浅析市政路面结构设计及病害防治策略

浅析市政路面结构设计及病害防治策略

刘知朋

中国市政工程西南设计研究总院有限公司四川成都610000

摘要:随着社会经济的发展,城市化规模不断加快,基础设施得到了充分的发展,而作为基础设施的市政道路,其规模也在不断的扩大,市政道路事业发展变得更加迅速。本文主要简述了市政道路路面的结构设计要点,并针对市政道路路面的病害防治工作进行了简单论述。

关键词:市政道路;路面结构;病害防治

一、简述市政公路路面结构设计要点

市政道路在技术升级改造和大修过程中,要选择合理的沥青路面结构层次的设计,这样才能保证在沥青路面的使用年限内,沥青路面结构设计所要承受的行车荷载与自然因素对路面的作用下保持着良好的使用性能。同时这也是沥青路面的使用性能最大化发挥与路面结构施工建设合理经济化重要的技术支撑。

1.1沥青面层结构组合与优化设计要点

我们通过大量道路改造的实际设计方案与效果来看,再结合市政道路的实际交通量,对于城市道路的支路来说,以经济为出发点,如果技术可以满足的话可以选用单层的设计结构。城市的次干路和更高等级道路,我们要选择双层的设计结构。然而对于那些交通量特别大、性能等级要求高的主干路以及快速路,我们要选择三层的设计结构。在实际的工作中,对于有些城市的主干路来说,如果交通量与性能技术的要求相近的时候,设计人员有的选用两层式的结构设计,然而有的会选用三层式的结构设计,这两者的设计厚度相差一般在三厘米以上。在实际的工程完工后,如果路面偏薄的话,就会使得路面出现早期损坏的现象出现;如果路面偏厚的话,就会大大增加工程的总体投资。

1.2沥青路面最小压实厚度设计

在实际工作中,我们在对路面沥青层的厚度进行设计的过程中,一定要重视最小压实厚度对市政路面性能的影响。这样的话可以确保沥青路面设计方案中,每层的沥青混合料都可以形成均匀并且压实稳定的设计结构层次。我们根据道路改造的相关技术规范与标准要求来看,沥青路面每层的设计厚度不能小于三倍混合料最大粒径的要求。我们在实际的结构层厚度设计的过程中,一定要严格按照相关的技术规范进行各层厚度的设计。

1.3对路面基层结构进行合理的设计

我们在进行路面基层厚度设计的时候,不但要满足沥青路面的结构整体强度的要求,也要考虑到施工的过程中分层压实效果。如果在设计中常常出现25cm厚度的一层基层,这样的一层基层在实际的施工中难度比较大,压实比较困难。所以,我们在实际的设计过程中,应该设计科学合理有效的路面基层结构。

二、市政道路路面的常见病害

2.1裂缝病害。

市政公路路面裂缝病害也是比较常见的一个病害,它的主要危害是:水分会从裂缝不断的渗入基层导致路基软化,从而使得高速公路路面的承载力下降,严重的破坏了公路路面。裂缝病害主要讲的是横向裂缝与纵向裂缝。这种病害主要表现为路面横向或纵向的开裂,半刚性基础材料、沥青面层的抗裂性能以及公路所在地的温度变化是影响裂缝大小的决定性因素。

2.2车辙病害。

车辙病害在公路沥青路面还是比较常见的,主要说的是在重复的地方行车荷载和高温暴晒以及公路路面自身的缺陷等等,在这么多的因素影响下路面发生了永久性的变形,主要变现为公路的路面出现带状凹坑。沥青路面出现车辙的话,就会导致过往车辆的行车颠簸与路面行驶性能下降。随着车辆负荷的增加、车辆越来越多等,公路沥青路面车辙现象也变得日趋严重。一般情况下,公路的沥青路面的车辙深度比较轻者一般在10mm以下,严重的甚至会达到40mm以上,公路行驶服务性能就会下降。

