路面設計總結范文

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路面設計總結

篇1

摘要:通過多年的實踐以及總結, 瀝青穩定基層路面結構設計在國內外的研究中都有很大的成就。對我國瀝青穩定基層路面結構設計進行探討,對解決我國高等級道路多種問題,具有很大的理論和現實意義。

關鍵詞:瀝青;基層路面結構;綜述

20世紀70年代之前,半剛性基層瀝青路面的使用相當普遍,由于半剛性基層瀝青路面存在缺點,限制了其使用和發展。后來,全厚式和柔性基層瀝青路面迅速發展,成為主流。在公路運行車輛的時候,路面結構就是進行直接與車輛接觸的部位, 路面結構是否耐久、是否抗滑和平整都直接影響著車輛能否高速并且安全的運行,對交通運輸的經濟和社會效益有著直接的影響。在路面設計理論已經有百年歷史,經歷了“古典法-經驗法-力學法”這樣的過程,目前世界上大多采用經驗法和力學法兩種方法。本文通過對國內外瀝青路面結構設計進行分析,說明對瀝青穩定基層路面結構設計進行研究的必要和可行性。

一、對國內外瀝青穩定基層路面結構設計區別的探討

主要包括對設計思想、設計壽命和指標設計的不同。

第一,設計思想。根據國外瀝青穩定基層路面結構設計的理念,瀝青路面至少能夠使用幾十年,因此應該采用比較厚的柔性路面,減少層底開裂和結構性車轍。那么即便是基層路面出現表面損壞,達到不可容忍的水平的時候,最經濟、實用并且有效的方法,就是磨掉損壞的頂層,重鋪瀝青,此時表面材料還可以實現再利用。我國就不同,我國現行半剛性瀝青穩定基層路面結構設計的思想,基礎是把基層做為承重層,只要出現了彎沉超過標準,也就是說路面發生了結構性破壞,那么也就是說基層也發生了破壞。

第二,設計壽命。國外瀝青穩定基層路面結構設計的使用年限取值在設計年限長短和考慮方式上都不同。在英國,年限為20年或者是40年,一般年限假定為40年,前提是要保證路面養護和維修。在德國,一般為20年,但通常只謹慎的取10年,反應了這個民族的特點。在澳大利亞,一般年限為20—25年。在日本,年限為10年,但是實際使用往往超過20—30年。在美國,由于氣候和管理水平的不同,所以不做具體規定,實際上一般是10—20年。在我國,一般為15年,許多使用幾年都會出現大的問題。

第三,指標設計。在國外,一般使用回路評價指標、彎沉指標和檢驗施工均勻性指標。主要采用力學設計方法設計,標準是土基頂面垂直壓和層底彎拉應變,指標設計思想基本相同。我國一般采用基層層底拉應力以及路表彎沉,一般情況下,各層的拉應力又基本上起不了控制作用,唯一指標似乎成了表面彎沉。導致了彎沉過小,半剛性基層強度過大,道路開裂極其嚴重,排水困難十足,對路面造成很大的損壞。

二、目前瀝青穩定基層路面結構設計綜述

(一)目前國外瀝青穩定基層路面結構設計綜述

主要是經驗法和力學-經驗法。經驗法是指對實驗和使用道路的觀察,測量,研究荷載、路面性能和結構的關系,著名的有CBR(承載比)法和AASHTO(柔性路面設計法)。而力學-經驗法主要包括Shell設計法和美國地瀝青協會(AI)法。力學-經驗法分析路面結構在載荷以及環境下的力學響應,利用其與各種損壞模式之間性能模型,進行瀝青穩定基層路面結構設計。

在英國,主要是柔性基層瀝青路面設計,它的瀝青穩定基層路面,是由粒料底和瀝青面層青穩定基層組成的。英國TRL(Transport Research Laborator)機構,根據多年研究,提出新的HD26結構設計曲線,提高設計年限為40年,最小瀝青厚度不得低過20cm。

法國一般采用半剛性的基層瀝青路面,主要有兩種設計方法,一種是組合結構,另一種是復合式結構。在德國,有與法國相似的半剛性基層瀝青路面的結構,柔性基層瀝青路面結構正是級配碎石和瀝青混凝土的組合。后來由于美國全厚式路面結構的經驗,德國用薄的結構層替代厚碎石層。將路面結構形式分為三層,分別是瀝青、承重和瀝青聯層。

在日本,主要采用CBR法計算厚度,典型結構是集面層、級配碎石下基層、瀝青穩定基層、未篩碎石底基層為一體,對于交通量小道路而言,瀝青可以直接鋪筑于級配碎石,然而對于交通量大道路,基層是瀝青穩定材料。在美國,20世紀五六十年代的時候,就提出了AASHTO(柔性路面設計法),當時共有四種基層,包括碎石、水泥處治、礫石和瀝青處治基層。

目前,美國主要以柔性基層瀝青路面為基本路面結構,半剛性只在印第安出現,是比較少見的路面結構,盡管有些路面結構仍使用半剛性材料,但是只是作為地基層。美國的柔性基層瀝青穩定基層路面結構設計形式種類很多,主打全厚式和下臥粒料基層。70年代后基本上舍棄了半剛性,而新建道路基本上全厚式和厚瀝下臥粒料基層成主要瀝青穩定基層路面結構設計形式。還有一種比較特殊的長壽命瀝青路面。它是在20世紀末期基于年限總費原則而提出的,已經成為了世界各國路面研究熱點。

(二)目前國內瀝青穩定基層路面結構設計綜述

我國的瀝青穩定基層路面結構設計主要采用的是力學-經驗法,這種路面結構主要采用了SHELL的設計方法,將路面看作多層彈性體系。以泊松和彈性模具為表面特征,可以根據查表、實測以及室內試驗求得。早期研究表明,我國曾使用柔性路面設計,石灰或者柔性材料為主,但是隨著社會發展,已經不能適應國內瀝青路面狀況,據悉,最近的幾個實體工程、結構和正在建高等級公路的表明, 半剛性基層才我國瀝青路面的最合適的結構, 造成很大的經濟損失。同時,不同設計人員結構組合差別比較大,一條路,不同設計單位結構相差也比較大。因此, 要根據實際情況,結合設計以及施工的經驗, 提出各個適合地區特性的結構,不要定向思維,盲目不知變通,對路面結構設計知識和方法也要更新很進步。

此外,也有研究表明,柔性基層才是王道。在大粒徑瀝青穩定碎石柔性基層方面,我國也是碩果累累,首先,開始了其設計指標和標準探討,對指標影響因素進行了分析。其次是利用馬歇爾和GTM法設計其混合料,并作出了比較。再者是證明其低溫抗裂性要優于半剛性基層瀝青路面。然后研究了其抗疲勞性能,預估了其疲勞壽命。最后,證明了其抵抗反射裂縫以及高溫穩定性能等。

瀝青穩定基層路面結構設計是涉及面廣,相當值得研究的問題,我們需要不斷的進行深入研究,總結其中的經驗,糾正不足之處,才能逐步完善,使其更好的為我國現代化貢獻。

參考文獻:

[1]周利 蔡迎春 楊澤濤. 國內外瀝青路面設計方法綜述. 公路交通技術.2007(4):36-38.

[2]黃曉明 車同芝 張曉冰. 瀝青穩定基層路面結構設計綜述. 河南交通科技.1999,3(19):6-9.

[3]丁樂 王凱. 瀝青穩定基層路面結構的理論研究. 山西建筑. 2009,35(3):281-283.

[4]王錫通 鄭錄化 呂偉民. 瀝青穩定基層路面結構的研究. 浙江水利水電專科學校學報. 2006,18(3):46-48.

[5]王繼東 王俊義. 瀝青穩定基層路面結構的特點及其應用. 山西建筑. 2007,33(27):298-300.

[6]劉黎萍 孫立軍.瀝青路面全壽命結構設計方法概述.同濟大學學報. 2003(09):45-51.

