超载和层间滑动对半刚性基层沥青路面结构损坏机理研究

2024-04-22

超载和层间滑动对半刚性基层沥青路面结构损坏机理研究(精选14篇)

篇1:超载和层间滑动对半刚性基层沥青路面结构损坏机理研究

层间接触条件对半刚性路面力学响应的影响分析

半刚性基层沥青路面为当前沥青路面的`主要结构形式之一.以京津塘高速公路改扩建工程为依托,以壳牌设计软件BISAR 3.0为计算工具,考虑层间光滑及层问连续两种层间接触条件,并用MATLAB 7.0软件将各主要力学响应量进行三维化处理,对半刚性基层沥青路面在不同层间接触条件下的力学响应分布进行了全面的比较和分析.结果表明:当层间接触条件由完全光滑变为完全连续时,半刚性基层沥青路面的力学响应分布发生明显变化;与层间光滑条件下而言,层间连续条件下半刚性路面具有较明显的力学优势.

作 者:张艳红 王晓帆 ZHANG Yan-hong WANG Xian-fan 作者单位:张艳红,ZHANG Yan-hong(长安大学,特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西,西安,710064)

王晓帆,WANG Xian-fan(中交一公局公路勘察设计院有限公司)

刊 名:内蒙古公路与运输英文刊名:HIGHWAYS & TRANSPORTATION IN INNER MONGOLIA年,卷(期):2009“”(2)分类号:U416.223关键词:改扩建工程 半刚性基层 层间接触条件 力学响应 三维分布 影响分析

篇2:超载和层间滑动对半刚性基层沥青路面结构损坏机理研究

[摘要] 随着我国公路建设的发展,半刚性基层沥青路面这种结构形式被越来越多地应用到公路建设中,但是半刚性基层沥青路面的裂缝问题一至困扰着施工和养护单位,现就其裂缝产生的原因进行分析并提出防治措施,供同行参考。

关键词:半刚性基层;沥青路面;裂缝防治 引言

我国高速公路目前多采用二灰碎石、水泥稳定级配碎石等半刚性基层,作为高速公路沥青路面的基层。半刚性基层具有较高的强度、刚度和稳定性, 使用年限长,承载能力高的特点,但半刚性基层最致命的缺点是收缩系数大,抗变形能力低,在自身的干缩、温缩及车辆荷载的反复作用下会产生裂缝,并将裂缝反射到沥青面层,另外沥青面层自身的温缩和行车荷载作用下的疲劳裂缝,成为沥青路面裂缝形成的两种主要原因。

1.裂缝类型 1.1横向裂缝

横向裂缝是与路面中线近于垂直的裂缝,缝宽不一,通常贯通整个路幅,沿路面大致呈均匀分布。横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的,一般是由于基层或沥青路面的温缩引起。沥青混凝土和半刚性基层多在高温夏季和常温时施工,入冬后温度骤降,收缩过程中产生收缩应力(拉应力)如果收缩应力大于当时混合料的极限抗拉强度时,就会产生第一批温度收缩裂缝,路面开裂后应力重新分布,如果此时温度应力仍超过混合料的抗拉强度,则又产生第二批裂缝,应力再重新分布,直至温度应力小于或等于混合料极限抗拉强度时,裂缝的数量即停止发展。

1.2纵向裂缝

纵向裂缝是平行于行车方向的裂缝,纵向裂缝一般由基层反射、半填半挖路段路基差异沉降、面层施工左右幅摊铺冷热接缝引起纵向裂缝。

1.3网状裂缝

网裂是纵横交错的网状裂缝,相互交错的裂缝形成一系列多边形小块,缝宽 1 mm以上,缝距40cm以下,1m2以上。路面结构设计不合理,沥青混合料配合比不当孔隙率大,路面水渗入面层引起的水损坏,或沥青混合料在拌和、摊铺过程中不均匀,粗细集

料离析,使沥青与石料粘结性差形成网裂。

1.4龟裂

路基、路面总体强度不足,损坏初期形成网裂,在车辆荷载的反复碾压和剪切冲击作用下,沥青面层老化,缝距缩小形成龟裂。

2.裂缝的防治措施 2.1设计方面

2.1.1选用优质沥青做面层,保证沥青的针入度、延度等指标,在缺少优质沥青的情况下,应采用改性沥青,如沥青玛蹄脂碎石(SMA)混合料,SMA混合料具有良好的高温稳定性,低温抗裂性,使用寿命长等特点,是防裂路面设计时应选用的一项新技术。2.1.2选择合适的沥青层厚度,当沥青面层较厚时,对半刚性基层有很好的保护作用,能够明显降低半刚性基层顶面遭受的温度变化,从而减少甚至避免半刚性基层产生温缩裂缝。

2.1.3采用密实型沥青混凝土面层,空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响,密实型沥青混合料在使用中沥青老化缓慢,并可防止路面水的渗入,延缓裂缝的开裂。

2.1.4沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的碱性石料。如所用集料呈酸性,则应填加一定数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的抗剥落性能。并尽可能使用人工砂代替天然砂。

2.1.5选用抗冲刷能力好,干缩、温缩系数小、抗拉能力高的材料作基层料。并应有合理的级配,在规范范围内,适当增加粗集料用量,减少细集料用量,尤其是0.075mm以下细料含量,这类细料比表面积大,遇水膨胀,失水后收缩变形大,是造成裂缝的关健之一。并通过加强碾压方式以达到嵌挤密实型水泥稳定基层,增加基层的抗压和抗折强度。2.1.6一般选用初凝时间3h以上和终凝时间5h以上低水化热的32.5级普通硅酸盐水泥,不得使用快硬水泥和早强水泥。在满足设计强度的情况下,尽量减少水泥用量,可适当加入有助于提高早期性能的外加剂,减少水泥用量,水泥用量不应大于6%。水泥稳定无机结合料中水泥含量越大,其强度越大,但强度和刚性越大的混合料,收缩性能也越大,就越容易开裂。

2.2施工方面

2.2.1 路基填筑引起的纵横向裂缝,填筑时填料应尽可能用砂性土,路基应分层填筑,分层压实,同一水平层用同一种填料,边部应超宽填筑30cm,同一断面全幅路段应同步

施工。半填半挖路段填方横断面坡度大于1:5时应挖成台阶,台阶宽度不小于2米,填方路基应密实、稳定,压实度应达到设计要求。

2.2.2沥青混合料拌合时应控制好加热时间和加热温度,不使沥青老化,并适当增加碾压遍数,碾压时应配备双钢轮压路机和大吨位胶轮压路机搓揉挤压,使沥青混合料达到规定的压实度。

