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摘要:半刚性基层沥青路面的结构被广泛的应用于市政道路中,但随着车流量的增加、重型车辆的增加,路面的裂缝、车辙等病害越发严重,为此,本文对柔性基层沥青路面结构优势与应用价值、指标的确定与关键施工技术进行了介绍,并以某市政道路建设为例,对柔性基层沥青路面的结构设计进行了探讨。旨在为柔性基层沥青路面的推广应用起到促进作用。
关键词:市政道路;柔性基层;沥青路面
现阶段,柔性基层沥青路面的结构广泛的应用于市政道路中,柔性基层沥青路面的应用,使我国的市政道路路面结构型式变得更加多样化,能够适应我国各地区不同的自然环境、经济条件与交通量。柔性基层沥青路面的结构设计方法、设计指标的确定是该技术得以有效应用的重要组成,也是该技术得以推广的关键。
一、柔性基层沥青路面结构优势与应用价值
沥青路面是由垫层、底基层、基层与面层等结构组成的,通常将沥青路面结构分为组合式1结构、组合式2结构、半刚性基层沥青路面结构与柔性基层沥青路面结构。柔性基层沥青路面与半刚性基层沥青路面相比,温度与湿度变化产生的应力影响较小,因此模量变异性较小,不易产生车辙,并且具有较好的抗疲劳性。并且柔性基层沥青路面在路面的修复中,可对柔性基层材料全部利用,这就大大降低了维修的费用,减少了环境污染。
市政道路中柔性基层沥青路面结构具有自我修复的能力,面对运输压力的增加,使用年限的增加,对于路面存在的裂缝其柔性基层材料由于具有较强的粘弹性,因此能够进行自我修复,防止裂缝的扩大,延长使用寿命。同时柔性基层沥青路面通常不会发生结构性损坏,这就大大的节约了成本,增加了经济效益与社会效益。
二、柔性基层沥青路面指标的确定与关键施工技术
(一)柔性基层沥青路面指标的确定
在我国现阶段的沥青路面设计规范中,是以弯沉值、沥青层层底弯拉应力作为设计指标的,但这类指标已经无法满足柔性基层沥青路面的设计要求。因此,我们应对国外的柔性基层沥青路面设计进行学习与借鉴,在进行路面实际情况的调查下,结合我国的实际情况,对还存在不足的沥青路面结构设计进行深入的研究,并推荐出适合我国柔性基层沥青路面结构设计方法,提供技术支持。
(二)柔性基层沥青路面的关键施工技术
在柔性基层沥青路面的施工中,碾压是非常关键的一个环节,碾压质量直接影响着路面结构的性能与使用寿命。在大量的施工实践中发现,对市政道路柔性基层沥青路面的施工碾压,应首先对碾压的温度进行严格的控制,初次碾压的温度应控制在140-150℃,复压时碾压温度应控制在120-140℃,而终压的碾压温度应控制在90-120℃。
其次,应控制碾压的程序与速度。在进行路面的碾压时,通常分为初压、复压与终压,初压为复压的准备工作,通常采用双钢轮压路机静压2次,速度为2-3km/h;复压目的在于将材料进行挤密与压实,通常采用双钢轮、胶轮混合碾压,双钢轮碾压2-3次,胶轮碾压3-4次,速度为4-5km/h;终压目的在于消除复压的压路机痕迹,通常采用光轮压路机碾压2次,速度为3-5km/h。
再次,掌握好机械的使用。在碾压过程中,应掌握好碾压力度,避免碾压过度的现象发生,以确保混合料的稳定性。
最后,掌握好沥青路面的厚度。由于柔性基层沥青路面随时基层材料较大,厚度较薄容易出现松散,厚度过大压实效果较差,为此,因根据实际需要对路面厚度进行合理的设计,进而确保路面结构的稳定性。
三、市政道路柔性基层沥青路面结构设计
(一)工程概况
