层间接触对沥青加铺层性能的影响
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沥青路面翻修施工沥青路面由于受到高程限制无法采用加铺方案,或路面出现大面积破损或破损严重,需采用铣刨挖除旧路面并重新铺筑面层或基层的翻修方案。
采取这些方案时的具体情况如下。
①弯沉较大,结构强度不足,且有病害潜藏的路面。
②车辙病害严重,存在深度大的流动性车辙或结构性车辙,并且车辙有不断发展趋势的路面。
③裂缝密度大的路面,龟裂、网裂、块裂分布较多,纵向裂缝多的路面。
④水损害严重的路面,出现较多唧浆、坑槽或沉陷等病害的路面。
为了防止路面病害再次出现,在设计沥青路面翻修结构方案时,应遵循以下设计原则。
①若路面损坏是因原路面达到设计年限造成的,应尽量采用和原路面相同的设计方案。
②若路面损坏是因设计和施工缺陷引起的,在翻修工程中,应进行路面病害的调查和成因分析,优化路面结构。
3.1 车辙翻修施工当路面以车辙病害为主,且病害较为严重时,应根据车辙的不同严重程度分别采取以下翻修方案。
①对于连续长度超过30 m、辙槽深度大于8 mm,行车摆动且跳动感明显的路面,应采取铣刨上面层或中上面层,重新铺筑面层的方法。
②对于车辙深度大于20 mm,行车严重颠簸的路面,应采取铣刨中上面层或全部面层,重新摊铺面层的方法。
③由于基层强度不足、水稳性能不好,使基层局部下沉而造成的车辙,应先处治基层,重新铺筑面层。
④如果是因地下水或地面水渗入土基,造成土基强度不足而引起的结构性车辙,需挖除面层和基层,处理土基后,重新铺筑基层和面层。
3.1.1 车辙病害调查及成因分析在选择路面大修方案时,特别是在旧路面车辙病害严重的路段,应对车辙成因进行深入调查和分析,包括车辙病害程度调查、交通量调查、路面结构与材料调查等。
在此基础上,结合室内试验,分析车辙病害成因,为新铺路面的材料和结构设计提供必要的依据。
1.车辙病害调查内容和方式(1)一般全线车辙调查。
在病害处治以前,对高速公路全段进行全面系统的车辙病害调查,分析车辙病害的程度和分布状况。
①采用人工断面量测或激光车辙检测车连续测定路面上的车辙深度,并建立车辙深度与里程之间的关系。
沥青路面的加铺与翻修一、沥青路面加铺方案随着使用时间的延续,沥青路面的使用性能和承载能力不断降低,直至无法满足正常通行的要求,此时就需要采用厚加铺层即结构加铺层以处理路面结构性损坏,提高路面的承载能力。
在原有路面上进行结构加铺层补强处理时,应按照规范规定的加铺层设计方法进行设计。
从形式上来讲,罩面作为加铺在旧路面上的结构层,也是一种加铺方案,但罩面是用来改善路面结构性能或功能性能的(控制指标是路面损坏状况指数PCI),而结构加铺层是用来提高路面结构承载能力的(控制指标是弯沉值)。
通常,罩面只有一个层次(沥青层),而结构加铺层由一个、两个或更多的层次组成,其设计方法类似于新建路面。
但在实际应用中,罩面和补强并无明确的区分。
有时,罩面厚度大时,也能起到补强的作用。
《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2017)中指出,当沥青路面的整体强度不足时,需要铺补强层;当沥青路面的整体强度符合要求,但平整度差、路面产生车辙或沥青老化开裂时,可设计沥青罩面。
结构加铺层设计应遵循“预防恢复、经济、安全”的总原则,具体要做到以下几点。
①加铺前要对现有路面病害进行全面、彻底的治理,系统地考虑由于加铺所带来的诸如道路纵横坡调整、路面排水、桥面处理等问题,制订切实可行的解决方案。
②根据道路的地理位置及自身特点,结合道路交通的车辆组成、区段交通量等因素,制订在通车运营情况下的沥青路面加铺层施工组织方案。
③根据国家相关法律与法规,制订合理的交通组织方案,以尽可能地减少和避免加铺层施工与社会行驶车辆之间的相互干扰,最大限度地保证路面在加铺层施工期间的安全、畅通。
④以相关技术规范为依据,结合加铺层的特点,对施工质量提出明确的标准和要求,便于施工期间的质量控制与检查。
1.常用的加铺层形式结构加铺层是提高沥青路面结构承载能力的常用方案。
根据加铺作业方法,结构加铺层可以分为以下两种形式。
(1)原有路面上直接铺设加铺层。
此方法多用于损坏情形并不严重的路面。
浅谈沥青路面双层摊铺技术传统的沥青路面摊铺技术层间极易受到污染,层间粘结强度不高[1-3],施工周期较长。
而沥青路面双层摊铺技术大大改善了传统摊铺技术的弊端[4],改善了路面的使用性能。
本文在了解国内外研究现状的基础上,利用bisar3.0软件分析了路面结构的路用性能,通过与江西抚吉高速公路实体工程的比对分析,确定了双层摊铺的技术经济优势[5-6]。
沥青路面双层摊铺技术的研究,对于优化路面结构、节约成本及改善施工工艺具有十分重要的意义。
1双层摊铺路面性能1.1 提高沥青混合料的压实度沥青路面双层摊铺技术主要是通过增加沥青混合料的厚度,减缓热量散失的速率,保证较高的压实温度,从而大大提高了沥青混合料的压实度。
研究表明:沥青混合料摊铺厚度与温度下降速度成反比,其系数是1.8。
这就意味着如果层厚增加至原来的2倍,在环境温度没有改变的情况下,降温时间延长3.5倍。
所以双层摊铺可以延长混合料降温时间,保证混合料碾压有充分的时间,使面层沥青混合料密实度达到要求。
图1 混凝土厚度、混合料温度与有效碾压时间的关系图2 最大剪应力由图1可以看到,厚度是4cm的沥青混合料层,当其初始温度为135℃时,有效碾压时间大约是6min,而当混合料温度提高到160℃时,有效碾压时间将延长到10min。
