复合式路面结构特点及应用1
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复合式路面结构在重载交通道路中的应用复合式路面结构是现代路面技术中的一种重要类型,它结合了多种材料的优势,具有较好的耐久性和承载力,能够适应重载交通道路的需求。
本文将介绍复合式路面结构在重载交通道路中的应用。
一、复合式路面结构的构成复合式路面结构是由多层材料组合而成的。
其中,基础层是由水泥混凝土或沥青混凝土铺设而成,承担着支撑和传递荷载的责任。
面层则是由更为柔韧的材料,如不锈钢板、优质沥青、合成材料等覆盖,起到承载车流,抗剪切、疲劳、龟裂和滑移的效果。
中间层则是由复合材料构成,可以起到缓冲、加强、隔潮等作用,如玻璃纤维增强有机复合材料、仿木材料、泡沫塑料等。
1. 增强路面的承载能力:复合式路面结构中的不同材料相互协作,能够共同承载更大的荷载。
2. 增强路面的耐久性:面层材料抗剪切、疲劳,中间层材料抗龟裂、滑移,基础层材料抗压、变形,这些作用共同承载,可以使路面的使用寿命大大延长。
3. 提高路面的防水性能:复合式路面结构的中间层可以起到隔潮效果,可以有效减少地下水位带来的影响,保证路面的稳定性。
4. 提升路面的安全性能:复合式路面结构中面层材料应用铁路领域多种高强度钢铁,可以减少路面的滑动和打滑发生,并且减少起伏变化,加强反光作用,大大提高路面的安全性能。
复合式路面结构的应用范围非常广泛,特别是在重载交通道路中的应用效果显著。
例如大型港口、机场的跑道和车辆道路、铁路枢纽周边的公路、高速公路、国道等。
这些区域由于重载运输和频繁行车,对路面的要求十分严格。
而复合式路面结构恰能满足这些需求,大大提高了这些区域的通行效率和安全性。
此外,复合式路面结构还逐渐应用于各种城市道路、桥梁、隧道、地下车库等交通场所。
目前,复合式路面结构的应用已经得到了广泛的推广和应用,而未来的发展方向将会更多地关注绿色、可持续和节能低碳等方面,例如在使用过程中可以更有效地储存太阳能、应用再生材料、进行浅色路面设计等。
这些改进都将进一步提高复合式路面结构的性能和经济效益。
复合式路面结构在重载交通道路中的应用复合式路面结构是指两层或以上不同材料组成的路面结构,主要由上层面层和下层基层组成。
这种路面结构具有较好的路面稳定性、减小路面压力、降低路面噪音、提高路面耐久性等优点,因此在重载交通道路中得到了广泛的应用。
复合式路面结构的上层面层材料可通过改变沥青粘合剂、矿物骨料、添加剂的含量、种类、配比等进行调整,以达到不同的路面性能要求。
下层基层由碎石、砾石或水泥混凝土等硬质材料组成,能够有效承受车辆荷载并分散荷载压力。
一、减小路面压力重载车辆通行时,由于车轮荷载较大,在路面上形成强烈的压力,容易导致路面损坏和车辆运行不稳定。
采用复合式路面结构,上层面层材料采用高弹性模量的沥青混合料,可以在一定程度上减小路面压力,提高路面对车辆荷载的承载能力,延长路面使用寿命。
二、降低路面噪音砂浆路面和水泥路面等硬质路面材料容易产生噪音,而采用复合式路面结构,上层面层材料可以加入隔音材料,如聚乙烯丁基橡胶、橡胶粉等,有效减少路面噪音的产生。
尤其在城市的繁华商业区、住宅区等靠近居民区域的道路上,采用该结构的路面能够显著降低周边噪音污染的影响,提高居民的生活质量。
三、提高路面耐久性由于复合式路面结构中的上层面层材料具有较好的弹性模量、柔韧性和抗裂性等特点,能够有效抵抗路面开裂、车辙等问题的发生。
此外,上层材料的耐久性也较好,能够经受住不同气候条件、地区环境的考验,减少路面维修和重铺的需求,节约了路面养护成本。
复合式路面结构能够提高路面摩擦系数和抗滑性能,有利于车辆在滑冰、雨雪等恶劣路况下的行驶稳定性。
此外,该结构还可以分散车轮荷载,减小车辆制动距离,提高车辆的制动效果和行驶安全性。
综上所述,复合式路面结构在重载交通道路中得到广泛应用,并发挥了重要作用。
不仅提高了路面的稳定性、降低了路面噪音,还具有耐久性好、安全性高等优点,为交通事业的发展做出了贡献。
技术应用
钢筋即可满足要求,每层配筋率为0.15%~0.2%。
