行業(yè)資訊
瀝青路面彎沉設(shè)計(jì)指標(biāo)
交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是我國基礎(chǔ)建設(shè)中的重要組成部分,交通便捷程度直接影響我國物資運(yùn)輸及資源調(diào)配速度,不斷增加道路建設(shè)的覆蓋程度。在加快道路建設(shè)的同時(shí)也要注重道路質(zhì)量建設(shè),彎沉設(shè)計(jì)指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn)是檢驗(yàn)道路建設(shè)質(zhì)量的重要依據(jù),研究分析瀝青路面彎沉設(shè)計(jì)指標(biāo),對道路建設(shè)具有積極意義。
關(guān)鍵詞:瀝青路面;彎沉設(shè)計(jì);指標(biāo)
引言
瀝青材料是我國道路建設(shè)中常用的材料,采用彎沉設(shè)計(jì)是因?yàn)樵谥匦蛙囕v經(jīng)過路面時(shí)具有可恢復(fù)性,彎沉值的大小是路面承載力狀態(tài)的體現(xiàn),也是在瀝青路面建設(shè)中的重要設(shè)計(jì)指標(biāo)。彎沉的恢復(fù)性包括回彈、塑形,我國各地區(qū)地勢、地形及氣候條件不同,所選用的彎沉指標(biāo)也不同,按照國際標(biāo)準(zhǔn)及國內(nèi)通用標(biāo)準(zhǔn)來說,大部分瀝青路面使用回彈彎沉值作為路面承載力的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),回彈彎沉值與路面承載力之間是負(fù)相關(guān)的關(guān)系。本次研究結(jié)合彎沉指標(biāo)對瀝青路面建設(shè)中彎沉指標(biāo)進(jìn)行探析,促進(jìn)我國道路建設(shè)質(zhì)量提升。
1彎沉值檢驗(yàn)概述
道路建設(shè)完成后要對施工路段進(jìn)行檢驗(yàn),檢驗(yàn)合格后方可投入使用,彎沉值是瀝青路面使用前必經(jīng)的檢驗(yàn)步驟,大型貨車裝載量較大,與之相對應(yīng)的貨車總重量也在上升,經(jīng)過路面及路基時(shí)會對路面造成一定影響,在反復(fù)碾壓中,路面結(jié)構(gòu)中的空氣密度逐漸減小,壓實(shí)度隨之上升,在此過程中路面結(jié)構(gòu)變化的過程就是彎沉值產(chǎn)生的過程。在道路建設(shè)工程驗(yàn)收的最后階段對彎沉值進(jìn)行檢驗(yàn),相關(guān)部門也會將彎沉值作為路面過程質(zhì)量的驗(yàn)收結(jié)果,在檢驗(yàn)過程中可運(yùn)用多種方法進(jìn)行驗(yàn)收,彎沉值與壓實(shí)度同時(shí)檢驗(yàn)可以提高驗(yàn)收效率及準(zhǔn)確性,更快的了解路面質(zhì)量的情況,經(jīng)過大量的實(shí)踐對彎沉實(shí)驗(yàn)中的主要內(nèi)容進(jìn)行了分析,見表1所列,對于彎沉檢驗(yàn)和壓實(shí)度二者中只要滿足了壓實(shí)度的要求就能符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[1]。
2路面設(shè)計(jì)參數(shù)不能用于測量彎沉值
2.1路面設(shè)計(jì)參數(shù)不能用于測量彎沉值原因
各地區(qū)的地勢、地形不同,在建設(shè)路面時(shí)路面的深度也會不同,在我國進(jìn)行路面建設(shè)時(shí),采用的路基支撐材料不同,路面結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,深度無限的路基結(jié)構(gòu)層實(shí)際上具有彈、粘、塑異性的物理特征,道路建設(shè)周圍的水質(zhì)、土壤,對其也有較大的影響,汽車荷載的重量、受力不均,對不同地區(qū)的路面建設(shè)要考慮到瀝青路面的平整度、抗滑能力和施工維修等諸多因素。檢驗(yàn)彎沉值不能簡單的套用公式,一般通過計(jì)算得出來的彎沉值較大,根據(jù)彎沉值及路面承載力的關(guān)系得出所建設(shè)的路段承載力較小,公式推導(dǎo)過于簡單,如果照搬數(shù)學(xué)公式,計(jì)算彎沉值是不可靠的[2]。較小的模量計(jì)算出來的數(shù)值較大,如果加大路面的的回彈模量將與設(shè)計(jì)不符,用舊路面補(bǔ)強(qiáng)作用得到同樣的效果,舊路面計(jì)算彎沉公式:其中公式1中K1代表季節(jié)影響系數(shù),K2代表溫度影響系數(shù),K3修正后的溫度系數(shù),計(jì)算的L0值在考慮保證系數(shù)及季節(jié)、溫度等因素的影響后,總是大于實(shí)測值,所以套用公式是錯(cuò)誤的。
