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【摘 要】 随着中国经济的迅速发展,中国交通运输行业也得到进一步完善的提高,中国交通基本设施建设也加大投资。本文通过对公路沥青路面设计指标的分析,提高路面路用性能可采取的措施进行了探讨。
【关键词】 沥青路面;结构设计;措施
一、前言
沥青路面早期损害,除个别是由于路基的原因引起的不均匀沉陷外,绝大部分是由于沥青面层本身引起的:坑槽、泛油、车辙、网裂、松散等。因此,沥青的层面的设计是至关重要的。
二、沥青路面在道路建设中的重要性
沥青路面的优越点。在现代公路中我们看见越来越多的道路采用的是沥青路面,而不是传统的水泥路面,那是因为沥青路面比较水泥路面有更多的好处。在雨水多发季节沥青路面能够有效的防止刹车的打滑,能够增加轮胎和地面的抓和力,能够防止地面的裂缝,在高温状态下比较柔软,能够防止因为高速磨擦轮胎而引起行暴。沥青油这么多的优秀的特点,越来越被运用到公路的建设中去。沥青路面和传统的水泥路面相比更重要的一点就是沥青路面在较短的时间内就可以使用,如果在比较寒冷的冬季马上就可以使用,而水泥路面需要很长的时间等完全固化才可以使用,且水泥路面很容易出现裂缝等问题,水泥路面因为其表面态光滑,在下雨天一些上下坡的地方车辆容易打滑,所以对水泥路面要进行一些特殊的处理,没有沥青路面的铺设简单。但是沥青路面在造价方面比水泥路面要高这是一个不争的事实,所以我们在建设沥青路面的时候要更加合理的利用和施工,使沥青路面能够达到质量上的要求,也同时减少没有必要的损失,从而带来不必要的成本投资。
三、沥青路面设计要求
1、路面的基层、面层和土基共同承载着所有交通量路面的面层直接与车轮相接触,还会受到一定自然因素影响,对于路面的材料有所要求.要求必须具有耐磨、防滑、不透水等功能。路面的基层要求必须具备足够的强度、较强的刚性和足够的扩散应力等性能。
2、在各结构层之间的组合上,要求层间结合紧密,保证格结构层的整体性,避免结构层之间产生滑移等现象。关于基层在选择材料时的要求。因为路基千湿悄况对路面的影响极大,如果沥青路面是中湿或潮湿的,那么,基层必须选择具有很好水稳性的材料,而不能是具有粘土材料的。路面防冻层的要求要保持最小防冻层的厚度;在各个结构层的层数和厚度,也有一定的要求。要求各结构层的厚度要,满足规定中的最小厚度,层之间的厚度也应该根据扩散应力效果、材料结构稳定、以及压实机具能力等。
四、沥青路面合理结构型式的分析
1、我国的沥青缺乏和路面承载能力低的问题逐渐突出。半刚性基层基于其较好的板体性能、较高的承载力及良好的经济性等优点成为我国沥青路面结构的主要型式,并几乎成为高速公路沥青路面的唯一结构型式。但是,近年来许多沥青路面发生的严重早期损害,使得人们不得不对此结构提出一些质疑,如半刚性基层的收缩开裂会引起沥青路面的反射裂缝,半刚性基层沥青路面对重载车来说具有更大的轴载敏感性,以及半刚性基层损坏后没有愈合的能力且无法进行修补等。基于此,现在许多单位和学者开始主张在中国也大量地发展柔性基层沥青路面的结构型式。但要想一下子得到改变是不现实的,也是不合理的。要有一个对半刚性基层沥青路面的再认识和对柔性基层沥青路面的研究和熟悉的过程。
2、我国沥青路面结构设计,沥青面层主要是起一个功能层作用,而半刚性基层才是主要的承重层。基于该理念,沥青面层厚度的确定基本都是经验性的。设计的步骤是先经验地确定沥青层厚度,然后通过计算确定半刚性基层、底基层厚度,且对地基重视程度不足,导致土基强度普遍较低。