篇2

【關鍵詞】瀝青路面;水損壞;排水系統;設計

中圖分類號:U41文獻標識碼:A文章編號:1006-0278(2012)06-117-01

一、引 言

水損壞是目前路面的主要破壞原因,維修難度大。在多雨地區,這一現象尤為突出,因此道路排水是否通暢是影響道路使用性能和使用壽命的一個重要因素。

本文圍繞瀝青路面水損壞的特性及成因進行了探討,并結合國內外修建路面內部排水系統的經驗,對瀝青路面內部排水系統的設計進行了探討和總結。

二、瀝青路面水損壞的特性

瀝青特性:瀝青一般帶負電荷,由于含有少量羧酸而呈弱酸性;而集料的巖性決定了集料表面電荷的性質和酸堿特性。所以,按照化學反應理論,瀝青對集料的粘附性決定于集料的巖性。

集料特性:某些集料過分堅硬致密,破碎后表面光滑不利于瀝青粘附。潮濕的集料與瀝青的粘附性大大降低。滯留在混合料內部的水分夏季遇高溫會變為水蒸汽,使瀝青膜從集料表面撐開。而有些吸水率稍大的集料,只要施工時徹底干燥,瀝青將會被吸入集料內部一部分,反而有良好的水穩定性。

因此,在改善瀝青對集料粘附性的同時,對路面結構和排水進行研究改善顯然是十分必要的。

三、 排水系統設計

(一)邊緣排水系統

沿路面結構的端部邊緣設置由透水性填料集水溝、縱向排水管、橫向出水管和過濾織物組成的邊緣排水系統。滲入路面結構內的自由水,通過層間的空隙橫向流入由透水性材料組成的縱向集水溝,再由間隔一定距離布設的橫向出水管排出路基之外

(二)內部排水系統結構設計

1、水文分析和水力計算

水文分析和水力計算的目的是確定排水設施的設計流量和所需的結構尺寸。分析計算時考慮下述原則和要求:

(1)路面內部排水系統中各項設施的泄水能力應足以排除滲入路面結構內的自由水;并且,由于滲入量的估計和透水材料滲透系數的測定精度較低,設施的泄水能力應留有較大的安全度,通過可對設計泄水量采用兩倍以上的安全系數。

(2)系統中各項設施的泄水能力應從上游到下游逐漸增加。

2、路面結構的表面水滲入量計算

四、結論

(一)滲入路面結構內的水是目前路面早期損壞的主要破壞原因之一,設置路面結構內部排水系統,是解決路面水損壞的重要技術途徑,能有效地延長路面結構使用壽命,值得在多雨地區修建高等級公路得到推廣應用。

(二)排水基層的力學強度和耐久性是值得關注的關鍵問題。排水基層首先具有良好的排水能力,同時且必須滿足基層的力學強度要求,通過合理的材料組成設計和試驗,排水基層在滿足滲透系數下完全可以達到承載層的力學強度要求。

參考文獻:

[1] AASHTO.AASHTO Guide for Design of Pavement Structures. Washington D.C., 2002.

[2]JTJ018-97,公路排水設計規范[S].

[3]姚祖康.公路排水設計手冊[Z].北京:人民交通出版社,2002.

篇3

關鍵詞:道路;重載交通;路面;設計方法;長期性能

論文首先分析重載交通道路的運營特點,分析其交通組成及運營使用特點,總結車輛荷載對路面的作用機理,并分析我國目前規范體系對于重載交通道路路面設計的不適應性。最后,提出面向重載交通道路路面的設計方法和要點,用于指導實際的道路路面設計。

1重載交通道路的運營特點

掌握重載交通道路的運營特點,是明確該類型道路路面設計重點和方法的根本。具體而言,可以從交通特性和運維狀況2個方面進行總結。(1)交通特性。重載交通路段主要是車輛的荷載等級較高,車型主要以三軸及以上軸數貨車為主,載重主要30t以上,超載嚴重的甚至有近100~200t的貨車,這些貨車雖然比重小,但對道路路面的損傷影響非常大,甚至引起道路路面的直接破壞。此外,10~40t的貨車貢獻了主要的交通組成,這些貨車對道路路面的損傷也是非常嚴重的。重載交通路段的交通流量一般不高,因為貨車的行駛速度較慢,轎車的組成比例低。(2)運維狀況。重載交通路段往往是經濟發達區域,在重載車輛作用下道路路基和路面很容易損壞,路基沉陷、局部塌陷和邊坡失穩問題常有,路面開裂、坑洼、破損、塌陷等病害問題也非常顯著,而這些病害很容易疏忽,如果在早期不予修復就會導致病害的快速擴展,引發更加嚴重的病害問題。多數破壞的道路結構,都證明與重載交通的作用密切相關。

2車輛荷載對道路路面的作用機理分析

車輛荷載對道路的作用通過輪壓體現,輪壓與道路的接觸作用面積小,車輛重載情況下顯著增加局部作用荷載,對于道路的作用機制主要分為彎曲效應、疲勞效應、剪切效應、車轍效應。2.1彎曲效應車輛作用路面的整體效應是一次性彎曲作用,對路面造成受彎變形,如果面層厚度不足或者材料性能不好,使得受荷作用下拉彎區應力超過結構的承受極限,則路面底部形成開裂,另外,車輛作用下不僅包含靜力部分,由于路面不平整、車輛振動等引起的動力沖擊效應也是包含進去的,很容易引發一次性破壞,這種作用超載車尤其明顯。2.2疲勞效應疲勞是路面的重要結構性能,我國已建的高速公路工程中,多數道路結構出現的路面開裂問題與疲勞性能直接相關。疲勞效應車輛的往復加載和卸載循環,導致路面在低于其材料極限的情況下提早開裂失效。疲勞效應的基礎就是荷載作用下路面的損傷效應,而且超載作用下軸載噸位的增加,其疲勞損傷呈指數增長,影響顯著。2.3剪切推移效應車輛在行駛過程中有剎車、轉彎、上下坡等,這些過程中車輪對路面形成不可避免的剪切推移作用,該剪切力平行于路面。車輛重載作用下,這種剪切力非常顯著,直接導致路面層的破損。車輛的剪切推移效應可以從很多道路重車道路面的擁包、推移等現象中推演得到。2.4車轍效應采用瀝青作為面層的路面結構,由于瀝青材料具有高溫軟化的特性,還會使高溫環境下的瀝青路面在車輛行駛下出現車轍效應,而且車轍的效果與載重噸位、行駛速度等高度相關。

3目前規范體系的適宜性分析

我國規范對于路面的設計是以標準荷載作用與溫度應力作用折合成標準荷載累積作用次數的,并與設計疲勞壽命對比,得到累積疲勞損耗量,作為面層設計的準則。然而,車輛作用的換算標準軸次,則是通過交通量進行直接換算,這其中較大噸位的貨車,則通過換算軸次考慮,這樣只是對疲勞效應的校核,并沒有考慮軸載一次作用導致的面層之間彎曲或者剪切失效,導致設計的不合理。從另外一方面理解,重載交通其軸載組成中可能有超過規范標準的載重,這些軸載雖然組成概率較低,但是對路面的影響非常關鍵。設計中更是忽略可能造成面層一次性斷裂失效的較大噸位軸載作用。這種均一化的設計思想,直接的后果就是載重較大區域路面層壽命短,需要不斷地維護與更新;載重小的區域設計偏于保守,雖然路面層壽命好,也可能因為路基及其他部位的破壞損傷,導致直接的不經濟。

4重載交通道路的路面設計方法

針對重載交通道路的路面設計,首先需要明確該道路運營的臨界使用荷載,提高設計效率;其次明確設計中的軸載換算方法;再則,調研最大服役荷載;最后依據標準的交通量進行路面設計并采用最大服役荷載作為驗算設計。

4.1臨界使用荷載的確定

對于道路產生累積損傷和車輛荷載需要達到一定噸位才能產生效應,對于不產生效應的車輛,可以忽略考慮。因而,確定該臨界荷載,對于提高設計效率和增加設計針對性具有重要作用。目前的研究均已50%的應力水平認為是確定臨界荷載的標準,以水泥路面(18cm混凝土面板,彎拉強度4MPa,15cm天然砂礫,25MPa土基)和瀝青路面(3cm瀝青面層,20cm石灰土,30MPa土基)為例進行驗算,結果如表1所示。可知:設計水泥路面結構時,不考慮荷載低于30kN(單軸)和低于60kN(雙軸)的軸載。設計瀝青路面時,不考慮荷載低于20kN(單軸)和低于40kN(雙軸)的軸載。

4.2軸載的換算

軸載的強度問題是車輛荷載對道路路面結構的一次性破壞,而路面疲勞問題則是軸載的反復累積作用引起的結構損傷,車轍同樣是車輪的反復作用所致,而剪切推移也是往復作用體現在剪切破壞機理上。對于廣泛關注的疲勞問題,則以當量軸次進行計算。

