高速公路永久性沥青路面的发展与实践
永久性沥青路面研究综述
最 初 提出 的典 型永久 性 沥青路 面结构 特点 如
图 1 要 点如下 。 ,
a 轮载下 1 0 1 0mm 区域 是 高受力 区域 , . o ~ 5
也是各 种 损坏 ( 要是轮 辙 ) 主 的发生 区域 。
作者简 介:孙志林 (9 9 )男 ( 17 一 , 土家族) 湖南慈利人, . 博士研究 生, 主要从 事路基路面工程的研究 , c suz@sn .o 。 su esl iacr n
1 永 久 性 沥青 路 面 的概 念及 特 点
永 久性 沥青路 面 ( 又称长 寿命 沥青路 面) 国 是
际沥 青路 面 界提 出的新技 术 。国外 2 0世纪 6 0年
2 永 久 性 沥青 路 面 结 构 设 计
2 1 典型 路面 结构 .
代 以来修 建 了大量 全厚式 沥青路 面 和深层高 强 沥
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第 2 4卷第 3 期 20 0 7年 9月
华 中 科
技
大
学
学
报 ( 市科学版) 城
Vo . 4 No 3 12 .
Se p.2 7 00
J fHUS .0 T. ( b n S in eEdt n Ur a ce c io ) i
刚性路 面 , 面技 术 和质 量 总体 上 已经 达 到或 接 路
近 国 际先进 水 平 , 促进 了我 国高 速公 路 沥青 路 面
裂, 不存 在结构 性破 坏 。d 只需 要 日常养护 , . 不需
建设 。 是 , 但 不少 半 刚性路 面还存 在使用 l 年 , ~3
甚至通 车不 久 即出现开 裂 、 辙 、 车 泛油 、 松散 、 坑槽 和水损 害等早 期路 面损坏 现象 。国内有必要 加 快 永 久性 沥青路 面 的研究 , 进而 提高道路 建设质 量 , 降低成本 [ 。 1 q]
沥青路面长期性能研究
沥青路面长期性能研究摘要:现阶段我国沥青路面的设计、施工、材料等技术方法愈发趋于完善和成熟,在提高沥青路面的安全性耐久性的同时,沥青路面早期的磨损也得到了有效缓解和改善,个别路段在近年内早已实现不大修的目标。
据此,对沥青路面长期性能研究的必要性和研究目的进行了客观分析,对我国沥青路面长期性能的研究现状作了进一步的阐述,旨在结合我国环境、交通和结构条件的不同,构建与沥青路面长期性能预测相适应的模型。
关键词:沥青路面;长期性能;高速公路引言目前,我国沥青路面的使用寿命远远达不到国家规定的要求和标准,部分地区的沥青路面还存在严重的病害问题,长期存在的性能不足问题也没有得到解决,长此以往,使我国沥青路面的使用性能不断下降,高速公路交通取得的综合效益也不理想,我国沥青路面的使用寿命和使用寿命。
鉴于此,在我国高速公路建设的关键时期,要有效提高沥青建设和养护资金的利用率,在沥青全寿命周期内获得最大的经济效益,就必须大幅度提高我国沥青路面的使用性能和服务水平,使沥青路面的使用寿命和大中修周期延长到允许的范围内。
1研究沥青路面长期表现的必要性在我国社会经济高速发展的新形势背景下,广大市民对安全运输的需求日益增长,交通部门必须不断延长路面结构的使用寿命,以保证路面结构的长期使用性能为基础,这也是促进我国沥青路面结构长远发展的必然选择。
近年来社会各界愈发重视长寿命沥青路面技术在道路工程领域中的应用,实际上路面寿命与长期性能存在一定的区别,前者指路面设计的目标和结果,后者指路面寿命设计的理论依据及其在工程中的具体应用。
保证路面设计寿命有助于精准把握其长期性能,而路面的使用寿命又需要以长期性能的保持为基础,因此保持路面的使用寿命时必须对路面的长期性能进行科学监测、评估以及维护,全面掌握沥青路面长期性能的内在机理,精准评估、监测沥青路面的长期性能,这也是保证沥青路面结构长寿命设计的前提基础。