同时,在初始温度保持不变的情况下,沥青混合料的厚度越大,则有效碾压时间越长。
同样是135℃,当混合料层厚是4cm时,有效碾压时间是6min,而当层厚加大到8cm时,有效碾压时间将达到17min。
因此,要提高沥青混合料的碾压效率,最好的办法是加大层厚。
1.2 改善层间粘结状态沥青路面双层摊铺技术提高层间结合的工作原理是使两层粒料能够相互嵌入,结合料能够相互融合,层间摩擦参数显著增大,从而有效提高其层间粘结性。
本文通过BISAR3.0程序计算在标准轴载的作用下分析模拟了层间最大剪应力随着层间结合状态的变化状态。
通过试算,发现随着层间摩擦参数的增大,最大剪应力出现的位置越来越靠近荷载圆中心。
湖南省第十三届自然科学优秀学术论文一等优秀学术论文基于Hilbert-Huang 变换的大地电磁信号处理方法蔡剑华湖南文理学院汤井田中南大学化希瑞武汉铁路勘测研究院体外CFRP筋预应力混凝土箱梁长期受力性能试验研究曹国辉湖南城市学院方志湖南大学胶包埋酶解法在大鼠肝脏质膜蛋白质组学中的应用曹锐湖南师范大学生命科学院贺权源湖南师范大学生命科学院周健湖南师范大学生命科学院艾灸预处理对应激性溃疡大鼠胃粘膜热休克蛋白70及其基因表达的影响常小荣湖南中医药大学彭娜湖南颐而康保健有限责任公司易受乡湖南中医药大学基于Sox基因DNA片段的全新分子遗传标记方法陈琳湖南师范大学李伟湖南师范大学刘少军湖南师范大学分离式霍普金森压杆加载半圆盘三点弯试样测试动态断裂参数陈荣国防科技大学理学院K.Xia多伦多大学F.Dai多伦多大学不对称T型石墨纳米带的不对称输运陈元平湘潭大学谢月娥湘潭大学钟建新湘潭大学橙皮苷半合成5种生物活性黄酮类化合物单杨湖南省农产品加工研究所李高阳湖南省农产品加工研究所汪秋安湖南大学化学化工学院薄拱坝极限承载能力研究与应用范金星湖南水利水电职业技术学院王开治武汉大学水资源与水电工程科学国家重点实验室中草药黄芩苷对有机阴离子转运体1B1的底物罗素他汀药代动力学的影响范岚中南大学临床药理研究所张伟中南大学临床药理研究所郭栋慢性吗啡处理选择性损伤大鼠线索性恐惧消退记忆顾朝亮南华大学李鹏南华大学胡弼南华大学在苏云金杆菌中高效表达组成型几丁质酶及其对CrylAc毒素的增效作用胡胜标湖南师范大学夏立秋湖南师范大学丁学知湖南师范大学π桥电液比例溢流阀负载特性胡燕平湖南科技大学谌铎文派克汉尼汾流体传动产品有限公司广州分公司毛征宇湖南科技大学铬渣堆场土壤铬污染空间分布特征黄顺红湖南有色金属研究院彭兵中南大学杨志辉中南大学冠心II号对急性心梗大鼠诱导的心脏保护作用与它的三个吸收活性成分有关黄熙中南大学湘雅医院秦锋中南大学湘雅医院张红敏河南省眼科研究所高分子量FGF-2引起心肌肥大与cardiotrophin-1表达改变有关姜志胜南华大学Madhumathy 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Laboratory陶建军湖南科技大学拟南芥DWARF4弱突变揭示了芸苔素在茉莉素抑制根生长中起对抗作用任春梅湖南农业大学韩成云湖南农业大学彭文清华大学拉延成形多目标稳键优化设计方法孙光永湖南大学李光耀湖南大学龚志辉湖南大学配电静止同步补偿器的补偿电流检测方法唐杰邵阳学院罗安湖南大学涂春鸣湖南大学我国入境旅游客源市场主成分分类研究王迪云湖南商学院李若梅湖南省计量检测研究院热超声倒装键合界面的原子扩散研究王福亮中南大学机电工程学院韩雷中南大学机电工程学院钟掘中南大学机电工程学院一致性双链DNA对p53蛋白的捕获及采用二茂铁覆盖的纳米金粒子/抗生物素蛋白复合物对p53的电化学放大检测王建秀中南大学化学化工学院朱旭中南大学化学化工学院涂秋云中南大学湘雅三院利用本土浸矿微生物浸出黄铜矿和斑铜矿的研究王军中南大学资源加工与生物工程学院覃文庆中南大学资源加工与生物工程学院一种基于GP算法的多准则决策函数构造方法王四春湖南商学院联合多目标优化和混合进化算法求解约束优化问题王勇中南大学信息科学与工程学院蔡自兴中南大学信息科学与工程学院郭观七湖南理工学院基于Copula函数的相关性测度及其在中国股市的应用文凤华长沙理工大学经管学院刘志峰长沙理工大学经管学院腺苷脱氨酶治疗对阴茎异常勃起时阴茎海绵体的舒张的防止及逆转作用文甲明中南大学湘雅三医院蒋先镇中南大学湘雅三医院戴英波中南大学湘雅三医院行为干预联合二甲双胍治疗抗精神病药物引起的体重增加:一项随机对照研究吴仁容中南大学湘雅二医院赵靖平中南大学湘雅二医院中国家族性腓骨发育不全症的新TGFβ1突变位点吴松龄湖南师范大学梁淑媛湖南师范大学王跃群湖南师范大学拟南芥复制因子C亚基3对系统获得性抗性的负调控作用夏石头湖南农业大学朱兆海湖南农业大学萧浪涛湖南农业大学山萘酚通过改善一氧化氮的水平和减少非对称二甲基精氨酸水平抗血管内皮损肖红波湖南农业大学方俊卢向阳镱铥共掺杂氟化镥粒子的燃烧-氟化法制备与上转换发光肖思国湘潭大学阳效良湘潭大学丁建文湘潭大学多枝赖草基因组可转化人工染色体(TAC)文库的构建和鉴定徐粤宇湖南工程学院周玉雷仲恺农业技术学院宋琳琳河南科技学院层间接触对沥青加铺层性能的影响颜可珍湖南大学江毅湖南大学黄立葵湖南大学靶向Akt1的脱氧核酶在鼻咽癌细胞增殖和凋亡中的作用杨力芳中南大学肿瘤研究所肖兰博中南大学肿瘤研究所马小倩中南大学肿瘤研究所飞腾64流处理系统:系统结构、编译技术和编程方法杨学军国防科学技术大学PDL重点实验室晏小波国防科学技术大学PDL重点实验室邢座程国防科学技术大学PDL重点实验室一种对比度敏感的可逆图像可见水印技术杨颖湖南大学孙星明湖南大学杨恒