車轍型別:
失穩型車轍:高溫穩定性不足時產生;
結構型車轍:過載作用下的整體永久變形;
磨耗型車轍:車輪磨耗而產生的變形。
車轍產生機理:
車轍的形成主要是因為:
瀝青混合料的後續壓實;
瀝青混合料的流動變形;
瀝青混合料的結構性失穩變形。
車轍的危害
①影響平整度;
②強度降低,誘發各種病害;
③車轍積水導致車輛漂滑;
④車輛失控,影響行車的穩定性。
車轍的影響因素及分析
①輪載及交通量增大和渠化交通
②高溫及水文條件可大降低路面結構的抗變形能力;
③路面的結構型別;
④路面材料效能與組成;
⑤施工因素。
車轍的控制指標
有三種:
路基頂面允許豎向壓應變;
瀝青層容許永久變形;
及路面容許車轍深度。
以後者為主要控制指標。。
國外容許車轍深度的確定
1)日本:
當軸載超過300萬輛時,有50%的路段車轍深度超過10mm,交叉口可達2~5倍。
②當裂縫超過20%時,車轍深度超過20mm時,要補強。
2)美國
一般路段不超過30mm;
交叉口容許2~5倍於一般路段。
我國容許以深度rd(mm)推薦值
半剛性路面中車轍的90%產生於瀝青層中,所以車轍主要是瀝青層的永久變形。
經驗法:
是通過三軸試驗,建立瀝青層的永久變形同荷載及材料的物理和力學特性之間的經驗關係
理論-經驗法:
理論-經驗法:
理論法:
是利用彈性或粘彈性層狀體理論計算路面內的應力分布,並根據路面材料永久變形與應力之間的關係,求得瀝青層的永久變形,考慮到荷載動態與靜態對路面作用的差異,提出了車轍計算的動態修正引數。
理論法:
永久變形估算模型如下:
理論法:
永久變形估算模型如下:
國內外對瀝青層永久變形的預估方法,可歸納如下:
理論法:
在車轍預估方面,粘彈性理論比彈性理論更為合理。為了彌補現有車轍計算方法的不足,提出了一種以粘彈性層狀體系理論為基礎的瀝青路面車轍的預估方法。求解的方法通常有兩種:
一種是粘彈對應原理法,另一種是數值計算方法。
車轍深度rd的計算方法:
車轍深度rd的計算流程:
以車轍為控制指標的路面設計方法 :
目前的設計方法是以彎沉和彎拉應力為控制指標,沒有車轍指標。但現行規範要求在材料設計階段對瀝青混合料進行車轍試驗,並對試驗所得的動穩定度提出了要求。但動穩定度在路面設計中未作為控制指標,導致了材料設計與路面結構設計的分離,即滿足動穩定度要求的瀝青混合料在路面中能產生多大的車轍或者是否超過容許值都不得而知。
根據前述車轍預估方法和容許車轍深度值,可以反算瀝青混合料的容許粘性勁度模量,並由此來控制瀝青混合料的材料選擇及配比設計,實現材料設計與路面結構設計的統一。所以容許車轍深度可以作為路面設計的乙個有效指標
瀝青材料及礦料的選擇
1)礦料(骨架)。礦料的形狀、抗壓強度、耐磨效能及合理的級配,是瀝青混合料抗車轍能力的根本所在。
2)瀝青結合料(肌肉)。選擇高溫穩定性好的瀝青與細集料所形成的膠砂是關鍵。
3)瀝青混合料(整體)。混合料中的空隙率、瀝青的用量及礦料的級配是影響瀝青混合料抗車轍能力的主要因素。
施工工藝
如碾壓時的溫度、厚度、壓實度、平整度等。
交通管理
如車輛的超載、啟動和制動等作用。
非失穩型車轍(rd<20mm)
①稀漿封層:以乳化瀝青為結合料。
②微表處:以改性的乳化瀝青為結合料。
③超薄磨耗層等方法
失穩型車轍(rd>20mm)
查明成因及車轍產生的部位,在清除失穩的結構層後採有罩面補強等方法治理。
軟土路基病害概述
1.1.1 軟土地基路堤的主要病害
1.路基沉陷
2.邊坡滑塌
3.不良地質和水文條件造成的路基破壞
1.1.2 在軟基上修築高速公路的技術問題
1.選擇合適的勘探手段和勘探技術途徑
