最新半刚性基层沥青路面典型结构设计
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我国沥青路面设计方法及典型实例1、设计理论-层状体系理论2、设计指标和要求; (1)轮隙中间路表面(A点)计算弯沉值小于或等于设计弯沉值(2)轮隙中心下(C点)或单圆荷载中心处(B点)的层底拉应力应小于或等于容许拉应力3、弯沉概念(1)回弹弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生垂直变形,卸载后能恢复的那一部分变形。
(2)残余弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的卸载后不能恢复的那一部分变形。
(3)总弯沉:路基或路面在规定荷载作用下产生的总垂直变形(回弹弯沉+残余弯沉)。
(4)容许弯沉:路面设计使用期末不利季节,标准轴载作用下双轮轮隙中间容许出现的最大回弹弯沉值。
(5)设计弯沉:是指路面交工验收时、不利季节、在标准轴载作用下,标准轴载双轮轮隙中间的最大弯沉值。
4、弯沉测定;(1)贝克曼法:传统检测方法,速度慢,静态测试,试验方法成熟,目前为规范规定的标准方法。
(2)自动弯沉仪法:利用贝克曼法原理快速连续测定,属于试验范畴,但测定的是总弯沉,因此使用时应用贝克曼进行标定换算。
(3)落锤弯沉仪法:利用重锤自由落下的瞬间产生的冲击载荷测定弯沉,属于动态弯沉,并能反算路面的回弹量,快速连续测定,使用时应用贝克曼进行标定换算。
5、设计弯沉的调查与分析(1)我国把第四外观等级作为路面临界破坏状态,以第四外观等级路面的弯沉值的低限作为临界状态的划界标准,从表中所列的外观特征可知,这样的临界状态相当于路面已疲劳开裂并伴有少量永久变形的情况。
(2)对相同路面结构不同外观特征的路段进行测定后发现,外观等级数愈高,弯沉值愈大,并且外观等级同弯沉值大小有着明显的联系。
因此可以在弯沉值与不同时期的累计交通量间建立关系。
6、设计弯沉值; 设计弯沉值是路面峻工验收时、最不利季节、路面在标准轴载作用下测得的最大(代表)回弹弯沉值。
可根椐设计年限内每个车道通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型确定的路面弯沉设计值。
7、容许弯拉应力对沥青混凝土的极限劈裂强度,系指15℃时的极限劈裂强度;对水泥稳定类材料龄期为90d 的极限劈裂强度(MPa);对二灰稳定类、石灰稳定类材料系指龄期为180d的极限劈裂强度(MPa),水泥粉煤灰稳定类120d的极限劈裂强度(MPa) 。
半刚性基层沥青路面典型结构设计黄晓明【东南大学交通学院南京210018】摘要:通过对江苏、安徽、浙江三省高等级公路若干线段及沪宁高速公路无锡试验段的调查、测试和分析,提出了高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构图式及其注意事项,对半刚性基层沥青路面的结构设计具有较好的参考价值。
关键词:半刚性基层沥青路面结构设计1 概述我国90%以上的高等级公路沥青路面基层和底基层采用半刚性材料。
半刚性基层沥青路面已经成为我国高等级公路沥青路面的主要结构类型。
在七·五期间,国家组织开展了“高等级公路半刚性基层、重交通道路沥青面层和抗滑表层的研究”的研究工作,对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性,沥青面层的开裂机理、车辙和疲劳、抗滑表层设计和应用、半刚性基层材料的强度特性和收缩特性,组成设计要求等进行了深入的研究工作,提出了较为完整的研究报告,为高等级公路半刚性基层沥青路面的设计和施工提供了理论依据和技术保证。
由于现行的《柔性路面设计规范》颁布于1986年,随着国家对交通运输业的日益重视和人们筑路经验的不断提高,一致认为1986年版的《柔性路面设计规范》已不能满足高等级公路半刚性基层沥青路面的需要。