五、重载作用下沥青路面的设计
1、材料设计。沥青路面在重载压力下,行车车轮对路面产生很大的剪应力,这样就造成了沥青路面发生开裂、车辙。对于沥青路面的设计使用材料要充分考虑施工混合材料的抗剪强度。沥青路面的混合材料通常是采用马歇尔设计方法,马歇尔设计方法是通过混合料的密度、流值、空隙率等做出材料的混合比,但是这种设计方法不能够正确的分析出沥青混合料的抗剪强度,所以对重载情况下,沥青路面的实际受力状态无法真实的反映出来。可以将沥青路面的受力情况进行模型试验,通过测量的数据,反映出沥青路面在重载条件下的受力情况。通过三轴试验方法,按抗剪强度进行沥青混合料的配比设计。
2、结构设计。目前我国高速公路的结构设计大部分采用半刚性基层沥青路面结构,这种结构路面对于车辆重载的抗压能力较弱,容易导致路面破损现象出现。为此,本文介绍推荐一种由法国规范规定的全厚式路面结构设计方法,按该方法设计的沥青混凝土路面结构,其厚度相比半刚性基层沥青路面结构略薄,同时能够降低路面因载重疲劳产生开裂现象发生,当需要修复时,只需要更换或加铺一层表面层即可,无需大的结构性重修或重造。这给路面的修复工作降低了工作量和工程成本。全厚式路面结构设计是按照路面的功能合理的布置路面的层次结构,其特点是具有抗载重、抗疲劳、抗磨损、抗车辙、抗透水等。
六、提高路面路用性能可采取的措施
合理地选择路面结构类型。1)选择原则。路面面层根据当地的气侯、自然条件及当地习惯及经济水平等综合确定。表面层应综合考虑高温抗车辙、低温抗开裂、抗滑的需要;中面层应重点考虑抗车辙能力;底面层重点考虑抗疲劳开裂性能、密水性等。对潮湿区、湿润区等雨水、冰雪融化对路面有严重威胁的地区,在考虑抗车辙能力的同时还应重视密水性的需要,防止水损害破坏,宜适当减小设计空隙率,但应保持良好的雨天抗滑性能。对于旱地区,受水的影响很小,对密水性及抗滑性能的要求可放宽。2)上面层选择。SMA由于其良好的高温抗车辙、低温抗开裂、抗滑及耐久性,应该为路面上面层的首选。然而由于造价相对较高,因此在应用上受到一定的限制。然而使用SMA路面可提高路面服务质量,节省油耗,减少轮胎磨损及机件损坏,提高车速及舒适性,减少交通事故,节省运营费用等等,在高温、重载、量大的环境下SMA的效益更加突出。所以,在我国重要的公路运输主干线(重载车辆多、交通量大)的建设上,SMA路面具有极大的选择优势。3)严格选用优质的原材料。沥青材料对于路面的低温抗裂性能及高温抗车辙性能及耐久性的关系非常直接,选用优质的沥青非常重要。此外,对于高速公路的上面層,应尽可能采用改性沥青,改性沥青对高温稳定性次数较之普通沥青能提高一倍以上,改性沥青对低温弯曲试验破坏应变较之普通沥青也有很大程度的提高。在重载较多或气候条件差并有条件时,高速公路中面层也应尽可采用改性沥青。路面面层石料应采用高强度、耐磨并且与沥青粘结性较好的中基性石料为宜。此外,应对集料的扁平细长含量等进行试验,还对坚固性、安定性进行试验,从源头上保证混合料的性能。
七、结束语
本文所述的几点要求,是沥青路面建筑中需重点注意的,沥青路面是道路建设中的一个重要部分。为了保证路面能够经得住车轮负载和种种不利的白然因家,并且保证路面具有一定的强度、平整度和稳定性等,要求必须具有一套完整全面的路面结构设计方法。
参考文献:
[1]沈金安等.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策[M].北京:人民交通出版社,2004