2.2路表設(shè)計(jì)中的容許彎沉不納入檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)
容許彎沉是在相關(guān)部門的檢驗(yàn)完成后將路表的彎沉值進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化,現(xiàn)有的彎沉值會降低,路表的磨損程度是最大的,在檢測過程中不能只對路表進(jìn)行檢測,路面中路表經(jīng)過重型貨車的碾壓次數(shù)最多,在超負(fù)荷使用的情況下就進(jìn)入到路面衰退過程,路面的承載力減小,進(jìn)而導(dǎo)致彎沉值增大,這與道路建設(shè)結(jié)束后進(jìn)行檢測的彎沉值不是同等概念[3-4]。路表設(shè)計(jì)容許彎沉計(jì)算公式:路表設(shè)計(jì)容許彎沉是當(dāng)貨車?yán)鄯e達(dá)到設(shè)計(jì)年末所容許的彎沉值,而不是竣工時(shí)的彎沉值,所以不能用路表容許彎沉值作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。
3路面彎沉值檢驗(yàn)
計(jì)算評定路段的代表彎沉公式:在公式3中,L1為評定路段的代表彎沉,數(shù)值為0.01mm,L為評定路段內(nèi)修正后的各測量點(diǎn)的代表彎沉平均值,數(shù)值為0.01mm,為評定路段的全部彎沉的標(biāo)準(zhǔn)差,數(shù)值為0.01mm,Za是與保證率有關(guān)的系數(shù)(取法見表2所列)。
4國內(nèi)外理論彎沉計(jì)算比較對比
目前國內(nèi)外的結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)現(xiàn),國外運(yùn)用動態(tài)模量。我國采用靜態(tài)模量,在借鑒國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)要對相關(guān)數(shù)值進(jìn)行換算,經(jīng)過研究學(xué)者大量實(shí)驗(yàn)對比發(fā)現(xiàn),動態(tài)模量約為靜態(tài)模量的2.1~2.3倍,因此,運(yùn)用國際計(jì)算法得出的數(shù)據(jù)會與運(yùn)用靜態(tài)模量下得出數(shù)據(jù)存在偏差,為了得到兩種模量下彎沉數(shù)值的關(guān)系,要考慮到瀝青材料結(jié)構(gòu)[5]。土基模量為29、38、56、70、85Mpa,厚度為9、18、26、37cm,分別運(yùn)用我國的計(jì)算模式和國際標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算模式計(jì)算彎沉值,得出的計(jì)算結(jié)果為二者數(shù)值之間相差1.613倍,系數(shù)約為CV=5.21%,得到用于我國的計(jì)算公式:所以在實(shí)際應(yīng)用中要將相關(guān)數(shù)值的計(jì)算公式進(jìn)行轉(zhuǎn)化,用具體的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算時(shí)使用我國通用的計(jì)算公式,這樣能夠與我國實(shí)際路況相符合,計(jì)算的結(jié)果出現(xiàn)偏差的概率較低。
5檢驗(yàn)彎沉的方案
5.1結(jié)合實(shí)際情況
路面施工過程中,瀝青混合料的比例大多數(shù)是由礦料組成決定的,不同季節(jié)、交通情況對于彎沉數(shù)值也有影響,比如對于大型運(yùn)貨車輛多、交通繁忙的路段或者夏季高溫持續(xù)時(shí)間長的路面,采用穩(wěn)定性強(qiáng)骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu),并且需要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到較高的設(shè)計(jì)空隙率,這樣在檢測彎沉數(shù)值時(shí)就會偏??;而對于重載車輛少、交通量小或者冬季低溫持續(xù)時(shí)間長的路面,應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)采取較低的設(shè)計(jì)空隙率。并采取更加合理的設(shè)計(jì)和檢測方案,來獲得更好的道路數(shù)據(jù)[6]。
5.2對不同氣候、地質(zhì)條件進(jìn)行分析
