陕蒙长寿命路面结构及试验段检测与分析研究
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Value Engineering0引言路床水泥土是道路工程中常用的路基材料之一,其力学性质和稳定性对道路的使用寿命和行车安全具有重要影响。
为了更全面地了解路床水泥土的性能,特别是在长时间使用后的变化趋势,需要开展延时试验。
1工程概况本标段位于固原市原州区寨科乡境内,线路起讫里程为K152+800~K158+962,全长6.162km 。
线路起点位于白路岗子村白路岗子1号大桥0号台,过寨科互通立交,穿宋家洼隧道到达本标段终点K158+962处。
采用双向四车道。
主要工程量:主线路基总长2.69km ,挖土方约491万方,填方约53万立方米。
施工内容包括清理与挖除树木、路基挖土方、路基填筑等。
挖、装、运、摊、平、压全部用机械进行流水作业。
现定试验段于K157+540-K157+740段,长200m ,该试验段试验参数为下一步土方路基填筑施工提供技术支持、指导。
2路床水泥土检测延时试验研究2.1试验目的2.1.1确定最佳施工组织在道路建设中,施工组织的合理性直接影响工程的质量、进度和成本。
不同的施工组织可能选择不同的材料搭配和施工工艺,而路床水泥土的质量与材料的选择和搭配密切相关,延时试验可以通过模拟实际使用环境,评估路床水泥土在不同材料组合下的性能变化,为选择合适的施工组织提供数据支持;延时试验的结果可以帮助工程师更好地理解水泥土的性能特点,从而优化施工技术方案,通过调整施工工艺和参数,提高材料利用率、降低成本,并确保工程的可持续性;不同的施工组织可能对工程进度有不同的影响,通过延时试验,可以更好地了解水泥土在不同施工组织下的强度和稳定性,有助于合理安排施工进度,提高工程的施工效率。
2.1.2验证联合作业协调性在路床水泥土工程中,涉及到多个工种、多个施工组织的协同作业,各个组织之间的协调性直接关系到施工过程的顺利进行,影响工程的进度和质量;不同的施工组织可能使用不同的设备和材料,协同使用资源是确保施工高效进行的关键,联合作业协调性需要考虑设备和材料的统一标准和协同配合,且不同施工组织的工程流程可能存在交叉和耦合,协调施工流程的顺畅,避免冲突和阻塞,对于提高施工效率至关重要。
长寿命路面综述赵 芳(河北省交通勘察设计研究院,石家庄 050011)摘 要 介绍了国外长寿命沥青路面的设计理念,并对国外一些已有的长寿命路面的经济性能、使用性能、路面的损坏形式进行了分析,同时介绍了长寿命沥青路面的力学设计方法的研究状况。
关键词 长寿命路面;沥青路面;全厚式;交通量中图分类号:U416.216 文献标识码:B 文章编号:1673-6052(2008)01-0008-0220世纪末以来,长寿命沥青路面成为世界各国沥青路面最为热门的研究内容。
在全世界范围内,道路荷载均在不断增加,其中重载货车交通量增幅较大,同时为了提高轮胎的服务寿命采用较高的轮胎压力,轮胎接地压力提高,从而使沥青路面出现了许多问题,如车辙、永久变形、疲劳开裂等。
路面常常达不到设计年限就出现了损坏,需要进行大修。
为了提高沥青路面的性能,欧美许多国家将长寿命路面设计理念试用在重交通道路上,在延长沥青路面使用寿命、降低寿命周期费用方面获得了极大的成功。
1 长寿命路面结构设计理念长寿命路面结构设计理念是为了提高沥青路面的使用寿命,采用较厚的沥青层柔性路面,以降低传统的沥青层底开裂和避免结构性车辙,使路面的损坏仅限于顶部(25~100mm),因此只需要定期的表面铣刨、罩面修复,在使用年限内不需要大的结构性重建。
长寿命路面结构设计要求考虑设计标准轴次、荷载以及轮胎压力及容易维修、施工适应性及施工速度、安全、耐久及可再生性能,并最大限度降低对环境的影响。
英国学者通过对厚沥青路面长期性能调查,并通过对柔性道路40年周期费用经济分析,包括道路路面性能的变异性、交通延误费用、维修相关费用,表明对于重载交通道路,较经济的设计就是增加设计年限为最少40年。
这样无须进行结构性的维修,以降低道路维修费用,减少道路交通延误,长寿命路面为首选设计方案。
各个国家采用主要道路的路面结构设计年限有所差异,南非、日本为20~40年,而美国为30~50年。
2011年1期(总第73期)作者简介:任海峰(1964-),陕西扶风人,高级工程师,研究方向为路面路基工程。
国外长寿命道路工作者认为沥青路面的主要结构破坏来自沥青结构层的疲劳破坏和整个结构层的永久变形,如图1所示。
因此,在长寿命沥青路面结构设计时,提出了对沥青结构层底容许拉应变和土基顶面容许压应变进行验算,以控制路面结构层可能出现的结构性破坏,一般认为沥青结构层底拉应变应小于其疲劳极限70με或80με,土基顶面竖向压应变应小于200με。
由于国外长寿命沥青路面设计指标是建立在全厚式或柔性结构路面基础上而提出的,而我国目前采用的路面结构形式多为半刚性基层结构,故不宜采用该指标来指导我国半刚性基层长寿命沥青路面的设计,因此,需要对比分析我国半刚性基层结构和国外柔性基层沥青路面结构力学特点,探求适合我国半刚性基层长寿命沥青路面的设计指标。
图1沥青路面主要破坏形式1结构计算模型与方案1.1结构的选择选取国外典型柔性基层路面结构和国内传统半刚性基层结构进行力学响应分析,计算时,假设各结构层间处于完全连续状态,且将相同材料层视为整体,忽略不同结构层之间相对细微的差别,结构层材料参数参考参考我国现行公路沥青路面设计规范推荐值,见表1。
1.2力学计算图示本研究将采用BISAR3.0程序进行计算和分析,计算图示采用双圆均布荷载,荷载参数选取标准轴载接地压力P =0.7MPa ,δ=10.65cm 。
双圆均布荷载的中心点坐标为(-1.5δ,0,0)和(1.5δ,0,0)(δ为荷载半径),两轴心距为d =3δ=31.95cm 。
计算时,设行车方向为X 方向,道路横断方向为Y 方向,垂直向下为Z 方向,见图2所示。
在双圆均布荷载条件下(不考虑轮胎对路面的水平作用力),最不利的应力、应变空间位置必然位于在Y -Z 平面内,因此在力学分析时,只计算Y -Z 平面内点的应力、应变和位移。
沿Y 方向每0.25δ取点计算,Z 方向取12个点,根据各种结构的特点,Z 坐标取值不同。