精准设计保持沥青路面寿命的关键在于客观分析路面材料与结构的长期性能,在交通运输环境及交通荷载动态的耦合作用下,深入挖掘路面材料与结构长期性能的发展规律,综合提高路面寿命设计的精准性,并对路面材料与结构的长期性能变化及时进行干预和防护。
永久性沥青路面在高速公路中的应用探讨
永久性沥青路面在高速公路中的应用探讨摘要:本文通过对国外永久性沥青路面所作研究的分析,结合本国高速公路的发展情况,以期将永久性沥青路面更好的应用与我国的高速公路中。
关键词:高速公路;永久性沥青路面1引言随着我国高速公路里程数的不断增长,政府及相关部门在高速公路养护上投入的资金也越来越多,而这其中由于沥青路面使用寿命过短而造成的大修大补更是占用了大部分的养护资金。
国外研究认为,只要路面不发生结构性破坏,就可以长久的使用下去。
也就是说,只要维修养护及时,沥青路面可以长期使用。
永久性沥青路面就是在这样的背景下应运而生。
因此,如何能够将永久性沥青路面与我国高速公路有机结合就是本文的研究目的。
2我国高速公路发展现状高等级公路成为我国经济增长和社会发展的重要条件,我国长久以来在公路建设方面投入的大量的财力。
我国公路总量规模实现跨越式增长,到2010年底,全国公路通车总里程达到398.4万公里,从改革开放之初的世界第7位跃居第2位;高速公路从无到有达7.4万公里,居世界第2位。
“五纵七横”国道干线网络全部建成,规模效益逐步显现。
随着经济的发展,交通量、荷载急剧增长,其中重载交通量增幅很大,给我国的沥青路面带来了很大压力。
3永久性沥青路面定义长寿命路面的设计理念最初是由欧洲国家发展提出的,欧洲称之为永久性沥青路面或耐久性沥青路面(Long-Life Asphalt Pavements,Extended Life Pavements, Long-Lasting Pavements)。
美国沥青路面联盟(APA)对长寿命路面设计理念进行了发展,提出了永久性路面(Perpetual Pavement)这一概念。
美国APA的定义:永久性路面是一种设计和修筑良好的沥青路面,使用寿命可超过50年,期间不需要对主要结构进行修复或者改造,仅仅需要对产生在路面顶部的损坏进行周期性维护。
欧洲国家公路研究实验室论坛的长寿命路面工作组(ELLPAG)的定义:长寿命路面是一种持久的结构,可以被看成一种不会由于交通荷载、环境状况、施工质量或材料退化的影响而在路基和基层产生任何形式结构损坏的路面。
永久性沥青路面
永久性路面结构设计理念
上面层:抗车辙能力和抗磨耗能力 中间层:抗车辙能力 基层:抗疲劳能力 路基:高强、稳定和坚固
设计理念
}
最大拉应变
Байду номын сангаас
40~75mm 高质量SMA、 OGFC或 Superpave
100 高压力区 ~ 150 mm
100~180mm高模量
抗车辙材料 (根据需要定)
柔性抗疲劳材料 75~100mm
各地永久性路面状况
传统的沥青路面设计寿命为20年。适度增加 路面强度及沥青混合料基层厚度的永久性路面, 则甚至可以获得50年或50年以上使用寿命。
欧洲使用情况简介
美国使用情况简介
中国山东滨州永久性路面试验路
欧洲使用情况简介
1977年德国A5高速公路Frankfurter Kreuz采用的结构是 37mm浇注沥青砼面层+200mm沥青砼基层+150mm稳定底基层。 该高速公路双向日交通量152000辆/d,重载货车比例为10 %~20%,使用17年后标准轴载次数为125百万次,到现在 仍然使用良好 法国巴黎Peripherique道路双向交通量200000辆/d,重载货 车占10%,年标准轴次1千万。1993年进行了大修,结构为 40mm排水面层+220mm高模量沥青砼基层 意大利的Del Sole高速,结构为30mm中粒式沥青砼+70mm粗 粒式沥青砼+150mm沥青碎石+360mm级配砂砾+300~400mm砂 层
中国山东滨州永久性路面试验路
试验路(离黄河只有几公里)2005年6月开始施工,9月 通车。
与美国永久性路面一样应用PerRoad软件进行设计,但该 路设计轴载是重载车(平均单轴重超过9吨)。