伏湖南大学用于二氧化碳化学固定的有机铋氧化物、氢氧化物和烷氧化物尹双凤湖南大学化学化工学院鼻咽及鼻咽癌组织中标记滞留细胞的鉴定张宏波中南大学肿瘤研究所任彩萍中南大学肿瘤研究所杨旭宇中南大学肿瘤研究所量子色动力学中重味重子谱研究张建荣国防科学技术大学黄明球国防科学技术大学高光催化活性纳米二氧化钛颗粒的微乳液法制备张世英长沙学院余取民长沙学院陈振华湖南大学一株菊酯类农药降解菌的分离鉴定及其降解酶基因的克隆张松柏湖南省农业科学院植物保护研究所张德咏湖南省农业科学院植物保护研究所刘勇湖南省农业科学院植物保护研究所分子电子器件的1-V特性的非对称接触效应的第一原理研究张振华长沙理工大学杨中芹复旦大学袁剑辉长沙理工大学各种类型的畸变对相干合成光束的影响周朴国防科技大学光电科学与工程学院刘泽金国防科技大学光电科学与工程学院许晓军国防科技大学光电科学与工程学院求解单调非线性方程组的无需使用度量函数的一种具有全局收敛性质的BFGS算周伟军长沙理工大学李董辉湖南大学二等优秀学术论文小鼠Lbh的人类同源基因Hlbh在心脏中表达且激活SRE和AP-1介导的MAPK信号途径艾建平湖南师范大学王跃群湖南师范大学谭坤荣湖南师范大学加强转诊和追踪以提高结核病发现率的实施性研究白丽琼湖南省结核病防治所杨华林湖南省结核病防治所简学武湖南省防痨协会预测金属玻璃的约化玻璃转变温度的人工神经网络模型蔡安辉湖南理工学院熊翔中南大学刘咏中南大学中南农田高效循环模式关键技术研究的几点思考蔡立湘湖南省农业科学院纪雄辉湖南省土壤肥料研究所彭新德湖南省农业科学院科技情报研究所柔性管与紊流耦合的减阻效果研究蔡书鹏湖南工业大学金国裕武汉大学水利学院李大美武汉大学水利学院论技术选择的多维性常立农湖南大学李凯湖南大学抗氧化物酶对缺血再灌注所诱导的视网膜微血管损伤的保护作用陈百华中南大学湘雅二医院眼科Sergio 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Gthβ和Gthr基因在不育三倍体鱼和可育四倍体鱼中的差异性表达龙昱原湖南师范大学博士毕业陶敏湖南师范大学刘少军湖南师范大学银纳米粒子热力学性质的尺寸效应罗文华湖南理工学院胡望宇湖南大学肖时芳湖南大学含反应扩散项的时滞细胞神经网络模型的W1,2(Ω)-与X1,2(Ω)-稳定性罗毅平湖南工程学院夏文华湖南工程学院刘国荣湖南工程学院一类泛函最优化问题的解的存在性罗智明湖南商学院张可村西安交通大学镍薄膜压痕蠕变行为的尺度依赖性马增胜湘潭大学龙士国湘潭大学周益春湘潭大学锰上层掺杂双层石墨烯的结构、电子和磁性质毛宇亮湘潭大学钟建新湘潭大学MICA基因多态性与沙眼衣原体感染和不孕症的关系梅冰中南大学湘雅医学院罗奇志中南大学湘雅医学院杜昆中南大学湘雅医学院基于词计算的语言动力系统及其稳定性莫红长沙理工大学科协王飞跃中国科学院自动化研究所风疹病毒感染人血管内皮细胞的差异表达基因及其分子生物过程的基因芯片筛选莫小阳湖南师范大学马文丽南方医科大学张亚莉贵阳医学院用ATRP方法制备聚苯乙烯/纳米二氧化硅杂化粒子欧宝立湖南科技大学李笃信中南大学水稻黄化苗突变体的C4光合特征欧立军湖南师大生科院具有SW缺陷石墨烯纳米带的羧基化学功能化欧阳方平中南大学黄兵清华大学徐慧中南大学基于灰色系统模型的城乡建设用地规模预测——以常德市鼎城区为例彭保发湖南文理学院胡曰利中南林业科技大学吴远芬中南林业科技大学一种新型水泥土圆弧连拱及桩反支墩复合支护结构在工程中的应用彭春雷湖南宏禹水利水电岩土工程有限公司王雄鹰华能湖南岳阳发电有限责任公司工程部孙茜湖南宏禹水利水电岩土工程有限公司湖南省高速公路滑坡研究彭立湖南省交通规划勘察设计院密蒙花提取物对去势雄兔干眼症的预防作用彭清华湖南中医药大学姚小磊湖南中医药大学吴权龙湖南中医药大学第一附属医院高效液相色谱法同时更灵敏快速的检测犬尿喹啉酸和色氨酸皮兰敢郴州市第一人民医院唐爱国中南大学湘雅二医院莫喜明中南大学湘雅二医院蓝桉树木园异型杂交及花粉污染的微卫星分子标记研究饶红欣湖南省森林植物园Briony Patterson塔斯马尼亚大学植物学系林业可持续发展研究中心Brad Potts塔斯马尼亚大学植物学系林业可持续发展研究中心电阻点焊电极冷却系统的数值研究饶政华中南大学能源科学与工程学院廖胜明中南大学能源科学与工程学院。
沥青混凝土路面稳定性与耐久性的影响因素与防治措施分析摘要:稳定性和耐久性是影响沥青混凝土路面使用寿命的两大基本问题,现代公路建设者和设计者们对公路的稳定性和耐久性给予高度重视。
近年来,随着我国交通运输业的高速发展,路基路面的工程投资巨大,因此,要保证沥青混凝土面层具有良好的力学性能和较好的耐久性及行车舒适性,并适合于各种车辆的通行,其中耐久性就是一个重要的影响因素。
很多路面的沥青面层发生了大面积的损害,甚至影响到正常的营运,造成较大的经济损失和社会影响。
本文重点分析了影响公路沥青路面耐久性的重要因素—沥青混合料的稳定性与防护方式,沥青路面水损害的影响因素和防治措施等。
关键词:沥青路面水损害大气降水影响一条公路路面的因素有很多。
随着我国近年来交通建设的飞速发展,公路建设取得了一些突破性的进展。
但同时沥青混凝土路面也存在着大量病害,必须要有严密的施工组织设计,严格的组织管理,还要保证合格的原材料和施工过程中的施工工艺和质量的管理与控制,才能确保公路工程施工的高效性。
对于沥青路面的公路,路基,材料,大气降水对于路面的稳定性和耐久性都有很大的影响。
影响沥青路面的因素路基路面结构的主体裸露在大气中,并具有路线长,与大自然接触面广的特点。