为了防止起吊过程中板边以及起吊调平构件周围发生开裂,还应对板边和起吊调平构件周边0.5m范围内进行钢筋加密,加密后每层每向配筋率为0.3%~0.4 %。
在此项目中,板块配筋采用单层双向钢筋网格,位置处于距板顶1/3厚度处,采用12mm螺纹筋,钢筋间距300mm。
板边和起
二、装配式复合路面快速修复施工流程
1.现场施工
板块预制完成后,通过平板车将其运送至现场进行施工。
现场施工的主要步骤包括:原路面破除及清理、基层整平、板块起吊与调平、板底注浆、接缝处理以及超薄磨
图3 板块平面位置及高程控制
技术应用。
复合式路面结构在重载交通道路中的应用在重载交通道路中,为了能够承载大型车辆的重量和提高道路的使用寿命,必须采用一种能够满足大负荷要求的路面结构。
复合式路面结构是一种比较理想的选择,其由多层不同材料组成,能够在不同层次上承担不同的力学作用,提高道路的承载能力和耐久性。
复合式路面结构主要由基层、底层、面层三个层次组成。
基层通常采用混凝土或沥青混凝土铺设,因其具有较高的抗压强度和较好的稳定性,可以给复合式路面提供坚固的基础支撑。
底层使用的是改性沥青混凝土或碎石等材料,其主要作用是承受车辆荷载并分散到基层,同时可以提供良好的排水性能,防止水分对路面结构的侵蚀。
面层通常采用耐磨层材料,如石砟、沥青等,以保证道路平整度和舒适性。
复合式路面结构还可以根据实际情况进行适当调整和改变,以满足不同道路的需求。
在高速公路等需求较高的地区,可以增加基层和底层的厚度,以提高路面的抗压能力和稳定性。
而在一些轻型车辆行驶频率较高的地区,可以减少基层和底层的厚度,以提高路面的舒适性和经济性。
相比于传统的单层路面结构,复合式路面结构具有以下优点:1. 承载能力强:由于采用了多层结构,每个层次都可以承担一部分荷载,从而提高了整体的承载能力。
2. 耐久性好:不同材料的组合和叠加使得路面结构更加耐久,能够经受长期的重型车辆行驶而不容易损坏。
3. 抗水湿和排水性能好:复合式路面结构中的底层材料具有良好的排水性能,能够迅速排走路面上的水分,防止水分对路面结构的影响。
4. 维护成本低:由于复合式路面结构更加坚固和耐用,其维护成本相对较低,可以降低道路维护和修复的频率和费用。
复合式路面结构在重载交通道路中的应用具有重要的意义,能够提高道路的使用寿命和承载能力,减少维护和修复的成本。
随着交通运输业的不断发展,复合式路面结构的应用将会越来越广泛,为交通道路的可持续发展做出贡献。
浅谈装配式树脂纤维复合路面运用技术树脂纤维复合路面是采用树脂及高强纤维,按照一定配比,加工成带有空格的板状材料,在拼装起来,形成路面结构的一种拼装路面。
树脂纤维复合路面是一种新型装配式环保路面,适用于工程建设现场临时地面及临时道路。
树脂纤维复合路面具有良好的物理、力学性能,承载力较大,不易变形;周转次数多,使用寿命长;重量轻、易于切割,安装拆装方便;可调整颜色,改善生产场所的环境,具有良好的经济、社会效益。
1 构造及承载力树脂纤维复合路面采用新型高分子材料制成,单块路面板尺寸为122cm×200cm×5cm。
优点如下:质量轻——每平米重量为25kg(而同等面积、厚度混凝土为122kg),两人即可安装;强度高——5cm厚材料的抗压强度为20MPa;抗折性能好;可循环利用10年左右。
避免了原混凝土道路板质量重、运输成本高、无法人工安装的缺点。
根据使用需求,该类型复合路面目前采用3种类型。
1.1 人行路面(适用于临建办公及生活区):路面材料采用“井”字状空心树脂纤维板,标准板尺寸为122*200*5cm。
1.2 轻载路面(适用于10吨以下货车):采用单面板加“井”字状空心树脂纤维板结构,标准板尺寸为122*200*5.3cm。
1.3 重载路面(适用于重型45吨以下货车):采用双面板加“井”字状空心树脂纤维板结构,标准板尺寸为122*200*5.6cm。
1.4车道布置图如下:2 施工工艺2.1 基层处理2.1.1 按相关规范的规定对基层顶面进行压实度、平整度、横坡、高程等项目的检查。
2.1.2 清除表面杂物,并在沙石摊铺前对基层表面洒水湿润,但不得过分潮湿而造成泥泞。