以某开发新区的是市政公路建设为例,对柔性基层沥青路面结构设计进行探讨。随着上世纪80年代以来交通量与重型车辆的增加,该地的地质条件分布为:细粒式沥青混凝土2.0cm、粗粒式沥青混凝土4.0cm、黑色碎石7.0cm、粉煤灰石灰碎石15.0cm(粉煤灰石灰碎石、粉煤灰石灰钢渣)、石灰土15.0cm(二灰土)的典型结构。市政道路路面结构依次为:上面层、中面层、下面层、水稳碎石层、二灰碎石底基层、石灰土垫层。
(二)柔性基层沥青路面面层材料选择
1、上面层
随着交通量与重型车辆的增加,沥青路面经受着严峻的考验,传统的悬浮密实型连续级配已经无法满足日益增长的交通需求,而目前对沥青路面早期破坏的主要形式之一为车辙,这对路面的使用功能与寿命都造成了严重的影响。为此,重载沥青路面可采用上下面层。为有效的防止路面车辙的产生,主要的技术包括使用改性沥青、对沥青混合料矿料级配,或者加入外掺剂等。如AC细粒式密级配量混凝土、SMA沥青马蹄脂碎石、SAC多碎石沥青混凝土。也可采用SBS改性沥青、环氧树脂改性沥青、LDPE改性沥青,使用纤维、橡胶、土工格栅等外加剂等。
2、中面层
中面层沥青混合料主要考虑的是提高沥青的高温稳定性,抗永久变形能力。为此,该市政道路对中面层采用改性沥青作为结合料,进而提高道路的高温稳定性、抗疲劳性、低温抗裂性、耐老化性等。同时,沥青混凝土采用AC中粒式沥青混凝土,并且掺入外掺剂,如土工格栅、纤维与橡胶类等。
3、下面层
沥青混凝土路面普遍存在反射裂缝,进而造成路面的抗车辙性能与耐久性较差,影响路面的使用寿命。为对裂缝进行有效的防治,应延缓基层裂缝向中面层、上面层的反射,确保路面具有良好的骨架结构,并且高温稳定性、低温抗裂性与会性能良好。为此在该市政道路的路面结构设计中采用AC粗粒式沥青混凝土、并采用改性沥青为结合料。
(三)柔性基层沥青路面基层材料选择
这里对各类基层、底基层的使用效果进行对比。
1、密级配沥青碎石ATB
沥青稳定碎石的抗剪、耐疲劳性与抗弯性能较强,干缩裂缝很少产生,并且刚度捕打。相比传统面层沥青混凝土,在基层中应用具有针对性,由于级配偏粗,粒径偏大,因此沥青的用量偏少;相比沥青碎石来说,则具有较多的细集料和填料,并对级配与原材料的要求比较高。
2、二灰稳定碎石类
用二灰稳定碎石类材料作为基层的沥青路面,具有良好的状况,这种材料在近年来得到了较多的应用。该类材料的优点在于强度高、水稳定性好、板体性强等,并且面层的弯沉显著减少,受力状态也获得显著改善,同时该材料的隔温性能、抗开裂性也比较好,可作为沥青路面的一种基层。但是该材料的初期强度并不高,动水压力作用下,抗冲刷能力不足。
3、水泥稳定类
水泥稳定类基层的优点在于强度高、水稳定性与板体性好,抗冻性强等,并且能够根据材料的供应情况,采用适合的多种基层形式,如水泥稳定碎石开山料基层、水泥稳定碎石粉煤灰石屑基层,以及水泥稳定钢渣基层等等,仅而在满足路面要求的基础上节约了工程造价,加上水泥稳定结构的良好力学性能和板体性,因此能够在水文和交通中广泛的应用。
结束语
柔性路面的优点在于可连续施工,并且施工期短、平整度高、便于养护维修等。在市政道路柔性基层沥青路面结构设计中,必须对路面原材料进行合理的选定,进而科学有效的提升路面施工质量,使沥青路面获得良好的稳定性与耐久性,提升经济效益的同时,全面发挥其社会效益。
参考文献:
[1]雒晓东.季冻区柔性基层沥青路面的适应性研究[D].长安大学,2012.
[2]高智杰.柔性基层沥青路面疲劳寿命分析[D].重庆交通大学,2010.
