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沥青路面设计方案范文1
中交通力建设股份有限公司陕西西安710075
摘要院近年来,我国的公路交通事业,特别是高速公路建设取得了突飞猛进的发展。已建高速公路大部分为沥青路面,其在车辆荷载、气候、环境等作用下,病害时有发生,使用性能逐步下降。如何使发生病害的沥青路面恢复其使用功能,为车辆行驶提供安全、通畅、舒适的行车环境是公路养护部门关注的重要课题。本文对陕西省汉宁(汉中至宁强)高速公路沥青路面病害成因进行了分析,同时对养护、维修设计方案进行了总结。
关键词 院沥青路面;病害分析;方案设计
1 工程概况
汉宁高速公路作为区域内的交通大动脉,自建成通车以来,一直承担着繁重的交通运输任务。经过几年的运营和养护,部分路段路面病害有了进一步的发展,病害段落也出现了扩大。这些病害的存在已经对行车安全性和舒适性造成了较为严重的影响,如不得到及时有效的治理,将会继续恶化,影响道路通行能力。
2 病害分析
汉宁高速公路主要存在的路面病害有:横缝、纵缝、龟裂、网裂、车辙、沉陷、坑槽及修补等。
2.1 横缝、纵缝淤横向裂缝是本路段最主要的路面病害,分布较广,多与行车道垂直或接近垂直,且分布均匀,通过现场调查及钻孔资料,路面取芯发现大部分裂缝已贯穿沥青上、中面层。分析认为是由于基层开裂反射到沥青混凝土面层和面层低温收缩、疲劳破坏及车辆超载作用下面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度所至。路面芯样抽提试验结果表明,上、中面层沥青针入度和软化点均小于规范要求,沥青老化程度严重也是加速横向裂缝产生的原因之一。于在个别路段出现的纵向裂缝均出现在填方路段。裂缝发生在距相邻标线约1m 的行车道轮迹带处。钻芯取样表明基层良好,无开裂现象。由此可以判断该路面纵向裂缝不是由路基沉降或半刚性基层开裂造成,而是仅存在于面层的破坏。分析认为:孔隙中的水在轮胎作用下产生动水压力,再加上重车辆荷载的共同作用,使沥青膜更容易剥落。这种作用的结果使得行车道轮迹带与其他地方相比形成了薄弱处,于是在温缩应力作用下产生了开裂。
2.2 连续龟裂、网裂、不规则裂缝龟裂、网裂、不规则裂缝是本路段局部存在的病害,分布长度较短,且大部分为轻度,主要集中在行车道。从钻孔揭示的情况看,龟裂、网裂主要产生在面层,基层完好。沥青混合料级配不良、施工离析、摊铺及碾压温度不足、压实不足等施工原因是产生龟裂、网裂的主要原因,加之,由于行车的重复作用引起的疲劳破坏,尤其是超载车辆,加速了这种破坏作用。2.3 修补、坑槽局部出现坑槽,是由于沥青混合料级配不良,材料拌和不均,压实度不够,在行车作用下引起路面凹陷不平整或混合料松散而出现坑洞。对于局部连续修补后的路面仍存在平整度差、松散、坑槽等病害,甚至再次修补后又出现网裂、松散、坑槽等,主要是由于原有病害处理不彻底,且所使用的热拌沥青混合料运距长,混合料摊铺压实温度很难保证,加之施工属于应急处理,在繁重的道路交通压力下,产生的二次病害。
3 方案设计
根据路面病害种类比较单一(以裂缝类病害为主),分布范围广等特点,并参考以往养护工程的施工方案和实际效果,考虑施工方便、利于机械化施工,并保证施工质量,采用以下方案。
3.1 整体方案淤1cm 厚MS-3 微表处罩面。适用于以横缝为主,且重度横缝间距较大(大于20m),并伴有轻度车辙的路段,对既有横缝进行点病害处理后对半幅路面统一加铺1cm 厚MS-3 微表处罩面。于铣刨既有路面4cm 上面层,撒布SBR 改性乳化沥青粘层油后,重新摊铺4cmAC-13C 改性沥青混凝土。适用于有连续龟裂、不规则裂缝或横缝密集,重度横缝间距较小(小于20m)的路段。盂铣刨既有路面上、中面层,重新摊铺4cm AC-13C 改性沥青混凝土+6(5)cm AC-20C 改性沥青混凝土。适用于集中成片修补、坑槽、重度龟裂、不规则裂缝的路段。
3.2 点病害处理方案在对旧路面进行罩面之前,需对原路面上的点病害进行彻底处理。
3.2.1 横向、纵向裂缝。淤对于轻度横缝、纵缝和局部修补施工缝,可以采用沥青灌缝。于对于缝宽大于5mm 的重度裂缝,在裂缝两侧各50cm 范围内平行或垂直于行车方向开槽(深度至原路面中面层底)并清扫干净。如果下面层定仍有裂缝出现,则先采用沥青灌缝处理,再在裂缝处粘贴50cm 宽的抗裂贴,其后采用AC-13 回填碾压至原路面顶面。
