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【摘要】本文主要是根据目前我国沥青混凝土路面在设计中存在的问题进行研究探讨,并以此为基础提出相应的改进对策,本文论述了温拌沥青混凝土路面施工的准备工作,阐述了温拌沥青混凝土路面施工的技术方法,最后阐述温拌沥青混合料施工接缝的处理和质量控制方法,以及温拌沥青混凝土在生活中的应用实例。
【关键词】沥青混凝土 路面 设计 施工 应用
一、温拌沥青混凝土路面的设计方法
1.1 经验设计方法
CBR方法和AASHTO方法是经验设计方法中最具代表性的两种方法。
1.1.1 CBR设计方法
第二代路面设计方法中的代表主要是CBR设计方法。美国公路管理局在1929年的时候提出了土的道路工程分类方法,主要是PRA法,美国加州工程师Porter也在1929年提出了CBR的路面设计方法,到现在为止CBR设计方法仍然是美国联邦航空局的机场路面设计方法。
1.1.2 AASHTO设计方法
AASHTO方法以路面能够为车辆提供的服务水平作为是否合理的关键依据之一,相对于其他的设计方法来说是巨大的进步。同时考虑了PSI在整个使用寿命中的衰变,应该说是全寿命周期分析方法在路面设计中应用的雏形。这一点在AASHTO随后的版本中都得到了充分体现。
1.2 力学经验法
自从1962年召开第一次沥青混凝土路面结构设计国际会议之后,世界上很多国家和地区都采用了理论法或者是理论法和经验法两者相结合的方法来进行沥青混凝土路面的结构设计。路面结构分析理论一般采用的是Burmister的弹性层状理论体系。力学经验法首先分析了路面结构在荷载和环境的作用下所产生的力学反应量,利用在力学反应量和路面性能之间建立起来的性能模型,按设计要求来设计路面的结构。
二、我国沥青混凝土路面设计中存在的问题
2.1 结构类型选择不当
在潮湿多雨的地区,采用了 AK 型上面层设计结构,空隙率比较大,下雨后,水分容易渗入面层内,如果中、下面层采用的是 AC-Ⅰ型相对空隙率小的结构,水分就会聚集在上、中面层之间,使上面层长时间的浸泡在水中,则会导致路面松散、出现坑洞等损毁;反之若在中层面和下面层用 AC-Ⅱ型设计结构,水分则会直接渗入到基层,基层结构长时间浸泡在水中,会导致松散、唧浆,使整个路面结构遭到破坏,危害更严重。大量的实践调查资料表明,沥青路面早期的破坏其主要原因为水损害。
2.2 下封层重视不够
沥青下封层的作用是封闭路面以下渗水、扩张路面应力、加强面层与基层的连接以及减轻基层反射裂缝到达面层等等,是路面结构非常重要的设计环节。 而现今路面设计中对此环节不够重视,对封层的合理设计与施工要求方面的工作还没有真正实施。
2.3 路面排水系统不完善
路面表层排水不畅,设施不完善,积水滞留时间过长到致使水分渗入到路面内部结构;路面结构层的抗水损害性不强,水稳性差。
2.4沥青混合料类型与结构层厚度不匹配
设计中所选择的沥青混合材料的类型往往与路面结构层的厚度不相符,原因是集料粒径的最大值超标,公称尺寸范围内的集料过多,所以导致混合料离析、不易压实、空隙率过高等问题,从而赞成了早期水损害这一问题。
三、提升公路沥青混凝土路面设计的有效对策
3.1做好公路沥青路面设计的面层选择
3.1.1 上面层选择
