当前位置：文档之家 › 收费广场无缝耐久路面表面功能研究

收费广场无缝耐久路面表面功能研究

  • 格式：pdf
  • 大小：690.38 KB
  • 文档页数：3

本期专题162013年11期（总第107期）收费广场无缝耐久路面表面功能研究葛守飞1，陈德2，韩森2(1．陕西省交通建设集团公司，陕西西安710075;2．长安大学，陕西西安710064)摘要：收费广场无缝耐久性路面具有承载力高、抗变形能力强、耐久性好、行车舒适等优点，但要使其在使用寿命年限内均能提供优异的服务水平，良好耐久的表面功能是必备的。

本文论述了各种路面抗滑、降噪及耐久性测试方法的优缺点，并以课题组自主研发的相应表面功能测试仪，对收费广场无缝耐久性路面的表面功能做了详细的试验研究，得出不同表面处理工艺的抗滑、降噪及耐久性能的高低，为收费广场无缝耐久性路面的建设提供技术指导。

关键词：道路工程;收费广场;无缝耐久路面;表面功能中图分类号：U41文献标识码：B公路收费站厂区道路路面承受相当大的车辆荷载作用，同时各种类型车辆频繁停车起动，对收费站场区道路路面造成严重的不利影响，据测算收费站厂区道路路面承受的车辆荷载作用相当于一般正常公路的2 4倍。

因此，要求收费站厂区道路必须具有很高的强度和耐久性，以及性能优良且耐久的表面功能。

斜向预应力水泥路面施加了双向预应力，延长了路面伸缩缝的设置间距，从本质上解决了水泥混凝土路面由于接缝引起的路面损坏，将其应用到收费站厂区道路路面，具有承载力高，抗变形能力强，路面耐久性好，行车舒适等很多传统的混凝土路面无法比拟的优点。

但是收费站车辆荷载作用大且频繁停止启动，使得收费站厂区道路路面表面功能下降快，难以满足收费站无缝耐久路面“安全、环保、耐久”的设计理念。

本文从路面抗滑、降噪及耐久性3个方面深入研究收费站无缝耐久路面表面功能，推荐科学合理的收费广场无缝耐久性路面表面构造工艺。

1收费广场无缝耐久路面抗滑测试研究1.1路面抗滑测试方法路面抗滑性能主要来源于路面表面的细观构造和宏观构造。

路面的细观构造提供路面的基本抗滑力，对轮胎与路面之间的附着系数起主要贡献作用。

路表宏观构造使得轮胎胎面胶发生变形，带来迟滞能量损失，为车辆提供摩擦阻力。

同时可以使轮胎与路面处于“干燥接触”状态，抑制高速行车时发生水漂现象，降低路面抗滑性能的衰减速率；提供了路表泄水通道，能有效抑制水雾现象，提高行车能见度；还可以增大水泥路面的漫反射，降低因视觉障碍诱发交通事故的概率。

目前国内外测试路面细观构造的方法主要有摆式摩擦系数测试仪（BPT ）和动态摩擦系数仪（DFT ）。

摆式摩擦仪法简便易行，但实际应用过程中存在下列缺点：测试面积过小且为点测量；影响交通；不适用于宏观构造较大的路面，如刻槽路面。

DFT 设备小巧轻便、操作简便；人为误差小，测试结果稳定；但依然是定点不能连续测量，也不适用于宏观构造较大的路面，如刻槽路面。

宏观构造的测试方法主要有铺砂法、激光断面仪法和手推式摩擦系数测试仪。

铺砂法原理简单，操作简便；但是摊砂用的推平板没有统一标准，致使手工铺砂法误差较大。

激光断面仪技术原理决定了，其应用在水泥刻槽路面等宏观构造较大的路面上时，测试结果误差大，因此不适用于大宏观构造的水泥路面抗滑性能测试。

长安大学新型路面研究所研制的手推式摩擦系数测试车（HFT ），既能真实地模拟轮胎/路面之间的作用，反映路面实际抗滑性能，又能反映带沟槽的大宏观构造的水泥路面抗滑能力，同时手推式摩擦系数测试仪体积小，操作简便，具有很强的实用性。

所以本研究使用HFT 进行收费广场无缝耐久路面抗滑性能的测试研究。

1.2收费广场无缝耐久路面抗滑性能测试分析室内成型收费广场无缝耐久路面试件，按照上述表面处理工艺及参数进行处理，使用手推式摩擦系数测试仪测试其抗滑水平，测试结果如表1所示。