3.2.2 坑槽。当坑槽严重程度为轻度时,按病害外廓尺寸边缘各预留25cm 范围后的规则矩形开槽,深度至原路面上面层底,在清除槽底、槽壁的松动混合料和粉尘杂物后,槽底、槽壁均匀涂刷一层SBR 改性乳化沥青粘层油,其后采用AC-13 回填碾压至原路面顶面;当病害程度为严重时,处理方法相同,处理深度至下面层底面,分别采用AC-20 及AC-13 改性沥青混凝土回填。若开挖后发现基层也存在问题时,将基层损坏部分挖除采用ATB-25 沥青稳定碎石回填。施工过程中应根据开挖情况进行处理,原则是将病害彻底处理。
3.2.3 局部龟裂、网裂、不规则裂缝。当龟裂、不规则裂缝为轻度时,可采用切除4cm 上面层,清除粉尘和杂物,并涂刷改性粘层沥青,再重新铺筑4cm AC-13C 沥青混凝土上面层。当龟裂、不规则裂缝为重度时,处理方法相同,处理深度至下面层底面,分别采用AC-20 及AC-13 改性沥青混凝土回填,根据修补面积应大于病害的实际面积,修补范围的轮廓线应与路面中心线平行或垂直,并在病害面积范围以外15cm。若开挖后发现基层也存在问题时,将基层损坏部分挖除采用ATB-25 沥青稳定碎石回填。施工过程中应根据开挖情况进行处理,原则是将病害彻底处理。
4 结束语
公路养护、维修,特别是高速公路养护、维修,几乎贯穿公路运营时间的全过程,既费工又费钱,其中既有客观因素也有主观因素。对于路面病害,必须全面认真调查,通过观察、测量、试验等手段查明病害状况,综合分析病害产生的原因,进而采取科学、经济的养护、维修方案,确保病害治理的效果。只要缜密勘察、科学分析、精心设计、严格施工,就可达到沥青路面病害养护、维修的良好效果。
参考文献:
沥青路面设计方案范文2
【关键词】混凝土,路面改造,设计方案
中图分类号: TU37 文献标识码: A 文章编号:
一.前言
随着国家经济的高速发展,交通运输量的急剧增加,汽车轴载日益重型化,导致出现了路面结构大量破损,道路承载力下降严重等情况,严重影响了道路的使用功能,同时也提高了车辆的运营成本。通过对旧水泥混凝土路面现有状况的调查与评价,根据对旧水泥路面的利用与改造,结合沥青路面设计的要点,提出适用于在一般旧水泥混凝土路面上加铺沥青结构层优化设计的原则和具体设计方案。
二. 水泥混凝土路面改造设计的设计要点
对旧水泥混凝土面板处治后,应使基层弯沉、综合模量达到规定值,最大满足加铺层结构设计的要求,以保证加铺层在设计期限内的使用和安全性能。
1.抗滑性。特征指标为横向力系数SFC60和构造深度TD。从集料选择和级配组成设计入手,提高面层抗滑性能,要求横向力系数和构造深度满足城市次干道的抗滑指标要求。
2.水损害问题。该道路年降雨量为1558.5~1876.5mm,属于多雨地区。我国沥青路面早期损害的一个重要因素就是水损害。评价加铺层沥青混合料水稳定性的特征指标有粘附性、试件冻融抗拉强度比。
3.反射裂缝。实践证明,旧水泥混凝土路面上沥青加铺层产生反射裂缝是无法避免的。为此,在旧水泥混凝土板处治好的基础上,采用优质沥青混合料,采取防裂措施或设置应力吸收层,以减少和延缓反射裂缝的产生。经试验研究,本项目路面上面层采用SBS改性沥青,下面层采用普通沥青。
4.沥青路面厚度。尽管对旧砼板进行了较为彻底的处理,但无法对原有基层、底基层及土路基进行全面的处理,不宜按正常新建沥青路面结构厚度进行设计。根据该市的气象、气候条件及交通量的实际状况,为防止车辙的发生,加铺层不宜太厚。沥青混凝土上面层宜为4~5cm,下面层5~9cm,加铺总厚度大于9cm为宜。
三. 水泥混凝土路面状况调查与评价
旧水泥混凝土路面状况是反映旧路面使用现状的基本资料,是旧混凝土路面改造设计的主要依据。通过对路面结构的完整性、强度以及表面功能的调查和检测,以取得各种损坏的类型、损坏程度的基础资料,作为旧水泥混凝土路面处理的依据。
旧路改造之前对路面表面损坏状况和结构承载能力状况进行详细的调查检测和正确的评估是制定改造设计方案所必须的,也是保证路面改造成功至关重要的一环。在以往对旧路进行改造的过程中,由于面状况缺乏深入调查,往往简单地采用直接加铺面层的方式进行修复,对材料、结构及厚度的选择仅凭借以往经验,或者对旧路面大积挖除重新修建路面结构,这样不仅不能有效利用旧路面的残余承载力,而且容易埋下隐患,既浪费又达不到功能要求,也无法恰当合理地选择加铺层结构、材料。
因此,当路面需要改扩建时,应对旧路面进行全面的技术检测和调查,充分了解旧路面产生各类病害的原因,为路面改造提供基础资料,使扩建方案设计具有较强的针对性。