2.2.3沥青各层之间施工应尽可能连续,如施工不连续,各层间应洒粘层油,保证上下之间有良好的连接。另外应注意上、下层的施工纵缝应错开15cm以上。

2.2.4 施工时要严格控制摊铺机的摊铺质量,在一定程度上减少沥青混合料的纵、横向裂缝。沥青面层较窄时施工宜采用全路幅一次摊铺,如面层较宽分幅摊铺时,应使用新旧一致,型号一致的摊铺机梯队作业,确保热接缝。前后幅相接处为冷接缝时,应先将已施工压实完的边缘坍斜部分切除,切线须顺直,侧壁要垂直,清除碎料后,宜用热混合料敷贴接缝处,使其预热软化,然后铲除敷贴料,并对侧壁涂刷0.3-0.6kg/m2粘层沥青,再摊铺相临路幅。摊铺时控制好松铺系数,使压实后的接缝结合紧密、平整。2.2.5严格控制基层含水量,根据天气和温度情况严格控制半刚性基层施工碾压时含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量。水泥稳定碎石基层干缩应变随混合料的含水量增加而增大,施工碾压时含水量越大,结构层越易产生干缩性裂缝。因此在施工时,应根据天气、运距远近、运输车辆配置情况适当增加或减少拌和用水量。确保碾压时混合料含水量在最佳含水量范围内。

2.2.6半刚性基层碾压完毕,要及时养生,比较理想的养生方法是采用透水土工布覆盖养生,如基层在养生期得到了良好保水,始终保持湿润基层的质量稳定,裂缝将在一段时间内很少发生。

2.2.7做好透层和下封层(防水层)。基层养生结束后,将土工布收走,应及时洒布透层油,并在洒布透层油的基础上撒布3~8mm的碎石作为沥青下封层(防水层)。此时基层未受到污染,渗透效果较好,能使基层和面层形成一个整体,这样既能起到了很好的防水的作用,防止路面水渗入基层导致唧浆,又防止后期半刚性基层干缩和温缩裂缝的产生,避免裂缝在层与层之间传递,提高整个路面结构的疲劳寿命。透层和下封层作完后,应尽快铺筑沥青面层。

2.2.8切割横向预裂缝。在7天养生结束后,进行横向预裂缝的切割,每隔15m设置一条,切割深度为6cm-7cm,缝宽≯5mm。切割完后清洗余浆,晾干后立即用沥青灌缝,防止雨水的入侵。在沥青面层摊铺前,对切割的预裂缝顶面用1m宽的土工布进行覆盖,进一步预防裂缝的反射。

2.2.9基层料拌合控制。目前基层料拌合均采用大功率为连续式拌和站拌合,其产量的增加只是单纯地增加了拌和电机的功率来实现的,拌和时间并没有相应增加,宜将拌和站的产量设定为额定产量的80%进行生产,以便有效地控制混合料的拌和均匀性,减少混合料成型后因不均匀性造成内部受力不一致而产生裂缝。同时,还应定期对水泥控制系统和水量控制系统进行专项检查和校核,防止出现水泥含量和含水量不稳定。2.2.10选择有利的季节或时间进行基层施工,冬天气温低于5℃,一般不能进行基层的施工,施工最好选择在年平均气温时进行,此时气温变化不大,结构内温度应力较小,基层不易发生热胀冷缩现象。

3.结束语

半刚性基层损坏后没有愈合的能力,且无法进行修补,除了挖掉重建,别无他法,这将对沥青路面的维修养护造成很大的困难。只能在早期设计和施工中加以防治从而消除或减少来自基层的反射和沥青面层自身的裂缝数量,延长路面使用寿命、提高路面服务水平。参考文献:

交通部公路科学研究所.《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000).人民交通出版社,2008,6 作者简介:姓名:徐仲赟 单位:平凉公路总段高等级公路养护管理中心

篇3:超载和层间滑动对半刚性基层沥青路面结构损坏机理研究

COBIT (Control Objectives for Information and related Technology) 是目前国际上通用的信息系统审计的标准, 由信息系统审计与控制协会在1996年公布。这是一个在国际上公认的、权威的安全与信息技术管理和控制的标准。它在商业风险、控制需要和技术问题之间架起了一座桥梁, 以满足管理的多方面需要。该标准体系已在世界一百多个国家的重要组织与企业中运用, 指导这些组织有效利用信息资源, 有效地管理与信息相关的风险。

COBIT将IT过程、IT资源和信息准则及企业的策略与目标联系起来, 形成一个三维的体系结构。其中, 信息准则维度集中反映了企业的战略目标, 主要从质量、成本、时间、资源利用率、系统效率、保密性、完整性、可用性等方面来保证信息的安全性、可靠性、有效性;IT资源维度主要包括以人、应用系统、技术、设施及数据在内的信息相关的资源, 这是IT治理过程的主要对象;IT过程维度则是在IT准则的指导下, 对信息及相关资源进行规划与处理, 从信息技术的规划与组织、获取与实施、交付与支持、监控等四个方面确定了34个信息技术处理过程, 每个处理过程还包括更加详细的控制对象和审计方针对IT处理过程进行评估。

COBIT的基本思想就是将企业的IT流程分为4个域:规划和组织 (PO) , 获得与实施 (AI) , 交付与支持 (DS) , 监控 (M) 。

二、XBRL实施的风险分析

可扩展商业报告语言 (eXtensible Business Reporting Language, XBRL) 是一种基于XML的标记语言, 用于商业和财务信息的定义和交换。XBRL较传统的网络财务报告具有如下特点:降低信息交换成本、提高财务信息的可获得性、间接增加了财务信息可比性;通过互联网提供具时效性的信息, 提高信息的相关性, 增强了财务信息的利用效率;可自动交换并摘录财务信息而不受个别公司软件和信息系统的限制, 为投资者或分析者使用财务信息提供方便;可以减少为了不同格式需求的资料而重复输入的问题;降低了信息供给成本, 有利于信息供给者提高财务报表编制效率。

但是, “一项新技术的影响有多大, 阻力就有多大”。实践表明, XBRL的实施存在着一定的风险, 这些风险主要体现在以下几方面:

第一, 从网络审计角度看, 对于XBRL文档, 信息使用者无法确认哪些信息是经过审计师确认的, 哪些信息是未经审计的。这也归因于XARL鉴证理论不够成熟, 阻碍了XBRL发挥所有的潜能。

第二, 从成本效益角度看, XBRL是一个系统工程, 涉及到企业流程的很多方面, 其稳定性、安全性、兼容性和实用性是首先要考虑的, 而且这是一项巨大的、长期分次投入的项目。

第三, 从竞争的角度看, 企业认为会容易产生一些的负外部性效应。因为企业担心运用XBRL, 提高企业财务信息的透明度, 暴露出了许多企业内控的弱点, 甚至一些重要的但又不愿披露的信息。