[3]陈佩军.柔性基层沥青路面的结构特征及其加速加载测算[J].江西建材,2014,(20)
[4]刘建平.对市政道路柔性基层沥青路面结构的探析[J].城市建筑,2012,(9)
[5]何光建.小议市政道路柔性基层沥青路面结构[J].城市建筑,2012,(9)
关键词:市政道路;柔性基层;沥青路面
现阶段,柔性基层沥青路面的结构广泛的应用于市政道路中,柔性基层沥青路面的应用,使我国的市政道路路面结构型式变得更加多样化,能够适应我国各地区不同的自然环境、经济条件与交通量。柔性基层沥青路面的结构设计方法、设计指标的确定是该技术得以有效应用的重要组成,也是该技术得以推广的关键。
一、柔性基层沥青路面结构优势与应用价值
沥青路面是由垫层、底基层、基层与面层等结构组成的,通常将沥青路面结构分为组合式1结构、组合式2结构、半刚性基层沥青路面结构与柔性基层沥青路面结构。柔性基层沥青路面与半刚性基层沥青路面相比,温度与湿度变化产生的应力影响较小,因此模量变异性较小,不易产生车辙,并且具有较好的抗疲劳性。并且柔性基层沥青路面在路面的修复中,可对柔性基层材料全部利用,这就大大降低了维修的费用,减少了环境污染。
市政道路中柔性基层沥青路面结构具有自我修复的能力,面对运输压力的增加,使用年限的增加,对于路面存在的裂缝其柔性基层材料由于具有较强的粘弹性,因此能够进行自我修复,防止裂缝的扩大,延长使用寿命。同时柔性基层沥青路面通常不会发生结构性损坏,这就大大的节约了成本,增加了经济效益与社会效益。
二、柔性基层沥青路面指标的确定与关键施工技术
(一)柔性基层沥青路面指标的确定
在我国现阶段的沥青路面设计规范中,是以弯沉值、沥青层层底弯拉应力作为设计指标的,但这类指标已经无法满足柔性基层沥青路面的设计要求。因此,我们应对国外的柔性基层沥青路面设计进行学习与借鉴,在进行路面实际情况的调查下,结合我国的实际情况,对还存在不足的沥青路面结构设计进行深入的研究,并推荐出适合我国柔性基层沥青路面结构设计方法,提供技术支持。
(二)柔性基层沥青路面的关键施工技术
在柔性基层沥青路面的施工中,碾压是非常关键的一个环节,碾压质量直接影响着路面结构的性能与使用寿命。在大量的施工实践中发现,对市政道路柔性基层沥青路面的施工碾压,应首先对碾压的温度进行严格的控制,初次碾压的温度应控制在140-150℃,复压时碾压温度应控制在120-140℃,而终压的碾压温度应控制在90-120℃。
其次,应控制碾压的程序与速度。在进行路面的碾压时,通常分为初压、复压与终压,初压为复压的准备工作,通常采用双钢轮压路机静压2次,速度为2-3km/h;复压目的在于将材料进行挤密与压实,通常采用双钢轮、胶轮混合碾压,双钢轮碾压2-3次,胶轮碾压3-4次,速度为4-5km/h;终压目的在于消除复压的压路机痕迹,通常采用光轮压路机碾压2次,速度为3-5km/h。
再次,掌握好机械的使用。在碾压过程中,应掌握好碾压力度,避免碾压过度的现象发生,以确保混合料的稳定性。
最后,掌握好沥青路面的厚度。由于柔性基层沥青路面随时基层材料较大,厚度较薄容易出现松散,厚度过大压实效果较差,为此,因根据实际需要对路面厚度进行合理的设计,进而确保路面结构的稳定性。
三、市政道路柔性基层沥青路面结构设计
(一)工程概况
以某开发新区的是市政公路建设为例,对柔性基层沥青路面结构设计进行探讨。随着上世纪80年代以来交通量与重型车辆的增加,该地的地质条件分布为:细粒式沥青混凝土2.0cm、粗粒式沥青混凝土4.0cm、黑色碎石7.0cm、粉煤灰石灰碎石15.0cm(粉煤灰石灰碎石、粉煤灰石灰钢渣)、石灰土15.0cm(二灰土)的典型结构。市政道路路面结构依次为:上面层、中面层、下面层、水稳碎石层、二灰碎石底基层、石灰土垫层。
