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公路設(shè)計院在瀝青路面大中修中的方案是如何設(shè)計的?
目前在高等級公路路面的瀝青公路所占比例較高,同時公路災害引起各方面的重視。本文主要對于公路瀝青路面大中修方案設(shè)計進行探討,主要給出了罩面設(shè)計和大修方案的適用范圍和種類,最后指出大修方案在實際工程中的合理選擇方法。
關(guān)鍵詞:高等級公路,瀝青路面,罩面設(shè)計,大修設(shè)計
1引言
與水泥混凝土等路面相比,瀝青混凝土路面具有表面平整、抗滑性好、行車舒適、噪音小、易于施工及維修方便等優(yōu)點,因而瀝青路面被廣泛應(yīng)用于重要公路的建設(shè),在高級、次高級路面中占有很高的比例[1]。本文主要就公路瀝青路面大中修方案設(shè)計問題進行探討,給出了罩面設(shè)計和大修方案選擇等討論。
2罩面設(shè)計
從使用功能方面劃分,罩面一般可分為罩面、封層、抗滑層。罩面主要適用于消除破損、完全或部分恢復原有路面平整度、改善路面性能的修復工作;封層主要適用于提高原有路面的防水性能、平整度和抗滑性能的修復工作;抗滑層主要適用于提高路面抗滑性能的修復工作[2,3]。
2.1一般罩面層和抗滑層的適用范圍
(1)瀝青路面養(yǎng)護過程中,應(yīng)根據(jù)瀝青路面養(yǎng)護質(zhì)量評價指標等級確定是否罩面和罩面的種類。需要罩面的路段路面強度系數(shù)(SSI)必須符合中等等級以上范圍,而路面狀況指數(shù)(PCI)、行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)、抗滑系數(shù)(SFC或BPN)三項指標等級在下列情況下時,應(yīng)按下述要求分別采取措施進行處理。①當路面狀況指數(shù)(PCI)、行駛質(zhì)量指數(shù)和路面抗滑系數(shù)指標等級均為次或差等級時,各級公路必須安排一般罩面層養(yǎng)護。②當路面狀況指數(shù)(PCI)或行駛質(zhì)量(RQI)評為中等范圍時,高速公路、一級公路應(yīng)安排一般罩面層養(yǎng)護。③當路面狀況指數(shù)(PCI)或行駛質(zhì)量(RQI)評為次差等級時,二級及二級以下公路應(yīng)安排一般罩面層養(yǎng)護。④當路面抗滑系數(shù)(SFC或BPN)評為次差等級時,高速公路、一級公路應(yīng)加鋪抗滑磨耗層;二級及二級以下公路宜對陡坡、急彎、交叉路口等事故多發(fā)地段進行抗滑層處理。
(2)瀝青路面使用年限已達到設(shè)計年限一半以上時,可安排罩面層進行預防性養(yǎng)護以延長使用壽命。
2.2材料選擇
①罩面材料,罩面所用結(jié)合料宜使用性能較好的粘稠道路石油瀝青、乳化石油瀝青、改性乳化瀝青或改性瀝青。一級公路宜采用中粒式、細粒式密級配瀝青混凝土或SMA結(jié)構(gòu);二級及其以下公路科采用熱拌瀝青碎石混合料結(jié)構(gòu),三級及其以下公路可采用瀝青表面處治層結(jié)構(gòu)。
②封層材料,封層所選用的結(jié)合料宜采用乳化石油瀝青、改性乳化石油瀝青。一級公路科可采用瀝青稀漿封層或者微表處,但宜用卡H粒式改性乳化瀝青混合料,其他等級可采用乳化瀝青混合料。
③抗滑層材料,抗滑層所選用的材料應(yīng)為適合鋪筑抗滑表層的材料和瀝青混合料。
2.3厚度設(shè)計
①罩面厚度設(shè)計,(1)當路面狀況指數(shù)、行駛質(zhì)量指數(shù)在中、良等級,路面僅有輕度網(wǎng)裂時,可采用較薄的罩面層厚(1-3cm)。(2)當路面破損、平整度、抗滑三項指標都在中等以下,又要求恢復到優(yōu)、良等級時,應(yīng)采用較厚的罩面層厚(3.5cm)。(3)一級公路罩面宜采用4-5cm的厚度;其他公路可采用較薄的罩面層厚度(1-4cm)。(4)各級公路的罩面層厚度不得小于最小施工層厚度。
