行業(yè)資訊
高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究
近幾年,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,高速公路建設(shè)量越來(lái)越多。瀝青路面是當(dāng)前高速公路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多的路面,但是受多方面因素影響,導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)開裂或車轍等問(wèn)題,影響了車輛的正常行駛,嚴(yán)重時(shí)將引發(fā)交通事故。本次主要對(duì)高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題進(jìn)行分析,并提出了相關(guān)建議,希望可以給相關(guān)人員提供借鑒。
關(guān)鍵詞:高速公路;瀝青路面;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);存在問(wèn)題
瀝青公路具有耐壓強(qiáng)度大、力學(xué)性質(zhì)好等特點(diǎn),已經(jīng)成功應(yīng)用到我國(guó)公路建設(shè)中,對(duì)我國(guó)公路工程的建設(shè)和發(fā)展帶來(lái)了巨大效益。但是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,導(dǎo)致瀝青路面受到了較大影響,縮短了使用年限。因此必須加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究,滿足瀝青路面要求。
一、高速公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的原則
結(jié)合高速公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn),實(shí)際設(shè)計(jì)中必須遵循以下原則。第一,具有較高的承載力。高速公路上行駛的車輛數(shù)量多,而且速度較快,要求公路必須具有較高承載力,滿足安全行車需求。因此設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)時(shí),必須結(jié)合材料特點(diǎn)及負(fù)荷變化等規(guī)范操作。第二,滿足穩(wěn)定性與耐久性要求。由于區(qū)域情況差異較大,導(dǎo)致高速公路的自然環(huán)境也有所不同,因此必須結(jié)合氣候環(huán)境等特點(diǎn),選擇材料或路面結(jié)構(gòu),主要目的是減少病害發(fā)生。例如在氣溫較低的地區(qū),為了避免基層遇冷形成干裂縫,要求必須控制好瀝青面層材料及厚度;雨水較多或潮濕地區(qū),要求做好車轍防范工作,結(jié)合地區(qū)環(huán)境特點(diǎn)靈活選擇。第三,選擇經(jīng)濟(jì)方案。我國(guó)高速公路建設(shè)耗資較多,要求在技術(shù)合理的技術(shù)上選擇經(jīng)濟(jì)方案。
二、做好高速公路結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)
(一)結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)
目前結(jié)構(gòu)層組合主要由基層+瀝青路面;剛性基層+瀝青路面;全厚式瀝青路面;混合式瀝青路面組成,其中半剛性+瀝青路面結(jié)構(gòu)應(yīng)用的較多,路面承載層主要是半剛性基層,此種組合最顯著的特點(diǎn)就是造價(jià)較低。剛性基層+瀝青路面主要應(yīng)用混凝土操作,提升了路面承載力,但受混凝土自身性質(zhì)影響,容易出現(xiàn)開裂問(wèn)題,養(yǎng)護(hù)難度較大,而且耗費(fèi)了較多成本。全厚式瀝青基層與面層使用瀝青穩(wěn)定材料,具有粘彈性,容易發(fā)生塑性變形,成本投入高,但使用壽命較長(zhǎng),而且維修簡(jiǎn)單。混合式瀝青路面主要將瀝青鋪設(shè)在半剛性基層與瀝青面層中,降低了路基損害,而且控制了輻射式裂縫。
(二)選擇結(jié)構(gòu)層材料
墊層、面層與基層材料較重要。一般在地下水位較高或排水不佳等位置,要求設(shè)置墊層,主要應(yīng)用碎石、礦渣等鋪設(shè),滿足透水性要求,而且要控制好墊層與路基寬度,促進(jìn)排水工作的進(jìn)行?,F(xiàn)階段,我國(guó)高速公路設(shè)計(jì)中依然存在嚴(yán)重的強(qiáng)基薄面思想,要求承載層負(fù)荷必須在耐壓、耐久與抗水等方面滿足要求,基層材料主要由柔性基層、穩(wěn)定類基層與復(fù)合式基層等組成,其中水泥穩(wěn)定碎石基層應(yīng)用的較多。設(shè)計(jì)面層時(shí),要求高速公路進(jìn)行三層式設(shè)計(jì),合理選擇穩(wěn)定材料厚度與類型,上層做好路面抗滑與抗裂等設(shè)計(jì);中層選擇強(qiáng)度較大及具有抗變形的瀝青材料;底層選擇耐久性較好的材料,避免發(fā)生開裂。表1給出了多誰(shuí)是瀝青混凝土礦料級(jí)配范圍。
(三)結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)