第四, 从网络技术安全的角度看, 实施过程缺乏软件的匹配和安全性。由于推行力度够, XBRL相关软件在我国并未形成相关市场, 国内软件企业普遍还处于观望状态。

第五, 从人力资源角度看, 人员的缺乏也是阻碍XBRL在我国进一步实施、发展的一个重要瓶颈。XBRL对人才的需求不只限制在会计或者IT领域, 而需要复合型的人才。

第六, 从国家政策方面看, 政府缺乏有效的激励措施, 难以提高企业的参与积极性和热情。没有对企业呈报XBRL文档实行强制, 使得企业没有实施XBRL的压力。

三、基于COBIT的XBRL实施风险应对策略

COBIT的控制目标主要是针对信息系统的管理控制和运行控制, COBIT提出的控制目标可以应用到所有的信息系统, 包括AIS。因此, 它的控制目标对XBRL来说大部分是适用的。COBIT的制订宗旨是跨越业务控制和IT控制之间的鸿沟, 从而建立一个面向业务目标的IT控制框架。

利用COBIT模型可以帮助企业管理者了解是否应该进行XBRL投资以及如何投资、XBRL的实施能否得到期望回报;XBRL业务过程的其他相关者清楚XBRL的安全和服务是否有保证;网络审计师能把审计过程与用户日常XBRL控制统一协调。

(一) 第一阶段:组织与规划

系统规划是XBRL建设的第一步, 包括XBRL的战略目标、政策和约束;政府原有的建设目标、建设模式;企业信息化的业务功能结构和人员管理;XBRL实施的效益分析和实施计划。

目前我国的XBRL应用主要是政府牵头, 所以XBRL的实施要以优化企业的核心业务流程, 提高政府有关部门的工作效率为总目标。政府应该采取有效的激励措施, 提高利益相关者的积极性。根据企业的外部性分析, 企业实施XBRL怕提高企业自身的财务信息透明度。但是长此以往使信息一直处于不对称状态, 造成投资者的逆向选择, 所以要对XBRL的实施进行经济规划。规划的好坏对XBRL的能否顺利实施起到至关重要的作用。

(二) 第二阶段:获取与实施

在实际情况中, 企业信息化的需求难以一次确定, 并且会不断发生变化;另一方面, 软件服务提供商对企业的具体业务业并不熟悉, 常常会造成需求上的偏差。因此, 完整的XBRL需求分析必须满足一致性、完整性、现实性和有效性这四方面的要求。

XBRL的诞生降低信息交换成本、提高财务信息的可获得性, 降低了信息供给成本, 有利于信息供给者提高财务报表编制效率。但是XBRL的实施成本和人力资源成本巨大, 政府和企业要实施XBRL要购置大量的硬件、软件和办公设备, 并且还要为XBRL后期升级与维护引进复合人才。管理层在成本与期望收益之间进行衡量, 导致放弃XBRL实施。SaaS (软件即服务) 模式的兴起为企业提供了更为有效的信息化方式, 尤其是对于那些正在进行信息化尝试阶段的中小型企业。更低的成本支出、灵活的付费模式和功能配置可以帮助中小企业以最少的投入快速实现信息化基础建设。

(三) 第三阶段:交付与支持

SaaS解决了信息化成本和人力成本, 但是网络安全问题依然存在, 还有国内的信用体系不够完善, 企业不大愿意将内部的机密交由第三方保管。

企业的需求是变化的, 商业目标也是随着企业的发展而逐步更新的, 软件服务提供商要做好完善的数据跟踪, 在可行范围内满足企业的需求, 不断改进和修正开发计划中遇到的问题和缺憾。软件服务商要为企业提供更低成本, 更为有效的XBRL应用。产品要有好易用性, 同时可持续升级, 才能满足企业快速多变的业务和管理需要。

(四) 第四阶段:监控鉴证

构建基于COBIT的XBRL管理、监控与鉴证模型, 将便于人们对XBRL信息真实性与可靠性理解与分析, 指导政府建立相应的IT审计机制, 将XBRL建设与应用的全部过程置于有效的管理与控制之下。

开发XARL使为了确保XBRL的编码信息的可靠性。加入XARL标签的XBRL文档将减少对篡改的怀疑, 变得更加可信能使使用者获得经保证的通过网络发布的财务信息。对审计师而言, 将帮助他们明确审计轨迹, 使他们做出的鉴定和劝告更具说服力。

四、总结

通过构建基于COBIT模型的XBRL技术过程集, 我们把对XBRL实施的风险管理分别细化到四个过程中, 构建过程化的风险管理模型, 从而化繁为简, 使复杂的XBRL流程管理、信息控制和网络审计结构化。这一指导思想, 能够促进健全的风险监控机制建立, 便于XBRL技术原理与XBRL相关工具的应用, 使其风险管理过程更加规范。在XBRL的实际应用中, 基于CO-BIT模型的风险管理模式对于管理水平相对较低的我国企业具有较大的借鉴价值。

参考文献

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[2]、陈婉玲, 袁若宾.COBIT及其启示[J].会计之友, 2006 (1) .

篇4:超载和层间滑动对半刚性基层沥青路面结构损坏机理研究

关键词:重载交通 半刚性基层 沥青路面养护 结构设计方法 研究

DOI:10.3969/j.issn.1672-8289.2010.09.027

1、路面结构养护设计成因分析

目前西部地区路面结构养护设计主要存在以下几方面的问题:第一,缺少独立和针对性的沥青路面结构评价和养护设计方法;第二,在路面养护设计中,由于自然环境、交通、气候等影响因素复杂,对于路面损坏机理缺乏深入全面的认识,无系统的结构评价检测技术手段和分析诊断方法,造成养护方案的选择缺乏针对性,养护效果难以发挥。第三,在结构评价中,选择的力学指标(路面回弹弯沉)单一,考慮的主要受力方式相对于目前复杂的荷载状况和气候条件而言过于简单。第四,设计的养护方案中,路面结构形式单一(半刚性基层+沥青面层),对于结构层次的合理匹配、路面结构功能层的合理组合、路面排水性能、路基状况、路面的综合使用性能(路面破损、平整度、车辙、抗滑等)缺乏全面考虑和定量研究。第五,无明确的旧路再生材料结构设计参数。第六,对路面养护维修中各种候选养护方案的经济性缺乏定量的考虑,没有引入科学的经济评价方法。

旧路养护设计与新建路有诸多不同特点。首先,设计形式不同,旧路养护设计主要针对损坏进行设计。其次,与新建路交通量预估值不同,旧路交通量明确,有条件根据实际交通量特点进行更加针对性的结构设计。此外,除了荷载引起的疲劳破坏外,西部地区低温引起的疲劳开裂占很大比重,针对非荷载型结构破坏结构养护设计尚无依据科学。