2.1.3 路基整平后,使用压路机进行碾压,压实度需达到94%以上。
2.2 施工放样基层处理合格后,准确放出中心线及边线位置,标好铺装范围。
路基宽度应比路面宽度宽0.5m,路基横坡宜为1%-2%。
2.3 摊铺整平在路基上铺设10cm厚碎石及砂混合料作为调平层。
高速公路短路基路面的结构设计如果短路基路面的结构设计出现不合理的情况,就会对整体的施工质量造成影响,不利于整个工程的建设。
为了避免这种情况的出现,需要对短路基的结构特点进行分析,结合整个工程的实际需求进行科学设计,为提升整个建筑工程的质量奠定基础,提高短路基结构的安全性和稳定性。
在此基础上,要对结构设计方案进行优化和完善,实现对每个施工环节质量的有效控制,以此促进整体经济效益的提升。
一、高速公路短路基的特点1、施工难度大短路基通常位于桥梁和隧道之间,位置分散、长度较短,大部分为高填方和深挖方,施工难度大,给现场施工带来挑战。
作为施工单位和施工人员,首先应该重视现场地形地质勘查,结合现场施工做好勘查设计工作,有效指导短路基施工。
2、压实质量无法保证压实度对短路基应用质量有着直接影响,但是在地形条件比较复杂的区域,特别是山区地区,短路基一般处于比较陡峭的地区,许多大型机械设备无法使用,只能应用小型机械或者是通过人工操作的方法来开展压实工作,这就无法保证压实质量,在应用的过程中容易出现沉降现象。
3、沉降现象严重压实度无法得到保障就会导致路基填料不均匀,不同部位的性能和刚度存在着较大的差异,在后续施工中会出现不均匀沉降现象。
如果没有采取针对性的措施进行处理,则会对整个高速公路的路面造成影响,不利于后续的应用。
高速公路上的大型车辆比较多,对路面的影响比较大,如果公路本身存在问题,在外界环境的影响下,很容易出现开裂的情况,影响应用效率,也存在一定的安全隐患。
二、高速公路短路基面层结构设计1、面层结构的选择水泥混凝土面层刚度大,可以弥补短路基压实度控制难的问题,缓解路面不均匀沉降带来的路面损坏。
但短路基压实度不够、不均匀沉降严重,容易导致混凝土面板局部压力过度集中,出现早期损坏,制约车辆安全顺利通行。
而在混凝土面层掺入钢纤维并形成钢纤维混凝土,能增强路面的抗裂、抗弯拉、抗疲劳性能,促进工程质量提升,设计中需要重视它的应用。
复合式路面结构在重载交通道路中的应用复合式路面结构是指在传统的沥青路面结构上添加一层钢筋混凝土层的一种新型路面结构形式。
它是针对传统沥青路面存在的易损坏、易破坏、寿命短等问题而提出的一种解决方案。
复合式路面结构的应用在重载交通道路中具有许多优势。
复合式路面结构能够增强路面的承载能力。
钢筋混凝土层的加入可以提高路面的强度和刚度,使得路面能够承受更大的车辆荷载。
这对于承载重载交通道路上大型货车、工程车等重型车辆来说尤为重要。
复合式路面结构的应用可以有效减少路面的龟裂、断裂等损坏情况的发生,延长路面的使用寿命。
复合式路面结构能够提高路面的稳定性和平整度。
传统的沥青路面容易受到温度变化和车辆荷载的影响而产生起伏、变形等问题,影响驾驶的舒适性和车辆的行驶安全。
而在复合式路面结构中,钢筋混凝土层可以有效减少路面的变形和沉降,提高路面的平整度,减少了行车阻力,提高了行车的舒适性和安全性。
复合式路面结构还具有较好的防水性能。
钢筋混凝土层能够有效阻止地下水和雨水渗透到路面下方,避免路基的软化和冲刷,从而保护路基的稳定性和安全性。
这对于重载交通道路来说尤为重要,特别是在雨季或湿润地区的道路上。
复合式路面结构还具有较好的维修性和重建性。
传统的沥青路面在受到严重损坏后需要进行大规模的重建工程,耗费时间和资金较多。
而复合式路面结构中的钢筋混凝土层可以单独进行维修和重建,可以节省时间和成本,减少了对交通的影响,提高了路面的可维护性和可持续性。
复合式路面结构在重载交通道路中的应用具有许多优势,能够增强路面的承载能力,提高路面的稳定性和平整度,改善防水性能,同时还具有较好的维修性和重建性。
复合式路面结构是重载交通道路建设中的一种创新选择,对于提高道路的使用寿命、减少维修成本、保障交通安全具有重要意义。
