浅谈柔性基层路面在高速公路施工中的应用

高速公路施工中,路面基层建设十分重要。柔性基层施工技术因其稳定性和排水性能优秀,被广泛应用于公路路面施工。 为确保施工效果,需根据具体情况制定技术方案,并实施严格的质量控制。在公路工程施工中,柔性基层施工技术需遵循施工规 范和要求,对沥青混合料的拌合、运输、铺摊和碾压等环节进行精细化管理。本文研究了高速公路柔性基层路面技术,提出了施 工中需关注的事项,旨在提升施工效果,确保公路质量与安全。

柔性基层路面的研究

本文对柔性基层路面与半刚性基层路面的受力特点 ,破坏模式、设计思想进行了比较。认为柔性路面应当以“长寿命路面”的设计思想为指导 ,对路面结构层和沥青混合料展开设计 ,对路面施工严格控制。

柔性基层路面裂缝对结构层材料模量的敏感性分析

为了分析柔性基层路面裂缝对结构层材料模量的敏感性,应用有限元软件ABAQUS建立了含表面裂缝的路面模型,分析了裂缝尖端应力场在不同路面结构层模量下的敏感性。结合模拟成果可知:柔性基层路面表面裂缝尖端应力应变弹性场对面层模量和土基模量的敏感性较强。在柔性基层路面设计时,应在满足规范的前提下适当的选取结构层模量,从而延缓裂缝的扩展。

柔性基层沥青路面结构设计参数分析

综合分析了国内外柔性基层沥青路面典型结构,采用正交分析方法,讨论了沥青稳定基层厚度、级配碎石基层厚度及土基模量等关键结构参数对路表回弹弯沉、沥青层层底拉应力2个柔性基层沥青路面性能指标的影响。研究表明:土基模量对于路表回弹弯沉的影响最为显著;当沥青层厚度在25 cm以内时,增加沥青层厚度可以减小沥青层底拉应力,延长沥青路面疲劳寿命。

柔性基层沥青路面在动荷载作用下Top-Down开裂模拟研究

针对柔性基层沥青路面主要病害形式Top-Down开裂开展病害机理研究,为病害预防提供技术支持,有助于提高道路服务水平,延长路面使用寿命。首先,对国内外目前柔性基层沥青路面Top-Down开裂研究成果进行了对比研究,分析了不同研究成果中对于Top-Down开裂形式、裂缝形成与发展机理提出的一致以及尚未达成共识的结论,确定以动态荷载下路面结构厚度、车辆荷载作为主要分析对象。然后,利用有限元计算软件进行实体建模,参考国内已建成道路选定代表路面结构,确定各项路面参数,基于子午线轮胎按照三向应力建模;分析动荷载作用下的应力最不利位置以及应力分布;选取车辆荷载作为主要变量,对动荷载作用下柔性基层沥青路面Top-Down裂缝起裂和发展的影响因素进行研究。基于断裂力学,以轴载和路面结构层厚度为主要变量,对微裂缝出现后影响裂缝发展的不同因素进行了对比。结果显示:当路面处于完整、连续的工作状态时,在动荷载作用下,剪应力τ是TopDown裂缝形成的主要原因;当路表出现微裂缝后,轴载对于裂缝发展的影响要远大于路面处于完整、连续状态时轴载的影响,应力强度因子K_Ⅰ和K_Ⅱ的峰值显著提高,建议在柔性基层路面设计、验算时加入剪应力验算指标。

基于MEPDG的柔性基层沥青路面车辙预估模型地方修正系数研究

为了研究确定AASHTO 2002力学经验设计方法 (Mechanistic Empirical Pavement Design Guide,MEPDG)车辙预估模型的地方修正系数,依托沪宁高速公路扩建工程柔性基层沥青路面路段进行车辙预测和预测模型修正。对交通轴载谱、气候输入参数进行了实际统计分析,对沥青混合料的动态回弹模量进行实测,均按照水平1输入,其他道路结构参数采用水平2或水平3输入,并进行了车辙预测。对沪宁高速公路无锡段2007年~2013年的车辙检测数据进行统计分析。利用沪宁方向柔性基层路面实测车辙,采用规划求解方法对MEPDG车辙预估模型进行了修正,得到了地区修正系数和修正后的车辙预估模型,并采用宁沪方向有效实测车辙数据对修正后的预估模型进行了验证。结果表明得到的预测数据与实测数据之间的拟合性较高。