其稳定性受到自然因素、人为因素和环境因素的极大影响。
地质和地理条件、气候条件及水文地质条件和土的类别与强度是影响路基路面稳定性的主要自然因素。
静载.动载的大小及重复作用次数、路基填土或填石的类别与性质、路基的断面形式、路面的等级与结构类型、排水构筑物的设置情况,路面表层是否渗水等,不同类别的土是否分层填筑。
路基压实方法及质量。
面层的施工质量与水平和养护措施及沿线附近的人为设施。
如水库.排灌渠道.水田及人为的活动等都是影响路基路面稳定性的因素。
路基路面结构内温度和湿度的变化则是影响路基路面结构稳定性的环境因素。
路基土和路面材料的力学性质随温度和湿度的变化而产生变化,使路基路面结构分析和计算复杂化。
沥青路面的层铺法、路拌法施工技术概述沥青路面作为现代道路建设中重要的一种路面结构,施工质量和施工技术的好坏直接影响着道路的使用寿命和安全性。
层铺法和路拌法是沥青路面施工中常用的两种技术,下面将对这两种技术进行概述。
一、层铺法施工技术层铺法是将沥青混合料分层铺设,一般分为底基层、中间层和面层。
具体施工步骤如下:1.基础处理:对基础进行平整、压实,并清除杂物和污物。
2.底基层施工:底基层是整个路面结构的支撑层,要求基础稳定、厚度合适,一般采用碎石、砂子、水泥等材料进行铺设和压实。
3.中间层施工:中间层是起到缓冲和分散荷载的作用,一般采用AC-20或AC-25级别的沥青混合料进行铺设和压实。
4.面层施工:面层是路面的最外层,也是最接触车辆的部分,一般采用AC-30或AC-40级别的沥青混合料进行铺设和压实。
同时,可以添加一些颜色颜料进行着色,提高道路美观度。
5.弯道处理:若道路存在弯道,需要特别处理,使得弯道部分的厚度和坡度符合要求。
二、路拌法施工技术路拌法是将沥青混合料在摊铺机上进行混合后直接摊铺,一般采用的是HL-3级别的沥青混合料。
具体施工步骤如下:1.基础处理:同层铺法。
2.沥青混合料制备:将砂子、碎石、沥青和其他添加剂按照一定比例混合,形成沥青混合料。
3.摊铺:将沥青混合料拌匀后,放入摊铺机中进行摊铺,需控制好摊铺速度和均匀性。
4.压实:摊铺后立即进行压实,一般采用震动压路机和钢轮压路机进行交替压实,确保路面平整。
总体来说,路拌法施工速度快、节约人力物力,但要求混合料的质量和摊铺机的操作技术高。
层铺法则能够对路面进行分层铺设和保护,但施工速度较慢,需要更多的人力物力。
因此,在实际道路施工中,需根据各自的情况来选择合适的施工技术。
沥青的内摩擦角和粘聚力
沥青是一种常见的道路材料,它的内摩擦角和粘聚力对于道路
的性能和使用具有重要的影响。
首先,让我们来谈谈沥青的内摩擦角。
内摩擦角是指在两个接
触表面之间施加力时,能够抵抗相对滑动的最大角度。
对于沥青路
面来说,内摩擦角的大小直接影响着车辆在路面上的牵引力和抓地力。
一般来说,沥青路面的内摩擦角较大,可以提供较好的抓地力,使车辆在行驶过程中更加稳定。
而内摩擦角的大小受到许多因素的
影响,包括沥青的质地、温度、湿度以及车辆轮胎的状况等等。
其次,我们来看一下沥青的粘聚力。
粘聚力是指沥青内部分子
间的作用力,它决定了沥青材料的黏性和抗剪强度。
在道路建设中,沥青的粘聚力直接影响着路面的稳定性和耐久性。
如果沥青的粘聚
力不足,容易出现龟裂和剥落现象,影响路面的使用寿命。
因此,
在沥青路面的设计和施工过程中,需要控制好沥青的粘聚力,通常
通过添加剂和施工工艺来提高沥青的粘聚性能。
总的来说,沥青的内摩擦角和粘聚力是道路工程中非常重要的
参数,它们直接影响着道路的安全性、舒适性和使用寿命。
因此,
在道路设计、建设和维护过程中,需要对沥青材料的内摩擦角和粘聚力进行充分的考虑和控制,以确保道路的良好性能和使用体验。
沥青路面表面层抗滑性能影响因素及试验浅析摘要:道路桥梁路面的抗滑性能是衡量其建设质量的关键性因素,如果公路桥梁路面的抗滑性能较差,则会严重影响过往车辆安全,导致其在遇到紧急事故时无法立即刹车。
根据沥青材料的性质来看,存在着多项影响沥青路面防滑性能的因素,主要包括沥青材料、矿料级配车辆因素等,每一项因素对沥青路面的防护性能影响程度不同。
因此,为了提高沥青路面防滑性能,保障车辆行驶安全,必须准确掌握影响沥青路面防滑性能的关键因素,从而制定科学的措施进行解决,是提高公路安全性的重要方式。
关键词:沥青路面;抗滑性能;影响因素;试验研究前言在我国道路桥梁工程建设过程中,沥青作为主要路面材料,对于道路桥梁整体性能有着较大的影响。
当路面的抗滑性能不足时,则会导致过往车辆无法急刹车或刹车滑行距离过远,从而无法保证行车的安全性,容易引起多种交通事故,进而对驾驶员生命财产安全造成很大威胁,所以在道路工程建设中,需要采用科学的检测方法对路面抗滑性能进行检测。
因此,本文将对沥青路面抗滑性能影响因素及试验进行深入地研究与分析,并提出一些合理的意见和措施,旨在进一步促进我国道路桥梁建设工程质量提升。
1分析沥青路面抗滑性能的影响因素1.1路面因素(1)沥青材料因素。
沥青材料作为有机胶凝材料,具有黏结性、隔热性等特点,以及防水、防渗等性能,能够促进集料间的黏结,保证沥青混合料的强度稳定性,对沥青路面的抗滑性能有着直接影响。
(2)矿料级配因素。
矿料级配能够影响路面材料内部结构构成,通过采用科学的级配方式,能够提高沥青路面的抗滑性能,同时能够提高路面基础质量。
沥青路面在具有较好的抗滑能力基础上,同时能够保证较好的外观,通过科学的矿料级配,能够全面提升沥青路面综合性能,是影响其质量和抗滑能力的关键因素[1]。
1.2 过往车辆因素(1)行车速度因素。