分析得出以下结论：（1）对于刻槽的收费广场无缝耐久路面，其抗滑性能随槽间距的缩小逐渐变大，且变化显著；随槽宽的增加亦逐渐增大，但是变化不明显。

（2）纵向刻槽的收费广场无缝耐久性路面，其横向抗滑性能优良，但是行车方向的抗滑性能不及横向刻槽路面。

2013年11期（总第107期）17表1收费广场无缝耐久路面各种表面处理工艺抗滑水平测试结果表面处理工艺槽宽/mm槽间距/mmHFT 测值横向刻槽5150．6305200．6195250．6115300．6037150．6339150．637纵向刻槽5150．5875200．5775250．5695300．5537150．5899150．594表面处理工艺HFT 测值表面处理工艺HFT 测值光面不做处理0．5510．5490．5530．553露石混凝土路面0．7890．7640．7830．779（3）收费广场无缝耐久性路面光面不做处理的路面抗滑性能不及刻槽路面，刻槽路面不及露石混凝土路面。

2收费广场无缝耐久路面/轮胎噪声测试研究2.1路面/轮胎噪声测试方法路面/轮胎噪声测试方法分为远场测试法、近场测试法和室内测试法。

远场测试法中具有代表性的有：滑行通过法、统计通过法和惯性拖车法。

滑行通过法操作简单，但是受测试车类型与外部条件影响较大，测试结果精度低，结果中含有路面/轮胎噪声以外的其它噪声；统计通过法很好地反映了实际交通的噪声排放，能够反映车辆组成的影响，但是该方法测试条件要求严格（车流稳定，交通密度不能太大，在传声器周围没有反射物）；惯性拖车法受测试车种类和环境条件的影响小，可再现性好，测试车（拖车）轮胎可标准化、一致化，测试结果准确性高，但是牵引车引起的噪声测试对其影响较大，对于低噪声路面/轮胎噪声影响更大。

近场测试法主要有随车声强测试法，该方法最初是通用（General Motors ）汽车公司用来对不同轮胎花纹产生的噪声进行评价比较，2002年由加利福尼亚洲和亚利桑那州发展成为一种路面/轮胎噪声测试方法。

该方法测试速度高（80 120km /h ），可连续采集数据，测定任意地域的路面/轮胎噪声，设备简单，费用低。

室内测试方法主要有：室内转鼓法和室内加速度法。

室内转鼓法不用铺筑试验路，在室内成型试件，不受环境噪声干扰，测试精度较高，但是初期投入费用高，且转鼓存在曲率，无法确切的模拟轮胎接地形状及路面的真实情况，转鼓本身存在振动，也会影响测试结果。

加速度法是让标准的测试轮胎从设定高度俯冲到待测试表面，在与路面板接触的瞬间，会有向前的水平速度和向下的冲击速度，很好地模拟路面/轮胎之间的作用。

本研究使用室内加速度法测试研究收费广场无缝耐久路面/轮胎噪声。

2.2收费广场无缝耐久路面/轮胎噪声测试分析在室内成型收费广场无缝耐久路面试件，使用加速度法测试各种表面处理工艺的噪声水平，测试结果如表2所示。

表2收费广场无缝耐久路面各种表面处理工艺噪声水平测试结果表面处理工艺槽宽/mm槽间距/mm声压水平/dBA横向刻槽515102．7520101．1525103．4530102．5715102．0915102．8纵向刻槽51598．352098．552598．953099．871599．191598．6表面处理工艺声压水平/dBA表面处理工艺声压水平/dBA光面不做处理99．999．4100．099．9露石混凝土路面96．797．196．797．3综合分析以上收费广场无缝耐久路面各种表面处理工艺的噪声水平可以得出以下结论：（1）横向等间距刻槽的收费广场无缝耐久性路面噪声水平最高，要比相同刻槽参数的纵向刻槽的收费广场无缝耐久性路面高出2.5 4.4dB 。

（2）光面收费广场无缝耐久性路面，要比横向刻槽的收费广场无缝耐久性路面噪声低1.5 3.0dB ，高出纵向刻槽的收费广场无缝耐久性路面大约1dB 。

（3）收费广场无缝耐久性露石混凝土路面噪声水平最低，相比较横向刻槽降低噪声4.2 6.9dB 。

本期专题182013年11期（总第107期）3收费广场无缝耐久路面表面功能耐久性测试研究3.1路面表面功能耐久性测试方法收费广场无缝耐久性路面整体耐久性良好，在设计使用年限内无大修，但是如何达到路面设计年限内，具有优良的表面功能，提供高质量的服务水平，其表面功能的耐久性问题急需解决。