三、市政公路路基病害的形成原因

3.1裂缝病害的形成原因

3.1.1自然环境的影响

公路的路面是裸露的,因此它受到自然条件的影响十分明显,温差、雨水、冰雪和大风等等都会对其造成不同程度的危害。结合实践经验,我们总结出对公路沥青路面的裂缝出现的最主要的原因就是气温。气温低的时候,公路沥青路面变成收缩状态,收缩缝或者干缩缝便在这时产生了。之前已经提到过,这种裂缝在荷载的作用下,会发生改变,产生不同的裂缝。一些旧沥青、旧水泥路面上已经出现了裂缝,这时补上沥青面层,路面又会重新开裂。一些底部的老裂缝也会慢慢影响到公路的安全,上部新铺设的沥青路面会随着时间的推移,慢慢地断开。不仅如此,某一段时间内的温差变化也会导致混合料内部形成损坏,各种裂纹不断涌现出来。在这个时候,自然条件会影响到路面结构,具体表现为雨水沿着裂纹慢慢渗入到基层和路基中,降低了基层和路基的强度。这种裂纹在外荷载的作用下,使沥青路面产生了裂缝。

3.1.2施工因素的影响

在市政公路施工的过程中,由于时间相当有限,但是公路的任务繁重,对于公路的部分工序,施工单位进行了特别的处理。尤其是城市的主要干道。考虑到城市交通的影响,进行半封闭施工是被广泛采用的方式。为了保证工程的进度,一些问题会随之产生,比如路基的填土压实不够、公路路基就容易不均匀的沉陷、路基接缝处的压实也达不到要求等情况的产生。加上车辆的荷载作用,裂缝就产生了。此外,一旦路基的强度不符合规定,那么路基局部就会下沉,路面会出现拉裂。当收缩应力大于基层的极限抗拉强度时,就会产生收缩裂缝。即使是正常的行车条件下,沥青路面也会产生裂缝。

3.2车辙病害的形成原因

3.2.1沥青混合料的压实

沥青混合料在碾压成型之前,主要是由骨料、沥青和细砂组合在一起的松散的混合物,在高温呈现半流动的状态,然后把沥青和矿粉形成的胶浆挤到矿料中,那么骨料就会被排挤形成骨架结构,经过碾压后交付使用。沥青路面形成的初级阶段,会在汽车荷载的作用下进行进一步的压实,就会形成少量的永久变形,从而形成初始的轮迹。

3.2.2沥青混合料的流动变形

在高温和车辆荷载下的沥青混合料,自由沥青和矿料组合在一起形成的沥青胶浆就会产生流动,这就是沥青混合料的流动变形。

3.2.3沥青混合料的结构性失稳变形

沥青混合料还在半流动的时候,那么沥青和胶浆就会在车辆荷载以及高温的作用下产生流动,那么沥青混合料中的粗细骨料形成的骨架就会慢慢的成为荷载的主要承受者。跟随者温度升高和车辆荷载增大,还要车辆荷载重复碾压,在加上沥青有着润滑的作用,那么硬度大的矿料就会在车辆荷载的作用下沿着矿料间接触面进行滑动,就会使得沥青和胶浆朝着轮迹法线的方向流动,从而使得沥青路面的结构失稳,就会造成车辙伤害。

四、裂缝与车辙的预防措施

4.1选择质量好的沥青。

在实际工作中,我们要选择那些高低温性能好、含蜡量低、抗老化的性能好以及黏度高质量好的沥青。

4.2选择好的改性剂。

在实际工作中,如果条件允许的情况下我们可以在沥青中加入一些改性剂,来提高沥青的性能指标。选用改性沥青能够解决路面抗滑与耐久性的问题,可以是沥青路面冷稳定性和热稳定性以及使用寿命可以大大的提高,道路病害出现几率就会大大下降。

4.3骨料的选择。

在进行骨料的选择的时候,我们应该选择那些石质坚硬、表面粗糙、嵌挤的作用好、沥青的黏附性能好以及耐磨性强的骨料。骨料如果呈酸性的话,则需要添加一些抗剥落剂和石灰粉,来保证混合料抗剥落的性能,还要尽量降低骨料的含水量。

五、结束语

综上所述,我们为了保证市政道路工程的质量,我们一定要抓住关键的问题与重要的工序。本文对市政道路的沥青路面结构设计、路面的最小压实厚度以及设计合理的路面基层结构这三个方面进行了论述,只有做好这三方面才能更好的完善市政道路的路面设计。对于市政道路路面病害进行预防,我们要做到根据市政道路路面出现的问题,选用合理专业的方法进行有效的预防。我们只要在市政道路路面结构设计上与病害防治这两个方面工作做到位,才能够做好市政道路的修建工作,延长市政道路的使用寿命,加快城市化进程。

参考文献:

[1]李栋梁,王启松浅析沥青路面结构设计[J].湖南建筑,2014(5):102-111

[2]祝向辉,薛之刚公路路基路面工程探讨[M].中国交通出版社,2014(10):78-83

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