根据研究表明,沥青路面的抗滑性能不仅受到材料影响,同时受到车辆行驶速度影响,在车辆行驶速度较慢且路面较为干燥的情况下,沥青路面抗滑能力较强;如果车辆行驶速度过快,且沥青路面较为湿润时,沥青路面的宏观结构对其路面抗滑性能的影响程度更大。
沥青路面施工中存在的不足及改进措施沥青路面施工中存在的不足及改进措施1.1我国沥青混凝土路面设计以弯沉为设计指标,应用多层弹性理论用计算方法确定路面厚度,并对层底拉应力验算。
但是这里有一个前提假设是“层间接触条件为完全连续体系”而实际施工路面按三层或四层施工,施工中虽然采取了封层、粘层等措施,路面层间连接仍是薄弱环节,路面施工往往在通车前,各分项工程交叉施工无法避免,层间污染严重,突出问题是分层施工后层间粘结不紧密,造成路面层间不连续,路面开裂后水进入空隙,行车时的动水压力和静水压力使沥青与石料剥落,出现路面松散、坑槽。
分层施工的第二个问题是由于摊铺层太薄,温度散失快,摊铺时容易出现温度离析,碾压达不到规定的压实度。
沥青混凝土路面摊铺时出现温度离析是非常可怕的,一旦出现温度离析,无论采用胶轮压路机或是钢轮压路机,仍然难于压实,造成路面早期破坏。
第三,分层施工周期长,施工设备成本高,又浪费粘层油,增加道路的总体成本。
1.2减少摊铺层数可有效克服上述问题,但是减少摊铺层数,必然增大摊铺厚度,由于受机械水平的限制,《公路沥青路面施工技术规范》JTG E40-2004规定“沥青混凝土路面的压实层最大厚度不宜大于100mm”。
近几年,路面施工机械发展很快,路面压实机械吨位已提高到14-15t,同时压路机的整体性能也有提高,将沥青混凝土路面压实层厚提高到12-15cm是可行的。
1.3选用特殊的双层摊铺机。
该摊铺机实际是两台摊铺机合二为一,可同时摊铺两种不同的混合料,一种混合料由常规的自卸车供料;另一种混合料由沥青混凝土转运车供料。
使用该机械可同时摊铺中、下面层,也可同时摊铺中、上面层混合料,无需改变原路面设计方案。
缺点是摊铺费用较高,一台这种摊铺机价格接近千万,施工单位承受不起,须业主补贴或业主购买。
2传统沥青路面施工中存在的问题及不足2.1影响沥青路面的主要因素沥青路面的使用性能要求主要是抗滑性能好和平整度好。
文章编号:1674-2974(2009)05-0011-05层间接触对沥青加铺层性能的影响X颜可珍1,2,江 毅1,黄立葵1,郝培文2(1.湖南大学土木工程学院,湖南长沙 410082;2.长安大学公路学院,陕西西安 710064)摘 要:通过选取古德曼模型,基于弹性层状体系理论对不同层间接触情况下沥青加铺层受力及变形规律进行分析,研究了考虑水平力时层间接触对加铺层的影响.研究结果表明:层间接触不良会导致加铺层弯沉、拉应力变大;不同界面的层间接触变化对加铺层表弯沉影响程度相差不大,但对拉应力影响程度不同;水平力大小对加铺层底拉应力影响不大,但对加铺层表拉应力影响较大;不同层间接触对加铺层剪应力影响与水平力大小有关.在进行加铺设计、施工时候必须考虑层间接触对加铺层性能的影响.关键词:路面工程;层间接触;沥青加铺层;弯沉中图分类号:U 416.22 文献标识码:AEffect of Bond Condition on Overlay PerformanceYAN Ke -zhen1,2,JIANG Yi 1,HU ANG L-i kui 1,HAO Pe-i wen2(1.Colleg e of Civil Engineer ing ,Hunan U niv,Changsha,Hunan 410082,China;2.School of Hig hw ay Engineer ing ,Chang .an U niv ,Xi .an,Shaanx i 710064,China)Abstract:T he Goodman model w as introduced to analyze the overlay performance,taking into account dif -ferent degrees of interface bond based on the elastic mult-i layer system.And then,the consequences of interfacebond on overlay performance were analyzed w hen considering a horizontal load in addition to the standard vertical dual load.The results have indicated that the poor interface bond can increase deflection and tensile stress,the influence of deflection by the chang e of bond is almost the same,but the tensile stress is quite different.Hor-i zontal load has some effect on the bottom of overlay .s tensile stress,but as a more important effect on surface tensile stress,the effect of bond condition on shearing stress changes w ith different horizontal loads.More atten -tion should be paid to the interface bond during overlay desig n and construction.Key words:pavement eng ineering ;interface bond;asphalt overlay;deflection沥青路面由于各结构层间材料特性差异或者面层的分层铺筑导致层间接触往往难以达到完全连续,层间接触可能从完全连续到完全滑动不等.