根据检测单位对旧水泥混凝土路面的接缝传荷能力、顶面当量回弹模量、水泥混凝土板脱空、破损率(DR)、路面状况指数(PCI)、断板率(DBL)、错台情况、基层抗压强度(土的承载比CBR)、基层厚度及完整性(取芯)和路基含水量进行了检测调查、分析和研究,形成《道路检测报告》,根据报告对各种病害、破损状况的数量及其严重程度进行评价。
四.水泥混凝土路面改造设计方案适用性分析
为了更深入地探讨旧路路面改造修复处理技术,提出更具优异性的方案,为决定何种旧路修复技术而提供参考,笔者对两种旧路路面改造处理技术从各方面进行深入分析:
1.路面寿命。在相同设计、施工水平下,水泥混凝土路面到大修的使用年限比沥青路面长一倍,据工程实践表明,一般水泥路面设计寿命30年,而沥青路面设计寿命则只有15年。而且水泥混凝土路面具有耐久性、耐高温性、耐腐蚀性、耐候性、抗冻性强等优点。由于水泥混凝土全部是无机材料,它仅有风化问题,但没有沥青等有机材料的老化问题,而风化是老化时间的100倍。沥青路面主要存在老化、耐水性差的缺点,以及存在较高的温度敏感性。在夏季强度下降,会较易导致沥青路面发软泛油或推移剪切破坏。低温时沥青材料变脆可能引起路面开裂。通常沥青路面运营到大修约5年,而水泥路面则可以维持到10~15年之间,由此可以看出混凝土路面寿命仍然长1倍。
2.路面质量及舒适性。同等平整度时的舒适性水泥路面明显比沥青路面差。沥青路面平整,驾驶舒适性高,汽车行驶过程中乘客感觉十分舒服,没有颠簸,噪音低。水泥混凝土反弹颠簸大,荷载、温度、干湿变形较大,设置的接缝很多,接缝极易破坏。刚度大,同时带来减振效果差,噪声较大,车辆行驶起来会相对颠簸,影响路面的舒适性。即使它的施工工艺再好,也不能具备沥青路面的柔软性。
3.施工机械的采购(租赁)、原材料的采购。水泥混凝土路面施工机械较为常见,无论是采购还是租赁都比较方便,商品砼供应亦充足。而沥青混凝土路面施工则需要大型的沥青混凝土拌合站及沥青混凝土摊铺机。
4.施工工期。由于水泥混凝土路面浇筑后还需要养护数日才能开放交通,因此其施工工期相对较长,而沥青混凝土路面铺筑后1小时即可开放交通。
5.日后养护及维修。沥青路面局部修复或加铺时,需要的机械多而全,必须动用沥青混凝土搅拌楼、摊铺机和压路机,其局部修复养护费用比新建费用大致高4倍~5倍,而水泥路面局部换板可使用三辊轴机组或小型机具施工,动用的机械设备少而轻巧,其局部修复的养护费用是建造费用的2倍~3倍。
6.环保及降耗。在相同的平整度水平下,沥青路面比水泥路面要舒适。但是,舒适是要付出高油耗的代价的。车轮在沥青路面这种柔性结构上,每个车轮的下部在重力作用下出现“弯沉盆”现象,这就相当于每个车轮在运动中都在爬“弯沉盆”形成的纵坡,水泥混凝土刚性路面在任何等级的轴载作用下,均无柔性路面的弯沉盆,不像沥青路面重车行驶始终在爬弯沉盆。所以在使用期内车辆的燃油消耗比沥青路面节省15%~20%,刚性路面的运营经济性远高于柔性路面。当水流经或渗透过水泥混凝土路面时,路面的水对周围土壤和地下水无污染,水泥混凝土路面是环保型路面类型。
7.工程造价。结合工程实践经验,笔者对该两者路面造价进行计算,计算结果表明水泥混凝土路面每平方米造价约为190元,而沥青混凝土路面每平方米造价约为120元。
8采用沥青加铺面层的施工方法,现有路面的标高将增加10cm左右,从而使得新路面与两侧的人行道、出入通道和交叉路口等均产生错位的高差,主便于衔接和发挥功能。根据以上对两种方案的对比分析,建议市政府组织住建、市政、公路、交通、环保等有关单位论证确定最终的施工方案。
通过以上研究得出结论,最终对该旧路路面采取直接加铺法(加罩沥青混凝土面层)改造处理技术。结合工程经验,笔者认为在加铺沥青混凝土面层之前,必须事先需要处治不稳定板块,以及对原路面板底压浆、贴缝等处治。
五.结束语
对旧水泥混凝土道路进行改造和旧沥青混凝土道路进行水泥混凝土面层罩面改造。通过结合新建路路面改造工程进行分析,提出可行的修复处理技术方案,同时深入分析不同处理技术方案的优缺点,提出应注意的处理技术,使得工程实践效果明显,效益得到最大化。
参考文献:
[1]吴综泽.路面旧路改造技术探讨[J].科技传播,2011,27(06):15~20.
[2]周俊.城市道路路面旧路改造工程设计方案探讨[J].科技信息(学术研究),2013,23(04):114~117.