针对西部地区沥青路面结构养护设计存在的问题,结合当地的交通条件和自然环境条件,开展重交通和复杂自然环境条件作用下半刚性基层沥青路面结构养护设计研究,对延长该地区道路工程寿命,促进公路可持续发展有重要意义。

2、路面结构评价研究现状

由于路面结构本身和工作环境的复杂性,路面性能衰变的影响因素存在多样性和不确定性问题,路面性能的评估、预测和决策领域仍有许多问题需要进一步研究和解决。一个合适的路面维修方案的制订,首先需要明确旧路的结构强度和路用性能等各方面的实际状况,进行客观的综合评价,所以对旧路路面结构进行检测以获得真实有效的路况数据,显得尤为重要。依据采集的路面检测数据,以及室内试验研究,对路面结构性能满足使用要求的程度做出正确的评估,科学评价旧路结构的承载能力与剩余寿命,制订合理的维修方案,对提高路面的路用性能及路面养护管理水平具有十分重要的意义。长期以来,由于缺乏对路面损坏机理、成因和处治方法的系统研究,我国路面大中修养护设计一直依赖于有限的指标或设计工程师的经验,科学性和经济性均难以保证。下一步需要通过对路面损坏的微观分析,损坏原因的科学诊断及损坏修复的养护决策,提出了路面大中修养护的措施及实施的方法、工艺、材料和施工组织方案,西部地区需要结合当地特殊条件进行针对性研究。

目前,在路面结构检测、评价方面,通过技术和设备的引进,国内外已经达到基本同步。在路面结构性能指标的检测上,既有贝克曼弯沉仪和承载板等传统的仪器设备进行检测的,也有使用自动化程度很高的全自动道路检测车进行检测的,后者可以实现数据的采集、处理、显示和存储等多方面功能,效率高,相应的成本也较高。当然,由于引进的时间较短,必要的应用研究工作还做得很不到位,也缺乏使用经验,这大大地影响了国内应用先进技术设备从事路面检测的实际效果。

近20年来,路面的无损检测与评价技术因具有不损害路面结构的独特优势而在国内外得到了迅速的发展。作为最重要的路面结构性能评价指标,弯沉的量测与分析技术发展十分迅速,自1953年贝克曼(Benkleman)发明梁式弯沉仪以来,路面弯沉检测设备已从静力弯沉仪发展到能够模拟行车荷载作用的落锤式弯沉仪(FWD),从单点最大弯沉检测发展到对路面弯沉盆的检测,并将原来仅局限于柔性路面意义上的弯沉概念发展到刚性路面的结构评价与设计分析中, 路面结构性能的评价也从路面整体强度评定发展到对路面各结构层模量的反分析,各种评价软件也广泛用于实际,取得了巨大的经济效益和社会效益。FWD是目前国际上比较流行的先进的路面无损检测设备, 可很好地模拟行车荷载对路面结构的作用并精确测出路表的变形信息,但是,目前用于FWD检测结果的分析技术存在着许多不足,有待进一步发展,如FWD采用的是脉冲荷载,而常规的FWD数值的分析方法却仍是以静荷载条件为基础,通过弯沉盆研究采用静力分析而非动力分析来反演路面特性。

公路路面厚度及内部缺陷的检测,一直沿用几十年来的钻孔取芯法或基坑开挖,它除破坏路面外,更主要的是这种方法所取得的数据不能真正给公路路面一个全面真实的评价。针对以上不足,世界各国都在寻求一种更先进的、不损坏路面、连续的检测方法。随着科技的发展,发达国家自80年代开始研究用地质雷达检测公路路面等工作,并取得成功。

对路面结构性能进行恰当的评价,是设计结构性能恢复方案和采取病害修复措施的基础。在我国颁布的《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073.2-2001)中也提出和推荐了路面结构性能的评价模型,采用路面回弹弯沉表征路面结构的总体抗力。然而,在用于路面结构性能诊断和评估时,却显得过于简单,因此,有必要结合现代路面检测技术和路面结构分析技术进一步研究对沥青路面结构性能的评价问题。

我国新颁布的《公路技术状况评定标准》(JTG H20-2007)采用路面使用性能指数评价PQI对包括路面损坏、平整度、车辙、抗滑性能和结构强度五项指标在内的路况信息进行评价,该评价模型包括两项结构性指标(车辙RDI、结构强度SSI),两项功能性指标(平整度IRI、抗滑性能SRI),一项反映病害严重程度的路面破损指标PCI,该指标的缺陷是无法将行驶质量和结构损坏区分开来,由于不同地区的材料、结构、交通特性差异、导致病害表现形式各异,各分项指标的权重未必适用国内所有地区。

3、养护设计研究现状

在养护设计方面,目前养护工程一般采用两阶段设计:方案设计(初步设计,立项阶段用于控制资金和规模);施工图设计(详细设计,可用于工程实施)。在实际工作中,往往以施工图设计为主导,方案设计没有得到应有的重视,有的与检评业务结合,有的与施工图设计打包。 设计单位采用的养护设计方法大同小异,无法突破现有规范的局限性。

针对养护设计存在的问题,近年来我国在一些地区引进了全寿命周期费用分析的概念,初步构建包含路面损坏、路面平整度、路面车辙、路面抗滑和路面结构强度等多项指标在内的路面大中修养护设计方法和设计成套技术。但在路面详细病害自动化检测和识别技术研发、路面使用性能预测技术、寿命周期费用分析技术与路面大中修养护设计方法的集成技术研究等方面还需要进行深入研究。特别是特殊交通、环境条件下路面养护设计研究处于刚起步阶段,尚需要进行大量的研究工作。

科学的公路养护分析流程可以划分为路网级和项目级两个层次。网级养护分析的主要目的是通过实施路网技术状况检测,确定整体养护需求和项目建议,并据此制定科学合理的养护计划和养护规划。而项目级养护分析则是针对拟实施养护工程的具体路段,通过详细检测和科学分析,诊断路面病害成因,确定养护性质和养护单元,通过路面使用性能及全寿命周期费用分析,提出具有针对性的养护设计方案(一组候选方案),并最终完成施工图设计。 养护设计新理念包含以下两个核心要素: 首先,在养护设计中对路面使用性能进行全过程控制判别路面质量优劣的终极标准是路面的使用性能(路面损坏状况、路面平整度、路面车辙、路面抗滑性能、路面结构性能等),按照使用性能分析和设计路面结构及路面材料已经形成一种必然趋势。 其次,在养护设计中对养护方案的经济性进行科学评价。