服役柔性基层沥青路面力学响应实测与分析

沥青路面沥青层的力学响应是路面设计的一个重要参数,准确表征现场沥青层的力学响应对提高路面设计的可靠性有重要意义。通过现场实车加载试验,采集了服役柔性沥青路面的应变数据,分析了不同层位、轴重、荷载移动速度、温度等工况下的应变波形特征,计算了不同加载工况下沥青层的应变数值情况,并对应变数值进行了数理统计分析。结果表明:在轮胎-路面不同承载位置,沥青路面下面层层底的纵横向应变波形曲线有明显差异;轴重、温度、轴载移动速度都会对沥青层底应变产生显著的影响,但不会明显改变应变波形特征,轴重增加、温度升高、轴载移动速度降低都会导致纵横向应变曲线整体升高,应变极值增大。ATB层底和沥青下面层层底相比,其应变响应波形也有明显差异,并具有一定的滞后性;轴重与温度这两个因素对路面力学响应的交互作用明显,在不同温度下,轴重对于横纵应变极值的影响程度具有显著差异;车速与轴重,车速与温度之间的交互作用不明显。基于上述关系,进一步拟合得到多因素(速度、温度、轴重)作用下沥青层横向应变值与纵向应变值的预估模型,以预估其他不同工况下柔性基层路面的应变响应。

高温多雨地区柔性基层沥青路面温度场分析及模拟研究

通过室外试验,分别测试了高温多雨条件下柔性基层、半刚性基层和倒装基层沥青路面的温度场,并利用数学方法对柔性基层沥青路面的温度场进行模拟。结果显示,3种路面上面层温度场差别很小,随着深度的增大,温度场的差别逐渐增大;3种路面基层的温度由高到低依次为:倒装结构>柔性结构>半刚性结构;底基层温度由高到低依次为:柔性结构>倒装结构>半刚性结构。柔性基层沥青路面的温度场随气温和太阳辐射呈周期性变化,且随着深度的增大,时间-温度曲线出现明显的滞后性,温度峰值逐渐减小。柔性基层沥青路面温度场可用衰减指数函数模型进行表示。

半柔性路面基层在干线公路中的应用研究

通过对半柔性路面基层材料试验研究,探讨了乳化沥青-水泥稳定碎石混合料设计、性能试验、半柔性基层路面结构力学分析、施工工艺。结果表明:采用骨架嵌挤级配、振动压实法确定最佳含水量、干湿劈裂强度确定最佳乳化沥青用量的乳化沥青-水泥稳定碎石半柔性混合料设计方法,混合料具有较好的物理、力学性能、高温稳定性、低温柔性、抗疲劳性能;采用乳化沥青-水泥稳定碎石基层代替半刚性基层,可降低路面最大竖向剪应力,提高路面抗裂能力;试验路应用表明乳化沥青-水泥稳定碎石混合料具有均匀性好、易压实的特点。

半柔性路面基层结构的研究与应用

介绍了半柔性路面基层及混合料的特性,混合料的研究过程和试验结果以及该技术在公路路面基层中的试验路应用。

组合式柔性基层沥青路面结构设计方法分析

为解决组合式柔性基层沥青路面结构设计方法与现行规范适应性差的问题,通过理论分析、模型计算和现场性能验证,分析了福建省典型组合式柔性基层沥青路面结构的疲劳寿命预估方法与永久变形验算方法。结果显示,研究提出了柔性基层沥青混合料疲劳预估模型,可对HFM、低标号沥青混合料AC-25等疲劳性能进行准确评价;进一步提出了采用沥青层永久变形量和级配碎石层永久变形之和的沥青路面车辙深度控制标准,开发了永久变形预估方法和模型,并基于95%置信度提出了福建地区的永久变形修正系数。研究构建的福建地区组合式柔性基层设计方法,可促进JTG D50-2017《公路沥青路面设计规范》新标准在福建省的应用、落实,推动福建省沥青路面设计技术的发展。