复合式路面结构在重载交通道路中的应用复合式路面结构是指在道路建设中,采用不同类型的材料组合构建路面结构,以提高道路的承载能力和耐久性。
在重载交通道路中,复合式路面结构的应用具有重要的意义,可以有效提高道路的承载能力,延长道路的使用寿命,减少维护和修复成本,提高交通安全性。
本文将就复合式路面结构在重载交通道路中的应用进行探讨。
一、复合式路面结构的种类及特点复合式路面结构可以根据不同的材料组合方式和结构形式进行分类,常见的复合式路面结构包括沥青混凝土与水泥混凝土结合路面、沥青混凝土与橡胶路面、水泥混凝土与石膏碎石路面等。
这些复合式路面结构在重载交通道路中的应用,主要有以下特点:1. 提高承载能力:通过不同材料的组合,可以充分发挥各种材料的优势,提高路面的承载能力,满足重载交通的需求。
2. 延长使用寿命:复合式路面结构可以有效分担交通载荷,延缓路面损坏和老化,延长道路的使用寿命。
3. 减少维护成本:由于复合式路面结构具有较高的耐久性和承载能力,可以减少路面的维护和修复成本,降低道路运营成本。
4. 提高交通安全性:复合式路面结构具有较好的防滑性能和抗滑移性能,能够提高道路的抗滑转能力,减少交通事故发生的可能性。
在重载交通道路中,复合式路面结构的应用可以有效应对车流量大、车辆重量大、频繁行驶等重载交通的特点,提高道路的承载能力和使用寿命,保障交通安全。
具体而言,复合式路面结构在重载交通道路中的应用主要包括以下几个方面:1. 高速公路:作为承载车流量大、车速快、车辆重型化的重载交通道路,高速公路对路面的要求非常高,采用复合式路面结构可以提高路面的承载能力和抗疲劳能力,延长路面的使用寿命,保证高速公路的安全畅通。
2. 地方干道:一些连接城市和乡村、连接工业区和居民区的地方干道,虽然车流量较小,但部分路段可能承载着大型货车和工程车辆,因此需要具备一定的承载能力和耐久性。
采用复合式路面结构可以适应不同路段的承载需求,提高地方干道的使用寿命。
复合式路面结构在重载交通道路中的应用复合式路面结构是一种由多层构成的路面设计,旨在增加道路的承载能力和耐久性。
在重载交通道路中,由于车辆频繁行驶、重量大、速度快等特点,道路承载能力和耐久性的要求更高,因此复合式路面结构的应用显得尤为重要。
复合式路面结构一般由基层、底基层、面层等组成,每一层都具有特定的功能和作用。
基层通常由稳定层或变形缓冲层组成,用于承受车辆荷载并分散荷载。
底基层则为支撑和稳定基层提供支撑。
面层则为车辆提供舒适的行驶体验,并且承载路面的表面磨损。
在重载交通道路中,复合式路面结构的应用可以带来诸多好处。
它可以有效增加道路的承载能力。
通过合理设计不同层次的路面结构,可以分散车辆荷载,减少对路面的局部压力,从而延长路面的使用寿命。
复合式路面结构还可以降低路面的变形和沉降,提高路面的平整度和舒适性。
这对于重载交通道路来说是非常重要的,可以减少车辆在高速行驶中的颠簸感,保障行车安全。
复合式路面结构还可以提高路面的抗裂性和耐久性。
由于重载交通道路上的车辆频繁行驶,路面往往会受到较大的冲击和振动,容易产生裂缝和损坏。
而采用复合式路面结构可以使不同层次的路面结构发挥各自的作用,有效阻止裂缝的扩展和延缓路面的老化损坏,提高路面的使用寿命,减少维修成本和交通事故的发生。
在实际应用中,复合式路面结构需要根据道路的交通量、车辆类型以及地理环境等因素进行合理设计。
一般来说,重载交通道路需要选择较厚的路面结构,以保证其承载能力和耐久性。
针对不同的地区和气候条件,还需要选择合适的路面材料,以防止路面在恶劣环境下的损坏。
复合式路面结构在重载交通道路中的应用具有明显的优势,可以提高路面的承载能力和耐久性,延长路面的使用寿命,减少维修成本和交通事故的发生。
随着交通运输的发展和道路建设的不断完善,相信复合式路面结构在重载交通道路中的应用将会得到更广泛的推广和应用。
刚柔复合式路面结构特点及常见病害分析路面结构是一种基础设施建筑物,包括路面表层、基层、基础和下部带等部分。
在路面建设过程中,不同的地域和气候条件需要采取不同的路面结构,刚柔复合式路面承载能力强,路面结构复杂,常见病害种类多。