我國(guó)公路路面使用的材料主要是瀝青類材料,進(jìn)行高速公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),可利用控制路表回彈彎沉值及瀝青面層與基層的拉應(yīng)力方式提高路面承載力。本次研究的高速公路地多雨潮濕,目前交通部門進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)研究時(shí),充分應(yīng)用了并參考了國(guó)內(nèi)外研究成果,同時(shí)提出了新型組合式瀝青混凝土路面與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。新型路面結(jié)構(gòu)設(shè)置為如下:路床、30厘米厚水泥穩(wěn)定碎石底基層、16厘米厚級(jí)配碎石基層、粘層、16厘米厚后瀝青穩(wěn)定碎石ATB-25、6厘米厚AC-20C中粒式瀝青砼中面層、4厘米厚瀝青砼抗滑層AC-13C。
三、瀝青路面防水設(shè)計(jì)
瀝青路面經(jīng)常會(huì)受雨水影響出現(xiàn)損壞,因此必須加強(qiáng)路基路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性控制,做好排水設(shè)計(jì)。從排水設(shè)計(jì)類型上分析,主要由路表排水與路面排水組成,具體分析如下。
(一)防水設(shè)計(jì)
進(jìn)行瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)時(shí),一般將第一層看作透水層,如果不考慮此層狀況,要求另設(shè)防水層防水。
(二)排水層設(shè)計(jì)
理論上路面結(jié)構(gòu)層會(huì)順著基層表面流向低位置,底層主要設(shè)置了空隙率較大的瀝青碎石,主要目的是給水提供通道,加快水排放。但是從實(shí)際情況來(lái)看,即使集成路面強(qiáng)度得到保證,或者界面較干凈,也不能避免負(fù)荷壓力引起面層水外排放。因此必須從以下三方面分析:一方面,將一層瀝青薄膜設(shè)置在基層表面,密封基層,避免水沖刷,同時(shí)給水提供光滑的通道;另一方面,高速公路設(shè)置有高速分離帶,應(yīng)該設(shè)置縱向排水溝,不僅要排出路表水,而且促進(jìn)下滲水的排出。最后一方面,軟土地基在長(zhǎng)期應(yīng)用后,路基沉降影響,道路路面橫坡度不斷降低,因此必須設(shè)置路面橫坡值,盡量高處預(yù)拱度,保證水順著橫坡基層順利排出。
路基強(qiáng)度與穩(wěn)定已經(jīng)成為影響高速公路路面使用質(zhì)量的主要因素,為了延長(zhǎng)高速公路使用年限,提高路面穩(wěn)定相,要求必須做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要從結(jié)構(gòu)材料選擇及結(jié)構(gòu)厚度控制兩方面進(jìn)行分析,認(rèn)真做好防水。同時(shí)還要對(duì)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行歸類分析,并針對(duì)性解決。此外,還要加強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù),延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命。
關(guān)鍵詞:高速公路;瀝青路面;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);存在問(wèn)題
瀝青公路具有耐壓強(qiáng)度大、力學(xué)性質(zhì)好等特點(diǎn),已經(jīng)成功應(yīng)用到我國(guó)公路建設(shè)中,對(duì)我國(guó)公路工程的建設(shè)和發(fā)展帶來(lái)了巨大效益。但是由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,導(dǎo)致瀝青路面受到了較大影響,縮短了使用年限。因此必須加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究,滿足瀝青路面要求。
一、高速公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遵循的原則
結(jié)合高速公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)特點(diǎn),實(shí)際設(shè)計(jì)中必須遵循以下原則。第一,具有較高的承載力。高速公路上行駛的車輛數(shù)量多,而且速度較快,要求公路必須具有較高承載力,滿足安全行車需求。因此設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)時(shí),必須結(jié)合材料特點(diǎn)及負(fù)荷變化等規(guī)范操作。第二,滿足穩(wěn)定性與耐久性要求。由于區(qū)域情況差異較大,導(dǎo)致高速公路的自然環(huán)境也有所不同,因此必須結(jié)合氣候環(huán)境等特點(diǎn),選擇材料或路面結(jié)構(gòu),主要目的是減少病害發(fā)生。例如在氣溫較低的地區(qū),為了避免基層遇冷形成干裂縫,要求必須控制好瀝青面層材料及厚度;雨水較多或潮濕地區(qū),要求做好車轍防范工作,結(jié)合地區(qū)環(huán)境特點(diǎn)靈活選擇。第三,選擇經(jīng)濟(jì)方案。我國(guó)高速公路建設(shè)耗資較多,要求在技術(shù)合理的技術(shù)上選擇經(jīng)濟(jì)方案。