②封層厚度設(shè)計,(1)對于交通量較大重型車輛較多的路段可采用厚為1cm的封層;(2)在中等交通量路段宜采用0.7cm厚度的封層;(3)在交通量小重型車輛少的路段可采用厚度為0.3cm的封層。
③抗滑層厚度設(shè)計,(1)一級公路路面抗滑層宜采用不小于4cm的厚度。(2)二級公路宜用中粒、細粒式瀝青混凝土結(jié)構(gòu),也可采用熱拌瀝青碎石或者瀝青表面處治結(jié)構(gòu),厚度要大于最小施工層厚度。(3)三、四級公路采用乳化瀝青封層結(jié)構(gòu),厚度為0.5-1cm。
3大修設(shè)計
當公路路面破損嚴重采用罩面養(yǎng)護方法不能使路面恢復良好使用狀態(tài)或路面承載力嚴重不足時,則應(yīng)進行大修,大修需重新鋪設(shè)面層或者重做墊層和基層。根據(jù)病害位置,可采用銑刨面層、銑刨基層或底基層,銑刨土基等。
3.1更換面層
對于彎沉較小,路面病害主要集中在面層,并且基層完整、路面整體強度滿足要求的路段,需更換面層。首先根據(jù)彎沉資料對彎沉值明顯大于設(shè)計彎沉的地段,鉆孔取樣分析結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定層的深度,①如面積小,可采用小型機械或人工翻挖。(滿足翻修厚度,但不損壞下面層或基層)。②對面積較大,宜采用銑刨機進行銑刨。填料按原設(shè)計方案。
3.2更換基層或底基層
當基層出現(xiàn)下列情況時,需要對其進行翻修。(1)如果基層出現(xiàn)連續(xù)的疲勞裂縫(網(wǎng)裂、龜裂),并有多處唧漿時,先銑刨上基層,根據(jù)基層病害嚴重程度再確定是否要銑刨下基層。(2)對于未結(jié)成板塊、松散的基層或塊狀裂縫成片、縱橫向裂縫密集的基層都需要翻修。(3)如上下基層間形成縫隙,重車行駛在裂縫處有唧水現(xiàn)象,且錘擊檢查后發(fā)出空聲,則需要翻修上基層。
瀝青路面大修工程中,對基層的具體處治措施總結(jié)為以下幾點:(1)路面出現(xiàn)較嚴重的波浪及擁包。此種病害只需使用冷銑刨機將波浪或擁包除掉即可;(2)道路表面磨耗層出現(xiàn)大面積的裂縫、松散,但路面基層結(jié)構(gòu)與橫坡良好。這種情況下,只需用銑刨機除掉損壞的面層,保持規(guī)定的橫坡,然后重新鋪設(shè)磨耗層;(3)路面出現(xiàn)磨光、泛油現(xiàn)象。此類病害會使路面變得光滑而缺少摩擦力,解決的方法是首先銑刨面層,然后重新鋪設(shè)瀝青混凝土;(4)道路表面出現(xiàn)嚴重車轍時,易造成通車或排水不暢,解決的方法是用冷銑刨方式除掉病害面層,然后重鋪面層,使路面恢復原有的幾何形狀并恢復排水功能。
3.3處治路基
當瀝青路面的病害與路基沉陷無關(guān)時,不需要處治路基。若出現(xiàn)大量與路基沉陷有關(guān)的病害,則需要對路基進行處理。路基回彈模量不滿足要求時,采取以下措施:(1)淺層處治。主要有鋪設(shè)墊層法,包括砂墊層、碎石墊層、二灰土墊層、水泥土墊層等,還可輔以土工布和土工格柵;置換法,將一定范圍內(nèi)的濕土進行清除,然后進行換填,換填材料同墊層;用固化劑進行處理;強夯加密法等。(2)用土工合成材料進行加筋。可以鋪在路基表面,也可以將路基部分深度挖出進行加筋。(3)灌漿和高壓噴射注漿。(4)打砂樁、生石灰樁、碎石樁或深層攪拌樁。
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