高速公路路面材料的发展及存在的问题
高速公路路面材料的发展及存在的问题高速公路路面材料的发展随着交通运输的快速发展,高速公路的建设成为各国重点发展的项目之一。
在高速公路建设中,路面材料具有重要的地位。
随着科学技术的不断进步,高速公路路面材料也在不断更新换代,以满足不断增长的交通需求。
1. 石料路面:最早期的高速公路路面多采用石料路面,这种材料具有耐久性好、成本低的优点。
然而,石料路面存在噪音大、摩擦力较低等问题。
2. 沥青混凝土路面:随着沥青混凝土技术的发展,逐渐取代了石料路面成为主流。
沥青混凝土路面具有抗水侵蚀能力强、摩擦力高的优点。
然而,沥青混凝土路面容易受到温度变化和重载车辆的影响,容易出现龟裂和损坏的情况。
3. 水泥混凝土路面:近年来,水泥混凝土路面得到了广泛应用。
水泥混凝土路面具有抗龟裂、承受重载等优点。
然而,水泥混凝土路面在施工工期长、施工复杂等方面存在一定的问题。
存在的问题虽然高速公路路面材料在不断更新换代,但仍存在一些问题:1. 易损坏:高速公路路面容易受到重载、温度变化、气候影响等因素的影响,容易出现龟裂、损坏的情况,需要频繁的维护和修复。
2. 噪音问题:沥青混凝土路面在高速行驶时产生较大的噪音,给沿线居民带来困扰。
需要采取相应的措施以减少噪音污染。
3. 施工成本高:水泥混凝土路面在施工过程中需要较长的工期和较高的施工成本,对交通运输系统的建设和运营带来一定的压力。
4. 环保性能有待改进:目前的高速公路路面材料在环保性能方面还存在一定的问题,例如产生大量废弃物、对土壤和水资源的污染等。
为了解决存在的问题,需要继续研发新的高速公路路面材料,提高其耐久性、抗龟裂性和环保性能,降低施工成本,以提高高速公路的服务质量和可持续发展能力。
高速公路沥青路面预防性养护技术的发展与应用
a d v a n t a g e s , a c c o u n t e d f o r a l a r g e p r o p o r t i o n f o p a v e me n t s t uc r t u r e . At p r e s e n t , a l o t f o a s p h a l t p a v e me n t h a v e a p p e a r e d d i f e r e n t d e g r e e
键 问题 没解 决 , 养 护性 养 护的研 究 工作 还有 很 长 的路要 走 。
8 5 0 0 0 k i l o me t e r s . As p h a l t p a v e me n t b e c a u s e o f i t s s mo o t h, c o mf o r t a b l e , l o w n o i s e ,s h o t r c o n s t r u c t i o n p e i r o d, e a s y t o r e p a i r a n d o t h e r
d i s e a s e a n d h a v e g o t i n t o t h e ma i n t e n a n c e p e i r o d. I t c a n b e s a i d ,o u r c o u n t r y s h i s h wa y i s c h a n g i n g f r o m c o n s t r u c t i o n t o ma i n t e n a n c e . Th i s
长寿命沥青路面研究现状及展望
02
国内外研究现状
国内研究现状
总结词
起步较晚,发展迅速
详细描述
我国对于长寿命沥青路面的研究相较于国外起步较晚,但发展速度很快。近 年来,我国不断加大对于长寿命沥青路面研究的投入,开展了大量的实验和 研究,并取得了一定的成果。
国外研究现状
总结词
研究成熟,实践经验丰富
详细描述