4.3設計過程與要點

設計需要同時驗證路面的疲勞效應和一次性破壞效應。對于疲勞問題,根據換算軸載確定疲勞應力,并與設計標準進行對比分析。目前的設計標準仍然以臨界疲勞應力和臨界溫度疲勞應力的組合為控制標準,應不高于面層材料的彎拉強度。同時,還需要驗證一次性破壞,通過調研確定路面服役的極限荷載,并驗證在該荷載作用下路面層是否會發生一次性斷裂失效。由于瀝青路面的平整性好、行車噪聲小、抗高溫、耐老化等優秀特點,瀝青路面在公路中應用眾多。同樣,針對重載交通路段,可以推薦設計采用長壽命瀝青路面進行設計。如圖1是瀝青路面在輪載作用下的受力性能及面層分區,從上而下分別是面層(一般是高質量瀝青混凝土)、中間層(高彈性模量抗車轍性能的瀝青混凝土)和HMA基層(高柔性抗疲勞瀝青混凝土)3個部分。首先,在車輛作用下,車輪與路面接觸面以下10~15cm范圍內是高受力區域,是各種面層病害發生的地方,因此設計中需要采用高質量瀝青混凝土作為承載面層,提高路面的承載安全和使用效果。其次,車輪荷載經過面層向下部結構進行有效擴散,但同時要保持與上部面層的有效連接,以免發生車轍病害,設計可選用高模量抗車轍瀝青混凝土作為中間層。再則,往下達到瀝青混凝土路面的最大拉彎應力區域,該區域要求混凝土具有較好的抗彎拉性能,保證不會因為抵抗性不足而導致開裂和破壞,設計可采用高柔性抗疲勞瀝青混凝土,同時該層厚度須具有一定保證,以使得路面不產生自下而上的開裂和破壞。長壽命瀝青路面就是根據路面各層的受力特點,采用針對性的材料及結構構造處理方式,使得路面層的受力與變形更加合理、安全、可靠。這種設計方法對于重載交通路段也是完全適應的,能夠保障道路的服役性能,提高行車安全。

5結論

隨著貨物運輸的增長,交通流量和載重等級也在不斷提高,這使得部分路段長期承受重載交通作用,路面和路基都存在不同程度損壞,對運營和管理帶來了很大壓力。論文分析了重載交通路段的交通和運營特點,分析了車輛荷載對道路路面的作用機理,并分析了目前我國規范對重載交通路段設計的不適宜性,從而提出重載交通路段的設計方法和要點,提出應用長壽命瀝青路面設計原則,改善重載交通路段的運營性能。

參考文獻:

[1]謝正武.重載交通路面設計與處理措施研究.交通標準化,2011(9):25-27.

[2]裘萌萌.重載交通瀝青路面設計方法探討.中國水運:下半月,2008(5):240-241.

篇4

【摘 要】通過對農村公路建設標準與施工技術指南研究,提出適合本地區的農村公路線形標準與路面結構設計施工技術指南,使所修建的公路同所在地區自然環境、筑路材料資源和經濟發展水平相適應,使農村公路路面結構安全可靠、經濟合理,減少路面提前破壞,節約工程造價,降低養護維修費用。

【關鍵詞】農村公路;建設標準;施工技術;指南

Construction of rural road construction standards and technical guidelines of

Jia Jian-wen

(Luquan Local Highway Management Station Luquan Hebei 050200)

【Abstract】Through the construction of rural road construction standards and technical guidance study, proposed for the region's rural highway alignment design and construction standards and technical guidelines pavement structure, so that the road construction area with the natural environment, road construction material resources and economic development level the rural road pavement structure safe, reliable, economical and reasonable to reduce the damage to the road ahead, save construction costs, lower maintenance cost.

【Key words】Rural roads;Construction standards;Construction technology;Guide

隨著國民經濟快速、協調發展,我國交通運輸設施建設己進入一個重要的歷史時期。公路運輸網絡是綜合運輸網絡的主體,是國民經濟發展的基礎。搞好公路網的規劃與建設,對促進經濟發展起著重要的作用。而農村公路又是我國公路的重要組成部分,是干線公路的延伸和物資集散通道,又是保障社會經濟發展最重要的基礎設施之一,加快農村公路發展對保證全國公路網建設的協調發展,促進農村乃至全社會經濟發展和保障全社會穩定都具有十分重要的經濟意義和政治意義。實施縣際及農村公路改造,是公路交通工作實踐“三個代表”重要思想,落實十六大全面建設小康社會目標的必然要求,加強縣際和農村公路建設,也是解決“三農”問題的必然要求。

1. 概況

針對河北省氣候、地形、土壤地質條件和材料來源情況,總結歷年來積累的農村公路實際工程經驗,提出適合本地區的農村公路線形標準與路面結構設計施工技術指南,使所修建的公路同所在地區自然環境、筑路材料資源和經濟發展水平相適應,使農村公路路面結構安全可靠、經濟合理,減少路面提前破壞,節約工程造價,降低養護維修費用。該項目計劃的實施,能解決農村路網規劃中不合理的地方及改進現有的道路技術標準,具有重要的理論意義和工程應用價值。

2. 研究開發內容

2.1 國內外農村公路工程技術標準調查對國內外農村公路建設控制要素、路線、路基路面、橋涵、隧道、交通工程及沿線設施、村鎮道路等方面的標準展開調查,為河北省農村公路建設標準的制定提供依據。

2.2 河北省農村公路建設條件研究。(1)農村公路交通狀況分析;(2)農村公路建設的自然條件;(3)農村公路建設的工程條件;(4)農村公路建設常用的筑路材料。

2.3 河北省農村公路的控制要素和線形標準。(1)農村公路的分類分級;(2)農村公路的控制要素;(3)農村公路等級的確定;(4)農村公路的平面線形標準;(5)農村公路的縱斷面標準;(6)農村公路的橫斷面標準。

2.4 農村公路路基技術標準。(1)農村公路路基標高與寬度標準;(2)農村公路路基壓實標準;(3)利用老路路基處理標準。

2.5 農村公路路面典型結構組合。根據對河北省不同地區交通量、土基等級、筑路材料和經濟條件,利用路面結構優化設計方法,借鑒國內外路面結構設計原則,結合個地區現有瀝青、水泥路面實際設計和使用經驗,對路面結構組合和厚度進行分析,最終提出適合當地的農村公路路面典型結構。

2.6 農村公路排水設施標準。對農村公路來說,排水工程還基本屬于空白,一般都采用路拱橫坡的路面排水方式以及邊溝的路基排水設施,并沒有完善的排水設施,現借鑒國內外農村公路排水現狀,結合河北現有農村公路排水方式,制定河北省農村公路排水設施標準。

2.7 農村公路質量控制標準。(1)農村公路質量控制指標;(2)農村公路質量檢測方法;(3)農村公路質量控制標準。

2.8 農村公路建設施工技術指南。在系統研究農村公路路面結構現狀的基礎上,對造價較低的農村公路路面施工工藝進行了研究,并對路面施工和養護要點進行系統分析總結。在此基礎上,編寫“河北省農村公路建設施工技術指南”,以便于指導我省農村公路路面施工。

3. 技術路線研究

該論文研究采用理論分析與工程實際應用相結合、室內試驗與現場試驗相結合、實際工程應用與一般調查總結相結合的實施方案和技術路線。

3.1 理論為指導。對上述研究內容進行研究時,以理論為指導,并通過工程應用給出研究成果及對理論分析的驗證。

3.2 理論分析和一般調查相結合。在進行大量的室內試驗基礎上,進行現場試驗,考慮室內試驗成果的實用性,從而對室內試驗成果的工程應用進行檢驗、修正和擴充。

3.3 室內試驗與實際工程應用相結合。在開始試驗測試、總結材料組成、結構設計、施工技術等經驗和問題的同時,進行大量的國內外研究成果檢索,分析借鑒國外現有成熟的設計方法、施工經驗及使用狀況。

篇5

關鍵詞:廣東 常規瀝青混合料級配類型

中圖分類號:TV442+.1文獻標識碼:A 文章編號:

《JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術規范》中提到。我國國土遼闊,包含不同的氣候區,各地交通狀況也不一樣,因此規范總則指出:“各省、市、自治區或工程建設單位可根據具體情況,制訂相應的技術指南,但技術要求不宜低于本規范的規定”。又在附錄B規定“瀝青路面工程的混合料設計級配范圍由設計文件或招標文件規定,密級配瀝青混合料的級配宜在本規范5.3.2規定的級配范圍內,根據公路等級、工程性質、氣侯條件、交通條件、材料品種等因素,通過對條件大體相當的工程使用情況進行調查研究后調整確定,必要時允許超出規范級配范圍,經確定的工程級配范圍是配合比設計的依據,不得隨意變更”。

我省的氣候特點是:雨量大、雨期長,夏季氣溫高,冬季絕大部分地區無負溫氣候。路面易發生水損害,易發生滑溜行車事故,故對路面的密水性、均勻性、抗滑性要求高。夏季路面溫度常常超過650C,對路面的高溫性能要求高,而與冰凍相關的路面病害則不存在。我省許多高速公路交通特別繁重,從而對路面的要求特別苛刻,在確定工程設計級配范圍時,應充分考慮這些特點,認真吸取本省的成功經驗。因此,總結我省的工程實踐經驗,研究適合我省特點的混合料級配范圍是十分必要的,本文重點放在“滿足密水性和均勻性要求、力求形成骨架密實結構的混合料級配研究”,研究主要目標是探討在懸浮密實型混合料AC-20和AC-25的基礎上,高溫穩定性顯著提高的混合料,使全省的瀝青路面抗車轍性能得到普遍改善而不伴隨著離析、透水帶來水損害和疲勞壽命降低。這部分研究工作的結果得出了AC-25C和AC-20C混合料的級配范圍,這幾種混合料的級配范圍與JTG F40-2004上的AC-25和AC-20相近,但稍粗一些,是考慮到我省氣侯炎熱的原因。,對抗滑磨耗層,得出了AC-16C和AC-13二種混合料級配范圍,這些混合料是在AK型混合料使用經驗的基礎上經過改進而得。JTG F40-2004規范全盤否定了AK型混合料,它推薦的抗滑磨耗層混合料AC-16和AC-13C,實際是懸浮密實型混合料,在我省使用的效果明顯不佳,表現在抗高溫穩定性和抗滑性能差,由于4.75mm篩孔通過率太高:AC-16比AC-16C高11個百分點;AC-13比AC-13C高16個百分點;粗集料用量比例這樣大幅度減少,顯然會降低高溫穩定性;在混合料有效瀝青含量相同情況下,其瀝青膜厚度比GAC混合料低,故耐老化、耐疲勞性能也較低。

Superpave(后文簡稱SP)混合料設計方法被許多人奉為國際領先水平的技術,它在應用中發現的問題,也帶動著一股又一股的研究熱潮。在國外已普遍承認和關注SP粗級配混合料(如SP-19、SP-25和SP-37.5)透水問題,它壓實困難,形成連通空隙,水和空氣能進入其中。說明其粗級配混合料所含細集料太少,即使提高壓實標準,也未能達到密實要求。國內、外普遍地公認,路面現場空隙率在3%-6%是最佳狀態,既不透水也沒有車轍危險,但國外許多文獻報道的試驗結果表明,SP混合料的現場空隙率超過6%,路面就處于透水狀態;而許多SP細級配混合料(如SP-12.5和SP-9.5),其現場空隙率達9%仍不透水,說明其細集料含量過多,對高溫穩定性不利,SP的粗級配混合料太粗;細級配混合料太細(級配曲線位于MDL上方的級配)。將AC混合料同SP混合料比較看出,AC粗級配混合料(AC-20C 和AC-25)適當增加了細集料,從而利于壓實和降低透水性;而AC改進細級配混合料(AC-13C)則顯著地減少了細集料(級配曲線在MDL下方),從而有利于提高高溫穩定性和抗滑性能。

1、制定適合廣東地區的瀝青混合料級配范圍

2002年以前我省高速公路瀝青路面一直按《JTJ032-94公路瀝青路面施工技術規范》,根據級配范圍的中值線,將路面結構的中、下層混合料設計成懸浮密實型結構,要求的動穩定度為800次/mm。,2002年初,廣韶高速公路就大范圍出現嚴重車轍,懸浮密實型混合料的弱點暴露出來了,后來發現是是:特重交通及嚴重超載;瀝青的性能等級低;級配設計過細;路面太窄渠化作用強烈;罕見的高溫天氣等)。隨后,省內各個在建項目,迫切需要尋求將中、下面層混合料設計成骨架密實型結構的方法。開陽高速B03段最早試用SP方法,設計的中、下層混合料動穩定度分別達到1279次/mm和1800次/mm,比要求的800次/mm大幅度提高,說明混合料接近了骨架密實型結構。但是SP混合料施工,要求(按旋轉壓實儀確定的密度)提高壓實標準,從而增加施工成本,在不增加預算的情況下,推廣這項技術比較困難,故開陽高速公路其余兩段未采用這項技術。

最初設計級配是借鑒SP的S形級配曲線概念,嘗試用馬歇爾方法進行設計,S形曲線的特點是,適當減少公稱最大粒徑附近的粗集料用量和0.6mm附近細集料用量,使中等粒徑集料較多,增強嵌擠作用,從而提高混合料的高溫穩定性。不過若細集料減少過多,中等粒徑集料過多,就難以壓實,使混合料離析、滲水,沒有一個準確的級配范圍。為了尋找瀝青面層混合料合理的級配曲線,從2003年開始,先后在開陽高速、陽茂高速、廣梧高速、廣珠北、西部沿海高速等十多個工地,都認真分析級配曲線的改變,對路面的密水性、均勻性和粗集料嵌擠情況的影響。最終以路面満足密水性和均勻性(不離析)為主,盡量減少細集料用量,力求形成骨架密實結構的原則,確定了瀝青面層混合料的改進性級配范圍,不過得到的混合料級配曲線已不是典型的S型,而基本上位于最大密度線(MDL)下方。只要備好的集料能配出AC-20C或AC-25C的中值線,竣工后路面的密水性、均勻性是良好的,在使用A-70級瀝青的情況下,動穩定度一般達到1200-2000次/mm,即達到懸浮密實型混合料動穩定度的1.2-2.0倍。研究表明,想通過級配調整進一步提高動穩定度已很困難,但是,如果改用改性瀝青,則可以再提高到GAC的3-5倍,即采用改性瀝青提高動穩定度的幅度比級配優化的大。

AC改進型瀝青混合料級配范圍,從2003年底開始就相繼在各工程項目應用,隨后做了局部調整,并做了實驗室檢驗,結果如表1所示。

表1 AC改進型密級配瀝青混合料級配范圍

篇6

    論文摘要:隨著城市交通日益發展,車流量加大,市政道路的質量面臨著更大的挑戰。道路的路基施工質量直接影響了路面的使用品質,要做到市政道路工程路基路面的穩定和堅固,就要合理規劃設計,精心施工。本文分析了市政道路工程路基路面合理的規劃方案和設計方法,對市政道路工程路基路面的施工作業具有一定的參考意義。 

    隨著我國經濟的飛速發展和科技水平的不斷進步,我國市政道路工程實現了跨越式的發展。市政道路工程現代化建設的開展如火如荼,其工程質量與建設速度受到社會各界的廣泛關注。如何合理規劃設計路基路面,避免市政道路的路基路面建成后發生病害,我們需要根據以往的始終能夠道路路基路面工程施工當中總結經驗,吸取教訓,經過深入地分析、總結,在施工過程中把握每一個環節,控制路基路面工程的施工質量。

    一、市政道路工程規劃應遵循的原則

    市政道路工程的施工主要包括三大部分:道路的縱、平橫斷面的設計、路基路面工程和道路的配套基礎設施。其中,路基路面工程必須根據市政道路工程的總體規劃原則進行設計和規劃,市政道路工程的設計原則包括:

    首先,要在滿足城市的總體規劃的前提下,科學、合理地設計道路交通,土地的使用要滿通運輸需求。要充分發揮城市的道路交通對于土地開發強度的制約與促進作用,完善和優化城市的用地布局,使城市的運轉效能得到提高,改善城市的環境,提供高效、經濟、低公害、舒適和安全的交通條件。