4、旧路再生材料的结构设计参数与结构适应性评价

旧路材料再生设计是旧路养护设计的一个重要方面,是节约资源、保护环境、降低养护成本的重要手段,旧路材料的应用越来越受到人们重视。美国从1915年开展再生技术研究,1973年石油危机爆发后美国对这项技术才引起重视,并在全国范围内进行广泛研究,到八十年代末美国再生沥青混合料的用量几乎为全部路用沥青混合料的一半,并且在再生剂开发、再生混合料的设计、施工设备等方面的研究也日趋深入。沥青路面的再生利用在美國已是常规实践,目前其重复利用率高达80%,并形成了与普通沥青混合料不同的设计方法和施工工艺,并相应制定了规范。日、前苏联、英、德、意等国,从上世纪70年代起相继开展研究,到上世纪90年代,日本再生混合料用量约占沥青混合料总用料的1/2。

我国在八五攻关中,对再生剂应用于道路工程也进行了专题研究。各地的研究人员做了大量的工作,提出不同的理论。1983年建设部下达了“废旧沥青混合料再生利用”的研究项目,由上海市政工程研究所、武汉市市政工程设计研究院、天津市市政工程研究所等单位承担,当时的主攻方向是把旧渣油路面加入适当的轻油使之软化,来代替常规沥青混合料。湖南省将乳化沥青加入到旧渣油表处的面层混合料中,并分别用拌和法和层铺法修筑了再生试验路,也证明了其技术可行性和经济性。江西昌九路改造和安徽合徐南高速公路维修都采用了乳化沥青冷再生混合料当作路面基层,为冷再生混合料的应用进行了有益尝试。今后随着大量高速公路进入大修、改造期,再生混合料的应用将越来越多。

在旧路再生混合料应用方面,国内外已经进行了大量研究和应用试验,取得了大量丰富的成果,但是研究重点主要是在混合料设计和设备研制方面,对再生材料的结构设计参数和结构适应性的评价研究很少,特别是重载作用下的参数和结构适应性研究尚属空白。由于乳化沥青、泡沫沥青等冷再生混合料属半柔性材料,其结构参数既不等同于沥青混合料等粘弹性材料,也不同于半刚性材料,对此类材料的参数和结构性能评价可为再生材料的结构养护设计提供依据,特别是在西部地区重载交通和复杂气候条件下,对当地再生材料的结构参数和结构适应性进行研究是节约环保型再生材料养护设计研究必不可少的工作内容。

5、结束语

通过对我国西部地区路面病害的分析及研究,结合目前养护设计现状的研究,提出旧路再生材料的结构设计参数与结构适应性评价,为养护结构设计提供科学依据。特别是在西部地区重载交通和复杂气候条件下,对当地再生材料的结构参数和结构适应性进行研究是节约环保型再生材料养护设计研究必不可少的工作内容。

参考文献

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篇5:超载和层间滑动对半刚性基层沥青路面结构损坏机理研究

减轻半刚性基层沥青路面裂缝的措施

由于半刚性材料所具有的独特优点,以半刚性材料作为基层的沥青路面在快速发展的公路工程中得到了广泛应用.在行车荷载及温度应力的`作用下,裂缝尖端的应力、应变高度集中,从而形成反射裂缝,并成为影响沥青路面使用寿命的主要病害之一.基于这一背景,本文重点探讨了减轻半刚性基层沥青路面裂缝的措施.

作 者:张守梅 隗元喜 董贤芸 作者单位:章丘市公路管理局,山东,章丘,250200刊 名:城市建设与商业网点英文刊名:CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN年,卷(期):2009“”(13)分类号:U4关键词:半刚性沥青路面 裂缝 减轻 措施

篇6:超载和层间滑动对半刚性基层沥青路面结构损坏机理研究

高等级公路普遍存在着开裂现象,这已严重影响到路容,并随着时间的推移将进一步引起路面结构强度的降低.本文在总结现有道路的基础上对半刚性基层路面的.裂缝产生机理及相应对策进行研究,意在为以后的道路设计提供参考.

作 者:陈方红 肖斌旺 李海涛 作者单位:陈方红(余姚市公路管理段,浙江,余姚,315400)

肖斌旺,李海涛(浙江大成建设集团公司,浙江,杭州,310012)

篇7:超载和层间滑动对半刚性基层沥青路面结构损坏机理研究

半刚性基层沥青路面主要病害及防治措施

根据工程实践分析了半刚性基层沥青路面几种主要的病害形式及主要的防治措施,重点探讨了如何对其病害进行防治,以延长半刚性基层沥青路面的寿命,推广半刚性基层沥青路面的应用.

作 者:王静杰 WANG Jing-jie 作者单位:贵州省通力达公路工程监理咨询有限公司,贵州,贵阳,550003刊 名:山西建筑英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE年,卷(期):36(12)分类号:U416.223关键词:半刚性 沥青路面 裂缝 防治措施

篇8:沥青路面结构层半刚性基层设计

【关键词】半刚性基层;沥青路面;设计

随着我国经济的发展,高等级路面特别是高速公路路面的结构、材料、设计、修筑、检测技术在不断进步和走向成熟。为适应交通量日益增加和车辆荷载逐渐增大的需要,半刚性基层成为当前的突出代表, 除少量水泥混凝土路面外, 高等级公路几乎全部采用半刚性基层。半刚性基层是指采用无机结合料稳定集料或土类材料铺筑的基层。常用的半刚性基层材料有石灰稳定土类;水泥稳定土类;石灰工业废渣稳定土类基层。半刚性路面结构具有强度高、刚度大、水稳性好等优点, 与传统的柔性基层沥青表处路面, 无论是力学特性、破坏模式都存在着明显差异。

1. 结构组合方案设计、分析

1.1土基试验及设计参数的确定。

土基的强度与稳定性直接影响道路结构性能及其使用寿命 ,为此,在工程设计时应对公路拟采用的填筑材料进行一定的物理性能、静力特性试验 ,并提供该填筑材料的物理性质试验指标、常规力学试验指标、固结排水剪三轴试验的非线性变形指标。不同路基状况的土基回弹模量设计值 , 可根据室内试验法、换算法等 ,经综合分析、论证来确定。若该土基已成型则可按《公路路基路面现场测试规程》(JTG E60-2008)的规定确定。应确保土基回弹模量的设计值不低于 30MPa , 否则应根据具体情况掺加水泥、石灰、二灰、砂砾进行处治。

1.2结构方案选择。

1.2.1面层类型选择。

面层直接经受行车荷载和气候因素的作用 ,应具有较高的强度、刚度、耐磨、不透水和高低温稳定性,并且其表面层还应具有良好的平整度和粗糙度。除承载能力外 ,半刚性路面的行驶质量或使用性能主要取决于沥青面层 ,要求沥青面层裂缝少、车辙轻、平整、抗滑性能好和经久耐用。沥青面层能否达到这些使用要求 ,与所用沥青、沥青混合料的类型和性质以及沥青面层的厚度有密切的关系 ,应该根据各种沥青混合料的特性来选择合适的面层结构。