国外对于长寿命沥青路面的研究已经相对成熟,实践经验丰富。许多国家已经建立了完整的长寿命沥青路面设 计、施工和养护技术体系,并已经广泛应用到了实践中。同时,国外对于长寿命沥青路面的研究也一直处于不 断更新和深入的状态。
实验研究
通过室内实验和模拟试验,对长寿命沥青路面的材料组成 、性能指标、耐久性等进行深入研究,为优化设计和施工 提供依据。
技术路线
确定研究目标
梳理研究现状
分析关键问题
提出解决方案
展望未来发展
明确长寿命沥青路面的 研究目标和重点,确定 研究内容和深度。
通过文献综述和实地调 查,梳理国内外关于长 寿命沥青路面的研究现 状和发展趋势。
03
开展长期性能观测和研究
针对长寿命沥青路面的使用特点,开展长期性能观测和研究,深入了
解其性能衰减规律和影响因素,为长寿命沥青路面的维护和管理提供
科学依据和技术支持。
感谢您的观看
THANKS
建议
01 02
加强材料基础研究
针对长寿命沥青路面的材料需求,加强沥青混合料组成、结构和性能 等方面的研究,开发出高性能、稳定的沥青混合料,为长寿命沥青路 面的材料设计提供理论依据和技术支持。
强化施工质量控制
制定严格的施工质量控制标准和规范,加强施工现场的质量控制和管 理,确保长寿命沥青路面的施工质量符合要求。
河南省高速公路沥青路面技术发展与回顾
・
石 油 沥 青
PTO E MAP AT E R L U S H L
第2 5卷第 1 期
探讨 与 交流 ・
河 南省 高 速公 路 沥青 路 面技 术 发展 与 回顾
李玉梅
河南省 交通科学技术研究 院有 限公司 ( 郑州 40 0 ) 5 06
摘要 关键词
通过对河南省 已建高速公路 沥青路 面结构的调查 ,分析 了河南省高速公路 沥青路 高速公路 沥青路 面 发展与回顾
混合 料 虽 然 能 够 防 治 水 损 坏 ,但 其 高 温 性 能 较
第 1期
李玉梅 ・ 河南省高速公路沥青路面技 术发展与 回顾
6 9
沉 陷 、路 面变形 、车辙 、裂缝 、网裂 、翻浆 等不 同种 类 、不 同程 度 的病 害 。20 0 1年 l O月专 项 养 护 ,全线 加铺 4c 中 粒式 沥 青 混 凝 土 。 目前 借 m 助 于安新 高速公 路 的改扩 建工 程 ,重新 对安 新高 速公 路进 行养 护 。
3 路面使 用性 能调查分 析
层 总厚 度 为 1 m ;河南 地 方 高 速公 路 为 4c 6c m
细 粒式 A C+5c 中粒式 ( 粒 式 ) 高速公 路路面使 用情 况 . 安新 高速路 面状况 见 图 2 。
粗 粒式 A ;新世 纪 中期 河南省 高 速公 路一 般 为 C
结 构 :国道主干线 一般 为 4e m细粒 式 A C+5c m 中粒式 ( 粒式 ) A 7 m粗 粒式 A 粗 C+ c C,沥 青面
为进 一步 提高混合 料 的性 能 ,路 面常常 使用双 层
改性 沥青 ,并 在 混合 料 中加 入外 加 剂 如 :纤 维 、 P ( 车辙剂 ) R 抗 、橡胶 粉等 。
高速公路沥青路面研究现状与发展趋势
沥青路面 的温度分布是环境 因素最直观 的体现 , 也是 目前各 类设计方法 中考虑最多 的非荷 载因素 。在道路 的温度 场研 究 中, 年来 , 国内外研究人员对路 面温度 场 的理论 研究 和试 验研究 做 了
大量的工作 。
性本构模型 , 疑可为定量分析温度和交通 共 同作用 下沥青路 面 无 的力学行为和车辙发展预估及 防治提供理论依据 。
关键词 : 高速公路 , 沥青路 面, 问题 , 温度场
中图分类号 :4 6 2 7 1 1 . 1 2
文献 标 识 码 : A
0 引言
问题 的严重性引起 了政府 、 学术 界、 工程界 、 企业界 及道路使用者
长期以来 , 路面研究一直是道路研究 的重点领域 。随着 高速 等社会各界的广泛关 注。
[ ] 张倬元 , 兰生 , 1 王 王士 天. 工程 地质 分析原理 [ . 京: M] 北 地
质 出版 社 ,9 7 3535 19 :1-5 .