[3]戴小惠市政旧水泥混凝土路面改造方案浅议[J], 《中国新技术新产品》, 2011年第07期
沥青路面设计方案范文3
关键词:市政道路;沥青路面;路面设计
引言
沥青路面结构是交通荷载承受的主体,使用性能的好坏直接关系到运营车辆能否快速、安全、舒适地运行,直接关系到交通运输业的经济效益和社会效益。因此,沥青路面结构设计是市政道路工程建设非常重要的一个环节。本文对市政道路沥青路面设计进行了探讨。
一、路面结构设计的原则
(1)路面结构设计应根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件。密切结合当地实践经验,进行路基路面综合设计。(2)在满通量和使用要求的前提下,应遵循因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护、节约投资的原则,进行路面设计方案的技术经济比较,选择技术先进、经济合理、安全可靠的方案。(3)应结合当地条件,积极推广成熟的科研成果,对行之行效的新材料、新工艺、新技术,在路面设计方案,应积极、慎重地加以运用。(4)路面设计方案应注意环境保护和施工人员的健康和安全。(5)为提高路面工程质量,对高等级公路应选择有利于机械化、工厂化施工方案。(6)高速公路和一级公路的路面不宜分期修建:对软土地基、填土路基,当已采取了技术措施后仍可能产生较大沉降时,可按“一次设计、分期实施”的方法进行设计,即按远景交通量设计路面结构与厚度,但沥青面层分两次实施。第二期工程公开放交通1~3年后,待路基趋于稳定时再施工。(7)沥青路面结构设计理论与方法按我国现行的《沥青路面设计规范》,沥青路面结构设计采用了双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性体系理论,以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标对沥青混凝土面层和半刚性基层、底基层尚应进行层底拉应力的验算。在城市道路设计时,对沥青混凝土面层还应进行剪应力验算。对于多年冻土、沙漠、盐渍土、膨胀土等特殊地区的路面结构,除按规范的规定进行设计外。尚应根据当地的气候、水文土质、材料等特点,并结合各地的科研成果和实践经验进行设计。
二、市政道路工程中沥青路面设计
1、结构层材料的设计
针对市政道路路面设计的特殊性,在实践过程中,必须根据本地实际情况确定合理的结构管理层。通常,市政道路的结构层材料主要是由沥青材料和混凝土材料组成,但是在经济发展的作用影响下,存在材料应用不当的情况。例如多孔沥青混凝土材料被广泛应用到某些新型沥青材料的设计中,针对路面结构的差异性,必须结合承压性能比较好的应用方向合理分析结构类型。同时,随着技术水平的提升,通常会添加部分辅助材料,包括德兰尼特、抗车辙剂等,达到强化路面压力的目的。
2、结构层组合型设计
基于市政道路发展的特殊性,在设计过程中,必须重视机构层的组合型设计。由于应力计算体系直接关系到结构层整体厚度的设计,需要根据实际情况采取三维空间有限元分析方法。在设计过程中,必须重视图纸设计的重要性,严密计算结构层基本厚度。获得厚度参数后,为了节省资金的投入,经常存在过薄或者过厚的处理情况,为了减少影响因素的干预,必须针对结构层厚度的应用效果确定合理的计算方式。
3、混合料级配设计
对于混合料的级配确定,在级配范围的确定上增加了控制点和限制区的要求。对于级配范围的控制点要求设计级配不能超过所在控制点的大小范围,控制点主要是设置在最大粒径、公称最大粒径、2.36mm以及0.075mm。限制区则是在最大密度线两侧的区域,是要求在级配范围设计过程中不能通过的区域,如果通过限制区容易出现级配设计中细集料含量过多,影响压实与后期混合料的抗永久变形能力。
4、最佳油石比的确定
在初步确定级配以后,初始估算混合料的油石比,并通过旋转压实仪成型试件,试件的标准尺寸为150mm×115mm,旋转压实过程中压实次数的确定应该根据交通量分别确定初始压实次数、设计压实次数以及最大压实次数,试件成型冷却后确定沥青混合料试件的旋转压实参数、孔隙率、矿料间隙率等参数指标,并根据AASH-TO中的经验公式计算预估沥青用量。在确定预估沥青用量以后,分别以预估沥青用量上下间隔0.5%、1.0%确定4个沥青用量,并再次使用旋转压实仪成型试件,通过计算分析压实数据与体积特性,选择在设计压实次数下,各项体积指标均能符合规范设计要求的沥青用量作为最佳沥青用量。
5、沥青路面面层材料设计
对于市政道路沥青路面的面层材料设计来说,必须满足以下几点要求:所用材料必须具备一定的纹理深度;材料还必须能够在较大程度上抵抗高温或者是低温,尽可能避免在温度变化较大时出现变形现象;强度也是对于沥青路面面层材料的一个基本要求;水稳定能力也是需要我们关注的一个重要方面。当前常用的主要是OGFC和SMA沥青混合料。
6、沥青路面补强设计步骤