    其次,遵循市場經濟規律,同城市的社會經濟發展水平相結合,大力發展公共交通,形成個體交通和公共交通優勢互補的多元化客運網絡。

    再次,要充分考慮道路的無障礙設計,保證行動不便者能夠安全、方便地使用城市道路,達到環境效益、社會效益、經濟效益相互結合的目的。

    最后,城市的配套基礎設施和城市的道路交通要緊密結合。與城市的主干道相互結合的城市基礎設施主要包括:電信管廣電線、電力管線、雨水管線、污水管線、給水管線,結合城市的美化亮化道路灌溉及綠化設施、景燈設施、路燈及交管紅綠燈控制設施等。

    對各基礎設施進行綜合規劃,除景燈、路燈、綠化及部分電信、電力設施設計在路面以上,其他的管線設施都在路面以下,以保證道路的視線通暢、環境良好,道路設施功能完善、齊全,環境優美,引導城市的空間向縱橫延伸,確保城市空間的可持續發展。

    二、市政道路工程路基路面設計關鍵點

    (一)控制路基面層裂縫

    根據實踐總結的經驗,市政道路路基路面工程施工當中的裂縫控制,關鍵要采用穩定性能較好、收縮性較小的結構作為基層,而在施工的過程中必須對這種類型施工材料裂縫的原理給予充分考慮,其出現裂縫最主要的原因是材料收縮。材料收縮有兩個主要方面:溫縮和干縮。無論是哪種收縮,都同施工材料塑性指標和含水率有關。所以施工材料的選用中要對施工材料的塑性指標等進行相關的試驗和檢測,經檢測符合標準的才可以采購。另外,在施工的過程中可以添加具有減水、緩凝性能的外加劑來確保施工材料能達到符合施工要求的含水率。只有保證了施工材料這兩方面的指標參數,才能夠保證很少甚至避免出現裂縫。

    (二)控制基層平整度

    路基是道路重要的組成部分,其穩定性和強度是確保路面穩定的條件。所以,在設計與施工上都要保證路基質量。而面層平整度的好壞對行車的安全和舒適有著直接的影響,對于控制路基路面的平整度,要對不同的基層區別對待。

    由于石灰穩定土為基層的工程,其平整度的要求和標準較低,所以石灰穩定土為基礎的工程平整度質量比較容易控制,可以使用平地機進行刮平,直到平整度合格即可。

    但是對于水泥穩定碎石為基層的工程,其平整度質量比石灰土要難,要求也比較高。而且,水泥穩定碎石對面層的平整度影響較大。水泥類的穩定材料不同于石灰土或者粉煤灰、石灰,穩定類材料施工對壓實的時間要求并不嚴格,而終壓時間對水泥類穩定材料施工影響非常大,稍控制不好就會影響強度。所以,水泥類的穩定材料接頭一般較多,對平整度產生影響。可以用緩凝減水劑延長初凝的時間。通過現場的試驗,初凝時間平均為二百七十分鐘,至此,可以設計攤鋪長度和壓實程序。基層用攤鋪機進行攤鋪時,要注意攤鋪的寬度,過寬時,布料器的轉速會加快,使兩側的混合料離析進而對成型和平整度產生影響。

    為了保證路基、路面的穩定性和強度,必須非常嚴格地控制路基壓實度,尤其要注意路堤與人工構造物銜接處的壓實,減少銜接處沉降錯落影響。

    路基經碾壓以后要進行密實度、縱橫坡度、幾何尺寸、標高等指標的檢測,檢測合格后才可以進行路面結構的施工。

    對于各種路面材料要進行必要的試驗與施工檢測,對不符合要求的,要果斷采取相應的補救措施。

    (三)對軟土地基的處理

    通過對大量的市政道路工程調查表明,軟土地基的路段由于地基沉降引起跳車的現象主要是由于施工圖的設計過程中地質鉆探的布孔太少,鉆探不深,軟土地基沒有被及時發現,或者對軟土地基的深度、范圍和物理力學性質等沒能準確探明,致使沒有對軟土地基進行相應的加固處理或處理方法不夠完善。

    另外,軟土地基的加固處理計算參數和計算方法與軟土地基實際情況或多或少存在一定差距,軟土地基的處理很難達到技術要求及預期效果。另外,雨水侵蝕導致路基填充材料流失和強度降低,也是導致市政道路工程的路基沉降一個主要原因。各種軟土地基的處理方法適的適應性和機理各有特點,在施工的過程中應根據工程實際情況有選擇地采用。下面以江蘇某公路工程的第1標段為例進行說明:

    江蘇某公路工程的第1標段,長2km,流塑狀淤泥與欠固結靈敏或者高靈敏淤泥質土的分布比較廣泛,厚度大,屬于軟土路基,而且溝壑、魚塘眾多。

    針對這種難以控制路基穩定與固結時間的路段,可以用真空聯合的堆載預壓的方法進行加固處理。真空聯合的堆載預壓法具體操作是在軟土地基的表面先鋪設好砂墊層,之后埋設垂直的排水通道,然后在砂墊層的頂面鋪設密封薄膜隔絕大氣,薄膜的四周埋入土里,通過砂墊層埋設的吸水管道,使用真空裝置抽氣,形成真空。抽真空的時候,排水通道和砂墊層會先后形成壓差,土體中空隙的水在壓差作用下有排水通道不斷排除,最終使土體固結。

    (四)路基路面排水

    路基的穩定性和強度受到水的影響,很多路基的病害都是水的侵蝕導致的。另外,從不損害當地的農田水利設施和保護環境的角度考慮,必須要做好路基的排水,并且要與地區的排水規劃相互協調,形成完善的排水系統。在路基施工中要重視施工排水,避免水患給路基和路面的施工造成多余的損失。

    1.地面排水

    常用的地面排水設施有急流槽、對于一級公路和高速公路的排水溝渠,通常都要求鋪砌防護。漿砌片石加固應用非常廣泛,如今,水泥混凝土預制板塊的應用也越來越普遍。

    2.路面排水

    路面排水要做到迅速排除在路面范圍的降水,減少路面滲入,避免水沖刷路基邊坡。路面排水通常有兩種方式。首先是分散排水,通常應用于我國西北地區地勢較平坦的長路段,除了加固路基邊坡和硬化路肩,也要考慮到邊坡下部植物的生長是否會擋住橫向排水的通路,導致路面積水。對應措施是硬化路肩并設路肩排水溝,加大溝坡排水。另外一種為集中排水,硬路肩的外側可以設置現澆瀝青混凝土攔水帶或者泥混凝土預制塊,使其同硬路肩路面形成三角形集水槽流水,隔30—50m的間距設置一道泄水口,和路堤邊坡的急流槽相互銜接,將雨水排放到坡腳的排水溝中。

    3.地下排水

    路基地下排水多用滲井、滲溝、盲溝、暗溝等,特點是滲透式的排水。水流較大時多采用有滲水管的滲溝。傳統砂礫料的反濾層大多改用了具備反濾功能土工織物。帶有濾布、鋼圈與加強合成纖維所組成的加勁軟式的透水管很適合在地下排水中應用。

    三、結語

    總之,公路的路基路面質量深刻影響著公路的使用性能,因此,進行路基路面的施工時應當嚴格按照相應的規范和設計進行,并針對不同的工程具體情況有選擇地采用相適應的具體措施。通過大量的工程實踐積累經驗,總結路基路面的施工設計方法,對降低工程成本,提高公路使用性能是非常重要的環節。

    參考文獻:

    [1]張迎秋.市政道路路基施工質量控制的探討[J].經營管理者,2010(09).