由于对半刚性基层认识不足,使得设计结果具有一定的盲目性,设计结果要么过分保守,要么因路面结构设计不当而产生早期破坏,造成很大的经济损失。
因此,如何利用七·五国家攻关项目取得的成果,结合近十年来半刚性基层沥青路面的设计和施工经验,根据实际使用效果,提出适合本地区特点的路面结构,对路面结构设计方法的更新和路面实际使用效果的改善具有重要的意义。
根据江苏、安徽、浙江高等级公路的实际,江苏在镇江、无锡、苏州、徐州、连云港共计4线10段进行调查,安徽在合肥、马鞍山、淮南三市调查了3线8段,浙江在嘉兴和杭州调查了2线5段共计9线23段。
调查的路面结构具有一定的典型性。
2国内外研究概况2.1国外国道主干线基层的结构特点国外国道主干线基层结构有以下特点:(1)多数采用结合料稳定的粒料(包括各种细粒土和中粒土)及稳定细粒土(如水泥土、石灰土等)只能用作底基层,有的国家只用作路基改善层。
随着我国经济的快速发展,国家加⼤基础设施建设,⼴西路建设的⾥程不断增加,并且以⽆机结合料稳定粒料(⼟)类为基层,沥青混合料(沥青混凝⼟)为⾯层的半刚性路⾯已经成为⼴西公路路⼯程的主要路⾯结构类型。
这种路⾯结构具有强度⾼、平整度好及抗⾏车疲劳性好等特点。
然⽽随着这种结构形式的⼤量使⽤,通过调查发现此类结构也存在⼀些问题,尤其是半刚性沥青路⾯裂缝问题,已成为该结构的主要缺陷。
这种路⾯结构在通车两年后⼤多会出现裂缝,初期产⽣的裂缝对⾏车并⽆影响,但随着地表⽔的浸⼊,在⼤量⾏车荷载的反复作⽤下,在基层裂缝中的⽔会产⽣相当⼤的动⽔压⼒,随着荷载的反复作⽤,压⼒⽔不断冲刷基层材料中的细料,细料浆被唧出,沥青⾯层就会沿裂缝产⽣下陷现象,同时在裂缝的两侧引起新的裂缝,导致路⾯裂缝两侧破碎,强度明显降低,路⾯产⽣龟裂,坑槽等病害,影响沥青路⾯的使⽤性能,造成沥青路⾯早期损坏。
沥青路⾯开裂的原因是多种多样的,影响裂缝的主要原因有:沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质、⽓候条件、交通量和车载类型以及其它施⼯因素等。
作为半刚性基层沥青路⾯开裂原因归纳起来可分为三种:疲劳裂缝、温度裂缝、反射裂缝。
其中引起沥青路⾯早损的最主要、最普遍的原因就是反射裂缝,这种裂缝是由于半刚性基层的⼲燥收缩及温度收缩开裂,在裂缝部位应⼒集中使得沥青⾯层产⽣反射裂缝。
通过调查研究表明,反射裂缝产⽣的基本机理是:受拉疲劳、受拉屈服与剪切屈服,在它们的联合或单独作⽤导致产⽣反射裂缝。
在这种半刚性沥青路⾯上现场钻芯取样观察表明:裂缝中相当数量为半刚性基层先裂⽽导致沥青⾯层开裂的反射裂缝,因此,反射裂缝成为半刚性沥青路⾯的主要病害,因此,在路⾯结构设计中应充分考虑防裂问题。
根据国内外有关资料表明,预防和减轻反射裂缝有:(1)半刚性基层锯缝;(2)预制微裂纹;(3)提⾼沥青⾯厚度;(4)提⾼基层材料强度;(5)设置应⼒消解层;(6)设置中间层(过渡层)。
《排⽔沥⻘路⾯设计与施⼯技术规范》解读2020年6月2日发布的《排水沥青路面设计与施工技术规范》(JTG/T 3350-03—2020,简称《规范》),作为行业推荐性标准,自2020年9月1日起实施。
一、编制背景随着我国经济社会的快速发展,公众对出行质量的需求不断提高,道路建设也向着安全,舒适,环保的方向发展。
排水沥青路面具备排水、抗滑、降噪等特点,可显著提高雨天行车的安全性及舒适性。
目前,很多国家广泛使用甚至强制使用排水沥青路面,日本、美国等国家颁布了专门的排水沥青路面技术规范。
我国排水沥青路面经历了十多年的研究和工程实践,近年来应用需求迅速增加,为指导规范排水沥青路面设计与施工,组织完成了《规范》的编制工作。
二、《规范》的定位《规范》基于成熟、可靠、先进、实用的原则,全面总结了国内排水沥青路面设计和施工等工程实践经验,借鉴了国内外排水沥青路面的最新研究成果。