收费广场路面在竖向荷载和水平剪力的作用下，反复受到轮胎磨损和冲击的双重作用，路面损坏的形式主要表现为磨耗和磨光。

混凝土表层砂浆层被磨耗，粗骨料逐渐外露，失去砂浆的保护，这一过程主要表现为磨耗；混凝土上层粗骨料大部分外露后，路面耐磨性比新路面有所增强，表面纹理构造下降速度减慢，原来对砂浆的磨耗逐渐转向对粗骨料的磨光，这一过程主要表现为磨光。

如果按照实际的路面衰减龄期进行试验测试，则时间过于漫长，不切合实际，所以只有通过室内加速磨耗仪来达到预估实际路面长期衰减效果。

本研究使用长安大学自主研发的室内加速磨耗仪（图1）进行收费广场无缝耐久性路面的表面功能耐久性测试研究。

图1室内加速磨耗仪3.2收费广场无缝耐久路面表面功能耐久性测试分析浇注收费广场无缝耐久性路面测试试件，在室温20ʃ5ħ，相对湿度85%的环境下养生24h 后拆模，置于温度为20ʃ2ħ，相对湿度为95%的标准养生室，养生至规定龄期；根据试验要求，制作不同的路面表面抗滑构造，测试并记录测试试件的原始质量、摆值（BPN ）、构造深度等值。

接着将其放入室内加速磨耗仪，进行路面表面功能耐久性试验，测试结果如图2所示。

分析图2得出如下结论：（1）拉毛和刻槽的收费广场无缝耐久性路面，随着碾压次数的增加，其抗滑性能呈现出先下降，此图2不同表面处理工艺随时间的衰减规律图阶段主要是水泥砂浆的磨耗；随着水泥砂浆的磨耗，骨料逐渐外露，其抗滑性能呈现一定的上升趋势，到某一峰值后又下降，此阶段表现为骨料的磨损；最后逐渐趋于平缓。

（2）收费广场无缝耐久露石混凝土路面，随着碾压次数的增加，抗滑性能呈现逐渐下降的趋势，到达某一值后趋于平缓，主要表现为骨料的磨损。

（3）露石混凝土路面的总体抗滑性能比拉毛和刻槽大。

三者的大小关系，从小到大依次为拉毛、刻槽和露石。

4结论本文从抗滑、降噪及其耐久性3个方面详细研究了收费广场无缝耐久性路面的表面功能；总结分析了各种路面表面功能测试方法的优缺点；并以课题组自主研发的相应的路面表面功能测试仪，对收费广场无缝耐久性路面各种表面处理工艺进行了试验测试研究，得出了以下主要结论：（1）收费广场无缝耐久性路面各种不同的表面处理工艺，其抗滑性能光面不做处理的路面不及刻槽路面，刻槽路面不及露石混凝土路面。

（2）收费广场无缝耐久性路面各种表面处理工艺的噪声水平，由大到小依次为：横向刻槽、光面、纵向刻槽、露石混凝土路面。

（3）收费广场无缝耐久性路面各种表面处理工艺，初期露石路面的表面抗滑性能高于刻槽和拉毛；后期刻槽和露石路面的表面抗滑性能接近，但是二者抗滑性能明显优于拉毛路面。

参考文献：［1］刘英，田波，牛开民．不同纹理水泥混凝土路面降噪与抗滑特性．公路交通科技．［2］李波，韩森．水泥混凝土路面降噪的一些方法—噪声与振动控制．长安大学学报（自然科学版）．［3］韩森，董雨明．露石水泥混凝土路面降噪特性．交通运输工程学报．。

合集下载

开题报告—津滨高速公路改扩建工程耐久性路面结构关键技术研究

开题报告—津滨高速公路改扩建工程耐久性路面结构关键技术研究

编号：天津市市政公路管理局科技项目开题报告书项目名称津滨高速公路改扩建工程耐久性路面结构关键技术研究承担单位（盖章）天津市市政工程研究院项目负责人魏如喜王桂英起止日期2009年10月～2011年6月天津市市政公路管理局二零一零年三月二十五日填报说明一、报告书以A4纸书写，以提供的封面、封底进行装订。

