探讨城市道路沥青路面设计要点
摘要:城市道路是国民经济发展过程中的重要交通运输方式,由于种种原因在某些路段会出现龟裂等路面病害,严重影响着公路的使用功能,需要对其进行大修。本文针对城市道路沥青路面大修问题,从沥青混凝土面层材料的选择、沥青混合料配合比设计方面,以期通过文章的分析对城市道路沥青路面大修方案设计等问题带来一定的帮助。
关键词:城市道路;沥青路面;设计要点
(一)引言
由于汽车行驶速度较快,载荷变化频繁,加上公路使用连续性较长,所以城市道路出现问题的概率也较大。在一般情况下,城市道路是不需要行大规模的大修的。但是,在大量重载、超载交通的影响下,使用一段时间以后总会有病害产生,当病害累积到一定程度的时候,就必须进行路面大修。例如,城市道路路面出现大面积龟裂、拥包、车辙、推移等问题时,会严重影响城市道路交通的使用功能和服务质量,这时需要进行全面的大修。
(二)沥青混凝土面层材料的选择
要保证工程质量,必须对工程材料进行严格的选择和检验,这也是在沥青混合料配合比设计前必不可少的一个重要环节。组成沥青混凝土的原材料主要有:不同规格的粗集料、细集料、填充料(矿粉)、胶结料(沥青)。选择、确定原材料应根据设计文件对路面结构和使用品质的要求,按照《规范》的相关规定,结合地材的供应情况,按照相关试验规程的要求进行检验,然后择优选材。选择原材料按以下原则:技术性好(满足技术指标要求),经济性好,结合环保就地取材。
1、沥青的选择。沥青是沥青混凝土的主要组成材料之一,是决定沥青混合料质量的主要因素。因此选择沥青时,除了要注意沥青自身品质的优劣以外,还要注意沥青标号对当地环境、气、气温的适应性,既要兼顾冬季的抗裂性,又要兼顾到夏季的抗塑变能力。本工程根据当地环境、气候条件及交通状况,下面层采用标号为A-70沥青,上、中面层采用集中工厂化生产的成品改性沥青。
2、粗集料的选择。粗集料采用洁净、干燥、无风化、无杂质,具有足够的强度、耐磨耗性。粗集料的质量符合JTG F40-2004 “沥青混合料用粗集料质量技术要求”的规定。本工程上面层采用统一供应的玄武岩集料。中、下面层采用石灰岩,要求必须使用锤击式或锥式破碎机加工的碎石,不得使用鄂式破碎机加工的碎石。
3、细集料的选择。细集料一般是指天然砂、人工砂、石屑等,在沥青混合料中增加颗粒间嵌锁作用,减少粗集料间的孔隙,从而增加混合料的稳定性。本工程细集料采用石灰岩类石屑,要求石料生产过程中必须具有两级抽吸除尘设备,控制细集料中粉尘含量在3%内,质量符合JTG F40-2004 “沥青混合料用细集料质量要求”的规定。
4、填料的选择。本工程填料采用石灰岩石料经磨细得到的矿粉,严禁使用回收粉代替矿粉。矿粉要求干燥、洁净,含水量不得大于1%,严格控制0.075mm以下含量,其允许偏差为±1%。矿粉质量应符合“沥青混合料用矿粉质量要求”的规定。
(三)沥青混合料配合比设计
沥青是沥青混凝土的主要组成材料之一,是决定沥青混合料质量的主要因素。沥青252配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段。通过配合比设计,确定沥青混合料所用的矿料级配和最佳沥青用量。配合比设计的各个阶段都必须进行马歇尔试验。
1、目标配合比设计阶段
一是根据设计文件结构层的要求,结合本工程实际及使用的各种矿质材料进行试验计算,确定符合级配要求的各矿质材料用量比例。
二是进行马歇尔试验,依据规范要求的各项马歇尔指标及性能指标,确定矿料级配和最佳沥青用量,由此提供拌和机冷料仓的上料比例和沥青用量。
2、生产配合比设计阶段