《规范》填补了我国在排水沥青路面设计施工技术领域行业标准的空白,有利于规范排水沥青路面的设计、施工、试验检测、质量验收等环节,对建设安全环保的公路基础设施、提高公路路面行驶安全水平具有重要意义。
欧洲、美国等国家路面结构多为柔性基层;排水沥青路面的结合料多采用普通基质沥青、SBS改性沥青或AR橡胶沥青,日本主要采用高黏度改性沥青,以保证排水沥青路面在高温、重载交通下的耐久性。
《规范》根据我国气候环境和交通荷载条件,结合我国半刚性基层的典型路面结构,提出了适于我国的排水沥青路面结构组合和设计方法,明确了高黏度改性沥青材料及排水沥青混合料的技术要求。
三、主要内容(一)排水沥青路面结构设计:规定了排水路面的结构设计方法、结构组合、厚度取值、双层排水沥青路面结构组合、防水粘结层技术要求以及旧路改造时的路面设计方法。
为不同结构层次提供设计参数和技术要求,可用于指导我国排水沥青路面结构设计,满足以半刚性基层为主的排水路面结构性能需求。
(二)排水系统及附属设施设计:针对排水沥青路面表层内部排水的特殊性,规定了排水沥青路面边缘排水结构、超高路段排水设计、多车道、陡坡等大径流路面排水设计、桥面排水设计以及排水路面标线设计等方法和典型结构形式,以保证路面结构整体排水的要求。
半刚性基层沥青路面结构受力分析发布时间:2022-04-06T05:13:57.925Z 来源:《城镇建设》2021年11月32期作者:王国博[导读] 本文选取北方地区采用的半刚性基层沥青路面典型结构王国博哈尔滨铁道职业技术学院黑龙江省哈尔滨市 150066摘要:本文选取北方地区采用的半刚性基层沥青路面典型结构,以现行规范为基础,对面层、基层、垫层及土基进行分析,利用ADINA有限元软件对汽车荷载作用下的半刚性基层沥青路面结构进行三维仿真计算,对沥青路面路表弯沉和剪应力进行了分析,并以此总结了半刚性基层沥青路面结构设计注意事项。
为半刚性基层沥青路面结构设计提供理论依据。
关键词:道路工程半刚性基层沥青路面受力分析我国高等级公路中,90%以上的公路采用沥青路面结构,其中95%基层结构材料主要采用水泥稳定碎石等半刚性材料。
半刚性基层具有较高的强度、承载力,为减薄沥青层、降低建造成本提供了可靠保证。
但半刚性基层易产生横向收缩裂缝,引起沥青面层产生反射裂缝,且半刚性材料的水稳定性和耐久性较,半刚性沥青路面的实际使用效果与设计目标间尚存在着较大的差距。
我国沥青路面设计方法以双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性理论为基础,以路表回弹弯沉值和路面结构层层底拉应力作为设计指标进行沥青路面设计,在确定路面结构设计参数的基础上,利用相应的弹性层状体系设计分析软件计算确定路面结构层设计厚度。
本文选取北方地区采用的半刚性基层沥青路面典型结构形式,通过ADINA有限元软件进行仿真分析,对沥青路面各结构车进行受力分析,以期为半刚性基层路面结构的推广应用提供理论基础。
1.路面结构及计算模型 1.1路面结构及材料参数计算中采用典型的路面结构,根据参考文献采用如下材料参数值,具体见表1。
1.2计算模型利用基于弹性层状体系理论的沥青路面结构,采用ADINA对结构各层的内力进行了计算。
计算过程中假设沥青混凝土面层(上、中、下)层间、基层、垫层及土基层间均处于完全连续状态。
第四章路面结构设计1。
1设计资料(1)自然地理条件新建济南绕城高速,道路路基宽度为24。
5米,全长5km,结合近几年济南经济增长及人口增长的情况,根据近期的交通量预测该路段的年平均交通量为5000辆/日,交通量平均年增长率γ=4%.路面结构设计为沥青混凝土路面结构,设计年限为15年。
(2)土基回弹模量济南绕城高速北环所在地区为属于温带季风气候,季风明显,四季分明,春季干旱少雨,夏季温热多雨,秋季凉爽干燥,冬季寒冷少雪。