二、本申报书一式二份，由第一承担单位报局科技处一份。

三、报告书主要内容：1、研究的目的和意义，国内外研究概况及水平。

2、研究的主要内容（技术创新点、重点解决的关键技术问题，要达到的技术指标、预期成果应用情况、效益情况等）3、采取的研究方法、技术路线4、进度计划5、本课题已具备的条件（已具备的研究工作基础、设备情况、专业人员情况、经费来源情况等）6、直接参加研究人员情况（姓名、工作单位、年龄、专业、职称等）7、经费计划（总额、自筹、申请补助额及用款计划明细）8、其它一、研究目的和意义，国内外研究概况及水平1.研究目的和意义随着我国经济的快速发展，早期建设的高等级公路的运输功能已很难满足现状交通发展的需要，工程扩建或拓宽改造成为必然；道路工作者对公路建设经验的积累和技术水平的提高，建设更加耐久的路面结构已成为可能；随着我国综合国力的不断增强，各种先进的试验仪器和施工设备，为修建更加耐久的路面提供了必要的保障。

修建使用功能更耐久的路面是工程拓宽建设的需要，也是投资效益最大化的基本要求。

应对天津市经济的快速发展，作为连接滨海新区与市区重要纽带的津滨高速公路的运输功能已很难满足现状交通发展的需要，工程扩建或拓宽改造势在必行。

津滨高速公路建成通车于2000年底，通车使用8年多（设计使用寿命应为15年），路面破损已较为严重，在拓宽改造后,保证新旧路面结构都具有足够的耐久性,是我们必须面对的新课题。

路面各结构层材料的使用寿命首先来源于合理的材料设计方法，其次取决于结构层的施工质量（特别是施工技术水平是达到施工质量的根本保障）。

210970556_提高公路耐久性和地质防护性的试验研究

210970556_提高公路耐久性和地质防护性的试验研究

2023/03总第565期提高公路耐久性和地质防护性的试验研究李琳（中交一公局第六工程有限公司，天津 300450）［摘要］为了提高公路耐久性和地质防护性，本文采用正常硬化的聚合物水泥泡沫混凝土作为路基的一部分。

该材料具有吸收高能量的特性，有助于消散重型运输过程中产生的应力，从而防止公路路基过早破坏，增加大型修理的时间间隔。

聚合物水泥泡沫混凝土的多孔层导热系数和吸水性较低，使整个建筑具有较高的抗冻胀性，并使建成的建筑重量也较轻，还可以建造于相对较软的地基上。

此外，不同材料能够吸收不同程度公路运输产生的重金属离子污染，对地质有一定保护作用。

［关键字］聚合物水泥泡沫混凝土；耐久性；地质防护性；抗冻胀性［中图分类号］U442.5 ［文献标识码］B ［文章编号］1001-554X（2023）03-0113-03Experimental study on improving highway durability and geological protectionLI Lin现代经济社会快速发展，对工程路面的施工质量提出了更高的要求，为保证交通通畅和出行安全，需提高工程中路基的施工质量和使用的耐久性［1-3］。

影响公路路基安全的原因主要有以下几点：（1）当移动重型公路车辆时，会产生振动载荷，使得道路层和路基发生额外变形，这都是重型公路车辆通过路面而造成的。

（2）道路层和路基发生破坏可能是由于路基某些层抗冻性不足而造成的，比如在季节性冰冻地区或多年冻土地区施工时会造成路基出现冻胀现象，进而破坏整个建筑物的结构，影响其安全性。

（3）当建筑物建造在相对薄弱的基础上时，路基发生破坏的概率就比较大，因为软弱地基不能承受其重量所以容易被破坏。

另一方面，所有公路车辆都或多或少的会对地理环境造成一定污染，例如车辆中包含的重金属离子，因此有必要对其进行中和以保护岩石圈。

为了提高公路路基各种结构的耐久性、保护地质性能、并延长定期维修之间的时间，本文应用正常硬化的聚合物水泥泡沫混凝土作为路基的其中一层结构，主要因为水泥泡沫混凝土本身具有以下优点：泡沫混凝土是一种无污染的多孔材料，主要由坚固的石头框架和各种直径的空气层组成，这使得它具有良好的保温隔热性、隔音耐火性、低弹减震性、防水性、耐久性和环保性，且材质较轻。

收费广场与服务区路面用高性能混凝土维修的经济分析与施工方案

收费广场与服务区路面用高性能混凝土维修的经济分析与施工方案

高速公路收费广场与服务区路面用高性能混凝土维修的经济分析与施工方案常家树(辽宁省高速公路管理局沈阳处,沈阳110003) 摘　要　高性能混凝土(HPC)的原材料与普通混凝土没有本质差别,但HPC的配合比、生产、浇筑、养护等有其特点。

