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驿路特:提高沥青路面使用性,这几方面要重视!
发布人:admin    发布日期:2017-09-07    浏览次数:494次     字体大小:【大】【中】【小】

  作为国民基础建设的基础,道路维护一直是世界性的问题,而作为世界大国,我国在道路保养方面更加要予以重视。世界各国都对沥青路面设计、加铺结构和评价做出大量研究,取得了很多成果,再次基础上,本文驿路特针对沥青路面的弯沉控制分析具体手段提高沥青路面高效性。


  1引言


  公路建设中尤其是村通工程公路一般设计为沥青混凝土面层30mm、水泥砂砾稳定基层180~200mm和级配为15~25cm的砂砾垫层。这样的方案从经济学角度考虑主要应控制垫层的强度指标,这也是关乎沥青路面质量的关键所在,足以说明垫层的弯沉指标的控制的重要性。《公路沥青路面设计规范(JTG_D50-2006)将旧规范三参数经验法修改为以弹性层状体系理论为基础的理论设计法,并对旧路加铺设计中弯沉修正系数F进行系数修正,从设计开始对弯沉控制进行规范。


  2从检测标准研究探索路基弯沉控制


  作为路面弯沉的重要组成部分的路基沉降,现行公路路面基层施工技术规范(JTJ034-2000)中采用回弹弯沉检验值确定,土基顶面回弹弯沉计算按公式计算。考虑到不利季节的影响,土基回弹模量E0调整为非不利季节的,带入上式即为土基进行弯沉检验实用的标准值,系数K1为不利季节影响因素,一般根据当地实际经验取值。由于最不利季节的土基含水率值一定,不利季节影响因素根据实测即可得到,找出相关关系式即可根据含水土壤稠度计算土基弯沉值,进行检验控制手段。相关论文给出了西安地区土基回弹模量E0与土壤含水稠度试验统计,计算可得到弯沉指标数据,其他地区亦可查到相关研究成果。根据现行规范推荐的公式进行反算现场实测所得的数据得出回归式变形,计算机拟合得到满足公式,同样考虑非不利季节调整E0为进行弯沉验算。


  路面基层的施工质量严重影响路面质量,对个结构层顶面回弹弯沉值的检测可以直观的反映路基路面各结构层强度达标程度,施工指标同设计指标满足程度。而各结构层及相应下卧结构层强度和刚度综合表现为该结构层顶面的弯沉数值,从而有效地保证施工工程中整个结构的总体弯沉数值满足标准就必须从路基弯沉数值层面保证。我国目前常用的半刚性基层材料主要由石灰、石灰粉煤灰和水泥等材料结合形成,强度随着龄期的增长在一定温度范围内有所增长,且由于水泥同石灰粉煤灰和石灰稳定期差距较多,整个基层稳定情况较为复杂。如若基层施工龄期较短的话基层强度达不到设计要求强度,实测得到的弯沉值和理论计算的以设计龄期参数获得的基层弯沉数值就会有很大不同,因此半刚性基层很难通过实测弯沉值进行施工质量控制,弯沉检验标准随着施工龄期处于动态变化之中。在大量的工程实践经验总结和理论分析基础上,科研工作者发现半刚性材料强度增长导致同弯沉数值都跟龄期有一定的关系,根据具体的龄期进行当地的实测温度修正和季节影响系数修正实测弯沉标准即可得到合理的检测效果。实际施工工程中,路基弯沉值检测具有一定难度且无法取代面层弯沉检测,常常需要重新确定新的面层弯沉检测标准,同时,确定弯沉标准必须同步确定龄期和测定时刻温度。对于面层为多层结构而无法直接应用路面结构路表轮系弯沉公式的经公式转化为最原始的弯沉公式测量计算。


  3弯沉指标控制在工程设计施工中浅析


  由于路面结构体系较为复杂,工程实地操作上,往往采用路面结构层碾压后相对密实度作为主要验收控制指标而将弯沉控制作为参考值,这与规范规定的以设计容许弯沉检验作为控制指标不一致,不能使得施工和设计使用统一控制指标进行操作。工程实践经验表明,碾压以后的路基路面的弯沉检验往往比通过压实度进行检验要容易,且压实度满足设计的前提下实测得到的弯沉值也会比设计容许弯沉值小得多,工程中广泛采用的弯沉检验和压实度检验同步操作的双控手段其实可以只是验证压实度指标满足即可。由于多方面的原因,沥青柔性路面的结构体系较为复杂。一方面是其层状结构支撑系统使得各层材料性质多变,实际情况形成的为弹粘塑状且各项异性,同时还受到水文地质环境影响。另一方面沥青道路一般承受着重且多的汽车动荷载,这些荷载形成的不均匀力系难以构建科学的数学模型,所采用的分析方法都是假定或简化的经验半经验模型。还有现行路面设计上采用的简化假定公式都是按照偏安全考虑,在可靠安全的基础上都有很大的富余,没有明确的安全系数。


  弯沉指标控制在工程中的应用需要多方面考虑,要根据路面设计公式进行修改,对于一些偏安全因素的考虑进行反向改正,用于施工检验的弯沉控制指标计算有别于设计所使用的。对于目前很大程度上施工检验弯沉控制计算法则的不确定性,暂时不宜应用一些现行的不成熟的方法和经验公式,这方面还需要广大科研人员加大工作力度。


  4预估法弯沉控制试验研究


  部分科研专家根据沥青路面半刚性基层众多的不确定性因素,在辽宁等地区进行了预估法完成控制的跟踪测定试验,应用非线性回归和概率统计方法理论,进行不同材料和不同含量的沥青混合料稳定材料路面基层表面弯沉及其回弹模量发展变化规律的研究,得到了重要的研究成果和发现。试验在冻结深度1.3m,最高气温38.40C的辽东山区进行,试验路段采用2%、3.6%和5%等不同水泥含量的7段沥青试验路面,对基层和路面进行弯沉跟踪检测分析,根据通过力学模型分析发现不同龄期的弯沉检测值差异很大,其中90d和180d的路面弯沉检测值具有代表性意义。公路建造初期时段处基层便面弯沉随龄期近似于指数函数的曲线发展趋势,初期变化很快,约20d后开始变缓并趋于稳定。随着水泥比例增加,沥青路面基层回弹模量增加并逼近一个稳定值,同样也是初期增长速度很快,增加到一定剂量逐渐变缓趋于定值。尽管现场实测值具有很大的离散性和随机性,但是基层弯沉指标测得结果均值较为均匀,随着龄期的增加,趋于集中,基于丰富的工程经验得到的适当的回归方程具有很大的工程价值。经大量试验可看出,施工初期时由于路基的不稳定,弯沉控制指标都是很不稳定的,用于工程实践中应待到较为稳定时进行检测。


  现行的相关研究包括预估法在内都尚有不足,在弯沉指标控制基础上,应该增加疲劳开裂和车辙试验作为沥青路面长期性能的全面控制指标,结合半刚性基层沥青路面的实际情况,建立同步的路面疲劳开裂和车辙设计控制指标,综合考虑交通荷载、材料特性和环境因素同路面扯着深度、路面裂缝和路面弯沉的影响。


  5结语


  从先开发后治理转型到设计既考虑工期经济效益又考虑长期性能是目前道路设计的重点研究方向,而路面的弯沉控制正是基于该理念所提出的,通过对沥青路面设计、加铺结构和评价做出大量研究,针对沥青路面的弯沉控制分析,从而有效地提高沥青路面高效性,为道路路面设计提供有价值的参考。



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