SMA因为有良好的低温抗开裂、高温抗车辙、抗滑性及耐久性,可做为路面上面层结构的首选。但由于其造价较高,所以在应用上有很大的限制。虽然 SMA 相对于AC、AK以及Superpave在建设中的一次性投资要高,但有调查研究显示SMA路面相对于AC、AK 以及Superpave路面在使用寿命上可以延长2到4成,所以SMA路面在综合经济效益方面要高于其它普通的沥青混凝土路面。使用SMA路面还可有效提高路面的服务质量,减少油耗、轮胎磨损以及机件损坏,提高车速及驾驶的舒适性,有效减少交通事故,减少运营支出等等,在高温、重载、车流量大的情况下SMA的产生的效益更加明显.因此,在我国的公路运输重要的主干线建设上SMA路面结构具有极大的优势。
3.1.2中、下面层选择
Superpave高性能沥青混凝土路面的优势在于其高温抗车辙性能,混合料低温抗开裂性能较好,除此以外,因为其空隙率较小,抗水损害性能也相对较强,所以适合作为高速公路的中、下面层,尤其适合重载较多的高速路。
3.2 选用原材料质量要过关
沥青材料的质量对路面的低温抗裂性、高温抗车辙性以及耐久性有着非常直接的关系,要选择使用优质的沥青,沥青既要满足规范的要求,还要尽量提高指标要求。
四、沥青混凝土路面施工准备
4.1 沥青材料的准备
沥青材料的加热应该采用导热油,温度要调节到能够使拌和的沥青混合料出厂的温度要求,并且要保证能够按照均匀温度把沥青材料源源不断地从贮料器输送到拌和机里,还有就是不应该使用那些正在起泡或者过热老化的沥青胶结材料。
4.2 集料的准备
为了能够保证集料之间不会相互混杂,要求不同规格的集料在堆放的时候应该隔离开来。集料堆场最好能够搭棚,如果不能搭棚的话至少要将细集料用油布进行覆盖,避免集料被淋湿。集料进场后最好在料堆顶部平台卸料经推土机推平之后,铲运机从底部按照顺序竖直装料,这样能够减小集料的离析。集料在送进拌和设备时的含水量不能够超过1%,烤干用的火焰要调节适当,避免烤坏和熏黑集料。干燥滚筒拌和机出料时的混合料含水量不能超过1%。
4.3 沥青混合料拌和设备
沥青混合料的拌和设备最好采用自动拌制的间歇式拌和机,拌和机要满足以下要求:①总拌和能力必须能够满足施工进度的要求。②自动控制要求。拌和设备要能够一拧开关或一按按钮就可以调整配合比,定时卸出一盘混合料,还应该具有装备温度计以及保温的成品贮料仓和二次除尘设备。③拌和机应配备集尘器,其构造应能把按规定要收集的全部或部分材料消解掉或均匀地送回热料提升器上,而不让有害粉尘逸散到空气中去。
五、沥青混凝土的应用
温拌沥青混合料是指利用在沥青中添加辅助材料,从而实现在120°C左右均匀沥青和拌合级配骨料,获得的成品沥青混合料与170°C热沥青混合料性能相近,是一种新型的沥青混合料。温拌沥青混合料技术的成功应用,实现了公路建设中资源成本的节约,同时也降低了对环境的污染,成为近年来沥青路面材料领域又一项很有前景的新兴技术。2008年的时候江西省交通运输厅在长大隧道——武吉高速九岭山险道路面摊铺中首次成功的运用了Evotherm温拌沥青混合料技术,在同一年年底,昌樟高速公路的冬季养护施工中也成功的应用了该技术铺筑了冬季温伴施工的试验段,到目前为止已经在昌樟、瑞赣等多条高速公路上进行了试验和应用。
六、总结
温拌沥青混合料路用性能良好,施工工艺简单方便,运用好该技术需要克服的只是观念问题,同时公路建设管理部门和施工单位也需要一个认识过程。公路沥青混凝土路面的设计是否合理是公路对应的面层、各类基层以及垫层共同组成的路面结构能否合格的关键,所以在实际的公路路面设计中,必须要做到设计出的沥青混凝土路面表面光滑、行车舒适且养护容易,只有这样才有利于公路沥青混凝土路面的广泛使用。
参考文献
[1]曹林涛,高速公路沥青路面结构与材料设计发展的调研[J]上海公路,2007