(1)对原有市政道路进行技术调查,掌握设计资料;(2)按设计任务书的要求或交通量调查的有关资料设计弯沉值与各补强层的容许弯拉强度;(3)确定改建路段原路面的当量回弹模量;(4)拟定几种可能的路面结构组合,并确定各补强层的材料参数;(5)计算设计层厚度,对季节性冰冻地区还应验算防冻厚度;(6)根据各方案的计算结果,进行技术经济比较,确定采用的补强方案。
7、排水设计
因为沥青路面很容易受到外在因素的影响而产生损坏现象,尤其是水破坏现象比较严重,因此,在具体的设计过程中我们就应该针对该问题进行具体的设计以提高沥青路面的防水性,当前在设计中主要采取的措施就是做好相应的排水设计,而排水设计则必须从路基、路面、结构内部等三个方面做好相应的设计。
(1)路基排水设计
对于路基的排水设计我们需要注意以下几点:加强桥涵设计中的排水设计,尤其是要确保排水口的数量足够多;设计专门的截水沟以及边沟,以便水能够及时排出,并且避免了和路面积水产生相互影响;对于各种引水渠道的设计应该重点关注其流向,确保水的流出不会对道路产生影响。
(2)路面排水设计
对于市政道路的沥青路面排水设计来说,其主要可以分为双坡排水和单坡排水两种,这两种排水方式的选择主要就是依据道路路面的宽度决定的,道路路面车道较宽一般必须选择双坡排水来提高排水的效率,避免水在沥青路面储存太长时间影响到沥青路面的质量。
(3)结构内部排水设计
对于市政道路沥青路面结构内部的排水设计是最为复杂的,具体说来,其设计的方式主要有两种:一是设计专门的排水隔层,在沥青结构内部设置专门的排水隔层来避免地表水或者是地下水对于沥青结构产生影响,效果是比较明显的;采用专门的封层设计来提高结构内部水的流出效率,减少沥青路面结构内部水的储存时间。
结束语
综上所述,沥青路面设计是一项复杂的过程,为了确保沥青路面设计质量,杜绝后续引发相关问题的产生,就必须做到各项程序选择层层把关,严格控制。我国的沥青路面设计方法虽有长足的发展和不断完善,但是在设计指标运用控制、参数选取、及时更新方面仍然需要进一步完善,减少设计的随意性和盲目性,通过不断的总结设计经验来完善设计、指导施工。
参考文献
沥青路面设计方案范文4
【关键词】 “白改黑”、共振破碎、比选、探讨
中图分类号:S611 文献标识码:A 文章编号:
104国道是一条北京到福州的重要南北向的国道。104国道台州段,原有较多的水泥路面路段,原水泥路面破损较多,出现了断板、纵横向裂缝、角隅断裂、错台、唧泥等病害现象,路面技术状况日趋下降,直接影响行车安全和舒适性。为适应当今社会经济的快速发展,需逐年对该段进行“白改黑”,如临海K1687+000~1693K+000段和K1702+600~K1707+600段,为水泥混凝土路面改建为沥青混凝土路面,实施后效果良好,有效地改善了104国道沿线的路容路貌,大大地提高了当地行车的舒适度,更有利于当地社会经济的发展。
在众多的“白改黑”路面工程中,各地采用了各种工艺、方法,由于处治不当,在投入使用后的短时间内就出现了反射裂缝等路面病害,但一直未找到一个较理想的办法。因此,“白改黑”设计方案的选择对路面的使用寿命致关重要。
目前,对旧水泥混凝土路面改建为沥青混凝土路面主要有以下几种方案可以采用:
方案一:挖除旧水泥混凝土板及基层后,再铺筑沥青混凝土路面;本方案适用于老路路面面层及基层破坏严重,路面高程不能加高路段。
方案二:对旧水泥混凝土板作机械破碎处理,增设基层,再加铺沥青混凝土面层;
方案三:采用碎石化处理技术,对旧水泥混凝土板进行破碎,将该破碎层直接作为道路基层,在其上加铺沥青混凝土面层。碎石化处理技术采用的共振设备是利用振动梁带动工作锤头振动,调整振动频率使其接近水泥面板的固有频率,激发其共振,即可轻而易举的将水泥混凝土面板击碎,共振破碎力发生在整个水泥板块厚度范围内,能使板块均匀碎裂,并且使上部的破碎粒较小,下部的破碎粒较大,这样给结构带来了更大的好处,首先是小颗粒可更好地消除反射裂缝,同时下部的较大颗粒提高了路基的承载力。各方案的优缺点见下表1。
表1水泥混凝土路面改建方案比较表
方 案
比较内容 方案一
挖除旧砼板及基层后
新铺沥青路面 方案二
传统机械破碎,增设
基层后加铺沥青路面 方案三
采用碎石化技术处理后直接加铺沥青路面
其中,方案一施工周期长、对交通影响大,并且需要占用大量场地来废弃大量的挖除物,在越来越注重环保的现代社会,应尽可能少采用或不采用。
方案二缺陷明显,一是施工周期较长,对公路的正常运行影响大,在破碎时,对原路面的冲击能量非常大,直接破坏了原有路基的平整度及路基的整体强度。另外,破碎质量很难保证,很难一次将水泥面板打碎到理想的尺寸,根据已改建的实践证明,破碎后的碎块尺寸越大,越不均匀,对新加铺层的影响越大,即越容易引起反射裂缝,改建后的运行期间不能完全避免反射裂缝的出现。
方案三优势较明显:施工周期短(一天可破碎一条车道1.6~2.7Km)、对交通影响小,适用于路况差、在设计使用期末、有碱集料反应的水泥混凝土路面的改建,同时应用碎石化技术重建的路面结构整体性好,基层受力均匀,可减少旧路面混凝土块的清除,堆置等费用及建筑垃圾问题,节约投资,加快进度,有利于环保,是目前世界上既能利用旧混凝土板又能解决反射裂缝的较好工艺。
