重載瀝青路面合理設(shè)計方法的分析研究

【摘 要】瀝青路面是用瀝青材料作結(jié)合料粘結(jié)礦料作面層與各類基層和墊層所組成的路面結(jié)構(gòu)。與水泥路面相比，瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護維修簡單、適宜分期修建等優(yōu)點，因而獲得越來越廣泛的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】重交通；瀝青路面；設(shè)計方法；分析

隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，對公路交通運輸?shù)男枨蟛粩嘣龃螅覈母咚俟方ㄔO(shè)在一個較長時期內(nèi)都將保持在一個較大的規(guī)模上。目前我國的高速公路建設(shè)中，采用瀝青混凝土路面占我國高速公路通車里程的90％以上。

1.設(shè)計資料

某高速公路K17+000—K19+000段位于中亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，自然區(qū)劃為Ⅳ5，熱量充足、雨量充沛，地形屬于平原微丘區(qū)，路基土為紅粘性土。本次設(shè)計采用瀝青路面，其具體計算用東南大學(xué)王凱、毛世懷開發(fā)的HPDS2006公路路面設(shè)計程序系統(tǒng)軟件計算。

2.交通參數(shù)

公路等級：高速公路；路面等級：高等級路面；設(shè)計年限：15年 年平均增長率：5.5%；車道特征：雙向四車道；車道系數(shù)：0.5。

3.交通資料

交通量資料表

車型名稱前軸重 (kN)后軸重(kN)后軸數(shù)后軸輪組數(shù)后軸距(m)交通量

大客車CA5028.7 68.21雙輪組700

解放CA5028.768.21雙輪組700

東風(fēng)EQ14023.769.21雙輪組1500

黃河JN15049101.61雙輪組600

日野KB22250.2 104.31雙輪組1200

五十鈴EXR18160 1003雙輪組>390

按照《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D50-2006）可計算得：

一個車道上大客車及中型以上的各種貨車日平均交通量Nh=2395，屬重交通等級。當(dāng)以設(shè)計彎沉值及瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時，各級軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量軸次N:

式中：N-以設(shè)計彎沉值及瀝青層層底拉應(yīng)力為指標(biāo)時各級軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量軸次（次/d），ni-被換算車型的各級軸載作用次數(shù)（次/d），P-標(biāo)準(zhǔn)軸載C1被換算車型的軸數(shù)系數(shù)，C2被換算車型的輪組系數(shù)，雙輪組為1.0；單輪組為6.4；四輪組為0.38，K-被換算車型的軸載級別，當(dāng)軸間距大于3m時應(yīng)按單獨的一個軸載計算；當(dāng)軸間距小于3m時應(yīng)按公式：計算；式中：m-軸數(shù)，以半剛性基層層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)進行驗算時各級軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量軸次N:

式中：N-以半剛性基層層底拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時的各級軸載換算成標(biāo)準(zhǔn)軸載P的當(dāng)量軸次N（次/d），C1被換算車型的軸數(shù)系數(shù)，C2被換算車型的輪組系數(shù)，雙輪組為1.0；單輪組為18.5；四輪組為0.09，其余符號意義同上式。當(dāng)以拉應(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)時，雙軸或多軸的軸數(shù)系數(shù)按公式計算式中m為軸數(shù)。設(shè)計年限內(nèi)一個車道上累計當(dāng)量軸次Ne:

4.設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算

設(shè)計中公路的等級為高速公路，公路等級系數(shù)為：1面層類型系數(shù)：1，路面結(jié)構(gòu)類型系數(shù)：1.4，路面設(shè)計彎沉值:31.1(0.01mm)，路面的層數(shù):6，標(biāo)準(zhǔn)軸載:BZZ-100，路面設(shè)計彎沉值:31.10(01mm)，路面設(shè)計層層位:4，設(shè)計層最小厚度:90(mm)，按設(shè)計彎沉值計算設(shè)計層厚度:LD=31.1(0.01mm)。細粒式瀝青混凝土：40mm；中粒式瀝青混凝土：60mm；粗粒式瀝青混凝土：80mm；密級配瀝青碎石：170mm；水泥穩(wěn)定砂礫：200mm；級配碎石：150mm；新建路基。用東南大學(xué)王凱、毛世懷開發(fā)的HPDS2006公路路面設(shè)計程序進行設(shè)計彎沉值和容許拉應(yīng)力計算，H(4)=160mmσ(5)=0.241MPa，H(4)=170mmσ(5)=0.232MPa，H(4)=164mm(第5層底面拉應(yīng)力計算滿足要求)，=路面設(shè)計層厚度:H(4)=90mm(僅考慮彎沉)，H(4)=164mm(同時考慮彎沉和拉應(yīng)力)，得出各層材料的劈裂強度（Mpa），容許應(yīng)力（Mpa）和彎沉（mm）都滿足規(guī)范要求。

5.重載瀝青路面施工質(zhì)量控制建議

為確保工程質(zhì)量和安全，把好安全教育培訓(xùn)關(guān)。在優(yōu)化瀝青混合料配合比的基礎(chǔ)上，嚴格加強瀝青路面施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制才能夠真正確保瀝青路面的質(zhì)量。瀝青路面的質(zhì)量控制主要有以下環(huán)節(jié)，強化現(xiàn)場檢查表管理，著重加強外來作業(yè)人員的培訓(xùn)和監(jiān)管。把住工序質(zhì)量控制關(guān)。建立區(qū)域質(zhì)量包保責(zé)任制，把每棟樓的質(zhì)量控制責(zé)任落實到人，層層控制質(zhì)量，并進行全天候質(zhì)量檢查。把住現(xiàn)場文明施工關(guān)。強化現(xiàn)場文明施工管理，每周進行安全文明施工講評。組織技術(shù)人員控制瀝青的拌和，瀝青對溫度的要求比較嚴格，要保證成品改性瀝青加熱溫度不大干175℃。在集料的控制過程中需要特別注意集料的規(guī)格、級配、比重、吸水率、含泥量、片狀顆粒含量以及填料的細度及用量等性能指標(biāo)的協(xié)調(diào)。瀝青混合料拌和應(yīng)使混合料拌和均勻，所有礦料顆粒全部裹覆結(jié)合料為宜。在拌和過程中要經(jīng)常對粉塵、礦粉的質(zhì)量進行檢測。在對瀝青和集料的加熱溫度時要額外注意，要避免由于溫度不穩(wěn)定或過高導(dǎo)致瀝青混合料的老化。拌和機每鍋拌和時間為40s，周期控制大于60s，拌和出的成品不能有花白料，超溫料，或者出現(xiàn)結(jié)團成塊的現(xiàn)象。要處理好混合料的運輸，到達施工現(xiàn)場的溫度要大于l70℃，高溫和長時間貯存會導(dǎo)致改性瀝青老化。在運輸過程中盡量減少顛簸的顛簸，因為顛簸容易導(dǎo)致大粒徑骨料的集中。瀝青路面碾壓具有三個步驟即為初壓、復(fù)壓以及終壓，初壓起平整穩(wěn)足的作用，復(fù)壓其壓買作用，而終壓起整理過程，三個步驟相輔相成護衛(wèi)補充，在碾壓過程中特別需要注意的問題是碾壓溫度的控制與碾壓速度的控制。城市道路瀝青路面的施工是一個有機結(jié)合的整體，因此每個環(huán)節(jié)都不容忽視，都必須認真對待，嚴格控制，這樣才能鋪出一條高質(zhì)量的公路來。

6.結(jié)論

本文研究結(jié)果對設(shè)計層厚度取整，通過對路面厚度進一步的研究與分析，最后得到路面結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)果如上，本文主要介紹了重載交通的設(shè)計計算方法，供同行參考與探討。同時需大力加強對瀝青路面施工質(zhì)量的控制，才能在一定程度上提高了瀝青路面的質(zhì)量。

參考文獻

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