沥青--混凝土复合式路面结构设计

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:文中以某工业园区道路工程为例,从设计原则以及关键技术两方面内容着手,对沥青—混凝土复合式路面结构的设计要点进行了分析,为类似工程提供参考。

  关键词:沥青—混凝土;复合式路面;结构设计;

  沥青—混凝土复合式路面结构能够有效地将二者的优势结合起来,进而提高路面结构的科学性与合理性。但从目前来看,这种结构仍面临着诸多不利的影响因素,对于工程整体质量的提升起到了一定的制约作用,因此,务必要对其进行深层次的探索,为后续结构设计效果的提升奠定坚实的基础。

1 工程案例

  1.1 工程概况

  本项目位于福州市大洋路,道路起点与终点桩号为K0+000-K1+418.531,整体呈现由南向北延伸的态势。该项目路线总长在1.42km左右,红线宽度为18m,双向双车道,按城市次干路标准建设。施工中使用的混凝土主要由混凝土搅拌站采用集中搅拌的方式生产,混凝土拌和物采用自卸机动车运输。路面混凝土采用一次性摊铺以及振实的方式,已经完成摊铺工作的混凝土拌和物在第一时间,运用插入式及平板式振动器进行振实,其工作频率在6000次/min以上,确保混凝土道路具有良好的均匀性。

  1.2 技术保障措施

  本项目为工业园区内路网中的其中一条,为了避免后续两侧场地开发对沥青路面的破坏,该道路材料采用的是商品混凝土,并使用机械化摊铺以及碾压的施工工艺,预留后期加铺沥青路面的空间。

  (1)水泥混凝土路面。通过保障混凝土中混合料的水化,保证强度发育条件,同时加强养护措施,最大限度地降低出现收缩裂缝问题的几率[1]。

  (2)水泥稳定土基层。水泥稳定土基层使用专用稳定土集中拌制,在实际施工的过程中,需要采用覆盖保护措施,防止集料被雨淋湿。在水泥稳定土混合料摊铺时,应当尽量选用沥青摊铺机或者是稳定土摊铺机进行摊铺,若无摊铺机,可以使用摊铺箱对混合料进行摊铺。此外,还可以根据相关规范的要求,采用自动平地机进行混合料的摊铺。从实际情况来看,诸多因素都会影响路面结构层,包括路床填料、路床厚度、路基填筑以及路基原状土的处理等,所以设计人员在复合式路面设计时,务必对此加以重视。当完成混合料的摊铺工作后,最好选用轻型两轮压路机,及时进行碾压作业,随后使用轮胎压路机、三轮压路机或者重型振动压路机进一步对其进行碾压密实。在操作过程中,务必科学合理地应用流水作业法,确保各道工序之间能够紧密地联系,缩短拌和至碾压完成之间的时间。

  (3)级配碎石底基层。级配碎石底基层主要使用路拌法进行施工,施工人员在施工时,务必严格依照《城镇道路工程施工与质量验收规范》中的相关规定,确定相应的施工工艺,并合理明确级配碎石的粒径组成。

2 沥青—水泥混凝土复合式路面结构的设计要点

  2.1 设计原则

  (1)确保沥青混凝土性能。在沥青-水泥混凝土复合式路面结构设计过程中,设计人员应当保障沥青混凝土的良好性能,包括易修补、密实以及能有效缓解车辆轴载冲击向下传递等,同时,充分展现道路混凝土造价低、有良好的承重能力以及路面刚度大等优势[2]。除此以外,也要关注其在应用中的不利方面,包括混凝土表面品质欠缺、沥青混凝土路面造价高以及资源消耗较大等,保障水泥路面以及沥青路面所具有的优势能集中表现在复合路面中,规避以往单一结构道路的局限性,达到扬长避短的效果。

