浅析市政道路沥青混凝土路面的长期性能设计论文_汤永强

浅析市政道路沥青混凝土路面的长期性能设计论文_汤永强

湖北省建筑设计院 湖北省武汉市 430212

摘要:在公路行业的施工过程当中,大部分的公路路面都采用沥青混凝土技术来进行施工,这样不仅能够有效地提升路面的整体行车舒适性,同时还能有效地提高混凝土沥青路面的质量。很多沥青混凝土路面还没有达到设计要求的使用期限就出现了病害,有的路面甚至于刚投入使用就出现不同程度的病害。提出了开展长期性能沥青混凝土路面设计的建议措施。

关键词:市政道路;沥青混凝土;路面;长期性能;设计

1导言

沥青路面是由多种材料组成的,有碎石、沥青、集料和外加剂等,在施工摊铺、碾压后,将其铺在路面的面层,有足够的力学强度、不反光、行车平稳、没有扬尘、噪声小、振动小、容易维修和施工速度快等优点,它是高等级道路的一个重要类型。长期性能路面(longtermper formancepavement,LTPP)在国外已经进行了较为广泛的研究,近期也受到国内学者的关注,长期性能路面的本质是通过科学掌握车辆和环境等荷载作用下,路面层结构的变形和受力特性,从而设计出能够抵抗荷载作用的具有长期使用效果的路面结构,满足全寿命的设计理念。

2工程概况

厦门市环岛路是厦门市主要旅游景点,已经使用多年,随着旅游业的不断发展使此路面车流、人流量越来越大,路面由于荷载的加大而出现了病害,产生了大量的龟裂、坑槽、裂缝、车辙、凹陷等病害,为了解决上述问题,使环岛路恢复正常道路服务功能,对此路面进行铣刨并重新采用SMA-13沥青混凝土罩面。本工程起点位于枋钟路和金尚路交叉口,设计终点位于鹭江道与镇海路交叉口,总长28.15km,现状道路路面结构为沥青混凝土路面,为城市主干道,设计时速为60km/h。主车道为双向六车道,左右两侧辅导为双向四车道,本次改造提升包括对主车道和左、右两侧辅道的路面进行刨除,然后再施工一层沥青混凝土。

3市政道路中混凝土路面常见的问题

3.1车辆碾压

在市政道路沥青混凝土路面的使用过程当中,不同的气候环境会沥青混凝土路面造成一定的影响。加之,沥青混凝土路面长期受到大量汽车的碾压,从而会使沥青路面内部结构发生一定的变化,进而在沥青混凝土路面形成凹陷。沥青混凝土路面的两侧,也可能因为气候和车辆行驶的共同作用,从而出现大规模的膨起。都会使得沥青混凝土路面的整体稳定性到极大的破坏,从而严重的影响沥青混凝土路面的使用效率和行车安全性。

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3.2沥青混凝土质量不合格

就市政道路沥青混凝土路面的施工质量而言,沥青混凝土的质量严重影响着市政道路的质量。如果其质量存在问题,在使用过程中沥青混凝土路面的承载能力、防水性都会降低,产生很多质量问题,降低其功能的使用性,缩短其路面的使用寿命。因此,必须加强对沥青混凝土路面质量的管控,保证其路面的质量。

3.3组织设计方面

在对市政道路工程进行设计时,往往出现这样的缺陷:没有考虑好交通量的合适数量,基础设计不牢固,工程的结构设计方面不合理,设计选择的材料不符合使用要求,选择的材料难以达到沥青混凝土路面的要求,设计时载定的路面各层的空隙率太大,路面结构层的厚度缺乏参考资料,总之有相当多的设计环节都不合规。

3.4路面裂缝

在沥青混凝土路面的使用过程当中,出现较为频繁的问题就是路面裂缝。根据裂缝的分布形式进行划分,可以将其分为横向裂缝和纵向裂缝。沥青混凝土路面出现裂缝,不仅会影响沥青混凝土路面的整体结构,同时当雨水从裂缝侵入沥青混凝土,将会进一步的渗透到公路内部。会对沥青混凝土路面造成腐蚀,情况严重的会对公路的路基稳定性造成破坏。横向裂缝一般是沥青混凝土路面发生化学反应,以及路面受到热胀冷缩的影响而产生的。纵向裂缝的产生原理与横向裂缝基本相同。这两种裂缝在使用的过程当中即容易出现,如果不采取措施进行解决,裂缝的规模将会不断扩大。因此,相关的工作人员需要及时的采取有效的措施进行修补。