1.2.2基层类型及材料的选择。

基层是主要承受竖直应力的承重层。基层的强弱和好坏对整个路面,特别是对沥青路面的强度、使用品质和使用寿命都有十分重要的影响。因此,作为路面的基层,必须具备有足够的强度和刚度、水稳定性、抗冲刷能力、收缩性小、平整度和与面层结合良好等基本条件。国内外的经验表明:沥青路面的整体承载力完全可以通过半刚性基层材料予以满足,沥青面层仅起功能性作用。因此,当半刚性基层达到一定的厚度时,增加沥青路面的厚度对路面整体承载力提高很少。有关资料表明沥青路面厚度从9cm增加到15cm对路面整体承载力无影响。就强度和刚度、水稳定性、抗冲刷能力、收缩性来说应使用水泥稳定粒料。

1.2.3底基层类型及材料的选择。

底基层是主要承受竖向应力的次承重层。底基层的强弱和好坏对整个路面,特别是沥青路面的强度、使用品质和使用寿命都有十分重要的影响。因此,作为路面的底基层,必须具备足够的强度、水稳定性、抗冲刷能力等基本条件。根据工程的实际情况和当地材料实际情况,可采用水稳碎石或级配碎石做底基层; 同时,作为半刚性基层和路基的过渡层。

2. 结构选择的基本原则

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,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,相同的土基等级要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)材料选择应结合当地实际,基层一般采用水泥稳定粒料,底基层则采用水泥稳定粒料或级配粒料。

3. 结论

通过实际工程的调查、测试、分析和总结,提出高等级公路半刚性基层沥青路面结构设计注意事项。(1)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。(2)面层宜采用中粒式沥青混凝土。(3)基层宜采用二灰碎石或水泥稳定粒料。(4)从施工最小工序数 ,公路投资最小的角度考虑 ,尽可能通过改变底基层厚度来满足结构强度要求。

参考文献

[1]《高等级公路半刚性基层沥青路面》人民交通出版社 1998.

篇9:超载和层间滑动对半刚性基层沥青路面结构损坏机理研究

沥青路面早期损坏与结构设计的关系

通过对沥青路面早期破坏现象与路面结构设计中存在的`问题分析,可以看出造成沥青路面结构发生早期损坏的原因是复杂的,下面从几个方面谈对沥青路面早期损坏与结构设计关系的几点认识.

作 者:毛昌伟  作者单位:黑龙江省公路工程监理咨询公司 刊 名:黑龙江交通科技 英文刊名:COMMUNICATIONS SCIENCE AND TECHNOLOGY HEILONGJIANG 年,卷(期): 32(2) 分类号:U416.217 关键词:沥青混凝土路面   早期损坏   结构设计  

篇10:层间接触条件对沥青路面影响分析

层间接触条件对沥青路面影响分析

提出层间粘结系数η,并对层间发生相对滑动条件下路面体响应的各分量进行了求解.分析柔性基层和半刚性基层路面结构的层间接触条件不同时,在不同的.车型荷载及其不同的荷载分布情形下路面结构应力响应的差异.

作 者:李康 么子成 安振旭  作者单位:李康,么子成(青岛华诚市政工程设计有限公司,青岛,226000)

安振旭(胶州市少海发展管理处,胶州,226000)

刊 名:交通科技 英文刊名:TRANSPORTATION SCIENCE & TECHNOLOGY 年,卷(期):2009 “”(z1) 分类号:U4 关键词:沥青路面   层间接触   粘结系数η  

篇11:超载和层间滑动对半刚性基层沥青路面结构损坏机理研究

车辆超载对沥青路面影响及设计方法

从沥青路面设计和使用性能方面,分析车辆超载对沥青路面的影响,在路面设计时需考虑超载因素对沥青路面的`影响,并提出改善其影响的相应方法.

作 者:朱磊 ZHU Lei 作者单位:重庆交通大学土木建筑学院,重庆,400074刊 名:交通科技与经济英文刊名:TECHNOLOGY & ECONOMY IN AREAS OF COMMUNICATIONS年,卷(期):200911(2)分类号:U416.217关键词:路面工程 车辆超载 沥青路面 设计方法

篇12:超载和层间滑动对半刚性基层沥青路面结构损坏机理研究

【关键词】早期水损坏;粉尘;回收粉;标准密度;实际孔隙率

近几年,我国高速公路沥青路面的质量较以往有了大幅度的提升。虽然这样,仍有相当部分沥青混凝土路面在修建之后少则1~2年,多则4~5年旧会发生一定数量的水损坏。这些早期水损坏多表现为坑槽、唧浆等局部破损。通过调查及试验分析,我们认为以下几个方面是造成沥青路面早期水破坏的主要原因。

1. 集料质量对路面早期水破坏的影响

1.1 粗集料。

在我国,路面施工企业一般不加工碎石,需要的碎石通常采用外购的方式进行。而进行碎石加工的多属小规模的私营企业。由于缺乏对沥青混凝土路面所需粗集料规格的了解,导致碎石无论在扁平状颗粒含量方面还是级配方面都很难达到规范要求。更为严重的是碎石加工企业一般没有清洗石料的习惯,因此加工出的成品石料表面经常会被粉尘裹覆。这些粉尘不是碎石颗粒相互碰撞产生的石粉,而是土或者岩石表面的风化碎屑。经过长时间的堆放,这些粉尘与碎石颗粒会很牢固的粘结在一起,就算经过干燥筒进行强力除尘也未必能有效将其排除。笔者利用MARINI和ASTEC沥青混凝土拌和楼对10~20mm碎石除尘前与除尘后的表面粉尘含量进行过对比试验,数据见表1。

表1中的1号仓就是10~20mm碎石中较粗的部分经过干燥除尘后进入的仓位。表1 的数据表明经过除尘后集料表面附着的粉尘仍有大部分残留下来,而且与集料粘结紧密。而进一步的试验表明这些粉尘的亲水系数一般大于1。

为了验证残留粉尘对沥青与石料粘附性的影响,又进行了清洗后烘干的石料与沥青粘附性和经过干燥除尘后的石料与沥青粘附性的对比试验,见表2。

综合表1、2的数据不难看出,进场的粗集料表面粉尘附着量虽然满足现行规范的要求,即质量比小于1%,但是由于在拌和过程中除尘毕竟不如用水冲洗那么干净,因此在进入拌合仓的粗集料表面仍然会附着一定数量的粉尘,这些粉尘将导致粗集料与沥青的粘附性降低,从而大大增加沥青混凝土路面发生水损坏的可能。

这一点在实际养护施工中得到了验证。山东某高速公路沥青混凝土中面层AC25(I)使用了石灰石质的碎石以及Shell沥青。使用7年后,从铣刨出的沥青混凝土从外观来看,沥青与碎石粘附性极差,在较粗粒径的碎石表面仍然依稀可见粉尘附着的痕迹。路面芯样在60℃水浴箱中保存30min后几乎松散。而该段路面在使用期限内最常发生的病害就是龟裂、唧浆、坑槽等水破坏。