本文将通过介绍刚柔复合式路面结构的特点及常见病害,来分析刚柔复合式路面在实际使用中遇到的问题和解决方案。
刚柔复合式路面结构特点刚性路面刚性路面是由水泥混凝土构成的,分为公路水泥混凝土路面和机场水泥混凝土路面两种。
刚性路面的结构特点是承载力强、耐久性好、路面平整度高,适用于高速公路、机场等高强度、高速铺设的场合。
柔性路面柔性路面是由多层不同材料堆积构成,其基础层为灰底砂,其上为沥青混凝土或水泥砂浆混凝土。
与刚性路面相比,柔性路面具有弹性,能够适应较大变形,适用于城市交通重要干道和生活小区道路等需要降低噪音和振动的场合。
刚柔复合式路面刚柔复合式路面是将刚性路面和柔性路面结合起来,由刚性路面和柔性路面通过胶凝剂结合在一起构成。
刚柔复合式路面结构特点是既有承载能力强的刚性路面又有耐久性好的柔性路面,能够满足不同路段的不同需求,提高路面使用寿命。
刚柔复合式路面常见病害分析破坏和龟裂刚柔复合式路面的公路水泥混凝土路面基层构造层数较多,不同层数之间的连接需要采用胶凝剂来加固。
当胶凝剂老化、连接松动时,就会导致路面结构失稳,出现龟裂和破坏现象。
解决方法:及时维护和修复路面结构,采用合适的胶凝剂加固连接。
水损刚柔复合式路面的柔性部分一般采用沥青混凝土,其耐水性较差,易受到风吹雨淋的影响。
在潮湿的环境下,水会渗入路面中层,引起多层接口处结构稳定度下降,出现形变和龟裂病害。
解决方法:及时修复路面病害并加强排水工程,减少水损的发生。
疲劳裂缝刚柔复合式路面在高强度的车流量下,各种材料之间的连接处受到反复变形,容易引起接口处的疲劳性裂缝。
解决方法:采用良好的路面结构设计,提高路面强度,加强车辆限制,减少车流量对路面的影响。
刚柔复合式路面结构与材料及发展趋势刘朝晖;黄优;余时清;刘靖宇;李盛;柳力;潘宇【期刊名称】《中外公路》【年(卷),期】2024(44)2【摘要】刚柔复合式路面作为一种耐久性路面结构,广泛应用于重载交通、特殊地质条件、桥隧铺装等工程。
为进一步推动耐久性刚柔复合式路面的应用,明确研究中的关键问题及发展方向,该文综述了国内外刚柔复合式路面的相关研究进展。
在梳理刚柔复合式路面结构设计理论及施工技术的基础上,首先阐述了刚柔复合式路面的结构力学行为特征,分析了沥青面层和刚性基层的荷载应力、温度应力及其交互影响,刚性基层上的沥青面层一方面直接承受荷载和环境作用,另一方面可以改善下卧结构层的应力场和温度场,是影响刚柔复合式路面服役性能及使用寿命的关键;明确了刚柔复合式路面的病害主要出现在沥青面层,由于沥青面层与刚性基层之间的模量差异巨大,刚性基层上的沥青面层更倾向于产生压剪破坏,刚性基层的开裂以及刚‒柔层间的结合状态对沥青路面的性能也有着显著影响;最后,分别从沥青面层抗剪、基层板整体性、刚‒柔层间结合3个方面归纳了刚柔复合式路面性能的提升技术。
基于刚柔复合式路面的结构力学特性,开展结构‒高性能材料一体化设计是提升刚柔复合式路面使用性能和耐久性的有效途径。
【总页数】27页(P27-53)【作者】刘朝晖;黄优;余时清;刘靖宇;李盛;柳力;潘宇【作者单位】长沙理工大学交通运输工程学院;长沙理工大学道路灾变防治及交通安全教育部工程研究中心;湖南省高速公路集团有限公司【正文语种】中文【中图分类】U416【相关文献】1.刚柔复合式路面裂缝反射预防材料开发及结构表征2.旧路改建刚柔复合式路面结构设计分析3.基于层次分析法的刚柔复合式路面结构层选择4.刚柔复合式路面结构室内压剪强度试验研究5.刚柔复合式路面在不同软土地基结构下的沉降分析因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
黑龙江交通科技HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI2028年第3期(总第325期)No. 3,206)(Sum No. 325)探讨复合式路面施工技术的应用研究陈本建(贵州桥梁建设集团有限责任公司,贵州贵阳550008)摘要:当前随着我国公路交通建设发展速度的加快,大量的公路工程不断被建设起来,对推动我国社会经济的发展以及促进各城市之间的经济交流都有着重要的意义。