据区域资料,年平均气温13.8℃,无霜期178天,最高月均温27。
2℃(7月),最低月均温—3.2℃ω=1.3;因此该路基(1月),年平均降水量685毫米。
道路沿线土质路基稠度cⅡ区,根据【JTG 处于干燥状态,根据公路自然区划可知济南绕城高速处于5D50—2006】《公路沥青路面设计规范》中表5.1。
4—1可确定工程所在地土基回弹模量设计值为46MPa。
(3)交通资料1。
2交通分析(1)轴载换算路面设计以双轮组—单轴载为100KN 为标准轴载,以BZZ-100表示.标准轴载的计算参数按表1—2确定.错误!载Pi 的作用次数Ni 按下式换算成标准轴载P 的当量作用次数N 的计算公式为:35.4121∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ki i i P P N C C N式中:N-—标准轴载当量轴次数(次/d );Ni ——被换算的车型各级轴载作用次数(次/d); P-—标准轴载(kN );Pi-—被换算车型的各级轴载(kN);C1——被换算车型的各级轴载系数,当其间距大于3m 时,按单独的一个轴计算,轴数系数即为轴数m ,当其间距小于3m 时,按双轴或多轴计算,轴数系数为C1=1+1.2(m-1);C2——被换算车型的各级轴载轮组系数,单轮组为6.4,双轮组为1.0,四轮组为0.38。
沥青路面营运第一年双向日平均当量轴次为:35.4121∑=⎪⎭⎫⎝⎛=ki i i P P N C C N = 4709。
城市道路半刚性基层沥青混凝土新建路面结构层的计算城市道路半刚性基层沥青混凝土新建路面结构层的计算【摘要】:本文以工程实例通过基础资料并依据规范要求的技术标准,较系统的阐述了半刚性基层沥青路面结构层的拟定以及相应指标的验算。
现行书刊多从理论方面阐述路面结构的设计,本文以工程实例对新建的城市道路半刚性基层沥青混凝土路面进行结构计算。
一、基础资料呼和浩特市地处内蒙古高原属中温带大陆性气候。
年平均气温6.2℃,最冷月平均气温-12.5℃,极端最低气温-31.2℃;最热月平均气温22.2℃,极端最高气温36.9℃。
最大冻土深度156cm。
年平均风速18m/s。
根据2000年呼和浩特经济统计年鉴资料,市域总人口207.8万人,城区人口74.1万人。
呼和浩特市绕城南路工程拟建为城市I级主干路,双向八车道,计算行车速度为60Km/h,路面设计标准轴载为BZZ-100;本工程采用半刚性基层沥青混凝土路面,设计年限15年。
二、轴载换算因缺乏必要的交通量组成资料,采用高峰小时流量换算。
由《工程可行性研究报告》,设计年限末路段高峰小时流量(pcu/h)如下表:呼准路~呼托路呼托路~呼清路呼清路~呼凉路呼凉路~大台什路大台什路~东风路 3559 3330 3224 3175 3670 选取路段最大高峰小时流量3670pcu/H为全路高峰小时流量。
《城市道路设计规范》(CJJ37-90),设计小时交通量与设计年限的平均日交通量有以下关系存在: Nh=Nda·k·δ 式中,k值取11%,δ值取0.6;则设计年限末的年平均日交通量为:Nda=55606pcu/d;计算路段通行能力时,车种换算系数小客车1.0→普通汽车1.5 (CJJ37-90)将年平均日交通量以普通汽车表示,则设计年限末日交通量为37070辆/日。
所有普通汽车按解放CA-10B考虑。