[2]黄卫,顾维平,方福森.沥青路面设计方法的发展[J].公路,1996
[3]边晖.沥青混凝土路面设计方法[J],2010(1)
[4]黄晓明.路基路面工程[M].南京:东南大学出版社
【关键词】沥青混凝土 路面 设计 施工 应用
一、温拌沥青混凝土路面的设计方法
1.1 经验设计方法
CBR方法和AASHTO方法是经验设计方法中最具代表性的两种方法。
1.1.1 CBR设计方法
第二代路面设计方法中的代表主要是CBR设计方法。美国公路管理局在1929年的时候提出了土的道路工程分类方法,主要是PRA法,美国加州工程师Porter也在1929年提出了CBR的路面设计方法,到现在为止CBR设计方法仍然是美国联邦航空局的机场路面设计方法。
1.1.2 AASHTO设计方法
AASHTO方法以路面能够为车辆提供的服务水平作为是否合理的关键依据之一,相对于其他的设计方法来说是巨大的进步。同时考虑了PSI在整个使用寿命中的衰变,应该说是全寿命周期分析方法在路面设计中应用的雏形。这一点在AASHTO随后的版本中都得到了充分体现。
1.2 力学经验法
自从1962年召开第一次沥青混凝土路面结构设计国际会议之后,世界上很多国家和地区都采用了理论法或者是理论法和经验法两者相结合的方法来进行沥青混凝土路面的结构设计。路面结构分析理论一般采用的是Burmister的弹性层状理论体系。力学经验法首先分析了路面结构在荷载和环境的作用下所产生的力学反应量,利用在力学反应量和路面性能之间建立起来的性能模型,按设计要求来设计路面的结构。
二、我国沥青混凝土路面设计中存在的问题
2.1 结构类型选择不当
在潮湿多雨的地区,采用了 AK 型上面层设计结构,空隙率比较大,下雨后,水分容易渗入面层内,如果中、下面层采用的是 AC-Ⅰ型相对空隙率小的结构,水分就会聚集在上、中面层之间,使上面层长时间的浸泡在水中,则会导致路面松散、出现坑洞等损毁;反之若在中层面和下面层用 AC-Ⅱ型设计结构,水分则会直接渗入到基层,基层结构长时间浸泡在水中,会导致松散、唧浆,使整个路面结构遭到破坏,危害更严重。大量的实践调查资料表明,沥青路面早期的破坏其主要原因为水损害。
2.2 下封层重视不够
沥青下封层的作用是封闭路面以下渗水、扩张路面应力、加强面层与基层的连接以及减轻基层反射裂缝到达面层等等,是路面结构非常重要的设计环节。 而现今路面设计中对此环节不够重视,对封层的合理设计与施工要求方面的工作还没有真正实施。
2.3 路面排水系统不完善
路面表层排水不畅,设施不完善,积水滞留时间过长到致使水分渗入到路面内部结构;路面结构层的抗水损害性不强,水稳性差。
2.4沥青混合料类型与结构层厚度不匹配
设计中所选择的沥青混合材料的类型往往与路面结构层的厚度不相符,原因是集料粒径的最大值超标,公称尺寸范围内的集料过多,所以导致混合料离析、不易压实、空隙率过高等问题,从而赞成了早期水损害这一问题。
三、提升公路沥青混凝土路面设计的有效对策
3.1做好公路沥青路面设计的面层选择
3.1.1 上面层选择
SMA因为有良好的低温抗开裂、高温抗车辙、抗滑性及耐久性,可做为路面上面层结构的首选。但由于其造价较高,所以在应用上有很大的限制。虽然 SMA 相对于AC、AK以及Superpave在建设中的一次性投资要高,但有调查研究显示SMA路面相对于AC、AK 以及Superpave路面在使用寿命上可以延长2到4成,所以SMA路面在综合经济效益方面要高于其它普通的沥青混凝土路面。使用SMA路面还可有效提高路面的服务质量,减少油耗、轮胎磨损以及机件损坏,提高车速及驾驶的舒适性,有效减少交通事故,减少运营支出等等,在高温、重载、车流量大的情况下SMA的产生的效益更加明显.因此,在我国的公路运输重要的主干线建设上SMA路面结构具有极大的优势。