研究表明这种层间处的接触情况对路面结构体系的应力影响非常大[1].姚占勇等[2]分析了路面层间接触对半刚性路面性能的影响规律.在对旧沥青路面进行加铺时,新旧沥青面层间由于材料差异及施工等原因使得加铺层与旧沥青面层间接触难以达到理想的连续状态,目前的研究尚不清楚层间接触对沥青加铺层结构的影响.因此,本文基于旧沥青路面加铺沥青面层的路面结构,采用不同剪切刚度的弹簧模型来模拟加铺层层间的接触状态,研究不同层间接触状态时路面结构的变形和应力变化规律,从而为沥青加铺层的设计和施工提供指导.X 收稿日期:20080704基金项目:国家自然科学基金资助项目(50808077)和中国博士后科学基金资助项目(20070411113)作者简介:颜可珍(1975-),男,湖南桃江人,湖南大学副教授通讯联系人,E -mail:yankz2004@第36卷 第5期2009年5月湖南大学学报(自然科学版)Journal of Hunan U niversity (N atural Sciences)Vol.36,No.5M ay 120091 分析模型的建立路面层间结合状态越好,越趋近连续状态.关昌余[3]的研究表明:古德曼模型能够合理地描述路面结构的层间接触状态.古德曼(Goodman)模型如图1所示.图1 Goodman 模型示意图F ig.1 Schematic of the Goo dman model当路面上下两层发生相对水平位移$v 时,则层间界面的剪应力可表示如下:S =K $v.式中:K 为层间抗剪模量(N/m 3);S 为层间界面处的剪应力(Pa );$v 为层间界面处的相对位移(m ).从式(1)可以看出,K 值大,说明层间粘结性好,趋于完全连续状态;K 值小则表示层间粘结性差,趋于完全光滑状态.当K 为无穷大(实际上在大于某个值后),即为完全连续体;当K =0时,即为完全光滑体.文献[4]认为:当K 小于108N/m 3时可认为接触面完全滑动,而K 大于1012N/m 3时,就可以把接触面看作是完全连续的.2 路面结构模型及计算参数本次研究采用某二级公路的加铺路面结构,原路面结构为10cm 沥青砼面层+20cm 水泥稳定砂砾基层+20cm 级配砂砾底基层,采用单层5cm 中粒式沥青混凝土进行加铺补强.采用路面专用计算程序对加铺路面结构进行计算和分析,计算时采用双圆均布体系图示.为了同时分析旧路路面与基层间接触对路面性能的影响,路面结构拟定为三层体系计算模型,加铺层厚度取5cm,模量取为1200M Pa,泊松比0.25;旧路面层计算厚度采用10cm,模量取600MPa,泊松比0.3;基础模量(包括旧路基层、垫层及土基)根据实测路表最大弯沉采用专用程序反算后取值为175MPa,泊松比0.35.采用密集型网格来计算各点的应力和位移[5],如图2所示.每两点间距0.026625m,沿道路方向为1倍当量圆直径,横向为1.75倍当量圆直径,在深度z 方向,每1cm 作为一个层次进行计算以保证精度.图2 平面计算点分布图Fig.2 Calculation points .posit ion at horizontal plane3 计算结果及分析311 层间接触对路面竖向变形的影响计算时,A 和B 分别代表加铺层与原有路面、原有路面与基层的层间接触,用0代表接触状态为完全连续,1代表层间接触为完全光滑.图3表示不同层间接触时,路面结构的竖向变形曲线.从图中可以看出,路表轮载附近发生较大竖向变形,路面层间的接触状态对荷载附近的竖向变形影响较大,而对荷载外侧的变形影响很小.加铺层与原有路面、原有路面与基层的层间接触均为完全光滑时竖向变形最大,完全连续时最小,前者最大竖向变形为0.704mm,而后者最大值为0.517mm,前者是后者的1.36倍.对于相同的某一界面条件,另一界面为完全光滑时竖向变形值大于完全连续时的值.可见层间接触良好与否对路面结构的整体强度有重要影响.图3 垂直变形曲线F ig.3 V er tical defor mation curve为了解层间抗剪模量对加铺层表弯沉的影响,分别计算某一界面完全连续时,另一界面随抗剪模量K 变化时路表弯沉值,计算结果如图4所示.从图4可以看出,当抗剪模量约小于107N/m 时,加铺层与原有路面完全连续时最大弯沉为0.537mm,而原有路面与基层完全连续时最大弯沉值为0.524mm ;当抗剪模量大于1011N/m 时弯沉值为0.450mm,且不随剪切模量的大小变化而变12湖南大学学报(自然科学版)2009年化;当抗剪模量值介于上述之间时弯沉值随剪切模量变大而减少.另外还可以看出,不同层位层间的剪切模量对弯沉的影响差异不大.