2.軟粘土基本特性和結構特性的研究
3.軟土地基加固方案的確定
4.提高沉降量計算的可靠性
(1)固結沉降的計算方法
(2)瞬時沉降量
(3)次固結的影響程度
(4)壓縮層厚度的考慮
(5)地基預壓時間的確定
5.路堤填築速率的確定
1.1.3 路基病害防治方法
在工程的前、中和後期應分別採取「避、防、治」的原則,就能達到預期效果。
1)「避」即在公路選線時,根據不同等級公路標準,經多方案比較,確定對不良地質地段的穿越和避線方案,以此減少發生災害的可能性。
2)「防」即在工程實施階段,對已掌握的不良地質隱患進行分析研究,確定針對性預防方案,把災害隱患消除在萌芽狀態。
3)「治」即在公路營運階段,對受到大自然或人為因素影響而發生的災害進行調查分析,採取針對性的事後整治措施,使之恢復穩定狀態。
1.2 路面基層病害概述
1.2.1 半剛性基層材料的強度形成原理
1、石灰穩定類材料強度形成原理
石灰土的強度形成需要一定的溫度和濕度。初期表現為土的結團、塑性降低、最佳含水量增大和最大密實度減小等;後期變化主要表現在結晶結構的形成,從而提高土的強度與穩定性。
2、水泥穩定類材料強度形成原理
影響水泥穩定土強度與穩定性的主要因素有土質、水泥成份與劑量、水等。水泥穩定土的抗溫縮與抗乾縮以及經濟性,應有乙個合理的水泥用量範圍。
3、綜合穩定類材料強度形成原理
綜合穩定類是指以水泥或石灰為主要結合劑,外摻少量活性物質或其他材料,以提高和改善土的技術性質。
(1)石灰粉煤灰(簡稱二灰)穩定類
粉煤灰是一種火山灰物質,它含有活性的氧化矽和氧化鋁,在石灰的鹼性激發及相互作用下生成含水的矽鋁酸鈣。這些新生的膠凝物質晶體具有較強的膠結能力,其強度、剛度、穩定性和抗凍性均有顯著改善。
(2)水泥石灰綜合穩定類
石灰是水泥穩定土中最常用的新增劑。加速水泥的硬化過程,減少水泥用量。同時還可擴大水泥穩定土的適用範圍,改變土的塑性性質,能夠獲得良好的穩定效果。
1.2.2 半剛性基層材料的縮裂特性
半剛性材料的缺點是抗變形能力低,在溫度或濕度變化時易產生開裂,易形成反射裂縫。
對於含土較多的材料以乾縮為主,對於含集料較多的材料以溫縮為主。
半剛性基層的乾縮主要發生在竣工後初期階段,當基層上鋪築瀝青面層以後,基層的含水量一般變化不大,此時半剛性基層的收縮轉化為以溫縮為主。
1.2.2 半剛性基層材料的縮裂特性
半剛性基層的型別與配合比的選擇,應根據當地的自然條件與基層所處的環境來確定。
水泥砂礫類的水泥含量約為5%時,具有較強的抗乾縮能力,適用於溫差不大的地區。
石灰砂礫類基層的抗乾縮和溫縮的能力均較差,宜採用水泥石灰綜合穩定,以部分水泥代替部分石灰,提高其抗乾縮能力,以減輕縮裂。
二灰砂礫類集料含量約為75%時,抗乾縮與溫縮能力均較強,可適用於不同地區,主要是解決早強不足的問題。
1.2.3 半剛性基層施工應注意的問題
(1)施工季節
最低溫度應在50c以上;在雨季應特別注意氣候變化,勿使運到路上的集料過分潮濕。
(2)水泥穩定類材料施工作業長度的確定
應綜合考慮水泥的終凝時間,並盡可能減少接縫。一般情況下每一流水作業段長度以200m為宜。
(3)接茬處理
(4)養生期的**
1. 軟土病害
軟土及其特徵 :
定義:軟土具有含水量高、天然孔隙比大、壓縮性高、滲透性小、抗剪強度低、固結係數小等不利工程性質,需要進行人工處理後才能滿足工程設計要求。
軟土定義不同專業有不同解釋:
軟土及其特徵 :
軟土的型別
按成因可分為三大類:
①濱海沉積(沿海地區)、
②內陸平原(淮河及松遼平原)
③山地沉積(西南及南方山區及丘陵地區)。
軟土的工程性質