( )3 -2 2 :13 .
潘玉珍 , 王复兴. 三峡库 区奉节县 新城 区滑坡 带土 [ ] 李会 中, 5
抗剪参数 试验研 究[ ] 湖北地矿 ,02 4 :92 . J. 2 0 ( ) 1-0
高速公路沥 青路 面研究现状与发展趋 势
郑 伟 蔡 青城
10 4 ) 0 14 ( 北方工业现状, 分析了当前高速公路存在的问题及成因, 分别阐述了国内外对高速公路的研究进展情况, 指
出 了目前对沥青路 面的研 究中相 对较薄 弱的领域 , 并提 出今后应努 力的方向 , 以期提高我国高速公路 质量 。
模型提 出了各种不 同的方程 , 以用 于粘弹性热力 耦合 问题求 但可 解 的成果较少 , 这严重制约了温度 和荷 载共同作用下 沥青路 面的
沥青路面的环保与可持续发展技术
沥青路面的环保与可持续发展技术近年来,随着城市化进程的不断加速和出行方式的多样化,道路建设和维护也变得愈发重要。
而作为道路建设中一个不可或缺的部分,沥青路面因其优秀的性能和可靠的质量在全球得到了广泛的应用。
不过,随着人们对环境保护意识的增强,环保型沥青路面的研发和推广已经成为一个重点。
本文将探讨沥青路面的环保与可持续发展技术。
一、沥青路面的环保性问题在以往的道路建设中,矿物沥青作为一种主要的材料广泛使用。
然而,矿物沥青在生产、运输、施工等过程中会产生大量的污染物,对环境造成严重影响。
例如,石油加工过程中产生的有害气体和废水,矿物沥青的挖掘、破碎和运输过程中产生的尘土和噪声,沥青路面的使用过程中产生的排放物等等。
这些污染物不仅会危害生态环境,还可能对人们的生命健康造成威胁。
此外,传统沥青路面制造过程中需要消耗大量的能源和化石燃料,造成较大的二氧化碳排放量。
据统计,一条标准的双向四车道公路建造和使用的总能耗可以达到15.5亿千瓦时,相当于每年为150万户家庭提供电力的总量。
这一数据可见,传统沥青路面在能源消耗和碳排放方面的问题亟待解决。
二、在这样一种背景下,越来越多的科学家和工程师开始研发环保型沥青路面,探究一些新的制造和使用方法。
下面将介绍一些被广泛应用的环保型沥青路面技术。
1.冷拌沥青混凝土相比于传统的热拌沥青混凝土,冷拌沥青混凝土使用的能源更少、污染物更少、施工难度更低。
它将水泥、碎石、玄武岩粉等成分混合在一起,再将其中添加适量的沥青乳液即可。
在生产过程中无需加热,不产生石质油烟、污水等废气排放,大大降低了环境风险。
同时,冷拌沥青混凝土的性能也得到了提高。
相比传统混凝土,冷拌混凝土的经济性、耐久性、防水性和抗裂性都有显著提高。
2.碳纤维沥青路面在沥青路面中添加碳纤维可以大幅度提高其结实性和耐久性。
碳纤维是目前材料科学中的一种很有前途的新型材料,具有轻质、高强、耐腐蚀等优点。
在沥青路面中添加碳纤维可以提高其变形能力和抗裂能力,使其更加耐久。
永久性沥青路面
美国使用情况简介
1999年该州交通运输部(WSDOT)对480km全路段进行了详 细调查。该路中有三种路面结构:柔性结构、CTB基层 (水泥稳定基层)沥青路面和PCC路面,依次占里程百分 比为47%、33%和20%。而且全段被Cascade山脉分成两 个不同的气候区,西部为温和海洋性气候,交通量较高; 而东部夏热冬寒,部分路段交通量较小(标准轴次37.5万 次/年/车道),而有些路段交通量又很高(标准轴次2500 万次/年/车道)。