二、做好高速公路結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)
(一)結(jié)構(gòu)層組合設(shè)計(jì)
目前結(jié)構(gòu)層組合主要由基層+瀝青路面;剛性基層+瀝青路面;全厚式瀝青路面;混合式瀝青路面組成,其中半剛性+瀝青路面結(jié)構(gòu)應(yīng)用的較多,路面承載層主要是半剛性基層,此種組合最顯著的特點(diǎn)就是造價(jià)較低。剛性基層+瀝青路面主要應(yīng)用混凝土操作,提升了路面承載力,但受混凝土自身性質(zhì)影響,容易出現(xiàn)開裂問(wèn)題,養(yǎng)護(hù)難度較大,而且耗費(fèi)了較多成本。全厚式瀝青基層與面層使用瀝青穩(wěn)定材料,具有粘彈性,容易發(fā)生塑性變形,成本投入高,但使用壽命較長(zhǎng),而且維修簡(jiǎn)單。混合式瀝青路面主要將瀝青鋪設(shè)在半剛性基層與瀝青面層中,降低了路基損害,而且控制了輻射式裂縫。
(二)選擇結(jié)構(gòu)層材料
墊層、面層與基層材料較重要。一般在地下水位較高或排水不佳等位置,要求設(shè)置墊層,主要應(yīng)用碎石、礦渣等鋪設(shè),滿足透水性要求,而且要控制好墊層與路基寬度,促進(jìn)排水工作的進(jìn)行?,F(xiàn)階段,我國(guó)高速公路設(shè)計(jì)中依然存在嚴(yán)重的強(qiáng)基薄面思想,要求承載層負(fù)荷必須在耐壓、耐久與抗水等方面滿足要求,基層材料主要由柔性基層、穩(wěn)定類基層與復(fù)合式基層等組成,其中水泥穩(wěn)定碎石基層應(yīng)用的較多。設(shè)計(jì)面層時(shí),要求高速公路進(jìn)行三層式設(shè)計(jì),合理選擇穩(wěn)定材料厚度與類型,上層做好路面抗滑與抗裂等設(shè)計(jì);中層選擇強(qiáng)度較大及具有抗變形的瀝青材料;底層選擇耐久性較好的材料,避免發(fā)生開裂。表1給出了多誰(shuí)是瀝青混凝土礦料級(jí)配范圍。
(三)結(jié)構(gòu)層厚度設(shè)計(jì)
我國(guó)公路路面使用的材料主要是瀝青類材料,進(jìn)行高速公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí),可利用控制路表回彈彎沉值及瀝青面層與基層的拉應(yīng)力方式提高路面承載力。本次研究的高速公路地多雨潮濕,目前交通部門進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)研究時(shí),充分應(yīng)用了并參考了國(guó)內(nèi)外研究成果,同時(shí)提出了新型組合式瀝青混凝土路面與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。新型路面結(jié)構(gòu)設(shè)置為如下:路床、30厘米厚水泥穩(wěn)定碎石底基層、16厘米厚級(jí)配碎石基層、粘層、16厘米厚后瀝青穩(wěn)定碎石ATB-25、6厘米厚AC-20C中粒式瀝青砼中面層、4厘米厚瀝青砼抗滑層AC-13C。
三、瀝青路面防水設(shè)計(jì)
瀝青路面經(jīng)常會(huì)受雨水影響出現(xiàn)損壞,因此必須加強(qiáng)路基路面強(qiáng)度與穩(wěn)定性控制,做好排水設(shè)計(jì)。從排水設(shè)計(jì)類型上分析,主要由路表排水與路面排水組成,具體分析如下。
(一)防水設(shè)計(jì)
進(jìn)行瀝青路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)時(shí),一般將第一層看作透水層,如果不考慮此層狀況,要求另設(shè)防水層防水。
(二)排水層設(shè)計(jì)
理論上路面結(jié)構(gòu)層會(huì)順著基層表面流向低位置,底層主要設(shè)置了空隙率較大的瀝青碎石,主要目的是給水提供通道,加快水排放。但是從實(shí)際情況來(lái)看,即使集成路面強(qiáng)度得到保證,或者界面較干凈,也不能避免負(fù)荷壓力引起面層水外排放。因此必須從以下三方面分析:一方面,將一層瀝青薄膜設(shè)置在基層表面,密封基層,避免水沖刷,同時(shí)給水提供光滑的通道;另一方面,高速公路設(shè)置有高速分離帶,應(yīng)該設(shè)置縱向排水溝,不僅要排出路表水,而且促進(jìn)下滲水的排出。最后一方面,軟土地基在長(zhǎng)期應(yīng)用后,路基沉降影響,道路路面橫坡度不斷降低,因此必須設(shè)置路面橫坡值,盡量高處預(yù)拱度,保證水順著橫坡基層順利排出。
路基強(qiáng)度與穩(wěn)定已經(jīng)成為影響高速公路路面使用質(zhì)量的主要因素,為了延長(zhǎng)高速公路使用年限,提高路面穩(wěn)定相,要求必須做好結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),主要從結(jié)構(gòu)材料選擇及結(jié)構(gòu)厚度控制兩方面進(jìn)行分析,認(rèn)真做好防水。同時(shí)還要對(duì)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題進(jìn)行歸類分析,并針對(duì)性解決。此外,還要加強(qiáng)公路養(yǎng)護(hù),延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命。
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