[2]张勇.重载沥青路面结构应力分析与优化方法探讨[J].北京工业大学.2009
[3]朱德斌.浅议高性能沥青路面施工[J].中国科技财富,2011,(6)
【关键词】 沥青路面;结构设计;措施
一、前言
沥青路面早期损害,除个别是由于路基的原因引起的不均匀沉陷外,绝大部分是由于沥青面层本身引起的:坑槽、泛油、车辙、网裂、松散等。因此,沥青的层面的设计是至关重要的。
二、沥青路面在道路建设中的重要性
沥青路面的优越点。在现代公路中我们看见越来越多的道路采用的是沥青路面,而不是传统的水泥路面,那是因为沥青路面比较水泥路面有更多的好处。在雨水多发季节沥青路面能够有效的防止刹车的打滑,能够增加轮胎和地面的抓和力,能够防止地面的裂缝,在高温状态下比较柔软,能够防止因为高速磨擦轮胎而引起行暴。沥青油这么多的优秀的特点,越来越被运用到公路的建设中去。沥青路面和传统的水泥路面相比更重要的一点就是沥青路面在较短的时间内就可以使用,如果在比较寒冷的冬季马上就可以使用,而水泥路面需要很长的时间等完全固化才可以使用,且水泥路面很容易出现裂缝等问题,水泥路面因为其表面态光滑,在下雨天一些上下坡的地方车辆容易打滑,所以对水泥路面要进行一些特殊的处理,没有沥青路面的铺设简单。但是沥青路面在造价方面比水泥路面要高这是一个不争的事实,所以我们在建设沥青路面的时候要更加合理的利用和施工,使沥青路面能够达到质量上的要求,也同时减少没有必要的损失,从而带来不必要的成本投资。
三、沥青路面设计要求
1、路面的基层、面层和土基共同承载着所有交通量路面的面层直接与车轮相接触,还会受到一定自然因素影响,对于路面的材料有所要求.要求必须具有耐磨、防滑、不透水等功能。路面的基层要求必须具备足够的强度、较强的刚性和足够的扩散应力等性能。
2、在各结构层之间的组合上,要求层间结合紧密,保证格结构层的整体性,避免结构层之间产生滑移等现象。关于基层在选择材料时的要求。因为路基千湿悄况对路面的影响极大,如果沥青路面是中湿或潮湿的,那么,基层必须选择具有很好水稳性的材料,而不能是具有粘土材料的。路面防冻层的要求要保持最小防冻层的厚度;在各个结构层的层数和厚度,也有一定的要求。要求各结构层的厚度要,满足规定中的最小厚度,层之间的厚度也应该根据扩散应力效果、材料结构稳定、以及压实机具能力等。
四、沥青路面合理结构型式的分析
1、我国的沥青缺乏和路面承载能力低的问题逐渐突出。半刚性基层基于其较好的板体性能、较高的承载力及良好的经济性等优点成为我国沥青路面结构的主要型式,并几乎成为高速公路沥青路面的唯一结构型式。但是,近年来许多沥青路面发生的严重早期损害,使得人们不得不对此结构提出一些质疑,如半刚性基层的收缩开裂会引起沥青路面的反射裂缝,半刚性基层沥青路面对重载车来说具有更大的轴载敏感性,以及半刚性基层损坏后没有愈合的能力且无法进行修补等。基于此,现在许多单位和学者开始主张在中国也大量地发展柔性基层沥青路面的结构型式。但要想一下子得到改变是不现实的,也是不合理的。要有一个对半刚性基层沥青路面的再认识和对柔性基层沥青路面的研究和熟悉的过程。
2、我国沥青路面结构设计,沥青面层主要是起一个功能层作用,而半刚性基层才是主要的承重层。基于该理念,沥青面层厚度的确定基本都是经验性的。设计的步骤是先经验地确定沥青层厚度,然后通过计算确定半刚性基层、底基层厚度,且对地基重视程度不足,导致土基强度普遍较低。
五、重载作用下沥青路面的设计