为此建议规范在对粗集料要求的规定中应该结合我国目前粗集料表面普遍附着相当数量的有害杂质这一事实,不但要控制进场粗集料中小于0.075mm颗粒含量,还要控制经过干燥鼓除尘之后粗集料表面裹附的小于0.075mm颗粒含量,以确保集料表面的粉尘大部分能被有效排除。

1.2 回收粉。

进口沥青混凝土拌合设备一般要求对从干燥筒中吸出的粉尘回收利用,用来充当部分矿粉。在西方国家,由于集料在出厂前都经过严格的筛选和冲洗,因此从干燥筒中吸出的是石料在撞击过程中产生的石屑或石粉与砂子中的一些细颗粒组成的混合物,用它来代替部分矿粉无论从经济或者路用性能方面来讲都是合适的。但是在我国,情况则大为不同。不但粗集料表面附着有相当数量的杂质,而且砂子、石屑都不能保证其泥土和杂质含量达到要求。因此,从干燥筒中吸出的部分物质是砂子、石屑和集料撞击产生的石粉,而另外的部分责是土与其它有害杂质的混合物。回收粉不但级配极不稳定,而且亲水系数、塑性指数等指标都达不到要求。表3为用回收粉代替部分矿粉的AC20I与用纯矿粉的AC20I的残留稳定度对比。

表3说明用回收粉代替30%的矿粉对残留稳定度的影响相当大。可以预见如果采用回收粉代替50%的矿粉那么残留稳定度将更小。但是据了解,目前许多拌和楼都对回收粉全部利用,而且回收粉数量多到可以100%代替矿粉。回收粉数量多从侧面也反映出集料中杂质或者土含量过多这一实际情况。所以可以肯定在我国目前情况下,拌制沥青混合料时对回收粉利用越多,路面水损坏的可能性也越大。

2. 标准密度的确定方法对路面早期水损坏的影响

标准密度是确定沥青路面压实程度的基准。我国目前对沥青混凝土标准密度的确定方法有两种,见表4。

无论用何种方式确定标准密度,其目的都是有效控制沥青混凝土在最佳沥青用量范围内孔隙率达到要求。但是在实际施工中,这种控制方法往往无法有效控制压实后沥青混凝土的孔隙率,因为当天马歇尔试验的平均密度具有很大的事后性,即当天的马歇尔试件必须放置12小时以上,待完全冷却后方可测试密度,也就是说当天的马歇尔试验密度只对第二天的施工进行控制,无法控制当天的压实度。但是由于集料等不稳定的原因,用前一天的标准密度控制第二天的压实度显然是不合适的。以试验路钻孔试件平均密度作为标准密度在操作过程中随意性太大,对压实后的沥青混凝土的实际孔隙率也无法准确控制。表5是某工地AC20(I)型沥青混凝土中面层试验段钻孔试件密度与最大理论密度的比较。

表5可以看出,用试验段钻孔芯样平均密度平均值作为标准密度时,当压实度达到100%时,实际孔隙率已经达到5.6%。当压实度达到98%时,实际孔隙率将达到7.5%。因此在该控制方法下,即使压实度达到要求,仍然有相当部分路段路面的孔隙率超出要求,最终导致沥青混凝土的疲劳寿命减小,发生水损坏的可能性增大。

为此建议一般情况下不要使用试验段平均密度作为标准密度。如果集料级配不稳定或者拌和设施本身拌和质量不稳定时,也建议不要使用当天马歇尔试验密度作为标准密度。其实压实度本身的大小是没有意义的,有意义的是沥青砼的实际密度与孔隙率。所谓沥青混凝土的压实应该是指在最佳沥青用量范围内,沥青砼达到满要求孔隙率时的密度。因此标准密度应该采用最佳沥青用量所对应的混合料的理论密度。此时的理论密度可以实测,也可以采用计算值。为了满足实际压实后混和料的孔隙率达到要求,对于I型沥青混凝土来说,压实度应该控制在94%以上,对于II性沥青混凝土来说,压实度应该控制在90%以上。当沥青用量在最佳沥青用量的±0.3%范围内波动时,理论密度值的变化很小,几乎可以忽略。由于理论密度可以在路面施工前就进行计算,且数值稳定,不容易变化,因此具备作为标准密度的条件。而且实际操作中通过压实度的大小就可以很直观看出路面实际孔隙率的大小,从而方便施工人员进行现场决策。

3. 结论

影响沥青路面产生早期水损坏的原因是多方面的。人们通常把更多的注意力集中在沥青以及一些抗剥落剂的品质上,而忽视了集料品质以及路面压实度标准对路面产生早期水损坏的影响。但是实际情况表明:

3.1 粗集料表面附着的杂质或者粉尘对集料与沥青的粘附性影响是比较大的。

3.2 在目前情况下,回收粉中所含的物质以软弱颗粒和泥土为主。使用回收粉将会降低沥青混和料的水稳定性。

3.3 路面实际孔隙率的大小是影响路面产生早期水损坏与否的关键因素,目前常用的两种方法得出的标准密度通常离散性和随机性较大,无法有效控制沥青路面的实际孔隙率。因此,建议采用最佳沥青用量对应的理论密度作为标准密度。

参考文献

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[2]李闯民等 . 沥青混合料设计施工中的几个问题 . 公路交通科技,2002,4:12~15.

篇13:公路沥青路面损坏分析与防治

介绍了沥青路面常见的几种损害情况,对形成这些损害的原因进行了分析,并提出了防治的有效措施和方法,从而保证沥青路面交通运输正常进行.

作 者:郑学旗 ZHENG Xue-qi  作者单位:山西省公路局吕梁分局,山西,吕梁,033000 刊 名:山西建筑 英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE 年,卷(期): 36(21) 分类号:U416.217 关键词:沥青路面   抗剪强度   高温稳定性   混合料  

篇14:半刚性基层沥青路面问题分析

关键字:半刚性基层沥青路面 病害 对策

一、半刚性基层路面的典型病害特征

半刚性基层沥青路面的典型病害可划分为两大类型:非结构性损坏和结构性损坏。前者指半刚性基层的板体性未受到破坏,而后者是指路面损坏位置下的半刚性基层受到损坏,板体强度减弱或完全丧失。

1、非结构性损坏

该类病害主要有桥头跳车、间距规则的横向裂缝、路表局部网裂和正常车辙等,病害特征如下。

(1)桥头跳车 桥头跳车有两种情况:(1)台背填土压实不足,导致填土在台背后数十米范围内下沉。其特征为:沉降在行车方向是渐变的,延续距离相对较长,路面的整体强度未受破坏,路表面也少有损坏,但行车时具有明显的“波浪”感;(2)由于桥梁与台背填土刚度的差异而产生的不均匀沉降,从而出现的跳台。其特征为:延续距离短,只有几米,路面少有损坏发生,行车时具有明显的“瞬间跳车冲击”感。