可见对于加铺路面来说,层间接触状况对弯沉的影响显著,但不同界面之间的层间接触变化对弯沉的影响程度差异不大.lg K /lg(N/m 3)图4 弯沉随层间抗剪模量变化曲线Fig.4 T he curves of the deflection underdiffer ent shear modulus在上面计算的基础上,通过对理论弯沉值的修正,得出实测弯沉计算值,然后根据规范的设计方法,反算出不同层间抗剪模量时加铺路面所能承受的累计当量轴次,计算结果绘制于图5.lg K /lg(N/m 3)图5 永久变形破坏寿命随抗剪模量变化曲线F ig.5 T he var iet y curve of the deformationlife under different shear modulus从图5可以看出,层间接触状况对加铺路面所能承受的累计当量轴次影响很大.当路面层间接触为光滑时(抗剪模量小于等于107N/m ),路面结构所能承受的标准轴载约为250万次和300万次;而当层间完全连续时(抗剪模量为大于等于1011N/m),所能承受的标准轴载达到1000万次左右.可见层间接触对加铺路面的使用寿命影响非常大.因此在进行路面加铺时,适当改善结构层间的接触可以大大提高路面的使用寿命.312 层间接触对加铺层拉应力的影响3.2.1 无水平力时加铺层拉应力为了解层间抗剪模量对加铺层拉应力的影响,分别计算某一界面完全连续时另一界面随抗剪模量变化时加铺层拉应力值.通过计算发现:层表最大拉应力方向为垂直于行车道方向,层底最大拉应力方向为平行行车方向.图6表示加铺层最大拉应力与抗剪模量关系曲线.l g K /lg(N/m 3)(a)l g K /lg(N/m 3)(b)图6 加铺层最大拉应力随抗剪模量变化曲线图F ig.6 T he variety curve of max tensile stress in overlay under different shear mo dulus从图6可知,抗剪模量小于等于107N/m 时层底和层表最大拉应力随剪切模量变化基本保持不变,然后随着抗剪模量的增大而逐渐变小,当抗剪模量到达1011N/m 后层底、层表最大拉应力不再变化.相比原有路面与基层的层间接触状况,加铺层与原有路面的层间接触状况对于层底拉应力影响更大.对于层表拉应力也有着同样的规律,只是对层表拉应力影响要小于层底拉应力.比较图6(a)和6(b)可以发现,加铺层与原有路面完全连续时,加铺层最大拉应力出现在层表;而原路面与基层完全连续时则与另一界面的抗剪模量有关.一般情况加铺层最大拉应力在层底,但剪切模量大到一定值后层底可能出现压应力,这就导致加铺层最大拉应力在层表.综合加铺层拉应力大小及方向可发现,层间接触不良会使加铺层产生较大的拉应力,因而在层表可能出现纵向疲劳裂缝,而在层底可能产生横向疲劳裂缝.所以在加铺层设计和分析时,不仅要注意层间接触不良导致的层底拉应力,也要注意层表可能出现的较大拉应力.3.2.2 有水平力时加铺层拉应力路面水平力的大小与行车状况有关[6].图7表示不同水平力时加铺层最大拉应力与抗剪模量关系曲线.从图7可知,有水平力时加铺层最大拉应力随13第5期颜可珍等:层间接触对沥青加铺层性能的影响lg K /lg(N/m 3)(a)lg K /lg(N/m 3)(b)图7 不同水平力时加铺层最大拉应力随抗剪模量变化曲线F ig.7 Horizontal load influence on the max tensile stress in overlay under differ ent shear modulus抗剪模量变化规律与无水平力时类似.不同水平力条件下层底最大拉应力变化不大,这是因为水平力的影响在深度上是有限的[7].而层表最大拉应力在水平力系数为0.1时大小也没有变化,但是当水平力系数较大也就是汽车制动的时候,层表拉应力随着水平力系数变大而变大.比较加铺层底和层表最大拉应力值,可以发现:当水平力系数为0.5时,加铺层表的最大拉应力甚至远大于层底最大拉应力,其值可能会超过路面材料的极限抗拉强度,从而使路面超过其极限承载力而产生自上而下的横向裂缝,从而产生早期破坏[8].313 层间接触对加铺层剪应力的影响路面的剪切破坏也是路面的主要病害原因之一.表1~2表示加铺层与原有路面为完全连续和完全光滑时加铺层各深度处的最大剪应力及位置.图8表示加铺层最大剪应力随深度变化曲线.从表1~2及图8可知,加铺层各深度处最大剪应力位置随水平力系数及层间接触不同变化很大,随水平力系数的增大,加铺层各深度处最大剪应力都变大,且深度越深不同水平力系数引起的最大剪应力差值越小,主要是因为水平力的影响随深度增大而逐渐减小的缘故.加铺层与原有路面完全连续时,最大剪应力沿深度逐渐变小;而加铺层与原有路面完全光滑时,最大剪应力沿深度先变小然后变大.表1 完全连续时加铺层最大剪应力计算表Tab.1 The m ax shearing stress computation sheets considering the interlayer being completed integrated深度/m 最大剪应力大小/M Paf =0f =0.1f =0.2f =0.5最大剪应力平面位置/m f =0f =0.1f =0.2f =0.500.35340.38860.45050.88890.0532,00.0532,00.1598,0.10650.1598,0.10650.010.27390.30650.35470.51270.0532,00.1598,0.10650.1331,0.10650.1331,0.10650.020.28810.31620.34700.45460.1598,0.10650.1598,0.10650.1598,0.10650.1331,0.10650.030.29000.31170.33500.41230.1598,0.10650.1598,0.10650.1598,0.10650.1598,0.10650.040.28660.29560.30780.36580.2339,0.05320.213,0.07990.1598,0.10650.1864,0.10650.050.29150.29370.29860.33210.213,00.213,-0.02660.213,0.02660.213,0.0532表2 