市政道路柔性基层沥青路面结构设计研究

运输工业和我国经济发展、社会进步密切相关。在城市公路规划中,沥青路面的设计是至关重要的,它直接关系到城市道路的总体质量。在城市公路施工过程中,施工过程由多工序、多工种、多环节的协同工作,必须不断提高工程的设计水平,以保证城市道路工程的施工质量。而柔性基层沥青路面设计是市政公路建设中的一个关键环节,它的好坏关系到公路的长期运行、行车安全、稳固安全,同时,设计成败还可以促进设计者技术水平和业务能力的提高,可以节约很多的投资成本。因此,就当前的柔性基层沥青路面优势和结构设计策略进行细致分析,以供参考。

长寿命柔性路面技术的探讨与应用

分析了长寿命柔性沥青路面的结构行为理论。路面结构组合设计采用沥青层底拉应变和路基顶面压应变指标来控制沥青路面的疲劳寿命;材料组成设计主要是针对路面结构抗车辙性能和耐疲劳性能等方面,以提高沥青混凝土路面的长期使用性能为目的;增强层间结合力有助于改善沥青路面结构层间界面力学特性,从而保证路面结构层间连续。通过工程实体验证、寿命周期费用分析表明长寿命柔性基层路面的技术和经济效益显著,值得推广应用。

重载沥青路面和重载混凝土路面的环境效应

为比较沥青路面和水泥混凝土路面的环境影响效应,基于全生命周期分析方法,对柔性基层沥青路面和连续配筋混凝土路面这两种重载路面的能源消耗、废气排放和路面材料再生等进行了对比分析.结果表明柔性基层沥青路面能源消耗和碳排放均远优于连续配筋混凝土路面,与不配筋混凝土路面相比,柔性基层沥青路面仍在碳排放方面具有优势,此外沥青路面的再生利用率更高.因此,基于环境角度考虑,沥青路面应在重载路面中得到更多的应用.

柔性基层沥青路面结构对土基模量的要求

基于ABAQUS有限元软件,建立了4种厚度的柔性基层沥青路面结构三维有限元模型,计算了半波正弦动载作用下,不同土基模量时路面结构的动态响应,分析了沥青层疲劳寿命和土基永久变形寿命随土基模量的变化规律和相互协调性问题。研究表明:土基永久变形预估寿命随土基模量的增大而显著增大,而沥青层疲劳预估寿命受土基模量变化的影响较小;柔性基层沥青路面结构在土基模量较小时,路面损坏类型由土基顶面永久变形控制,而当土基模量较大时,变为由沥青层疲劳损坏控制;进一步确定了路面控制损坏类型变化时的临界土基模量,提出了满足不同交通等级时的土基模量范围,为柔性基层沥青路面结构设计提供参考。

ATB-25在高速公路中的应用

结合高速公路工程中ATB-25沥青稳定碎石基层的应用实例,对ATB-25配合比设计过程中对原材料要求、配合比设计、施工工艺以及质量控制等方面进行了论述,以期为今后沥青稳定碎石基层ATB-25在我国高速公路的推广应用提供借鉴。

中国路桥的科技创新之路

中国路桥工程有限责任公司始终坚持贯彻“自主创新、重点跨越、支撑发展、引领未来”的科技发展方针,坚持走创新型企业发展道路。经过40多年的发展,中国路桥建立了完善的企业技术创新、管理体系和完善的人才培养体系。2019年,中国路桥申报的“莫桑比克Maputo大桥关键技术研究”和“非洲地区柔性基层沥青路面典型结构及其适应性研究”项目,分别获得2019年度中国公路学会科学技术奖一等奖和二等奖。