(2)间距规则的横向裂缝 这种裂缝一般为半刚性基层的结构性收缩而导致的反射裂缝。它横向贯穿公路全幅路面,深度方向贯通全部结构层,并且缝隙宽随季节变化。一般认为这种裂缝不可避免,对路面的整体性没有损害。

(3)纵向裂缝 这种裂缝的数量较少,大多发生在高路堤地段路基外侧。成因是路堤中央与外侧压实不均匀、旧路帮宽或地基受外部水源的长期侵蚀,导致路基或地基的不均匀沉降。一般情况下裂缝较宽。

(4)路表局部网裂 路表局部网裂多发生在行车道轮迹下,成因为路面局部施工缺陷。如:材料不均匀、基层成型不好、沥青面层与基层间有软弱夹层等。它起始于轮迹处,而远离轮迹处的路面施工缺陷由于受车辆荷载的影响较小,因此难以出现此类损坏。

2、结构性损坏 该类损坏主要有路面局部凹陷龟裂和结构性辙槽。

(1)路面局部凹陷龟裂 这种损坏是路面局部网裂的延续。因局部网裂没有得到及时的维修封堵,雨水渗入到基层,而高速行驶车辆轮胎的强大“泵吸”作用使半刚性基层的胶结材料被吸出。长时间下去,导致基层材料散失,路面出现局部下陷和网裂,进而由局部网裂发展成为明显的凹陷龟裂,对行车的平顺性和安全性有很大影响。其特征为:起始于轮迹处,路面结构在该处完全破坏,在破坏过程中雨天有灰浆外泻痕迹。

(2)结构性辙槽 结构性辙槽是由于路面承载能力不足,在车辆荷载和环境因素的综合作用下而在轮迹处产生的路面变形。辙槽产生初期伴有微细裂缝,其发展规律类似于路面局部凹陷龟裂。

二、具体路面维修对策

针对以上病害,在制定路面维修方案时需考虑四方面影响因素: (1)病害的类型和平面位置。对行车的影响以及行车对病害发展的影响;(2)病害的严重程度;(3)经济条件;(4)维修目标。

1、非结构性损坏的维修

维修的基本目的有两个,一是恢复行车平顺,二是封闭裂缝,以避免引发结构性损坏。

(1)恢复行车平顺 主要是对桥头跳车和车辙的处理。它们的平面分布截然不同,桥头跳车是横向的,车辙是纵向的。对桥头跳车应以整幅路作为维修宽度,维修长度应满足三个要求:(1)从桥梁伸缩装置起,伸入正常路段一定长度;(2)保证摊铺机能正常施工;(3)拉坡平順。铣刨厚度以沥青面层的一个结构层为单位,一般只铣刨表层。对车辙的维修,在其横向平面位置应作适当调整。我国车辆基本为左位驾驶,驾驶员驾驶车辆有明显靠车道左侧行驶的习惯,从而导致车辙在行车道上分布偏左,部分高速公路行车道左轮迹的车辙外轮廊还延伸到超车道。

因此,维修宽度应满足以下条件:(1)包括车辙的整个影响范围; (2)与摊铺机的摊铺宽度及碾压机的轮宽相适应;(3)纵向接缝距行车道轮迹外边缘30cm以上。维修长度以车辙出现的长度作为基本长度,并伸入相邻路段一定距离,或以结构物为界。在与相邻路段的连续上要注意轮迹平顺过度,选择合适的碾压机械和碾压方式,必要时辅以人工修整,避免在连接处形成新的行车冲击点。如需铣刨,铣刨厚度以沥青面层的一个结构层厚度为宜。

(2)封闭裂缝 对于单条横缝和纵缝建议采用常规的灌缝措施如果缝隙太宽灌缝难以实施,可沿裂缝两侧切割出10~15cm宽的条形槽,深度为沥青面层全厚。随后清洁槽壁,人工填实至表层底部。最后,涂刷粘油层,用细粒式沥青混合料填筑碾压作为路面表层。这种处理方法属柔性连接,由于胶结材料充足,可以适应缝宽的季节性变化,宜在春融或秋冬交替季节实施。局部网裂发生于行车轮迹位置,对路面整体结构的危害最大。其维修原则是:(1)及时处置,以免损坏范围和程度扩大;(2)维修范围不宜定得太小,在横向至少以一个单向车道为单位,在纵向以一辆重车长度的115倍为单位。同时,保证路面维修的横、纵向平整,减小颠簸;(3)在平面上全部清除局部网裂的影响范围;(4)与摊铺机和碾压设备相适应;(5)维修深度以沥青面层的结构厚度为单位;(6)纵向接缝位置与车辙处理方案相同。

2、结构性损坏的维修

(1)局部凹陷龟裂 虽然局部龟裂表现的是路面存在局部缺陷,但也可能是整个路段施工所存在的问题,只是该处路面裂缝出现得早、局部渗水严重而提前破坏。因此,局部凹陷龟裂分以下两种情况进行维修。

①基层局部存在缺陷 有两种备选方案:一是将损坏的基层挖出,用半刚性材料回填修补;二是将损坏的基层局部挖出,用沥青混合料回填修补。

②整个路段基层均匀存在缺陷 有三种备选方案:①如果整个路段达到大修期限,则对存在缺陷的半刚性基层进行翻新重铺,同时对局部凹陷龟裂一并处置;②虽然存在缺陷,但累计轴次远未达到使用期限,则按①方法进行处置;③如对有缺陷的路段实施整体补强措施,施工前将局部凹陷龟裂仍按①的方案先行处置。

(2)结构性辙槽 这种辙槽的特点是路面承载力不足,基层损坏或板结完全丧失。它对路面结构和交通安全的威胁较大,需专门设计维修方案。

确定维修方案时要考虑以下因素:(1)辙槽虽然只在轮迹处发生,但它反映了整幅路面均有缺陷;(2)辙槽的产生表明了半刚性基层已受侵害或已破坏;(3)两侧车道未出现辙槽,表明两侧车道与行车道实际上成为拥有不同承载能力的“两种路面”,此时行车道的结构承载力已达到极限,而两侧车道的结构承载力有较多富余,尚有较长的使用寿命。

因此,拟定两种维修方案:(1)一次性整幅重铺基层,彻底消除缺陷,使整个路段的路面完全恢复其正常的使用性能;(2)两侧车道与行车道分期维修,先维修行车道。根据两侧车道的承载能力,结合已有的交通资料分析确定其剩余使用寿命,以此作为行车道辙槽损坏维修方案的设计使用寿命。待两侧车道与行车道同时达到使用寿命末期时再一并整幅处置。

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