完全光滑时加铺层最大剪应力计算表Tab.2 The max shearing stress computation sheets considering the interlayer being completed slip深度/m 最大剪应力大小/M Paf =0f =0.1f =0.2f =0.5最大剪应力平面位置/m f =0f =0.1f =0.2f =0.500.34990.35010.42540.85860,00.0266,00.1598,-0.10650.1598,-0.10650.010.29630.30200.33040.48950.0532,00.0532,00.1598,0.10650.213,-0.07990.020.31730.32780.34850.44330.0799,0.05320.213,-0.07990.213,-0.07990.2396,-0.05320.030.38510.39020.40360.47560.1598,00.1598,-0.02660.1598,-0.02660.1864,-0.05320.040.54650.54660.55430.58930.1598,00.1598,00.1598,-0.02660.1864,-0.02660.050.71210.71180.71410.74170.1598,00.1598,00.1598,-0.02660.1598,-0.0266为了了解层间抗剪模量对加铺层剪应力的影响,计算不同水平力系数时随加铺层与原有路面抗剪模量变化时加铺层最大剪应力值的变化规律.计算发现,水平力系数为0,0.1,0.2时,最大剪应力的位置是在加铺层表轮载内侧边缘或者加铺层底轮载中心前后,而水平力系数为0.5时,最大剪应力出现在加铺层表的轮载中心前侧或者后侧.图9表示不同水平力时最大剪应力随抗剪模量变化曲线.14湖南大学学报(自然科学版)2009年加铺层深度/m(a)加铺层深度/m(b)图8 加铺层最大剪应力沿深度变化曲线Fig.8 Curve of max shearing stress under different depthlg K /lg(N/m 3)图9 不同水平力时最大剪应力力随抗剪模量变化曲线Fig.9 Hor izontal load influence on the max shear ing stress in overlay under differ ent shear modulus从图9可知,在水平力系数为0,0.1,0.2时,抗剪模量小于107N/m 时,剪应力大小基本保持不变,且水平力系数对其影响不大.然后随着抗剪模量的增大而逐渐减小,当抗剪模量到达1011N/m 后不再变化,此时最大剪应力随水平力系数的变大而变大.当水平力系数为0.5时,无论层间接触如何,其最大剪应力值都大于其他三种情况.随着抗剪模量的变大,最大剪应力出现一个较小的增长后保持不变.出现这种情况是因为最大剪应力位置始终发生在加铺层表并且位置发生变化的缘故.可见,对于较小水平力时,层间接触对于加铺层剪应力影响较大,而水平力较大时这种影响反而不明显.4 结 论1)对于加铺层表竖向变形最不利状况是界面层间接触为完全光滑时.层间接触状况对加铺层的使用寿命影响显著,改善层间接触有利于延长路面的使用寿命.因此,在对路面进行设计和施工时,其层间抗剪模量宜大于等于1011N/m.2)层间接触不良会使加铺层拉应力变大.加铺层与原有路面层间接触状况对拉应力的影响要大于旧路面层与基层层间接触状况的影响.3)水平力对加铺层底拉应力影响较小,但对层表拉应力影响很大,可能容易导致路面产生自上而下的横向裂缝.4)层间接触不良时,只有水平力系数较大时才会使加铺层剪应力明显增大.当水平力系数较小时,层间接触的改善会使加铺层最大剪应力变小,但水平力系数较大时,层间接触改善对加铺层最大剪应力影响不大.参考文献[1] 薛亮,张维刚,梁鸿颉.考虑层间不同状态的沥青路面力学响应分析[J].沈阳建筑大学学报:自然科学版,2006,22(4):575-578.XUE Liang,ZHANG W e -i gang,LIANG H ong -jie.The mechan-ical response analysis of asphalt pavement in different interface con -di tion betw een layers[J].Journal of Shenyang Jianzhu University:Natural Science,2006,22(4):575-578.(In Ch i nese)[2] 姚占勇,商庆森,赵之仲,等.界面条件对半刚性沥青路面结构应力分布的影响[J ].山东大学学报:工学版,2007,27(3):93-99.YAO Zhan -yong,SHANG Qing -sen,ZHAO Zh-i zhong,et al .The influence analysis of the sem-i rigid asphal t pavement 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