1、材料设计。沥青路面在重载压力下,行车车轮对路面产生很大的剪应力,这样就造成了沥青路面发生开裂、车辙。对于沥青路面的设计使用材料要充分考虑施工混合材料的抗剪强度。沥青路面的混合材料通常是采用马歇尔设计方法,马歇尔设计方法是通过混合料的密度、流值、空隙率等做出材料的混合比,但是这种设计方法不能够正确的分析出沥青混合料的抗剪强度,所以对重载情况下,沥青路面的实际受力状态无法真实的反映出来。可以将沥青路面的受力情况进行模型试验,通过测量的数据,反映出沥青路面在重载条件下的受力情况。通过三轴试验方法,按抗剪强度进行沥青混合料的配比设计。
2、结构设计。目前我国高速公路的结构设计大部分采用半刚性基层沥青路面结构,这种结构路面对于车辆重载的抗压能力较弱,容易导致路面破损现象出现。为此,本文介绍推荐一种由法国规范规定的全厚式路面结构设计方法,按该方法设计的沥青混凝土路面结构,其厚度相比半刚性基层沥青路面结构略薄,同时能够降低路面因载重疲劳产生开裂现象发生,当需要修复时,只需要更换或加铺一层表面层即可,无需大的结构性重修或重造。这给路面的修复工作降低了工作量和工程成本。全厚式路面结构设计是按照路面的功能合理的布置路面的层次结构,其特点是具有抗载重、抗疲劳、抗磨损、抗车辙、抗透水等。
六、提高路面路用性能可采取的措施
合理地选择路面结构类型。1)选择原则。路面面层根据当地的气侯、自然条件及当地习惯及经济水平等综合确定。表面层应综合考虑高温抗车辙、低温抗开裂、抗滑的需要;中面层应重点考虑抗车辙能力;底面层重点考虑抗疲劳开裂性能、密水性等。对潮湿区、湿润区等雨水、冰雪融化对路面有严重威胁的地区,在考虑抗车辙能力的同时还应重视密水性的需要,防止水损害破坏,宜适当减小设计空隙率,但应保持良好的雨天抗滑性能。对于旱地区,受水的影响很小,对密水性及抗滑性能的要求可放宽。2)上面层选择。SMA由于其良好的高温抗车辙、低温抗开裂、抗滑及耐久性,应该为路面上面层的首选。然而由于造价相对较高,因此在应用上受到一定的限制。然而使用SMA路面可提高路面服务质量,节省油耗,减少轮胎磨损及机件损坏,提高车速及舒适性,减少交通事故,节省运营费用等等,在高温、重载、量大的环境下SMA的效益更加突出。所以,在我国重要的公路运输主干线(重载车辆多、交通量大)的建设上,SMA路面具有极大的选择优势。3)严格选用优质的原材料。沥青材料对于路面的低温抗裂性能及高温抗车辙性能及耐久性的关系非常直接,选用优质的沥青非常重要。此外,对于高速公路的上面層,应尽可能采用改性沥青,改性沥青对高温稳定性次数较之普通沥青能提高一倍以上,改性沥青对低温弯曲试验破坏应变较之普通沥青也有很大程度的提高。在重载较多或气候条件差并有条件时,高速公路中面层也应尽可采用改性沥青。路面面层石料应采用高强度、耐磨并且与沥青粘结性较好的中基性石料为宜。此外,应对集料的扁平细长含量等进行试验,还对坚固性、安定性进行试验,从源头上保证混合料的性能。
七、结束语
本文所述的几点要求,是沥青路面建筑中需重点注意的,沥青路面是道路建设中的一个重要部分。为了保证路面能够经得住车轮负载和种种不利的白然因家,并且保证路面具有一定的强度、平整度和稳定性等,要求必须具有一套完整全面的路面结构设计方法。
参考文献:
[1]沈金安等.高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策[M].北京:人民交通出版社,2004
[2]张勇.重载沥青路面结构应力分析与优化方法探讨[J].北京工业大学.2009
[3]朱德斌.浅议高性能沥青路面施工[J].中国科技财富,2011,(6)