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行业新闻

市政道路路面结构设计和病害防治研究

本站     2021-7-29 10:00:23    

在市政道路的建设中,因结构设计不够科学、施工流程不规范、细节处理不到位,会给后续的养护工作带来不同程度的困难,同时也易诱发各种病害,继而出现安全方面的问题,使市政道路路面的使用质量下降,更会给城市的发展带来一定的阻碍。为此,在项目实施过程中,市政部门应从多角度考虑,做好道路路面的设计工作,重视病害的防治并设计有针对性的应对方案,提升施工中各工序的质量。

关键词:市政道路;路面结构;病害防治;研究

市政道路在新形势下进行了技术升级,通过沥青路面结构层次的合理选择与设计来确保整个道路路面所具有的结构能够承受设计的行车荷载,同时也可在多种自然因素下保证良好的使用性能,将市政道路路面的作用做到有效发挥,更是路面结构建设经济化的技术支撑,可将市政道路的社会效益扩大化。为此,市政部门紧跟时代发展趋势,结合民众机动车持有量增加的情况,从道路承载力与安全性出发,优化道路路面的结构设计,提出科学的对策来规避多种不同的病害隐患,让市政道路工程得以长效运行,给交通和运输带来优质服务。

1市政道路路面结构设计

1.1结构层材料挑选

在对市政道路路面结构层所需的材料进行挑选时,市政部门应结合当地的实际情况来完成,例如,可选用传统的沥青混凝土,配以沥青碎石的方式,亦或者在部分市政道路建设中选用新型多孔隙沥青混凝土,将不同的沥青混合材料用于道路路面结构的设计。在实际施工中,市政部门要重点考虑交通的需求,对行车压力进行精准计算,选用承压能力强的材料。对于承压效果不理想的沥青面层,可通过抗车辙剂的添加对路面进行强化,使之满足承压力的需求。

1.2结构层厚度设计

市政部门对路面结构层厚度进行设计时,要对荷载应力做到科学计算,通过三维空间有限元分析法将所得数据转换为图纸的方式供设计人员进行参考,例如,需对路面结构层的厚度参数进行获取时,只需通过图纸的查阅即可完成。待设计人员获得所需数据后,可以结合道路建设的需求,依托细致化的计算流程来确定结构层的厚度,避免因计算失误而使结构层过厚,减少资金的投入量,也可避免因过薄而缺失安全性,故应重视厚度的计算,让路面厚度合适,提升使用中的可靠性。

1.3结构层组合设计

路面结构根据其功能可分为多个层面,例如面层、路基等,技术人员可根据各层面的建设需求来完成组合式设计。因轮胎给路面带来了不同程度的摩擦力且呈现出长方形,若荷载大则印迹明显,荷载小则反之,故技术人员可结合交通量与超载间的联系进行路面设计,同时对超载标准轴载的次数做到考虑,将路基设计模量控制在30~40兆帕内。除此之外,市政部门应重视设计参数,因其与路面结构所具有的强度之间有着较为直接的联系,应保证其取值的合理性,避免因取值高而减少整体结构的可靠度。

2市政道路路面的病害分析

2.1车辙的形成

在行车中,道路路面会受到荷载的反复作用,在不断累积下形成永久性的凹槽,即车辙。沥青等级、环境温度、混合料配比及交通荷载等均是出现车辙的原因,还包括施工中压实操作的不规范,也会在后续使用中形成车辙。因沥青混合料具有一定的黏滞流动性,而车轮反复碾压使温度上升,易产生横向性的剪切流动,继而形成车辙。除此之外,若施工中沥青总含量偏多,则会使之稠度下降,加之细料过多或矿粉掺量超标,也易产生不同程度的车辙。

2.2裂缝的出现

纵向裂缝多因分幅摊铺沥青面层时没有处理好接缝位置,当受到荷载作用则形成有着纵向特点的裂缝,同时若路基压实度不够均匀,会出现沉降而形成裂缝,并且多发于半填半挖的路基位置。横向车辙根据其形成原因分为两种:一是非荷载性裂缝,有基层反射和沥青面层收缩性裂缝之分,若不及时进行科学处理,则会在灌入雨水后给道路带来严重性的破坏;二是荷载性裂缝,多由施工不规范、设计失误或超载等引起,导致半刚性基层内的拉应力大于其所具有的疲劳度后出现开裂情况。

2.3翻浆的情况

在气温下降时,土体内的薄膜水被冻结,当冻结线在某一深度停留时,位于下层未冻结的薄膜水会向冻结线聚集,继而因冻结形成聚冰层,其中含有一定量的冰晶体。此时,冻结线会向下推移并在停留时不断形成聚冰层,继而导致路基土体被冻胀,路面也因此被抬高而形成冻胀裂缝。随着季节变化,待气温回升之时,冰晶从上部开始融化,路基中部位置的融化速度大于两侧而形成凹槽,同时存积较多水分,道路承载能力开始下降,在行车荷载下路面被压坏,从出现的裂缝中挤出泥浆,形成翻浆的情况。