3.1.2中、下面层选择
Superpave高性能沥青混凝土路面的优势在于其高温抗车辙性能,混合料低温抗开裂性能较好,除此以外,因为其空隙率较小,抗水损害性能也相对较强,所以适合作为高速公路的中、下面层,尤其适合重载较多的高速路。
3.2 选用原材料质量要过关
沥青材料的质量对路面的低温抗裂性、高温抗车辙性以及耐久性有着非常直接的关系,要选择使用优质的沥青,沥青既要满足规范的要求,还要尽量提高指标要求。
四、沥青混凝土路面施工准备
4.1 沥青材料的准备
沥青材料的加热应该采用导热油,温度要调节到能够使拌和的沥青混合料出厂的温度要求,并且要保证能够按照均匀温度把沥青材料源源不断地从贮料器输送到拌和机里,还有就是不应该使用那些正在起泡或者过热老化的沥青胶结材料。
4.2 集料的准备
为了能够保证集料之间不会相互混杂,要求不同规格的集料在堆放的时候应该隔离开来。集料堆场最好能够搭棚,如果不能搭棚的话至少要将细集料用油布进行覆盖,避免集料被淋湿。集料进场后最好在料堆顶部平台卸料经推土机推平之后,铲运机从底部按照顺序竖直装料,这样能够减小集料的离析。集料在送进拌和设备时的含水量不能够超过1%,烤干用的火焰要调节适当,避免烤坏和熏黑集料。干燥滚筒拌和机出料时的混合料含水量不能超过1%。
4.3 沥青混合料拌和设备
沥青混合料的拌和设备最好采用自动拌制的间歇式拌和机,拌和机要满足以下要求:①总拌和能力必须能够满足施工进度的要求。②自动控制要求。拌和设备要能够一拧开关或一按按钮就可以调整配合比,定时卸出一盘混合料,还应该具有装备温度计以及保温的成品贮料仓和二次除尘设备。③拌和机应配备集尘器,其构造应能把按规定要收集的全部或部分材料消解掉或均匀地送回热料提升器上,而不让有害粉尘逸散到空气中去。
五、沥青混凝土的应用
温拌沥青混合料是指利用在沥青中添加辅助材料,从而实现在120°C左右均匀沥青和拌合级配骨料,获得的成品沥青混合料与170°C热沥青混合料性能相近,是一种新型的沥青混合料。温拌沥青混合料技术的成功应用,实现了公路建设中资源成本的节约,同时也降低了对环境的污染,成为近年来沥青路面材料领域又一项很有前景的新兴技术。2008年的时候江西省交通运输厅在长大隧道——武吉高速九岭山险道路面摊铺中首次成功的运用了Evotherm温拌沥青混合料技术,在同一年年底,昌樟高速公路的冬季养护施工中也成功的应用了该技术铺筑了冬季温伴施工的试验段,到目前为止已经在昌樟、瑞赣等多条高速公路上进行了试验和应用。
六、总结
温拌沥青混合料路用性能良好,施工工艺简单方便,运用好该技术需要克服的只是观念问题,同时公路建设管理部门和施工单位也需要一个认识过程。公路沥青混凝土路面的设计是否合理是公路对应的面层、各类基层以及垫层共同组成的路面结构能否合格的关键,所以在实际的公路路面设计中,必须要做到设计出的沥青混凝土路面表面光滑、行车舒适且养护容易,只有这样才有利于公路沥青混凝土路面的广泛使用。
参考文献
[1]曹林涛,高速公路沥青路面结构与材料设计发展的调研[J]上海公路,2007
[2]黄卫,顾维平,方福森.沥青路面设计方法的发展[J].公路,1996
[3]边晖.沥青混凝土路面设计方法[J],2010(1)
[4]黄晓明.路基路面工程[M].南京:东南大学出版社