对比方案一和方案二,无论是对交通的影响、施工周期、旧路利用程度,破碎时对路基的破坏,以及改建后的使用性能(防止反射裂缝),方案三都有较大的优势,具有很大的环保、社会效益。
因此,经比较,建议本次水泥砼路面改建为沥青砼路面方案采用采用碎石化处理技术方案。
共振碎石化设计方案的确定
沥青路面厚度设计是根据多层弹性连续体系理论,以满足设计弯沉的要求计算得到,根据现有交通量,计算在设计使用年限内一个车道上的累计标准当量轴次(BZZ-100),沥青路面设计弯沉为:Ld=600Ne-0.2Ac·As·Ab=56.4。
由于计算沥青加铺层厚度的关键是确定碎石化层的模量,因此,设计时采用碎石化层的抗压模量为300MPa(根据近几年来在台州104国道所实施的经验可以满足要求),以求得沥青加铺层的厚度,沥青加铺层分为两层结构,上面层厚度为定值,采用6cmAC—20C中粒式沥青混凝土,下面层采用AC—25C粗粒式沥青混凝土,计算过程如下:
改建路面补强厚度计算
经计算,加铺层最小厚度为12cm,其中沥青下面层厚度应≥6cm,根据国外经验,一般要求加铺层最小结构厚度为12.7cm,因此,建议本路段沥青面层厚度取15cm,具体路面结构方案见下表2。
表2沥青混凝土路面结构方案设计表
由于碎石化层的抗压模量是经验值进行设定的,故在施工时应对该层的模量进行验证,可以采用测试碎石化层的顶面弯沉来进行反算其模量具体方法及步骤为:
在碎石化后在其上洒布乳化沥青以稳定表面松动的细小水泥颗粒;
测试碎石化层顶面回弹弯沉,并计算代表弯沉;
③ 根据公式(ET=1000*2*P*δ*m1m2/L0)反算碎石化层回弹模量。
在施工过程中,根据实测的碎石化层回弹模量数据,可对路面结构厚度进行适当的调整。
水泥路面在碎石化施工全面开始前,施工单位要先做200m的试验段,将实测的碎石化层回弹模量反馈至设计,另外,也需要对碎石化共振设备进行调试,以取得破碎机的各项施工参数。
【参考文献】
① 《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40—2011);
② 《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2006);
③ 《临海104国道、35省道旧水泥混凝土路面共振碎石化技术应用》
(《科技促进发展(应用版)》,2010年第06期,陈美凤、金回建)
沥青路面设计方案范文5
关键词:高速公路;沥青路面;大修技术
大修技术是维护高速公路沥青路面的主要措施,改善沥青路面的通行环境,全面预防沥青路面的质量病害。高速公路沥青路面维护中,提高了对大修技术的重视度,考虑到高速公路沥青路面对质量、安全的需求,必须深化大修技术的应用,为高速公路沥青路面提供科学的保障。
一、 高速公路沥青路面的大修方案设计
高速公路沥青路面的大修方案设计中,主要分为三个部分,结合其在沥青路面中的应用,做如下分析。
首先维修人员全面调查高速公路沥青路面的破损情况,查找沥青路面出现破损的原因,判断沥青路面的性能,按照《公路技术状况评定指标》,汇总出沥青路面需要采取大修技术的位置。
然后根据调查结果,安排大修技术的应用,将高速公路沥青路面的破损状态,划分成不同的等级,在沥青路面大修中制定维修计划,提高高速公路沥青路面的运营质量[1]。由于高速公路沥青路面的影响因素比较多,导致路面破损的状况不一,严格按照沥青路面的实际情况,选择对应的大修技术,配合高速公路的沥青路面大修方案的设计,以满足沥青路面大修后的性能指标。
最后是高速公路沥青路面大修后的交通通行安排,因为大修技术的使用情况不同,沥青路面的固结程度有明显的差异,所以维修人员应研究沥青路面大修的实际情况,规定开放交通的时间,开放交通前禁止车辆碾压刚修复的沥青路面,以免造成质量干扰而引起路面通病。
二、 高速公路沥青路面的大修技术
高速公路沥青路面大修技术的应用需要符合实际情况,维修人员根据沥青路面的实况,选择可用的大修技术。例举高速公路沥青路面中比较常见的大修技术如下:
1、 微表处理技术
高速公路大修技术中的微表处理,需要在保障高速公路结构强度的基础上实施,评估路面的情况,确定路面强度达标后,安排微表处理技术。以高速公路沥青路面的裂缝为例,分析微表处理技术的应用,维修人员找准高速公路沥青路面上的横纵裂缝,沿垂直方向开挖到基层位置,将沥青灌入到裂缝内,采用AC-25G混凝土对灌入的沥青实行找平处理。微表处理技术还用在高速公路沥青路面的车辙处理中,在车辙位置开挖处理并重新铺设改性沥青混凝土,待沥青混凝土固结后,统一安排微表处理技术修复,解决车辙引起的凹陷问题,提高高速公路沥青路面的平整度。
2、 局部修复技术