在工程中,只要能够科学合理地使用,就是一种技术经济比非常高的工程材料。

关键词　高性能混凝土　生产　浇筑　养护1　引言HPC的工程潜力很大,但像其它新材料一样,如果对施工中任何不利因素考虑不周,或者不能保证现场施工质量以生产出符合要求均匀的混凝土,则HPC将不能达到实际的技术性能。

本文着重探讨HPC的经济性和HPC应用中的一些共性问题。

2　高性能混凝土的经济性HPC一般都含有高效减水剂和超细矿物掺合料如硅粉、粉煤灰和磨细矿碴;HPC的水胶比较低,单位体积成本必然比普通混凝土高。

但是应用HPC的主要目的,在于减小承压结构层厚度,节省材料;利用HPC 的高弹性模量,减小板底拉应力及拉应变;利用HPC 较高的耐久性,如良好的抗盐腐蚀能力、耐磨性等,提高结构寿命。

因此,应当将HPC结构耐久性的改善纳入到对新结构的全面经济评价中。

改善耐久性的评价方法,它应当建立在合理预计结构使用寿命期间的修补及维护费用的基础上。

这样HPC的原始造价就可以由低的消耗而得到弥补。

缺少这样一种计算方法,将不能使投资者确信在许多情况下HPC的应用是最佳选择。

目前,评价和比较道路建设经济性的方法,从单纯比较单位面积道路的建设成本转向比较长期成本,即比较道路服务周期成本。

服务周期成本包括道路的初期建设费用和道路寿命期内会发生的维修费用折算成目前费用,基本计算方法如下式:服务周期成本=建设成本+6N i=1{P i(1+D)Y} 式中:N为需要的维修次数;Pi为目前一次维修费用;D为通货膨胀率,%;Y为从现在到维修时年数。

显然,比较道路的服务周期成本更科学合理。

以辽宁省某路桥公司C50高强混凝土(HSC)和同标号高性能混凝土为例,比较一下两者的经济性和实用性。

高速公路抗冻耐久性路面设计及施工技术研究

高速公路抗冻耐久性路面设计及施工技术研究

高速公路抗冻耐久性路面设计及施工技术研究随着我国经济社会的发展和城市化进程的加快，高速公路的建设与完善也日益显得愈加重要和紧迫。

然而，高速公路运营期中的冬季道路抗冻性和路面的耐久性问题一直困扰着道路建设和维护管理人员。

因此，如何通过科学合理的路面设计和施工技术，来确保高速公路的安全畅通和寿命长久，是当前亟需解决的重大问题。

一、高速公路冬季抗冻性问题白天气温升高，夜晚气温降低，道路表面由于与大气接触形成冰盐反复结晶，就形成了积雪和冰冻的现象。

冬季道路上的积雪和冰冻会极大的影响道路通行能力和车辆的行驶安全，给高速公路的运营管理工作带来了极大的挑战。

1.冰盐反复结晶的原因构成人工路基的原材料(土壤)和路面结构(密实层、沥青层、水泥混凝土层)均有空隙和孔隙，其中储存着大量的自由水，在夜晚气温降低时，路表面的水分逐渐冷却凝结形成结冰点，这时候，反复结晶反应就会在路面上出现。

当气温升高时，结晶中的盐分又开始融化成液态，冰盐反复结晶现象也就开始出现了。

2.影响冰盐反复结晶的因素冰盐反复结晶的形成除了环境因素外，还与路面的材质，在设计时候的坡度和横向坡度，以及施工和维护管理等因素也有密切相关性。

二、高速公路路面的设计原则为了提高高速公路的冬季道路抗冻性，保障高速公路的正常运营和延长道路使用寿命，需要在路面的设计上充分考虑这一问题。

1.材料选择路面的材料需具有一定的抗冻、降噪、防滑等性能。

根据地区不同应当选择合适的路基材料和路面材料，比如在北方冰雪严重的地区，应当采用具有良好抗冻性能的材料，如聚丙烯纤维、石墨烯、防冻剂等。

2.路面层次选择在设计路面层次时需充分呼应冬天天气变化，合理选择路面材料和层次。

常规公路路面层次包括路基、基层、面层，而高速公路路面层次更多时候需要更多的芯层设计。

可以适当增加路面的芯层结构设计，使路面在冬季不易受到冻融的影响，实现抗冻的需求。

3.坡度设计坡度的设计也是路面设计中的关键因素之一。