篇7

關鍵詞:重載道路 長壽路面 材料 設計伴隨著國民經濟和公路交通運輸事業的飛速發展,大中型貨物運輸車量不斷的涌現了出來,在我國運輸車輛中所占據的比重也不斷的增加,所載運的貨物超載現象也頻頻出現,這種問題的出現已成為公路運輸行業較為常見的問題。基于這種公路現象和我國現有的道路施工技術進行分析,許多路面結構中都出現了損壞問題和相應的缺陷,給國民經濟發展帶來了嚴重的影響。因此在目前的道路設計工作中,通過引進各種先進科學技術形成了多套不同的設計方式和建設思路,給道路工程事業的發展提供了參考和借鑒依據。長壽命路面結構作為目前較為常見的新型路面結構之一,在社會發展的現階段也來越受到相關人士的關注和重視。

一、長壽命路面結構概述

長壽命路面結構也被稱之為長壽路面,是國際道路工程領域提出的一項最新技術,但是其路面結構構成卻與普通的道路結構大致相同,都是由瀝青混凝土為主材構成的。這種路面結構有著施工方便快捷、行車舒適度高、方便維修和管理的特點而得到了廣泛的應用。截至目前,我國境內九成以上的道路設計都是以瀝青路面結構為主的,但是我們在工作中也應當清楚的認識到其中存在的弱勢,對這些問題及時的加以處理和總結,從而保障道路工程施工設計質量,為國民經濟發展提供可靠的基礎平臺。

1、長壽路面定義

長壽路面主要指的是在設計工作中設計使用年限高達五十年以上的瀝青路面結構,這種路面結構在設計使用年限內無結構性的修復和重建,僅僅是根據路面表層出現的損壞狀況來進行周期性的修復。因此,在長壽路面結構中并不是一種一直損壞的現象,而是損壞現象僅僅出現在路面結構表層的一種結構體系,在維修的時候也只是針對表層的結構進行修復、加固和處理的一種工作結構。正是因為這些原因的存在,使得這種道路結構在應用的時候有這效益高、維修費用低、維修速度高的優勢。

2、長壽路面特點

長壽路面在目前的工程領域較為常見,其在應用的時候具有著以下特點:首先,在設計中其費用表現在初期修筑的時候較高,而在日常維護和養護工作中費用很低,總費用效益比最大;其次,在設計年限上分析,其使用年限遠遠要大于傳統的道路結構;再次,損壞方式上指標現在表層損壞,而不存在結構性的破壞現象;最后,養護維修上都只是日常的養護和維修工作,而不需要進行結構性的修理。

二、材料設計

由于長壽路面整體結構與普通路面結構大同小異,主要是由于路基、基層、承載層以及磨耗層三部分構成的,因此在材料設計工作中也需要對這三個方面加以嚴格的總結和分析。但是其與傳統普通的路面結構設計中還存在著一定的差異,那就是由于其使用壽命長,因此材料的要求也更為嚴格,其具體情況如下:

1、路基

設計和修筑高強、穩定和均勻的路基對長壽命路面極為重要。在修筑期間, 路基首先為施工設備如傾卸貨車、攤鋪設備提供了操作平臺,同時,它也提供抗力以抵抗壓路機造成的變形,從而使上層鋪面能得到緊密的壓實。在整個服務期,路基在承受路面荷載和減少由于季節變化引起的諸如凍融、濕度變化造成的承載能力下降方面起著重要作用。路基可以使碾壓的原路基土,也可以是化學穩定路基土或粒料材料,也可以是非穩定類粒料(例如碎石或砂礫)。不管使用何種材料,路基都必須在施工階段和服務階段滿足一定強度要求。根據現場情況機設計實際情況,確定是否對路基土進行處治或采用粒料材料。

英國TRL規定了對路面基礎的最低要求,包括在施工時和施工后的要求,根據荷載為40kN的落錘式彎沉儀試驗,路基頂面的模量要求不小于40MPa,基層頂面的模量要求不小于65MPa;德國交通部根據300mm靜力承載板試驗,認為路基頂面模量值應不小于48MPa,下基層頂面模量值對輕交通應不小于120MPa,對重交通為應不小于180MPa。

2、瀝青混凝土基層

瀝青基層需要抵抗由于行車荷載反復作用造成的彎拉應力引起的疲勞開裂。從提高混合料抗疲勞性能出發,可以采用較高的瀝青用量或者采用改性瀝青來提高其抗疲勞開裂性能。疲勞壽命研究概要表明,瀝青混合料隨瀝青用量的增加疲勞壽命增加,因此在加州和伊利諾斯州都在使用富瀝青或高瀝青用量HMA基層。

另一方面,采用增加瀝青層厚度,以降低瀝青層層底彎拉應變水平,可以顯著提高瀝青層的疲勞壽命,因此就沒必要改變混合料的類型,仍然采用目前的設計方法。瀝青基層應盡量減小孔隙率,以確保在集料空隙間瀝青結合料的較高填充量,這對增加基層的耐久性和柔性是非常有利的。細級配瀝青混合料也被證實有助于改善疲勞壽命。瀝青基層瀝青的高溫性能必須達到面層瀝青材料相同的高溫性能要求,即相同PG分級,但是低溫性能指標可以在面層的基礎上降低一個等級。

3、瀝青混凝土聯接層

聯接層必須同時具有耐久性和穩定性,穩定性可以通過粗集料形成石~石嵌擠骨架結構或采用合適的高溫等級瀝青膠結料來獲得,這對面層上部150mm區域、至關重要,因為此區域是承受車輪荷載作用的高應力區,極易產生剪切損壞。為了保證穩定骨架形成較高的內摩阻力,要求采用扎制的碎石或破碎礫石,以確保形成集料骨架,選擇之一就是采用最大公稱直徑較大的集料。對最大公稱直徑在37.5mm以下的混合料可采用粒徑小一些的集料,如果形成了石-石嵌擠骨架,效果也較好。粗集料混合料的離析也必須考慮,在拌合、運輸和鋪筑過程中需要進行合理的操作。

4、磨耗層

長壽命路面對于磨耗層的性能要求期一般規定為10年,每次更換磨耗層即為一個壽命周期。磨耗層的具體要求依賴于交通條件、環境因素、當地的經驗和經濟條件。性能要求包括抗車轍性能、表面抗開裂性能、良好的抗滑性能、緩解水霧的影響并能減小噪聲。基于這些考慮,可以選擇SMA、密級配混合料或OGFC等。在一些對抗車轍性能、耐久性、抗滲性、抗磨損性要求高的地區,往往選擇SMA,在交通量大且載重車多的城市區域尤為適用。在交通量小且載重車比例較少的情況下,使用密級配混合料更為適合,與SMA一樣,它也必須滿足抗車轍、抗滲、抗磨耗及氣候狀況的要求。開級配抗滑磨耗層OGFC有利于水從路表面迅速排除,這種結構層常用于美國的西部和南部地區以改善降雨時路面的摩擦性能,OGFC通常的孔隙率為15%。

篇8

關鍵詞:半剛性 基層 瀝青路面 結構設計

1 概述

我國90%以上的高等級公路瀝青路面基層和底基層采用半剛性材料。半剛性基層瀝青路面已經成為我國高等級公路瀝青路面的主要結構類型。

在七·五期間,國家組織開展了“高等級公路半剛性基層、重交通道路瀝青面層和抗滑表層的研究”的研究工作,對瀝青混合料的高溫穩定性、低溫抗裂性,瀝青面層的開裂機理、車轍和疲勞、抗滑表層設計和應用、半剛性基層材料的強度特性和收縮特性,組成設計要求等進行了深入的研究工作,提出了較為完整的研究報告,為高等級公路半剛性基層瀝青路面的設計和施工提供了理論依據和技術保證。

由于現行的《柔性路面設計規范》頒布于1986年,隨著國家對交通運輸業的日益重視和人們筑路經驗的不斷提高,一致認為1986年版的《柔性路面設計規范》已不能滿足高等級公路半剛性基層瀝青路面的需要。由于對半剛性基層認識不足,使得設計結果具有一定的盲目性,設計結果要么過分保守,要么因路面結構設計不當而產生早期破壞,造成很大的經濟損失。因此,如何利用七·五國家攻關項目取得的成果,結合近十年來半剛性基層瀝青路面的設計和施工經驗,根據實際使用效果,提出適合本地區特點的路面結構,對路面結構設計方法的更新和路面實際使用效果的改善具有重要的意義。根據江蘇、安徽、浙江高等級公路的實際,江蘇在鎮江、無錫、蘇州、徐州、連云港共計4線10段進行調查,安徽在合肥、馬鞍山、淮南三市調查了3線8段,浙江在嘉興和杭州調查了2線5段共計9線23段。調查的路面結構具有一定的典型性。

2 國內外研究概況

2.1

國外國道主干線基層的結構特點

國外國道主干線基層結構有以下特點:

(1)

多數采用結合料穩定的粒料(包括各種細粒土和中粒土)及穩定細粒土(如水泥土、石灰土等)只能用作底基層,有的國家只用作路基改善層。法國和西班牙在重交通的高速公路上,要求路面底基層也用結合料處治材料。

(2)

使用最廣泛的結合料是水泥和瀝青,石灰使用得較少。此外,還使用當地的低活性慢凝材料和工業廢渣,如粉煤灰、粒狀礦渣等。

(3)