在公路工程的施工过程中,路面施工技术受到人们广泛的关注和重视。
基于此,本文重点针对复合式路面施工技术展开了分析和研究,有效提出了相应的工程施工要点,对提高公路施工路面的整体施 工质量打下良好的基础。
关键词:复合式路面;施工技术;探讨中图分类号:U019.519 文献标识码:A 文章编号:803 -3333(2068)03 -0226 -061混凝土沥青复合式路面施工技术研究31 适用工程类型在我国一些工程施工量较大,并且公路施工长 度较长的项目当中,通常会使用双层复合式的混凝 土路面施工技术来加以开展。
当公路道路长度在 5 km 以上的情况下,这种路面施工对于整体路面结 构的承载能力要求相较高,同时对道路的耐久性也 有着较高的要求。
因此,针对此类公路工程建设来 讲,道路结构层通常情况下会使用土石材料和水泥 碎石材料来进行施工,施工的结构厚度至少需要超 过8 cm 以上。
在实际的施工当中,因为水泥混凝 土结构层具有较高的弯折强度,相比于沥青混凝土 来讲具有更加有效加固型效果。
依照这一工程施 工要点,在很多大型的工程施工当中,施工人员会 对路面防滑层内部加入一定量的水泥,通过这种方 法可以起到更加稳定性的路面施工效果。
37含水量控制除了在公路路基面施工过程中掺入水泥可以 起到良好的加固效果之外,在实际的施工过程中, 混合材料的含水量大小控制至关重要。
在公路路 面施工当中,向混合料内部加入骨料保证混合材料 充分搅拌,但是需要对混合材料的含水量大小进行 严格的控制,以此来有效提高整个路面施工的稳定 性。
复合式路面结构特点及应用1、复合式路面1.1无论从经济、技术、使用性能方面都优于单一柔性或刚性路面结构。
规范定义:面层由两层不同材料类型和力学性质的结构层复合而成的路面1.2种类: 1)水泥复合式路面:碾压砼—普通砼(RCC —PCC )、贫砼—普通砼(EPCC —PCC )、2)水泥混凝土加铺沥青混凝土复合路面:碾压混凝土—沥青面层(RCC —AC )、普通混凝土—沥青面层(PCC —AC )、钢筋混凝土—沥青面层(JRC —AC )、连续配筋混凝土—沥青面层(CRC —AC )。
1.3 水泥混凝土——沥青混凝土(CC-AC )复合路面特点:在水泥混凝土路面上加铺沥青层,即修筑水泥混凝土与沥青混凝土复合式路面结构,不仅可减少沥青用量(与柔性路面相比),而且可弥补刚性路面的不足(行车舒适性差、养护难度大等)。
沥青面层薄时的应力分布沥青面层厚时的应力分布2.1 沥青路面路用性能(1)足够的力学强度,能承受车辆荷载施加到路面上的各种作用力;(2)一定的弹塑性变形能力,能承受应变而不破坏;(3)与汽车轮胎附着力较好,可保证行车安全;(4)有高度的减震性,可使汽车快速行驶,平稳而低噪音;(5)不扬尘,且容易清扫和冲洗;(6)维修工作比较简单,且沥青路面可再生利用。
2.2 沥青路面不同于其他路面的使用性能1)沥青路面高温性能沥青路面高温性能习惯上是指沥青混合料在荷载作用下抵抗永久变形的能力。
稳定性不足,一般出现在高温、低加荷速率以及抗剪切能力不足时,也既沥青路面的劲度较低情况下(劲度——一定温度条件下的应力)对于渠化交通的沥青路面,高温稳定性问题主要表现为车辙;推移、拥包、波浪等类损坏,主要是由于沥青路面在水平荷载作用下抗剪强度不足所引起的。
2)沥青路面的低温稳定性沥青路面在低温环境下,失去柔性,变现出一定程度的脆性,并出现各种形式的低温裂缝。
路面上出现的各种裂缝,包括纵向裂缝、横向裂缝、龟裂、网裂等多与沥青路面低温下的脆性有关。
从国内路面裂缝的调查结果可知,由于路面设计不周或施工原因,而导致结构层本身强度不足,不能适应日益增长的交通量及轴载作用而产生的开裂,最初一般表现为纵向开裂,然后发展为网裂,这一类由荷载引起的裂缝,在中、低级道路及一些超载严重的高等级道路车道轮迹处常见。
对于大多数高等级公路来说,由于普遍采用了半刚性基层,有足够的强度,因此这一类荷载裂缝并不是主要的。
相反另一类裂缝即非荷载裂缝(低温裂缝)则普遍存在。