汽车参数轴型号车型前轴重(KN)后轴重(KN)轴距(cm)后轴轮距(cm)双轮轮距(cm)轮压(MPa)空车满载空车满载 1.2 解放CA-10B 19.3 20.3 21.0 60.0 400 174 29 0.5 《规范》Nci=∑n i=1[γa·〔pi·ri1.5 pt·r1.5〕5·Ni]=∑n i=1 Nbi 式中,Nci-设计年限末年双向日平均当量轴次; pt=0.7MPa;r=10.65cm; 车型Pi(MPa ri (cm γa γa·〔pi·ri1.5 pt·r1.5〕5 Ni Nbi 解放CA-10B 0.5 8.04 0.25 0.0056 37070 207.592 0.5 9.77 1 0.0974 37070 3610.618 ∑Nbi=3820 设计年限末年双向日平均当量轴次Nci=3820n/d; 三、以弯沉值计算路面结构厚度(一)、容许回弹弯沉值的计算〔l〕=1.1·αr··αs/N0.2 (αr=1.0; αs=1.0)N=ηn·Nct (ηn=0.5) Nct=365·Nci·[(1+γt-1]/[γ·(1+γt-1] γ-年平均增长率,参照《工程可行性研究报告》分析确定为12%; t-设计年限,15年; Nct=10.64×106 N=0.5·Nct=5.32×106=532万次;则容许回弹弯沉值〔l〕=1.1×1.0×1.0/〔5.32×106〕0.2=0.050cm; (二)、确定土基回弹模量查公路自然区划图(JTJ003-86)知,呼和浩特市位于VI1 区(内蒙古草原中干区)。
半刚性基层沥青路面典型结构设计半刚性基层沥青路面典型结构设计黄晓明【东南大学交通学院南京210018】摘要:通过对江苏、安徽、浙江三省高等级公路若干线段及沪宁高速公路无锡试验段的调查、测试和分析,提出了高等级公路半刚性基层沥青路面典型结构图式及其注意事项,对半刚性基层沥青路面的结构设计具有较好的参考价值。
关键词:半刚性基层沥青路面结构设计1概述我国90%以上的高等级公路沥青路面基层和底基层采用半刚性材料。
半刚性基层沥青路面已经成为我国高等级公路沥青路面的主要结构类型。
在七·五期间,国家组织开展了“高等级公路半刚性基层、重交通道路沥青面层和抗滑表层的研究”的研究工作,对沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性,沥青面层的开裂机理、车辙和疲劳、抗滑表层设计和应用、半刚性基层材料的强度特性和收缩特性,组成设计要求等进行了深入的研究工作,提出了较为完整的研究报告,为高等级公路半刚性基层沥青路面的设计和施工提供了理论依据和技术保证。
由于现行的《柔性路面设计规范》颁布于1986年,随着国家对交通运输业的日益重视和人们筑路经验的不断提高,一致认为1986年版的《柔性路面设计规范》已不能满足高等级公路半刚性基层沥青路面的需要。
由于对半刚性基层认识不足,使得设计结果具有一定的盲目性,设计结果要么过分保守,要么因路面结构设计不当而产生早期破坏,造成很大的经济损失。
因此,如何利用七·五国家攻关项目取得的成果,结合近十年来半刚性基层沥青路面的设计和施工经验,根据实际使用效果,提出适合本地区特点的路面结构,对路面结构设计方法的更新和路面实际使用效果的改善具有重要的意义。
根据江苏、安徽、浙江高等级公路的实际,江苏在镇江、无锡、苏州、徐州、连云港共计4线10段进行调查,安徽在合肥、马鞍山、淮南三市调查了3线8段,浙江在嘉兴和杭州调查了2线5段共计9线23段。
调查的路面结构具有一定的典型性。
2国内外研究概况2.1国外国道主干线基层的结构特点国外国道主干线基层结构有以下特点:(1)多数采用结合料稳定的粒料(包括各种细粒土和中粒土)及稳定细粒土(如水泥土、石灰土等)只能用作底基层,有的国家只用作路基改善层。
法国和西班牙在重交通的高速公路上,要求路面底基层也用结合料处治材料。
(2)使用最广泛的结合料是水泥和沥青,石灰使用得较少。
此外,还使用当地的低活性慢凝材料和工业废渣,如粉煤灰、粒状矿渣等。
(3)有的国家用沥青稳定碎石做基层的上层,而且用沥青做结合料的结构层的总厚度(面层+基层的上层)常大于20cm。
经过几十年的总结,国外在半刚性基层沥青路面结构组合上虽有所改进,但半刚性材料仍是常采用的基层和底基层材料。