  (2)合理选择沥青混凝土厚度。在复合路面的设计过程中,应当科学合理地选择沥青混凝土的厚度。沥青混凝土层过厚便会增加沥青材料用量,同时产生诸多隐患;但若沥青混凝土路面过薄,便会导致其剪应力过大,易出现脱皮、拥包、推移以及裂缝等现象。

  根据相关调查研究分析可以发现,通常情况下,重交通的复合式路面所采用的沥青加铺层厚度在6cm以上,所以为了切实保障工程项目的质量性能以及经济性,本工程设计中沥青混凝土表层厚度确定为5~6cm。

  一般来说,在刚性路面上进行沥青混凝土层的加铺极有可能导致裂缝的产生,而从目前来看,我国仍未探索出能够高效处理反射裂缝的方法。在表面层裂缝方面,通常只要未出现脱皮、拥包以及推移的情况,便不会对正常行车造成严重的影响。相关调查研究表明,良好的养护方式以及合理的灌缝修补措施,能够提升路面的耐久性。此外,为了在现有的基础上减少混凝土面板间的挠度差,改善路面结构的受力情况,应适当在混凝土面板每道缩缝中加设传力杆。

  2.2 关键技术

  2.2.1 抗裂缝材料

  合理使用沥青混凝土面层作为路面的面层能够切实提升路面结构的科学性与合理性,并充分展现出两种材料各自所具备的优势,其中沥青混凝土路面能够提供更好的面层平整度以及相对较高的摩擦系数,而水泥混凝土则能够保障基层的坚实度和稳定性。但对于复合式路面来说,其最主要的问题便是沥青面层中所具有的反射裂缝现象,因为存在水泥混凝土面板接缝,再加上外力荷载作用,将会使得接缝处相邻版块之间出现一定的竖向位移差,进而产生相对较大的剪切应力,在气温周期性变化的影响下,温度应力的产生将会在极大程度上增加沥青混凝土面层出现反射裂缝的可能性。从实际情况来看,反射裂缝的存在并不会严重影响面层正常的使用性能,但由于其会受到环境因素所造成的不利影响,所以会导致裂缝的进一步扩散,进而减少面层原本的使用年限。因此,相关人员应当采取适当的防范措施,进而提升沥青面层的性能[2]。

  2.2.2 沥青混合料

  目前我国绝大部分的城市道路都会使用较细的AC2I型混合料级配作为沥青路面,该类型的混合料主要采用的是悬浮结构,整体呈现出高温稳定性较差的问题,其表面还有着光滑易泛油的现象。因此,相关工作人员需要加强对于新型沥青混合料的应用,最大限度延长沥青路面的使用年限。现如今我国高等级公路沥青路面主要包括上中下面层,若想有效达到延缓和控制反射裂缝产生和发展的效果,对面层沥青的应用则需要严格要求,还要确保其具有良好的高温稳定性,同时切实提升其低温抗裂性能,所以可以适当使用APP和SBS改性沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)。受到改性剂的影响,其结构组成也会产生一定的变化,进而构建起相互贯穿的空间网络结构,能够在极大程度上改善改性沥青的感温性、粘度以及力学性能等[3]。

3 结语

  综上所述,优化沥青—水泥混凝土复合式路面结构的设计,能够提升路面工程的建设效果,对后续的安全使用以及行业整体的持续平稳发展有着积极的促进作用。因此相关设计人员务必要在现有的基础上,加强对于复合式路面结构设计的研究,在不断实践的过程中总结经验教训,提升设计水平。

参考文献

  [1]班游,蒋倩灵香,杨建军.水泥混凝土路面加铺沥青层结构应力分析[J].长沙理工大学学报:自然科学版,2019,16(4):64-72.

  [2]任小瑾.旧水泥浇混凝土路面沥青加铺层结构力学解析[J].黑龙江交通科技,2019,42(1):61,63.

  [3] 胡启晨,洪挺.破碎水泥混凝土路面的沥青路面加铺层结构设计分析[J].建筑与装饰,2020(26):98.

作者:曾林威 单位:福建省迅捷交通科技有限公司

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