局部修复技术的核心:挖补、罩面,适用于轻微裂缝、车辙等病害处理,具有预防性的作用[2]。局部修复技术在高速公路沥青路面大修计划中,用于维护沥青路面,确保其达到稳定、舒适的标准,以缓解路面通行的压力。局部修复技术的应用,同样需要结合高速公路沥青路面的实际情况,维修人员检测有质量通病的沥青路面,重点研究弯沉资料,利用钻孔的方式,分析路面结构不稳定位置的实际深度,例如:某高速公路连接线,总长度为11.5 Km,在交通荷载的长期作用下,其沥青路面出现了损坏,通过检测判断出不稳定结构层的垂直深度后,安排开挖局部破损的路面,灌入乳化沥青,补平有缺陷的位置,通过碾压夯实的措施确保沥青路面的压实度和平整度,重新铺设改性沥青混凝土,以延迟高速公路沥青路面的使用性能。
3、 铣刨重铺技术
铣刨重铺技术,是高速公路沥青路面大修中的主要技术,其在沥青路面中没有太大的限定条件,可以应用于裂缝、车辙、沉降等病害处理。铣刨重铺技术具有挖补修复的作用,乳化沥青灌注及后期找平的方法与上文所述的大修技术相同。例如:某高速公路总长72.2Km,除隧道位置采用的是水泥路面,其余部分均为沥青路面,随着交通量的快速增长,该高速公路沥青路面段内,出现了大量的质量通病,沥青路面的性能加速下降,局部位置的沥青路面破损非常严重,该高速公路采取的大修技术是铣刨重铺,替换有较大病害的路面结构层,该高速公路铣刨重铺的挖补宽度,控制在行车道的全部宽度范围以内,铣刨后重新铺设沥青路面。
4、 水损坏修复技术
高速公路沥青路面大修中的水损坏修复技术,属于比较独特的一类大修方式,专门用于修复水损坏引起的路面通病。水分滞留是水损坏中最直接的影响因素,导致高速公路路面潜在很大的变形、沉降风险[3]。大修时修复水损坏的路段时,采取排水固结的方法,应该借助PVC管的钻入,排掉沥青路面结构中滞留的水分,同时提供密实的基础,PVC管内预先灌入水泥浆,增设在沥青路面的排水管中间,间距保持在10m左右,也可灵活的布设在积水严重的位置。水损坏修复技术,可以安排在降水后期,研究降水对高速公路沥青路面的破坏状态,合理规划出水损坏修复技术的应用,促使沥青路面内滞留的水分能够顺利排出。
三、 高速公路沥青路面大修技术中的质量控制
高速公路沥青路面大修技术中,采取质量控制的方法,规范大修技术的应用,强化沥青路面的结构性能。例举大修技术中的质量控制措施,如下:
1、 未修复路面的质量控制
大修技术很容易在高速公路沥青路面修复中,对周围的非修复路面造成影响,引起破损或震动破坏,潜在很大的质量风险。高速公路沥青路面在使用大修技术的过程中,应该对周围未修复的路面,采取科学的保护措施,消除大修技术的干扰[4]。未修复沥青路面普遍集中在旧路面的位置,大修技术引起的旧路面裂缝,是最为明显的一项质量问题,由此高速公路沥青路面实施大修技术改造时,注重旧路面的保护工作,可以在周围的旧路面位置,铺设土工格栅,用于保护未修复路面的质量,以免大修技术在高速公路沥青路面中引起反射裂缝。
2、 大修后路面的压实检测
高速公路沥青路面大修后,采取压实检测的方法,评估大修技术的使用性能。压实检测的最佳值是98%以上,为了提高压实检测的准确性,可以引入空隙率评估,高速公路沥青路面表层的空隙率,必须小于6%,其余位置不能超过7%。高速公路沥青路面在大修技术后,及时安排压实检测,利用压实检测与空隙率评估的方法,避免大修后的沥青路面潜在渗水的隐患,消除水分对沥青路面的干扰,优化大修技术在高速公路沥青路面中的应用。
结束语:
高速公路沥青路面大修技术的应用,先要设计可行的大修方案,确保大修方案符合高速公路沥青路面的实际需求,再积极落实大修技术的应用,同时采取有效的质量控制措施,规范大修技术在沥青路面维护中的应用,改善沥青高速公路的通行环境,延长高速公路沥青路面的使用寿命。
参考文献:
[1]张冰颖.高速公路沥青路面施工技术[J].黑龙江科学,2014,01:97.
[2]刘静.沥青路面大修技术[J].交通世界(建养.机械),2015,04:130-131.
沥青路面设计方案范文6
1 半刚性基层沥青路面综合抗裂技术分类
1.1抗裂型沥青面层
(1)沥青面层厚度提升。半刚性基层沥青路面的主要特征是沥青面层较薄,因此在较高形成载荷的作用下往往难题提供足够的支撑力,路面抗压性能较弱,在载荷与环境的侵蚀下极易出现裂缝问题。通过提升沥青面层厚度,能够更为有效的调节面层应力分布,环节底层应力集中,降低道路结构承受的爆裂压力。相关数据表明,半刚性基层沥青路面厚度超过20cm时,路面位置出现反射裂缝将大幅降低。
(2)配置高抗裂性能材料。抗裂性沥青面层的主要特征是材料载荷表现性能水平较高,相应抗裂目标的实现主要通过材料性能的改良来实现。通过路面材料的选取、加工以及配比等途径制备高抗裂性能材料,具体包括:①在路面铺设中使用改性沥青材料,全面提升路面混合料的韧性水平,使其在行车载荷下不易出现应力崩溃;②使用路面沥青混合料添加剂,通过材料加筋原理提升路面聚合度;③改变沥青材料的配比数值,合理选用配比级别,提升其综合抗裂性能。
1.2抗裂型基层
(1)低剂量骨架嵌挤水稳碎石。此类型基层结构通过降低基层材料水泥用量的方法,控制材料干缩能力和温缩能力,抑制水稳碎石的不良化学反应,控制材料自身的温度、降温幅度以及水分含量的变化。同时,设计骨架嵌入结构的水稳碎石,以减少骨料间摩擦力,以弥补因水泥用量减少所消耗的强度和模量。