2.2国外典型结构示例国外沥青路面结构设计方法经过几十年的完善,已经提出了比较成熟的设计方法,并且许多国家提出了典型结构设计方法,表1给出了法国典型结构一个范例。
表1土的等级PF1PF2PF3交通等级To(750-7BB+7BB+25GC+25GC7BB+7BB+25GC+20GC7BB+7BB+25GC+25GC 2000)T1(300-8BB+25GC+25GC8BB+25GC+20GC8BB+20GC+20GC 750)T2(150-6BB+25GC+22GC6BB+22GC+20GC6BB+20GC+18GC 300)T3(50-6BB+22GC+20GC6BB+18GC+18GC6BB+15GC+15GC 150)注:(1)交通等级栏下括号内的数值指一个车道上的日交通量,以载重5t以上的车计;(2)PF1,PF2和PF3指土的种类和土基的潮湿状态,PF1相当于一般的土基;(3)BB指沥青混凝土,GC指水泥粒料;(4)表中数字单位为cm。
一些国家在高等级公路上实际采用过的半刚性基层沥青路面结构见表2。
一些国家在高等级公路上实际采用过的半刚性基层沥青结构表表2国家沥青层厚度(cm)半刚性材料层厚度(cm)备注日本20~30水泥碎石,30~20荷兰20~26水泥碎石,40~15西德30贫混凝土,15另有防冻层英国9.5~16.9贫混凝土,15另有底基层瑞典12.5水泥粒料南非17.5水泥砂砾,30西班牙8水泥粒料当前的规定2.3其它高速公路路面结构沥青路面典型结构设计表3道路名称长度(km)路面结构面层(cm)基层(cm)底基层(cm)广佛路15.74中粒式5细粒式25水泥碎石或31水泥石屑25-28水泥土沈大路3754中粒式5细粒式6沥青碎石25水泥碎石京津塘142.55中粒式6细粒式12沥青碎石25水泥碎石30石灰土京石144中粒式8沥青碎石15二灰碎石40石灰土济青路15-18开级配中粒式38-40二灰碎石42石灰土正在建设的沪宁高速公路路面结构如表4。
表4标段结构层A1B4B5B7C1C4C5C2D1D6D7D9E1E5F1F6F7G1G2G4G5G6面层16AC 16AC16AC16AC16AC16AC16AC16AC16AC16AC16AC基层30LFA30LFA25LFA25LFA40LFA38LFA30LFA20LFA18LFA20LFA20LFA底基层30LF30LFS33LS33LFS18LF20LFS33LFS40LFS36FS40LFS40LFD注:AC-沥青面层(4cm中粒式,6cm粗粒式,6cm中粒式);LFA-二灰碎石,LF-二灰,LS-石灰土;LFS-二灰土,LFD-二灰砂。
国内七·五期间修筑的主要几条试验路的结构、实体工程及正在建设的一些高等级公路的结构表明,半刚性基层是沥青路面最主要的结构类型,同时,不同设计人员所提出的结构组合相差较大,甚至,对同一条路,不同设计单位设计的路面结构相差也很大。
因此,根据设计与施工经验提出的适应不同地区的典型结构具有一定的理论意义和实践意义。
3路面结构调查典型结构调查要求选择的路线及路段具有典型性,公路等级要求是二级或二级以上的半刚性基层沥青路面,施工质量达到一定的水平,或者由专业队伍承担施工任务。
施工质量检查比较严格,如有相应的试验路段,尽可能根据当时试验目的及原始测试数据进行跟踪调查。
选择的调查路段使用年限应达到三年以上,并有一定的交通量。
路段应包括不同的路基结构(即填控情况)不同的地带类型,不同的路面结构(含不同材料和不同厚度),不同的使用状态(如完好,临界和破坏)和不同的交通量。
被选择的路段的基层结构应符合《公路路面基层施工技术规范》的规定,即不是用稳定细粒土或悬浮式石灰土粒料做的基层。
路段长度在100~500m之间。
为此,浙江、江苏和安徽分别选择320国道嘉兴段,104国道萧山段,206国道淮南段,205国道马鞍山段,合蚌路,312国道镇江、无锡、苏州段,310国道新墟段、徐丰线进行全面的调查和测试。