4市政道路沥青混凝土路面的长期性能设计

4.1长期性能沥青路面的材料设计

根据长期性能沥青路面的设计指标,可以很好地确定整体沥青面层厚度及各分层厚度,而这其中难点是各层材料的选用,以相互匹配协同受力,达到长期性能的使用要求。

4.1.1路基层

稳定、均匀、高强的路基层对于路面的均匀受力和长期变形稳定具有非常重要的意义,因此对长期性能沥青路面极为重要。路基层可选用化学稳定、密实的路基和粒料,或者非稳定高强度的碎石和砂砾组成,无论使用何种,经过施工密实处理后要达到一定的刚度和强度要求。英国TRL规定路基顶面模量不小于40MPa,德国交通部则规定不小于48MPa,法国则通过规定轴载13t作用下不产生大于2mm的变形,或者承压板试验结果弹性模量不低于50MPa。因此,保证40~50MPa的路基层弹性模量是基本要求。

4.1.2沥青HMA基层

沥青HMA基层是拉弯应力承载主体,因此高沥青含量的混合料有助于抵抗疲劳开裂,设计中需要选择较高的沥青含量同时保证一定的厚度。研究表明细级配沥青混合料可以有效改善疲劳寿命。另外,沥青基层较容易受水影响,因此需要考虑湿度因素对混合料力学性能的影响,选择水稳定性强的材料进行设计。

4.2基层的施工质量

要对施工方法进行灵活的调整,拌和材料时一般采用场拌,用施工机械进行路面摊铺,相对于手工摊铺,路面的平整度更均匀。要对原材料进行严格的管理,要选用符合检验标准的硅酸盐水泥材料,材料的初凝时间要大于5小时,终凝时间要小于12个小时,基层的碎石材料的粒径要达到符合要求的级配。水泥的用量不宜太多,要控制在5%以内。要重视各种材料混合摊铺时的接缝问题,如果出现了纵缝,首先要将上面的材料清除掉,这样可以保存整齐的下切面,要对摊铺的厚度进行控制,如果出现了横缝要进行路面的压实处理,并进行后续的路面养护,压路机的激振力要满足基层厚度的要求,路面要保证一定的含水量,碾压长度由路面的实际尺寸来决定,路面养护以喷洒透层油为主要养护手段,在路面处于半刚性风化时进行喷洒,在油层上盖上土工布进行保护。

4.3对混合材料的配比进行严格控制

对混合材料进行配比,要将以往的配比比例拿来做为参考,生产配合比更要反复验证。材料的搅拌量和搅拌时间要依据配合比,先进行小范围的搅拌试验,接着对搅拌路段进行取样并检测,检测此搅拌料的空隙率,据此来确定施工混合料的配比。要制定一系列的级配标准,并严格界定级配变动情况,这样才能保证混合料的配合质量,经过检验的配合比要严格遵照执行。

4.4加强路面的有效施工

在进行市政道路沥青混凝土路面的施工过程中,相关的工作人员必须加强对每一个阶段的施工控制,从而最大限度地提升沥青混凝土路面的平整度和施工质量,从而有效地降低各种沥青路面的质量问题的出现。但在实际的施工过程当中,即使全面的提升了公路地基施工的质量,但是没有选择适合的方法来进行沥青混凝土路面的摊铺。也会影响沥青混凝土路面的施工质量的有效提升,从而产生一系列的沥青混凝土路面施工问题。因此,相关的工作人员必须采取有效的措施,全面的对沥青混凝土路面的摊铺质量进行有效的管理。

结束语

综上所述,进行市政道路建设,沥青混凝土是首选,与水泥路面相比,它更加坚固耐用,市政道路沥青混凝土路面的施工质量离不开严格的质量管理,市政道路沥青混凝土路面的质量控制也是一项城市建设的重要工程,要改善其施工技术,要对其施工过程中的质量技术的控制要点进行了解分析,监督其施工的工艺和方法。

参考文献:

[1]黄园富.浅析市政道路沥青混凝土路面的长期性能设计[J].城市道桥与防洪,2017,03:204-206+20.

[2]唐显武.市政道路沥青混凝土路面施工质量的控制技术分析[J].江西建材,2017,07:145+147.

[3]程建新.市政道路沥青混凝土路面工程施工技术探讨[J].山西建筑,2017,10:154-155.

论文作者:汤永强

论文发表刊物:《防护工程》2017年第6期

论文发表时间:2017/7/17

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