非荷载裂缝大部分为横向裂缝,主要为:①由于降温及温度循环反复作用,在离去路面产生的温度收缩裂缝;②由于半刚性基层收缩开裂产生的反射裂缝。
但是许多裂缝是多方面原因共同作用而产生的。
沥青路面的低温性能与沥青混凝土的低温变形能力有关,在很大程度上取决于沥青材料的低温性质、沥青与矿料的黏结强度、级级配类型以及沥青混合料的均匀性。
从低温抗裂性能要求出发,沥青混合料在低温时应具有良好的低温松弛性能,有较低的劲度和较大的变形适应能力,在降温收缩过程中不产生大的应力积聚,在行车荷载和其他因素的反复作用下不致产生疲劳开裂。
3)沥青路面水稳定性在沥青混合料和沥青结构内部有水的情况下,沥青路面会发生水损害,而水损害是沥青路面的主要病害之一。
行驶在沥青路面的汽车车轮动载荷载,在水分或冻融循环的综合作用下,使进入路面空隙中的水不断产生动水压力,从而在形成的真空负压抽吸的反复循环作用下,水分逐渐渗入沥青与集料的界面上,使沥青黏附性降低,并逐渐散失黏结力,沥青膜从石料表面脱落(剥离),沥青混合料掉粒、松散,继而形成沥青路面的松散、剥落和坑槽等损坏现象。
除了荷载及水分供给条件等外在因素外,沥青混合料的抗水损害能力时决定路面水稳定性的根本性因素。
它主要取决于矿料的性质,沥青与矿料之间相互作用的性质,沥青混合料的空隙率,以及沥青膜的厚度等。
4) 沥青路面疲劳特性随着公路交通量日益增长,汽车轴重不断增大,汽车对路面的破坏作用越来越明显,路面试用期间经受车轮荷载的反复作用,长期处于应力应变交叠变化状态,致使路面结构强度逐渐下降。
当荷载重复作用超过一定次数以后,在荷载作用下路面内产生的应力就会超过强度下降后的结构抗力,使路面出现裂纹,产生疲劳破坏。
5)沥青路面老化性能沥青材料在沥青混合料的拌合、摊铺、碾压过程及以后的沥青路面使用过程中都存在老化问题。
老化过程一般分为两个阶段,即施工过程中的热老化和路面使用过程中的长期老化(氧化)。
沥青混合料在拌合过程中的老化程度主要与温度有关,同时与沥青升温、存储的时间,脱水搅拌的程度及光、氧等因素密切有关外。
也与沥青在混合料中所处的形态有关,如混合料的空隙率、沥青用量等。
6)沥青路面抗滑性能沥青路面应有足够的抗滑能力,以保证在路面潮湿是,车辆能够高速安全行驶,而且在外界因素的作用下其抗滑能力不致很快降低。
沥青路面的抗滑性能取决于沥青路面的微观构造和宏观构造,而沥青混合料在很大程度上决定着沥青路面的特征,良好的路面构造能提高潮湿状态下路面—车轮间的排水能力,减少容易引起滑溜事故的弹性水动力润滑性摩擦的发生。
粗糙度与矿料的微表面性质、混合料的级配组成,以及沥青用量等因素有关。
7)沥青路面平整度路面表面平整度是影响行车安全、行车舒适性以及运输效益的重要使用性能。
路面不平整会引起车辆振动,从而对车辆磨耗、燃油消耗、行车舒适、路面损坏和交通安全等会产生直接的影响。
因此,平整度是度量路面使用性能的一项重要指标。
优良的路面平整度,要依靠优良的施工装备、精细的施工工艺、严格的施工质量控制以及经常和及时的养护来保证。
同时路面的平整度砼整个路面的结构,路基顶面的强度和抗变形能力,结构层所用材料的强度、抗变形能力以及均匀性有很大关系。
强度和抗变形能力差的路基路面结构和面层混合料,经不起车轮荷载的反复作用,极易出现沉陷、车辙和推挤破坏,从而形成不平整的路面。
8) 沥青路面防渗能力当沥青路面的防渗能力较差使,不仅影响沥青面层本身的水稳定性,而且还会影响到基层的稳定性。
停留在基层表层的水将使基层表面材料产生唧浆、软化,并导致承载能力降低。
沥青路面的抗渗能力主要取决于沥青混合料的水密性,沥青混合料的空隙率越大,其抗渗能力就越差。
为了防止水分渗入沥青路面结构内部,路面结构设计时,沥青面层至少有一层密集配沥青混凝土,其沥青混合料的现场空隙率应控制在8%以下,也可根据需要作封层结构。
2.3 沥青路面分类(6)按混合料的结构组成特点划分沥青混合料是由粗集料、细集料、矿粉和沥青以及外加剂所组成的一种复合材料。
粗集料分布在沥青与细集料形成的沥青胶砂中,细集料又分布在沥青与矿粉构成的沥青胶浆中,形成具有一定内摩阻力和黏结力的多级网络结构。
