沥青路面结构组合设计
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Value Engineering0引言沥青混凝土路面具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性,具有良好的抗滑、防渗坚实耐久、耐疲劳平整的性能和抗高温开裂的温度稳定性适合于各种车辆的通行,在高速公路建设中被广泛采用,但由于种种原因影响了公路的使用性能造成沥青路面早期破坏,仍存在设计年限内发生的早期破损现象。
不同的路面结构组合层次多和厚度大的路面结构,不同的路面结构组合会产生在寿命和经济上及使用性能都不相同的效果,其使用效果不一定就好。
根据实践经验和理论分析,结构组合原则路线、路基和路面要做统筹考虑,路线、路基和路面的设计标准应大体一致。
不同等级的道路应铺设相应等级的路面。
路线设计时应考虑路基的稳定性和强度,而路基的稳定性和强度又是路面结构和厚度设计的依据。
提高土基的抗变形能力,往往比加厚路面结构层更为经济有效。
有时在路基设计和施工中达不到某些要求时,也可在路面结构中采用一定的措施,以弥补路基稳定性和强度的不足。
所以,应本着“路基稳定、基层坚实、面层耐用”的要求,把路基、垫层、基层和面层作为一个整体,进行路基路面综合设计。
1沥青路面结构设计一般原则1.1合理选材因地制宜原则:路面各结构层用的材料应充分利用当地的工业副产品、加工材料或天然材料尤其是用量大的垫层和基层材料来降低工程造价以减少运输费用。
注意利用当地材料的特点,并借鉴成功的经验。
注意环境保护和施工人员的健康和安全。
1.2方便施工及便于养护原则:考虑施工的技术力量和机械设备,结合施工能力提出结构层的组合方案及施工技术要求。
要考虑方便今后的养护,尤其是高等级路面应保证长期通车的要求。
应尽量考虑采用大型高效的成套机械设备施工,以确保工程质量。
为合理使用有限的资金,一般可按近期要求进行路面设计,以后随交通量的增加逐步提高;也可按规定的设计年限进行设计,基层一次铺成,沥青面层分期修建。
设计时,应选择适当的路面结构和厚度,使前期工程能在后期充分利用。
沥青路面结构组合设计的基本原则
沥青路面的结构组合设计是保证路面性能和使用寿命的重要环节。
为了设计出高质量的沥青路面,需要遵循以下基本原则。
一、强化基层
沥青路面的基层是路面承载支撑的主要部位,因此基层的强度和
稳定性是保证路面性能和使用寿命的关键。
在基层设计时,需要根据
路面所在地区的气候、土质和交通量等条件,选择适合的基层材料和
厚度,以达到基层强度稳定的目的。
二、保证沥青层均匀
沥青层是路面负荷以及水分渗透的主要层次,因此必须均匀铺设,以免因为局部厚度过大或者过小导致路面变形、开裂等路面损坏现象
的出现。
三、考虑排水和降噪
在路面设计时,要充分考虑排水和降噪问题。
通过设置合理的路肩、排水沟以及波形横向铺装等措施,可以确保路面排水通畅。
此外,还可以选择适合的沥青混合料和铺装结构,降低路面噪音,提高道路
行车的舒适性。
四、科学施工
沥青路面的施工过程也是保证路面质量的重要因素。
在施工前,
需要对路基进行调整和夯实,以保证基层的稳定。
同时,施工中要严
格控制沥青温度和厚度,以确保路面性能和使用寿命。
以上是沥青路面结构组合设计的基本原则,仅为参考。
在实际设
计和施工中,还需要根据具体情况进行调整和优化,以确保路面的质
量和性能。
重载交通沥青路面结构组合设计方法研究摘要:沥青路面结构组合设计是公路交通工程中的重要内容,而重载交通沥青路面结构组合设计更是其中的关键问题。
近年来,为了解决重载交通作用下路面的剪切破坏等问题,沥青路面结构组合设计方法得到了极大的丰富和改进,路面结构组合形式多样化。
然而,现有的沥青路面结构组合设计方法还存在不少问题和挑战,如何提出适合重载交通的沥青路面结构组合方案和设计方法,是当前需要解决的问题之一。
关键词:重载交通沥青路面;结构组合;设计方法1.重载交通的定义及特点重载交通可以简单地理解为交通流量大、超过一定载重能力的车辆密度的交通现象。
与其它道路交通相比,重载交通会带来更大的压力和挑战。
主要表现在以下几个方面:(1)载重能力要求高:重载交通对路面的承载能力要求较高,需要路面具备更好的抗压能力和耐久性,才能够保持道路的安全性和通行性。
(2)交通流量大:重载交通为高强度、高密度的车辆流量,会特别考验路面的牢固性以及技术和管理能力。
(3)车速较快:重载交通行驶经过的时间较短,路面对车辆的承载能力也应做出相应的调整,以满足高速行驶时对路面的需求。
重载交通需要特殊设计的原因在于,其对路面结构的要求较高。
从道路使用寿命和行车安全上考虑,设计者必须根据交通形式考虑路面结构的合理性。
路面结构要负担起承载交通载重的责任,并且要满足车辆行驶时的协调性和舒适性。