根据选择路段的基本情况,本次典型结构调查路段选择具有以下特点:(1)反映了不同地区,不同的道路修建水平;(2)反映了不同地区,不同的路面结构组合类型;(3)包括了表处,贯入式等一般二级公路采用的结构,也包括了高速公路采用的结构;(4)包括中间夹有级配碎石连结层的路面结构;(5)反映了经济和地区水平的差异;(6)包括了不同地区主要使用的半刚性基层材料。
3.1路段测试内容及测试方法本次路况测试主要包括:外观、平整度、车辙、弯沉、摩擦系数及构造深度。
外观测试是裂缝、松散、变形等破坏的定量描述;弯沉由标准黄河车(后轴重10t)及5.4m(或3.6m)弯沉仪测试;摩擦系数由摆式摩擦系数测定仪测试;构造深度由25ml标准砂(粒径0.15~0. 3mm)摊铺得;平整度为3m直尺每100m路段连续测10尺所得统计结果;车辙是3m直尺在轮迹带上所测沉陷深度。
3.2数据采集方法(1)合理性检验。
由于实测数据存在偶然误差,因此,在进行误差分析之前,须去除观测数据中那些不合理的数据,代之以较合理的数据,进行合理性检验。
实际工作中常用3σ原则和戈氏准则,3σ原则较近似,戈氏准则较合理。
(2)代表值的确定。
代表值是在最不利情况下可能取得的值:X=x±as⑴式中:α为保证率系数;x为均值;s为标准差。
97.7%的保证率,α取2.0;95%的保证率,α取1.645。
在后面计算中,代表值确定如下:弯沉取;平整度、车辙为;摩擦系数、构造深度为 X=-1645S。
3.3路面使用品质分析3.3.1平整度根据公路养护技术规范,不的道路等级对平整度有不同的要求。
但本次调查结果表明:各路段的平整度与结构层组合与施工组织状况有关。
由于选择路段路面结构使用了沥青贯入式,沥青贯入式是一种多孔隙结构,整体性较差,在行车荷载的重复作用下被再压实,导致纵向出现不平整现象。
同时施工时各层纵向平整度的严格控制对路面表面平整度控制有十分重要的意义。
3.3.2车辙沥青路面车辙是高等级公路重要病害之一。
国外设计方法中AⅠ法以控制土基顶面压应变为指标,shell设计方法则通过分层总和法直接从沥青面层厚度及面层材料诸方面控制车辙。
我国还没有采用车辙指标,作为设计控制值,而是通过材料动稳定度或其它指标达到减少车辙的目的。
对半刚性基层沥青路面,由于土基顶面压应力较小,在重复荷载作用下土基产生的再压实的剪切流动引起的。
在调查路段,沥青贯入式结构由于其级配较差,在重复荷载作用下极易产生剪切流动和再压实,同时其高温稳定性较差,调查路段车辙量较大。
3.3.3抗滑能力沥青路面抗滑性能评价方法主要是测定面层的摩擦系数和纹理(构造)深度。
沥青面层纹理深度与矿料的抗磨能力(磨光值指标)和沥青混合料高温时的内摩阻力和粘聚力有关。
纹理深度达到要求必须合理选定矿料级配、沥青材料满足高等级道路石油沥青技术标准。
调查路段面层矿质材料为石灰岩,磨光值只有37左右,达不到高等级公路和大于42的要求。
面层磨擦系数普遍较小,不满足抗滑性要求。
3.4路面结构强度分析调查路段经过两年的弯沉及交通量实测,结果表明:不同调查路段由于承受的交通量不同,虽然路面结构相同,但强度系数不同。
因此,只有根据强度系数才能判别路面结构是否达到使用寿命。
同时,有些路段其路面结构组合及厚度明显不符合设计要求或施工质量较差,因此必须调整设计厚度及结构组合。
3.5沪宁高速公路无锡试验路综合调查沪宁高速公路无锡试验路段是本次调查唯一针对高速公路特点的路面结构,通过近三年的运行和观察,对高速公路设计与施工提出了许多有益的结论。
(1)半刚性基层路段弯沉在(2.13~8.25)(1/100mm)范围,级配碎石段(X、XⅠ)弯沉为0.1 22mm和0.135mm,但在裂缝边缘弯沉值明显大于没有裂缝处的弯沉,裂缝边缘弯沉最大达20(1/100mm)。
因此,在试验路段弯沉绝对值能满足高速公路强度要求,但必须注意裂缝对半刚性路面结构强度影响。