由于各组成材料用量比例不同,压实后沥青混合料内部矿料矿料分布状态、剩余空隙率也呈现出不同的特征,形成不同的组成结构,而具有不同组成结构特征的沥青混合料在使用时则表现出不同的性能。
按照沥青混合料的结构组成特点,将沥青混合料分为悬浮密实结构、骨架空隙结构和骨架密实结构。
①悬浮密实结构:配制的沥青混合料中,矿料颗粒由大到小连续存在,粒径较大的颗粒被较小一档的颗粒挤开,不能直接接触形成嵌挤骨架结构,彼此分离悬浮于较小颗粒和沥青胶浆之间,而较小矿料与沥青胶浆较为密实,形成了所谓悬浮式密实结构。
我国传统的AC-I就是典型的悬浮式密实结构。
悬浮式密实结构的沥青混合料经压实后,密实度较大,水稳定性、低温抗裂性和耐久性较好,是使用较为广泛的沥青混合料。
但这种沥青混合料结构强度受沥青性质及其状态影响较大,在高温条件使用时,由于沥青黏度降低,可能导致沥青混合料强度和稳定性下降。
②骨架空隙结构:当采用连续式开级配矿料与沥青组成沥青混合料时,较粗的集料颗粒彼此接触,形成互相嵌挤的骨架,但较细的粒料数量较少,不足以充填骨架空隙,以至压实后混合料中空隙较大,形成所谓的骨架空隙结构。
沥青碎石混合料(AM)和开级配磨耗层沥青混合料(OGFC)是典型的骨架空隙结构。
在形成骨架空隙结构的沥青混合料中,粗集料之间的嵌挤力对沥青混合料的强度和稳定性起着重要作用,结构强度受沥青性质和物理状态的影响较小,因而高温稳定性较好。
但由于压实后的沥青空隙率大,空气和水分等容易进入沥青混合料内部,引发沥青老化或将沥青从表面剥落,因此这种结构沥青混合料的耐久性值得关注。
通过百分率三种类型矿物质混合料级配曲线连续型密集配;连续型开级配;间断型密集配③骨架密实结构当采用间断型密集配矿料时,在沥青混合料中既有足够数量的粗集料形成骨架,又根据粗集料骨架空隙率的大小加入了足够的细集料和沥青胶浆,使之填满骨架空隙,形成较高密实度的骨架结构,这种结构兼具上述两种结构的优点,是一种较为理想的结构类型。
沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)是一种典型的骨架密实型结构。
(7)按路面基层力学结构层特性分类①柔性基层沥青路面:以沥青稳定类材料、粒料等为基层的沥青路面,最常用结构形式为沥青混凝土面层+沥青稳定碎石基层+粒料基层。
柔性基层沥青路面总体刚度小,在车辆荷载作用下产生的弯沉变形较半刚性基层大,经路面各结构层传递,作用在土基上的单位压力较大。
柔性基层沥青路面时国外发达国家主要使用的路面结构形式,通过合理的结果组合、材料组成和厚度设计激昂车辆荷载传递给土基,使土基承受的单位压力处于一定的范围内。
虽然柔性材料模量较低,塑性变形较大,对减少表面弯沉、土基顶面压应力或沥青底层底拉应变的效果不如半刚性基层明显,但柔性基层沥青路面的极限应变比半刚性基层沥青路面大。
在柔性基层沥青路面的总变形中,路基变形约占90%以上,故对柔性基层沥青路面结构应提高路基强度或加强软弱地基处理。
②刚性基层沥青路面:以水泥混凝土结构(通常为贫水泥混凝土)作为基层,上面铺筑较厚的沥青层的路面。
贫混凝土、碾压混凝土、水泥混凝土等刚性基层与其他基层相比具有很高的强度、刚度,较好的整体性和稳定性,良好的抗冲刷性能,当采用多孔透水混凝土时还兼有内部排水功能。
水泥混凝土材料作为沥青路面的基层,可以发挥水泥混凝土具有强度高、稳定性好的优点,同时沥青混凝土作面层,则具有行车舒适、噪音小的优点。
这种复合式路面可以避免各自的缺点,具有良好的使用性能和耐久性。
贫混凝土和普通混凝土刚性基层比半刚性基层会产生更大的干缩和温缩裂缝,宜导致其上沥青面层出现反射裂缝。
所以在刚性基层的路面结构中,应采取防止反射裂缝的措施,以保证沥青面层不至于因为基层开裂而反射至沥青面层表面。
研究表明,在基层及沥青面层之间铺设大粒径沥青碎石、级配碎石、应力吸收层等中间结构层都能有效地防止反射裂缝,但必须采取措施保证沥青层与水泥混凝土之间有良好的黏结状态。
③半刚性基层沥青路面:以半刚性基层材料为基层,其上直接铺筑沥青面层的路面,结构形式为沥青混凝土面层+半刚性基层。