2.重载交通沥青路面结构的设计要求为适应不同的交通工况,重载交通沥青路面结构应当通过合理的组合设计,能够吸收和分散车辆的荷载,保持较长时间的平坦度和提供合适的摩擦力和舒适性。
重载交通沥青路面结构的设计要求主要包括以下几个方面:(1)承载力要求由于重载车辆的荷载较大,因此沥青路面结构必须具备足够的承载力以保证行车的安全和稳定。
一般来说,承载力的设计值应当略大于实际荷载的最大值,并考虑到路面结构的使用年限以及车辆速度等因素。
(2)平整度要求道路平整度对于用户的行车舒适性、车速和燃油消耗等方面都有很大影响。
沥青路面结构组合设计
沥青路面通常由沥青面层、基层、底基层、垫层等多种结构组成,如下图所示:
路面结构图
沥青面层
沥青面层可为单层、双层或三层。
高速公路和一级公路采用三层式结构(表面层、中面层和下面层),二级及以下公路采用双层式结构(表面层、下面层)。
表面层应具有平整密实、抗滑耐磨、抗裂耐久等功能。
表面层是直接承受车辆荷载和自然因素影响的结构层,因此,它首先应具有良好的抗滑性能和平整度,保证行车安全舒适,其次要密实不透水,保证路面结构在各种气候下具有稳定的使用功能。
同时,表面层直接接受太阳辐射,受大气环境的影响最显著,要求面层具有高温抗车辙和低温抗开裂的能力。
表面层通常采用粗型细粒式或中粒式沥青混凝土:AC-10C、AC-13C 和AC-16C,AC-13C和AC-16C这两种使用最多。
中、下面层应具有高温抗车辙、抗剪切、密实和不透水的性能。
中面层通常选用粗型中粒式沥青混凝土AC-20C,下面层通常选用粗型中粒式或粗粒式沥青混凝土:AC-20C 和AC-25C。
沥青面层在路面结构中的价格较高,一般情况下对沥青面层厚度应有所控制,但是也不能过薄。
各沥青层的厚度应与混合料公称最大粒径相匹配,沥青混合料的一层压实最小厚度不宜小于混合料公称最大粒径的2.5-3倍。
沥青混合料的压实最小厚度与适宜厚度
此外,在各沥青层中必须至少有一层为密级配沥青混合料。
基层、底基层
沥青路面结构中沥青面层主要起功能性作用,而非承重层。
承担承重层作用的主要
是基层。
基层应具有稳定、耐久、较高的承载能力。
由于底基层是次要承重层,因此对材料质量要求较低,可更广泛地选择当地材料,以节约造价。
沥青路面的基层按材料和力学特性的不同可以分为柔性基层(沥青稳定碎石或无结合料级配碎石)、半刚性基层(无机结合料稳定土)和刚性基层(低强度等级混凝土)3种。
半刚性基层、底基层主要包括水泥稳定类、石灰稳定类、石灰粉煤灰(二灰)稳定类。
半刚性基层的板体性较好、整体强度高,可以大大提高沥青路面结构的整体刚度。
半刚性基层的主要缺点是收缩开裂和不能很快排水。
半刚性基层收缩开裂会引起反射裂缝;
半刚性基层强度很高,致使半刚性基层本身非常致密,几乎成为完全不透水的层次。
从面层下渗的水只能积存在面层与基层之间,在车轮荷载的反复作用下,基层表面逐步破坏,成为灰浆,并通过面层的裂缝挤到路面上来,这就是通常所说的“唧浆”,成为沥青面层水损坏的重要原因。
垫层
垫层是设置在底基层和土基之间的结构层,它的功能是改善土基的湿度和温度状况,以保证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基水温状况变化而造成的不良影响。
另一方面的功能是将基层传下的车辆荷载加以扩散,以减小土基顶面的应力和变形。
同时也能阻止路基土挤入基层中,影响基层结构的性能。
故垫层常铺设在土基水温状况不良地段。
在冻深较大的地区铺设的能起防冻作用的垫层称为防冻层;在地下水位较高的地区铺设能起隔水作用或防止地表积水下渗的垫层称为隔离层。
修筑垫层的材料强度要求不一定高,但水稳定性和隔温性能要好。
常用的垫层材料分为两类,一类是由松散粒料,如砂、砾石、炉渣等组成的透水性垫层;另一类是用水泥或石灰稳定土等修筑的稳定类垫层。
各级公路的排水垫层应与边缘的排水系统相连接,垫层应铺筑到路基边缘或与边沟下的渗沟相连接。
层间结合要求
设计时应采取技术措施,加强路面各结构层之间的结合,提高路面结构的整体性,避免产生层间滑移。
①沥青层之间应设黏层。
黏层沥青可用乳化沥青、改性乳化沥青或热沥青,洒布数量宜为0.3-0.6kg/m2。
②各种基层上宜设置透层。
透层沥青应具有良好的渗透性能,可用液体沥青、乳化沥青等。
③在半刚性基层上应设下封层。
④新旧沥青层之间,沥青层与旧水泥砼板之间应洒布黏层沥青,宜用热沥青或改性乳化沥青、乳化沥青。
⑤拓宽路面时,新、旧路面接茬处宜喷涂黏结沥青。
⑥双层式半刚性材料基层宜采取连续摊铺、碾压工艺,增强层间结合,已形成整体。
特别提示:如果沥青路面各层之间不能形成整体,那路面的承载力就会受到很大影响。
因次,必须要强化黏层油,改进透层油,保证沥青层之间以及沥青层与非沥青层之间能够黏结成整体,这是防止沥青路面发生早期破坏、保证沥青路面使用寿命的前提。