duì)SMA理論知識(shí)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐研究?jī)煞矫娴姆治觯贸鲆韵陆Y(jié)論:SMA瀝青混合料路面抗滑表層是路面施工中最后一道工序,其配合比設(shè)計(jì)和施工水平直接影響路面的質(zhì)量和使用壽命。所以,施工十重點(diǎn)要在級(jí)配、原材料選用和質(zhì)量控制上下工夫,確保路面工程質(zhì)量。結(jié)合更多的實(shí)際工程對(duì)上述結(jié)論和成果進(jìn)行驗(yàn)證和推廣,使之不斷完善,將是非常必要的進(jìn)一步工作。
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