(2)柔性基层。柔性基层的主要类型包括密级配沥青碎石ATB-25以及开级配沥青碎石AM-25,柔性基层的优点在于柔性强、变形能力强,而且能够起到消散应力的作用,改善其他层面的应力集中问题。
1.3抗裂型界面层
(1)应力吸收层的铺设。应力吸收层是铺设于路面与基层间的应力缓冲材料界面。应力吸收层的材料在弹性模量与伸缩延展性较强,能够将路面承受的载荷有效吸收并分散,从而解决局部载荷形成的裂缝问题,抗裂型界面应力吸收层施工常使用满铺方式进行。
(2)铺设玻璃纤维格栅。玻璃纤维格栅材质耐腐蚀、耐高温,而且抗压性能好、模量高,能够与沥青材料很好地融合在一起。铺设玻璃纤维格栅一般在开裂基层上进行,铺设后该层面沥青底部的拉应力将得到有效缓解,由此而产生的裂缝也将逐步消除。
(3)铺设土工织物。土工织物延展性强,而且耐撕扯,可以将多种材料很好融合在一起,提升路面施工材料的整体融合性和强度,缓释裂缝处应力集中问题。土工织物成本低,并且有隔热和保温作用,可以有效防治基层温度出现剧烈变化,并降低基层水平位移幅度。
2 半刚性基层沥青路面综合抗裂技术的应用
2.1试验段概况
某半刚性基层公路路面反射裂缝类型为贯穿裂缝,横向贯穿路面。结合前期路面裂缝问题勘测结果,现针对裂缝路段拟定5区段抗裂技术应用试验,在划分的5个区段内应用不同的综合抗裂技术,同时设置对比路段对结果进行检验。在进行试验前,对既有裂缝进行处理,裂缝宽度大于5mm的进行灌缝处理,小于5mm的裂缝进行乳化沥青灌入处理,同时完成基本的路面清理工作。
2.2综合抗裂技术试验方案
本次试验拟定的5区段综合抗裂技术应用方案如下:
(1)聚酯纤维混合料抗裂技术。聚酯纤维混合料的能够通过纤维与沥青混合料之间的加筋作用,实现路面结构整体韧性与抗裂性的提升。
(2)土工织物抗裂技术。土工织物具有较高的材料强度与延展性,能够全面分散路面结构集中应力,降低局部行车载荷水平,降低出现裂缝问题的概率。
(3) AR-SAMI抗裂技术。AR-SAMI材料弹性模量小、变形能力大,能够通过自身的延展作用实现应力缓冲,降低潜在裂缝位置的应力影响。
(4)玻璃纤维格栅抗裂技术。抗拉强度高、延伸性低,可以起到转移基层开裂位移的作用,降低基层开裂应力。
(5)沥青碎石基层AM-25抗裂技术。柔性与变形能力强,可以作为应力消散层。
2.3试验段铺设方案
试验段材料按照上述设计方案选择,具体铺设参数如下:
1)聚酯纤维混合料铺设长度500m,桩号K65+135.5-K64+637.5
2)土工织物铺设长度700m,桩号K66+550-K66+266(桩号)
3)AR-SAMI应力吸收层铺设长度500m,桩号K64+640.5-K65+155
4)玻璃纤维格栅铺设长度350m,桩号K65+167-K65+530
5)沥青碎石基层AM-25铺设长度200m,桩号K60+360-K58+560
6)对比路段铺设长度600m,桩号K66+750-K67+350.5
2.4结果分析
在试验路段按照上述方案铺设完成后,进行了同等行车载荷的试通行实验。在既有裂缝填补修葺完成后,采用综合抗裂材料铺设的新路面层有效抑制了裂缝问题的扩大,路面结构整体载荷性能表现较为理想,为出现新裂缝问题。而对比路段裂缝填补位置在模拟行车载荷的作用下再次出现了裂缝,局部原有完整路面也出现了新裂缝。通过上述试验结果对比发现,应用综合抗裂技术对半刚性基层沥青路面道路进行处理能够收获较为理想的施工效果。
3 半刚性基层沥青路面综合抗裂技术应用中的注意事项
1)严格控制综合抗裂材料质量
在整个半刚性基层沥青路面施工建设过程中,为了更好地提升其抗裂效果,必须要首先针对各类施工材料进行严格的控制和把关,尤其是具体到玻璃纤维格栅、水泥、土工织物以及聚酯纤维混合料等重点材料中,更是需要加强全面的试验检测,提升其可靠性水平。在严格筛选材料的基础上,做好抗裂方案设计,实现各层面材料性能配合的协调,提升半刚性基层沥青路面整体抗裂性能。
2)规范实施施工操作流程
对于半刚性基层沥青路面综合抗裂技术的应用来说,还应该重点从施工操作流程的规范性方面进行严格的把关和控制,尤其是对于一些较为复杂的操作流程,更是需要进行严格的控制,促使其具备着较为理想的标准化效果,杜绝各类施工操作隐患问题的出现。
4 结语
综上所述,半刚性基层沥青路面综合抗裂技术是一项科学而系统性的工作,对于此技术对于处理路面裂缝问题,提升道路使用寿命与车辆通行效果有着积极的作用。行业工作者们应从路面工程实际情况出发,对此技术进行深入的研究分析,制定科学的应用方案与施工工艺,从而真正发挥出应有的路面防裂性能。本文阐述了半刚性基层沥青路面综合抗裂技术分类,结合路面实验分析了综合抗裂技术的应用效果,同时提出了相应的注意事项,具有一定借鉴价值与参考意义。
参考文献
[1]周红丽,李志农.沥青路面综合处治技术在新疆S322线上的应用效果分析[J].现代交通技术,2012,02:11-13+21.
[2]张文选,周俊.抗裂贴在沥青混凝土路面裂缝处理中的应用技术[J].四川水力发电,2015,01:19-21.