①深色、細粒、有機質含量高;
②天然含水量高;
③天然孔隙比大;
④滲透係數小;
⑤壓縮性高;
⑥抗剪強度低;
⑦靈敏度高並具有顯著的流變特性。
軟土及其特徵 :
軟土地基的技術要求
①地基處理超載預壓10個月後沉降速率不大於0.168mm/天,才能進行二次填築,隨後才能進行橋涵構造物和路基及路面的施工;
②位移邊樁沉降不大於3mm/d;
③斜移管控制在不大於5mm/d;
④處理後剩餘沉降量不大於8cm,地基承載力不小於100kpa。
軟土地基常用處理方法 :
常用的方法:
換填。由埋層的深度和厚度決定;
拋石。由埋層的深度和厚度及基底的強度決定;拋石宜由中間向兩邊,由高處向低處,碾壓之後,鋪反濾層。
排水固結法:
通過設定橫向和縱向排水系統及超載預壓使地基達到排水固結,先期產生固結沉降,減少工後沉降。
排水砂墊層
砂井及袋裝砂井
塑料排水板
反壓護道
超載預壓
復合地基法:
通過吸水、膨脹、放熱及離子交換作用改善樁周土的物理力學性質,形成復合地基。
粒料樁、
旋噴樁石灰樁其它方法:
強夯法(10~40t的重錘):
加筋土法:土工織物鋪墊
超輕質料填土法:聚苯乙烯板塊(ese)容重只有土的1/50~1/100,並具有較好的強度和壓縮效能,可有效減小荷載,必要時還可置換部分地基土。
軟土病害處治工程例項 :
墊層與淺層處治
1)適用範圍
填土高度小、軟土層薄、排水性好、砂源豐富、工期不緊的軟土路基。
2)設計要點
①厚度:0.5~1.0m,寬度:超寬:0.5~1.0m。
②當軟土很軟時,可鋪設荊笆、土工網等,或先用人工或輕便機械施工。
③根據不同情況可採用平鋪法、插振法、水撼法、夯實法及碾壓法施工。
豎向排水法
對軟土地基採用砂井、袋裝砂井、塑料排水板及與土工合成材料形成的排水柱體。
工程例項分析:塑料排水板與土工格柵法處理軟基
設計原理:
利用插設在軟土地基中的塑料排水板建立起豎向排水系統,再在塑料排水板的上部鋪設一層砂墊層,建立起橫向排水系統,在土層中設定土工格柵,可以利用其良好的延性和整體抗剪性均勻的縱橫向抗拉性,增加路基的穩定力矩,提高軟基整體穩定性,從而建立起加壓系統,加快路基的填築速度,縮短工期。
豎向排水法施工要點
①施工準備
②敷設下層水平排水體系
③插設排水板
排水板引數的選擇,插板機選擇(普通式,履帶式、門式軌道插板機),定位,穿靴,插設,套管拔起。注意排水板施工允許偏差的控制。
高速公路瀝青路面重車轍病害原因分析及處治
摘要 車轍病害是瀝青路面常見的病害之一,對高速公路瀝青路面出現的車轍現象進行分析,並針對性的提出了處治措施及建議。關鍵詞 高速公路瀝青路面車轍混凝土 前言我國的高速公路,道路交通量增長非常迅猛,往往遠遠地超過了設計預期增長速度,同時高速公路重車比例在不斷提高,車輛超載超限現象非常普遍,這種交通條件對...
關於瀝青路面病害成因分析及養護
作者 白銘星 城市建設理論研究 2014年第04期 摘要 本文圍繞瀝青路面的種類 成因以及養護措施進行了分析,以供參考。關鍵詞 瀝青路面 病害 分類 成因 措施 中圖分類號 u416文獻標識碼 a 1 前言 隨著經濟的快速發展,公路建設事業取得了顯著的進步,公路建設里程的提高,應用了大量的瀝青混凝土...
瀝青路面常見病害分析及維修方法
瀝青路面因其行車舒適 養護維修方便等優點在道路建設中被廣泛採用。在瀝青路面施工過程中,質量的控制和檢查是保證質量最重要的環節。在瀝青路面的使用過程中由於種種原因也容易產生質量問題,如不及時處理將影響整體道路的使用。本文主要分析瀝青路在施工和使用中的幾種常見問題及其防治。一 施工過程中的質量控制管理 ...