有的國家用瀝青穩定碎石做基層的上層,而且用瀝青做結合料的結構層的總厚度(面層+基層的上層)常大于20cm。

經過幾十年的總結,國外在半剛性基層瀝青路面結構組合上雖有所改進,但半剛性材料仍是常采用的基層和底基層材料。

2.2

國外典型結構示例

國外瀝青路面結構設計方法經過幾十年的完善,已經提出了比較成熟的設計方法,并且許多國家提出了典型結構設計方法,表1給出了法國典型結構一個范例。

表1

土的等級

交通等級

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

篇9

【關鍵詞】瀝青路面;施工質量控制;

前言

近年我國公路建設得到了快速發展,但在快速發展的同時,多數瀝青路雖然采用了優質的瀝青等原材料、先進的施工機械,但仍然出現部分早期損壞情況。瀝青路面早期損壞的原因是多方面的,包括超載、設計等方面原因,但施工質量控制與管理體系薄弱也是一個主要因素。近年我國瀝青路面施工技術總體水平有了顯著提高,但對施工質量控制管理方面研究還較少。本文結合筆者參與瀝青路面施工質量控制管理工程實踐,分析了瀝青路面施工質量控制的現狀和主要問題,對瀝青路面施工質量控制進行了研究分析。

1 瀝青路面施工質量控制問題與狀況

近年我國道路建設速度發展迅速,瀝青路面施工的技術和設備水平發展也比較快,部分施工設備處于國際先進水平,應該說我國道路施工已經具備了良好的硬件基礎,但部分道路開通不久出現了不同質量問題或病害,其中一個主要問題和病害誘因是瀝青路面的變異性過大、均勻性不好出現施工質量變異性過大、穩定性不好等問題的原因是多方面的,其中一個主要的原因是施工質量控制管理的問題。需要建立包括施工設備設置調控、原材料控制、施工工藝、檢測評價等方面內容的有效質量控制管理體系,才能進一步提高施工質量,加強瀝青路面施工的軟件環節,建立起瀝青路面全面質量管理體系。實踐證明加強路面施工質量控制管理,可以提高道路質量,也有利于提高經濟效益。

2 瀝青施工質量控制過程分析

瀝青路面施工過程控制是一個系統工程,從工期時間上劃分,施工過程包括前期準備、試驗段施工、正式施工等3個主要階段,每個階段有不同任務和控制重點,只有做好每個階段工作才能控制好瀝青路面施工質量。從施工工藝上劃分,瀝青路面施工過程可分為瀝青混合料的拌和、運輸、攤鋪、碾壓等幾個工序,每個工序也有不同的控制要點和問題。只有認真做好每一時間階段工作,并做好每一階段的各個工序細節控制,才能做好瀝青路面施工質量控制。實際工作中往往對施工工藝過程(此處簡稱工藝過程)控制方面較重視,對前期準備、試驗段施工、正式施工等階段組成的全過程系統(此處簡稱時間過程)控制容易忽視,而時間過程體系控制是影響瀝青路面施工質量穩定性、均勻性、優良率的關鍵環節。

3 瀝青路面施工質量控制管理關鍵環節分析

項目質量控制可分為3階段:事前控制、過程控制、事后控制。基于瀝青路面施工過程特點,對于瀝青路面施工質量過程控制的重點是事前控制和過程控制2個階段,即前期準備、試驗段檢驗總結及施

工過程控制。

3.1 施工前的準備工作

瀝青路面施工是一項規模大、強度高、要求嚴格的系統工作,前期籌備工作對于施工質量管理非常關鍵,是影響施工質量的基礎、前提條件。如果前期準備不足,在施工過程中很難得到彌補,例如原材料準備不充分,臨時調配往往采購不到合適的材料;又如拌和樓設備產量不能滿足要求,將會影響連續攤鋪和工期。在前期準備工作中重點做好集料等原材料備料、設計資料審閱、施工設備條件檢查。

原材料管理是影響施工質量的前提條件和基礎。集料加工及其質量控制是目前路面施工質量管理中的薄弱環節和難點。在集料料源緊張情況下,集料質量控制尤其困難。如果集料質量不理想,在后續施工過程中糾正難度非常大,會給工程質量控制留下很大隱患和不確定因素。做好集料備料工作是影響瀝青路面施工質量的前提條件。瀝青質量控

制仍然是一個重點,通過加強過程監控、抽檢等措施進行質量控制。

審閱相關設計資料,結合項目特點調整優化相關技術指標,以為后期施工、材料設計建立基礎。檢查承包人的施工設備、試驗室準備、工藝技術準備、管理技術人員情況,確定其是否滿足工程質量要求,對于不滿足要求的問題提出改進建議,以便為保證正式施工時的施工條件和水平滿足要求,避免因此影響工程質量和進度。

3.2 試驗段與施工質量控制

抓好試驗段工作是整體施工質量的前提和關鍵,通過試驗段檢驗施工設備、管理、工藝、配合比等內容,并要求承包人把試驗段作為工作重點對待,不能把試驗段當作簡單的過程或形式。通過試驗段獲得關鍵技術數據,檢驗和提高施工技術和管理水平,高質量完成試驗段可為后續施工建立一個質量參照系。每個試驗段施工前進行詳細的技術交底和討論,檢查施工單位材料、設計、工藝的準備情況,對每個關鍵技術環節提出技術要求和建議。試驗段總結是達到試驗段目的的一個重要環節,通過試驗段總結獲得控制技術參數,評價施工質量和水平,總結存在的問題和不足,提升施工質量。如果第1次試驗段施工質量不滿足規范要求或施工工藝達不到相關要求,則需重新做試驗段,直到試驗段完全滿足相關要求,檢驗施工條件成熟,才可以開展大面積施工。

3.3 施工質量過程控制

工程施工質量管理基本目的是/達到規定的質量標準,確保施工質量的穩定性,但實際中工程質量的穩定性、均勻性是一個控制難點問題。瀝青路面施工是一個多批次生產組合成一個單件產品的工業化生產過程,過程控制、動態控制對于控制產品質量是非常必要的。

為了提高瀝青路面施工質量檢測代表性水平,一方面可以通過采用無損檢測方法加大檢測頻率、覆蓋率,更重要的是建立基于概率統計的分層隨機取樣方法,明確采用隨機取樣方法、確定取樣位置的步驟。隨機取樣是材料或產品的任一部分有相同概率被選為樣本的取樣方式,所有試樣,無論試樣的大小、類型或用途,在選擇時都不帶有偏向,而完全是隨機的。在科學的確定取樣頻率、取樣方法的基礎上,對檢測樣本數據進行統計分析,為客觀、全面評價瀝青路面質量提供數據,進而為施工控制提供依據,并為工程驗收結算、實施按質支付提供數據。

為了建立基于概率統計的施工質量控制體系,首先對施工過程、路面建立樣本空間,可以依據產量、空間尺度對生產過程及產品劃分樣本空間,采用隨機取樣方法從批次、分批次進行取樣檢測。

4 瀝青路面施工質量控制管理體系的基本原則

總結瀝青路面施工質量控制與管理可分為以下4個原則:

1)主動控制原則。由于瀝青路面施工具有工程規模大、投資巨大、控制難度大、變異性大等特點,如果前期準備出現問題,后續很難糾正或需付出巨大代價,因此施工中必須做好事前準備和事前控制,包括設計審核、原材料準備、設備檢驗、工藝管理考核等。

2)系統平衡原則。瀝青路面施工是一個系統過程,包括前期準備、施工過程,應從系統平衡角度進行前期準備和過程控制,施工過程又可分為拌和、攤鋪、碾壓等工藝過程,也需要從系統平衡角度控制各個工藝過程連續、平穩、有序,從而為保證路面質量均勻穩定建立基礎。

3)整體與細節原則。瀝青路面施工是一個復雜過程,既要建立整體過程控制體系,又要保證每個細節質量控制,只有細節的質量得到保證,整體工程的質量才能得到保證。也就是只有控制好每一車混合料質量,才能控制好每1 m路面質量,進而才能保證整條公路路面質量,實施全面質量管理體系。