對所在地區(qū)的地質(zhì)條件、水文特征等因素進(jìn)行綜合考量,不同地區(qū)選擇的瀝青比例不同,在進(jìn)行檢測時(shí)要選擇本地區(qū)最具代表性的路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測,且選擇的路面要有普遍性,通過對不同路面進(jìn)行彎沉檢測,可獲得大量的數(shù)據(jù)作為參考資料,相關(guān)部門可以通過彎沉檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究,建立符合本地區(qū)的彎沉及壓實(shí)度數(shù)值,隨著路面建設(shè)的升級彎沉設(shè)計(jì)指標(biāo)在實(shí)踐過程中不斷改進(jìn),可以為本地區(qū)的瀝青路面建設(shè)提供理論依據(jù),使道路建設(shè)更加科學(xué)化、合理化,以云貴高原為例該地區(qū)地形復(fù)雜,進(jìn)行道路施工時(shí)要考慮到山脈大小及走向,對該區(qū)域常見的自然災(zāi)害進(jìn)行分析,比如多發(fā)的泥石流、山體滑坡等災(zāi)害對路面的彎沉值也有影響,雨水及土壤會在沖刷作用的影響下,進(jìn)入到路面結(jié)構(gòu)中,使路面結(jié)構(gòu)的空氣縫隙及壓實(shí)度提高,降低了彎沉值,道路的使用壽命也會縮短,不同地區(qū)的道路建設(shè)平均造價(jià)也存在差異,建設(shè)成本也會有所不同,在不同地區(qū)進(jìn)行彎沉值測定時(shí)不能運(yùn)用全國平均標(biāo)準(zhǔn),要與其地質(zhì)、氣候情況進(jìn)行適應(yīng)[7]。
5.3選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的瀝青材料
道路施工過程中,按照施工設(shè)計(jì)和方案選擇道路建設(shè)所用瀝青材料,保證施工材料的質(zhì)量,材料采購選擇口碑好的材料供應(yīng)商,提前對建材市場進(jìn)行調(diào)查和數(shù)據(jù)分析,保證選擇材料的科學(xué)性、合理性。所有的材料在進(jìn)入施工現(xiàn)場前都需進(jìn)行嚴(yán)格檢查,相關(guān)檢測合格后出示材料產(chǎn)品的出廠合格證,還需在工程建設(shè)中進(jìn)行抽樣調(diào)查,杜絕不符合標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)入施工現(xiàn)場[8]。
5.4提高施工技術(shù)
瀝青需要進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁谶M(jìn)行瀝青平鋪的過程中嚴(yán)格控制溫度,保證初壓、復(fù)壓和終壓的溫度符合標(biāo)準(zhǔn)。在瀝青道路建設(shè)中對于溫度的管控很嚴(yán)格,過高的溫度對于瀝青來說容易造成粘連,過低的溫度又會增加空氣間隙,所以要在瀝青道路建設(shè)中把控好溫度。瀝青材料的路面施工技術(shù)對于路面的承載力及使用壽命具有重要意義,路面在重型貨車長時(shí)間的碾壓過程中,路面的彎沉值會增大,增大到一定程度后將瀝青均勻的平鋪在路面上。
5.5提高工程的質(zhì)量要求
在施工過程中嚴(yán)格按要求進(jìn)行道路建設(shè),施工過程中的每個(gè)環(huán)節(jié)都做好銜接,保證建設(shè)工作的順利進(jìn)行,道路施工中可能出現(xiàn)與設(shè)計(jì)方案不同的情況或者存在的各種誤差,施工現(xiàn)場的管理者需對其進(jìn)行分析、識別,進(jìn)而根據(jù)問題對方案進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整,從而對道路及路面結(jié)構(gòu)、施工質(zhì)量等問題做出正確的解決措施。開展施工作業(yè),均需要有施工設(shè)計(jì)方案為依據(jù),為每道施工工序提供技術(shù)依據(jù),在保證施工質(zhì)量的同時(shí)提高施工效率,杜絕追求施工速度而忽略施工質(zhì)量的現(xiàn)象出現(xiàn)。
6結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展,道路建設(shè)迎來了新的發(fā)展機(jī)遇,然而有相當(dāng)一部分道路發(fā)生質(zhì)量問題,直接影響道路的使用性能和使用年限。道路的質(zhì)量問題逐漸引起了相關(guān)部門的重視,合理全面的檢測方案能夠保證道路的質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn),可以大大減少和預(yù)防安全隱患。彎沉設(shè)計(jì)指標(biāo)是檢測道路安全性及質(zhì)量的重要指標(biāo),所以在檢測過程中要對彎沉值進(jìn)行規(guī)范化的測量,也是增加檢測準(zhǔn)確率的重要方法。
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