(二)柔性基层沥青路面面层材料选择
1、上面层
随着交通量与重型车辆的增加,沥青路面经受着严峻的考验,传统的悬浮密实型连续级配已经无法满足日益增长的交通需求,而目前对沥青路面早期破坏的主要形式之一为车辙,这对路面的使用功能与寿命都造成了严重的影响。为此,重载沥青路面可采用上下面层。为有效的防止路面车辙的产生,主要的技术包括使用改性沥青、对沥青混合料矿料级配,或者加入外掺剂等。如AC细粒式密级配量混凝土、SMA沥青马蹄脂碎石、SAC多碎石沥青混凝土。也可采用SBS改性沥青、环氧树脂改性沥青、LDPE改性沥青,使用纤维、橡胶、土工格栅等外加剂等。
2、中面层
中面层沥青混合料主要考虑的是提高沥青的高温稳定性,抗永久变形能力。为此,该市政道路对中面层采用改性沥青作为结合料,进而提高道路的高温稳定性、抗疲劳性、低温抗裂性、耐老化性等。同时,沥青混凝土采用AC中粒式沥青混凝土,并且掺入外掺剂,如土工格栅、纤维与橡胶类等。
3、下面层
沥青混凝土路面普遍存在反射裂缝,进而造成路面的抗车辙性能与耐久性较差,影响路面的使用寿命。为对裂缝进行有效的防治,应延缓基层裂缝向中面层、上面层的反射,确保路面具有良好的骨架结构,并且高温稳定性、低温抗裂性与会性能良好。为此在该市政道路的路面结构设计中采用AC粗粒式沥青混凝土、并采用改性沥青为结合料。
(三)柔性基层沥青路面基层材料选择
这里对各类基层、底基层的使用效果进行对比。
1、密级配沥青碎石ATB
沥青稳定碎石的抗剪、耐疲劳性与抗弯性能较强,干缩裂缝很少产生,并且刚度捕打。相比传统面层沥青混凝土,在基层中应用具有针对性,由于级配偏粗,粒径偏大,因此沥青的用量偏少;相比沥青碎石来说,则具有较多的细集料和填料,并对级配与原材料的要求比较高。
2、二灰稳定碎石类
用二灰稳定碎石类材料作为基层的沥青路面,具有良好的状况,这种材料在近年来得到了较多的应用。该类材料的优点在于强度高、水稳定性好、板体性强等,并且面层的弯沉显著减少,受力状态也获得显著改善,同时该材料的隔温性能、抗开裂性也比较好,可作为沥青路面的一种基层。但是该材料的初期强度并不高,动水压力作用下,抗冲刷能力不足。
3、水泥稳定类
水泥稳定类基层的优点在于强度高、水稳定性与板体性好,抗冻性强等,并且能够根据材料的供应情况,采用适合的多种基层形式,如水泥稳定碎石开山料基层、水泥稳定碎石粉煤灰石屑基层,以及水泥稳定钢渣基层等等,仅而在满足路面要求的基础上节约了工程造价,加上水泥稳定结构的良好力学性能和板体性,因此能够在水文和交通中广泛的应用。
结束语
柔性路面的优点在于可连续施工,并且施工期短、平整度高、便于养护维修等。在市政道路柔性基层沥青路面结构设计中,必须对路面原材料进行合理的选定,进而科学有效的提升路面施工质量,使沥青路面获得良好的稳定性与耐久性,提升经济效益的同时,全面发挥其社会效益。
参考文献:
[1]雒晓东.季冻区柔性基层沥青路面的适应性研究[D].长安大学,2012.
[2]高智杰.柔性基层沥青路面疲劳寿命分析[D].重庆交通大学,2010.
[3]陈佩军.柔性基层沥青路面的结构特征及其加速加载测算[J].江西建材,2014,(20)
[4]刘建平.对市政道路柔性基层沥青路面结构的探析[J].城市建筑,2012,(9)
[5]何光建.小议市政道路柔性基层沥青路面结构[J].城市建筑,2012,(9)