4)過程控制原則。只有通過加強過程監控,才能及時發現影響施工質量的問題,以便及時采取措施,保證質量穩定。

5結語

以上分析表明瀝青路面施工是一個復雜過程,影響因素環節眾多,提高施工質量控制管理水平是提高瀝青路面質量的必要條件,應實施全面質量管理控制體系,做好工藝過程、時間過程控制。有必要建立基于概率統計的質量控制體系,客觀全面地檢測評價路面施工質量,為施工質量控制提供基礎數據,并為工程驗收和實施按質支付提供依據。

篇10

【關鍵詞】低碳環保;溫拌技術;125省道;應用

鹽城市鹽都區125省道工程路面結構型式為4cm 改性瀝青AC-13 + 8cm道路石油瀝青AC-20 + 32cm水泥穩定碎石基層。在溫拌瀝青混合料技術的施工中,聘請江蘇省交通科學研究作為技術咨詢服務單位,進行前期相關技術準備、配合比試驗、混合料現場控制指導及檢測。編制了《鹽城市鹽都區低碳環保溫拌技術在125省道中應用大綱》,同時技術服務組及時開展了相關工作。

1 溫拌劑性質調研與選用

目前市場上存在高達20多種的溫拌產品,主要概括為四大體系。從目前的情況來看,溫拌技術與我國其他行業一樣,走的是“引進-消化-自研”的模式。所提到的四大體系如下:

1.1 有機添加劑法

作用原理:將低熔點的有機添加劑添加到瀝青混合料中,從物理化學角度來改變瀝青的粘溫曲線。典型代表:南非Sasol公司的“Sasobit”

1.2 瀝青—礦物法

作用原理:加入合成沸石,使瀝青產生發泡現象。典型代表:德國“Aspha-min”

1.3 泡沫瀝青溫拌混合料法

作用原理:將軟質瀝青結合料和硬質泡沫瀝青結合料在拌和的不同階段加入到混合料中。典型代表:英國和挪威聯合開發的“WAM-Foam”

1.4 基于乳化瀝青平臺的溫拌法

作用原理:顧名思義,該混合料的結合料采用的是特殊乳化瀝青。典型代表:美國“Evotherm”

通過廣泛的國內外調研,分別了解國內外對溫拌瀝青混合料技術的研究狀況,對幾種技術的技術特點、施工設備、施工工藝、適用范圍等展開深入、系統的研究,并初步論證溫拌技術相對于熱拌瀝青混合料技術的優勢特點,最終選定用于125省道鹽都段中的改性AC-13瀝青混合料中的最佳溫拌劑是“Sasobit”溫拌改性劑。

2 溫拌瀝青混合料降溫性能試驗

通過室內試驗,對溫拌瀝青混合料和熱拌瀝青混合料性能進行綜合比較,客觀評價溫拌瀝青混合料性能。

2.1 溫拌瀝青混合料設計

工程中采用馬氏擊實成型方法,對125省道鹽都段中的改進型AC-13瀝青混合料級配進行設計。結合溫拌瀝青混合料性能更適用于溫度下降很快的薄層或超薄層結構的特點,以AC-13瀝青混合料作為研究對象,集料采用常見的玄武巖集料,瀝青混合料按馬氏擊實儀方法設計時,采用雙面75次擊實成型。對成型試件進行各種性能測試和評價。

2.2 拌和及擊實溫度

添加溫拌劑后,應降低瀝青混合料的室內拌和、成型溫度。為確定合適的拌和與擊實溫度,根據添加溫拌劑前后的瀝青混合料粘溫曲線,對幾個不同的溫度分別進行擊實試驗,對其體積指標進行比較。

2.3 在配合比設計的基礎上,通過室內試驗進一步驗證添加溫拌劑瀝青混合料的路用性能的影響,其中重點針對瀝青混合料的抗水損害性能、高低溫性能等

(1)高溫穩定性試驗: 包括車轍試驗等;

(2)抗水損壞性能試驗;包括浸水馬歇爾試驗等;

(3)低溫抗裂性能試驗;包括浸水凍融試驗等。

3 溫拌瀝青混合料生產工藝

3.1 溫拌瀝青混合料目標配合比設計

目標配合比設計工作是整個瀝青路面施工的重要組成部分,是配合比設計的粗加工的過程,設計目的主要是確定符合設計要求的、經濟的集料與瀝青的混合物,對確定最佳瀝青用量,選擇合理的冷料比例,驗證瀝青混合料各項性能具有十分重要作用。目標配合比設計過程中,技術服務組將原材料運往南京,在院本部完成,目標配合比設計的主要內容包括:(1)原材料試驗;(2)級配設計;(3)最佳油石比確定;(4)瀝青混合料高溫穩定性能驗證;(5)瀝青混合料低溫穩定性能驗證;(6)瀝青混合料抗水損害性能驗證

3.2 溫拌瀝青混合料生產配合比設計

生產配合比設計的好壞直接決定了所使用的瀝青混合料的使用性能和路面的使用壽命,是混合料配合比設計過程中至關重要環節,施工過程中,技術服務組指導施工單位進行生產配合比設計,并對其中重點環節進行把關和技術控制。主要內容包括:(1)拌和樓篩網設置;(2)拌和樓性能調試與評估;(3)拌和樓流量試驗;(4)生產配合比級配確定;(5)生產配合比最佳油石比確定 ;(6)混合料性能試驗驗證;(7)溫拌劑添加方法。

3.3 溫拌瀝青混合料生產配合比驗證(試拌試鋪)

瀝青混合料生產配合比驗證、試鋪是瀝青路面施工的重要環節,技術服務組負責對生產配合比調試結果進行驗證,并進行相關瀝青混合料試鋪的技術指導工作,具體內容如下:(1)制定試驗路鋪筑方案;(2)完成施工前技術交底;(3)制定合理的試驗路鋪筑方案;(4)全程指導試驗路施工;(5)對試驗路進行技術總結,提交試驗路總結報告,提供正常施工參數。

4 溫拌瀝青混合料現場控制指導及檢測。

4.1 施工工藝過程巡查及監控

(1)瀝青混合料的運輸:運料車的數量、覆蓋方式等。

(2)瀝青混合料的攤鋪: 攤鋪機的攤鋪速度、工作狀態等。

(3)壓路機的碾壓壓實:根據現場的實際情況并結合以往工程經驗確定最佳碾壓方案。

(4)整個施工過程中對溫度的把關: 溫拌瀝青混合料的出廠、攤鋪、初壓、復壓、終壓、成型溫度。

4.2 路面均勻性

結合構造深度試驗、滲水試驗,對施工路段路面施工的均勻性進行評價。

4.3 瀝青用量與級配

通過溫拌瀝青混合料抽提試驗對混合料級配和油石比進行檢測。

4.4 馬歇爾擊實試驗、最大理論密度試驗

通過馬歇爾實驗檢測混合料體積指標。

4.5 路面壓實度和厚度

主要結合現場取芯評價瀝青路面厚度和壓實情況進行評價。

5 溫拌瀝青混合料生產成本分析

5.1 溫拌瀝青混合料初期投入分析

(1)溫拌劑添加計量設備

是溫拌劑的添加裝置,該部分費用因不同溫拌技術而不同,可以由溫拌添加劑提供商提供,價格一般不超過10萬元/套。

(2)溫拌添加劑

目前,國內常用的溫拌添加劑有南非Sasal Wax公司的Sasobit,和美國Meadwestvaco 的乳化添加劑Evotherm。

根據兩種溫拌添加量的添加量和單價(Sasobit26000元/噸,Evotherm15000元/噸),折算后,溫拌瀝青混合料大約增加30~50元/噸。

5.2 Evotherm溫拌瀝青混合料生產成本分析

基于乳化平臺溫拌瀝青技術所增加和減少的工程造價主要有以下幾部分:(1)拌合樓的設備改造費用;(2)溫拌濃縮液費用;(3)節省的燃料費用;(4)人員機械節省費用。

5.3 Sasobit溫拌瀝青混合料生產成本分析

(1)溫拌濃縮液費用;(2)節省的燃料費用;(3)人員機械節省費用

6 結語

溫拌瀝青技術代表著未來瀝青路面技術的方向,但是由于問世時間短,還存在很多問題,針對這些問題尤其是以水損害問題需要作出確實有效可行的解決方案。目前國內的溫拌瀝青技術還處于路面試驗階段,并且絕大部分都是采用國外技術,因此全面系統深入的對溫拌技術從溫拌劑生產到路面鋪筑技術都非常有必要。

參考文獻:

[1]公路瀝青路面施工技術規范(JTGF40-2004)