目标配合比确定以后,要使实际施工中所采用的沥青混合料拌和设备进行生产配合设计。试验前,首先根据路面结构的级配类型,选择适当尺寸的振动筛。对二次筛分后的矿料重新进行配比设计,确定各热料仓的用料比例和生产配比的最佳沥青用量,供拌和机控制室使用。
(四)城市道路沥青路面大修方案的确定
1、城市道路沥青路面调查
城市道路的路面调查是城市道路沥青路面进行大修的基础,对于整个公路大修方案的确定具有决定性的作用。大修前的路面调查不像城市道路巡检过程中那么简单,它是对确定路段的城市道路路面进行资料的全面收集。这些资料主要包括三个方面内容:首先,路段近年来的交通车流量变化,这主要是对大修方案提供设计参考;其次,调查公路和统计路面病害形式和病害情况,对目前路面状况的一个详细了解,使得设计单位明确该路段的主要破坏形式,以此来设计维修这种病害的设计方案。除了病害调查,还需要有针对性的进行弯沉检测、高程测量、路面取芯等一系列实地检测,以明确产生病害的原因,为确定大修方案提供依据;第三,调查损坏路段对整体城市道路运输的影响,可以为交通管理单位提供一定的资料,来合理的组织在路面大修期间城市道路的交通组织。通过对这三个方面的调查和统计,为后续城市道路路面质量状况评价和方案的确定提供必要的数据和资料。
2、城市道路沥青路面质量状况评价
对城市道路沥青路面情况调查最直接的目的就是进行路面质量状况的评价。在《公路沥青路面养护技术规范》中,对于公路路面质量情况评价给出了五个参数,通过这五个参数可以对城市道路沥青路面的路面质量状况做一个较为全面的评价,并且每个评价标准都有具体的参考值。这五个评价参数分别是,路面破损状况评价标准、路面强度评价标准、路面行驶质量评价标准、路面抗滑能力评价标准以及路面综合评价标准,每个评价标准根据数值的大小可以分为优、良、中、次、差五个标准,具体的标准判断情况将在后文具体工程实例中进行讨论。城市道路沥青路面质量状况评价是为路面大修提供科学的依据。通过评价的标准首先确定是否需要进行路面大修,其次,确定怎样的大修方案。
3、城市道路沥青路面大修工程方案的确定
通过上述两个步骤之后,就要确定合理的大修方案。在实际的工程中,针对公路损坏质量的情况,可以指定不同的大修方案。如果按照路面损害的程度进行方案确定,可以分为以下三个层次。第一,沥青路面损坏程度很轻,在一定的路段内,出现轻微的沥青老化,路面小范围出现车辙等情况,可以采用沥青混凝土直接加铺的方式,损害路段铣刨后铺设4-6cm后的沥青层即可;其次,路面出现较大范围的车辙,有裂缝发生,影响交通状况,出现这种中度的路面损坏情况,可以通过铣刨部分路段的沥青层(上面层和中面层),重新进行沥青铺设来解决;第三,如果城市道路沥青路面出现大面积的龟裂,出现严重的拥包、推移等问题,严重影响交通问题的出现,这时候需要对整体路面进行挖除,如果出现严重的沉陷,还要对城市道路路基进行重新加固,再进行沥青重新铺设。
(五)结束语
城市道路沥青路面设计是施工过程中一件十分重要的工作,满足规范指标只是一个起码要求,并不一定是最优化的设计的施工控制主要是一系列施工质量的控制。既包括原材料的质量控制,又包括施工过程的质量控制。对整个施工过程实施有效的动态管理,严格控制各种试验及检测。结合实际情况,科学合理的组织施工,从施工的各个环节入手,对沥青混合料以及设计要点的各方面层层把关严格管理,才能铺筑出高质量、高水平的沥青混凝土路面,创造优良工程。
参考文献:
[1]温高峰.城市道路沥青混凝土路面大修工程设计技术研究[J].公路,2010,5
[2]闫翠香.城市道路沥青路面大修设计方案[J].山西交通科技,2010,3
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