3市政道路路面病害防治对策

3.1车辙的防治

市政部门在进行车辙的防治时,首先应对沥青混合料做好控制,选用含蜡量低、高低温性能强、黏度高且有着极强抗老性能的优质沥青。其次,根据建设需求和经济条件,可考虑掺加多种不同类型的改性剂,对道路路面的性能指标做到有针对性提升。通过改性沥青来保证路面的耐久性,使之能够抗滑,同时也具有一定的热稳定性,将使用寿命做到极大程度延长,使道路病害的发生几率减少,让后续维保成本降低。最后,建筑企业应选用石质坚硬、有一定嵌挤作用且表面粗糙的骨料,使之与沥青做到有效黏附。除此之外,还应重视混合料所具有的抗剥落性,将骨料含水量降低,使混合料的低温抗裂性、高温稳定性得到切实有效的提升。

3.2裂缝的防治

若路面出现小于5mm的裂缝,施工人员应先将裂缝中的灰尘及杂物进行彻底清除,在裂缝中灌入已预热的低稠度沥青,亦或者是乳化沥青,将灌入的深度控制在裂缝深度的2/3处,同时铺撒粗砂,再进行扫匀,配以捣实操作来完成修补。若裂缝宽度大于5mm,也需先进行裂缝清理,再将细粒式混合料灌入其中,也可选用已拌好的沥青砂填入并捣实。若土基出现较为严重的龟裂,施工人员可借助补强设计来完成面层的重做,对裂缝做到有效防治。若已出现网裂且面积较大时,应结合基层强度来选择乳化沥青来进行稀浆封层,也可在裂缝位置加铺沥青混合料做好封层处理。若出现反射性裂缝,应设计16cm的加铺层避免该裂缝的扩展,也能够减少荷载带来的剪应力,再进行纵横裂缝的修补,例如,将沥青玛蹄脂灌入裂缝,同时铺设抗裂防水粘结膜,配以8cm厚的吸收层将下层裂缝释放出的大部分应变能做到极大程度吸收,同时将半刚性基层所具有的温度进行切实有效改善,避免不同程度的干缩、温缩,减少裂缝的发生几率。

3.3泛油的防治道路表面;崾艿剿那秩,若长期滞留在沥青层底部位置,同时受到荷载的重复作用、动压水的冲刷等会使集料表面原有的沥青膜逐层脱落,继而形成自由沥青,在受到水的作用下而开始向上部进行迁移,那么引发面层出现泛油情况。如果没有进行及时治理,会使路面强度逐步降低,严重时出现不同程度的坑槽。在进行防治时,一是对轻微泛油情况进行定期观察并对已有石子外露的部分做到简单处理;二是按照坑槽修补的方式来应对水损坏而出现坑槽的情况。在实际操作中,施工人员应重视原材料选购、各环节施工、后续使用等过程,设计并实施防油措施,对各操作进行严控,减少路面泛油的情况。

3.4拥包的防治

首先,在实际操作时,面层沥青用量超标或细集料过于集中时易出现拥包的情况,同时,路面拥包面积增大,施工人员应对路面基层稳定性进行检测,若稳定性并未受到太大影响,可选用人工或机械方式对路面出现的拥包进行有效去除,使拥包位置低于路面10mm,用热沥青层面完成面层的重做。其次,若基层含水量大,会与面层间出现结合不良的情况,在荷载下变形后出现不同程度拥包。在对该情况进行防治时,需挖出各拥包间相连位置的面层,使其中水分晾干再重做面层,亦或者借助水稳性极强材料将已变形的基层进行更换。再次,若施工时因失误而将沥青漏洒在路面而导致拥包的形成,施工人员将其进行却除即可,无需过多操作。最后,因基层水稳性下降,基层松软后形成拥包,施工人员必须完全挖除基层和面层,若遇到淤泥也应将其彻底挖除,继而选用新料进行填入。除此之外,若地下水位高,施工人员应先通过科学手段将地下水引出,选用水稳性的材料进行加铺,再进行重做面层的操作,将拥包做到有效防治。

4结语

市政道路工程属于基础建设,因此市政部门要紧跟时代发展趋势,加大管控的整体力度,使道路路面结构设计符合时代发展需求,使整个交通体系能够长效且安全的运行。在实践中,市政部门应从多角度考虑,结合道路承载的力负荷来做好路面结构设计,科学防治病害,延长道路使用寿命,从而为大众提供优质服务。


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