路面基础
永久性路面设计过程
• 设计理原 力学方法
• 设计过程
类似于其它结构设计方法
选择控制点 验算控制标准
拉应变标准 压应变标准
(由下至上设计)
输入材料性能参数 路面分析模型 路面应力和应变 路面变换方程
路面使用寿命
经济性能
总费用
传统路面
经济差
永久性路面
使用时间
永久性路面经济性能分析
由于永久性路面设计寿命较长,有良好 的经济效益。其寿命周期费用包括在路面 寿命期内的所有建设费用和养护费用,以 及车辆的保养费用。永久路面能够承受更 大的交通量和更重的交通荷载,虽然初期 建设费用较高,但是如果评价整个使用周 期的总费用,其路面较传统的沥青路面更 经济,降低了使用周期内的维修费用,同 时极大降低了道路使用者的使用费用。
新泽西 I-287 表面开裂
华盛顿沥青路面Top-Down开裂> 150 mm 50 mm 150 mm
形成表面裂缝的原因
在轮胎边缘路表或靠近路表产 生了较高的水平拉应力,使得 路表首先产生开裂,并向下传 播,特别对于宽轮胎
路表存在较大的模量梯度,特 别是高温时,这样在较高的轮 胎压力及温度应力下,首先使 路表开裂,并向下传播
高速公路改性沥青路面的应用与实践
1 高速公路使用改性沥青路面的历史与现状 随着高速公路的迅速发展 ,交通量的急剧增长 和载重的不断增加, 车速的高速化、 行车道定型化 , 对沥青混合料的性能提出了越来越高的要求。如何 解决这一问题成为交通部研究 的课题 ,从 2 世纪 0
形 。对后加型来说 , 与其说是对沥青的改性 , 不如说
2 0万 t20 年 改性 沥青 的产量 已达 5 万 t预计 今 ,0 2 0 , 后 5年 内改性 沥青 的需求 量将达 到 10万 t 年 ,山 0 /
按照加工工艺的不同,改性沥青 可以分为预加 型与后加型。所谓预加型就是掺加料预先加人沥青 中首先与沥青混合 ,使沥青与掺加料发生反应或者 拌和均匀 ,然后再与混合料拌和成形 。所谓后加型 就是沥青胶结料与集料拌和后再加人掺加料拌和成
世纪 9 年代交通部重庆公路科学研究所 与友协单 0 位研制成功第一台橡胶沥青生产设备 ,使橡胶沥青
真正成为商品,并在广东深圳一级汽车专用路成功 地铺筑出第一条规模较大的橡胶沥青路面以后 ,才
段; 缺点是施工工艺要求高, 造价高, 摊铺温度掌握 不好 , 容易出渗水唧浆 , 严重造成破损 , 从这几年运 用情况, 出现过类似 的现象 , 如何合理运用沥青极高 的改性 , 如何 了解沥青改性后的作用 , 首先还得从改
性 剂谈起 。 .
揭开了我 国聚合物改性沥青在我国高等级公路 中应 用的序幕 。齐鲁石化公司研制的丁笨橡胶 (B ) S R 改
性道路沥青于 19 年 5月通过中国石油化工总公 92 司技术鉴定 ,以丁苯橡胶改性沥青为代表的改性沥
根据通常说法把改性剂以填料的形式加入与沥
青 组分不 发生 反应 的改性 方法 的称为 物理 改性 ,加 人 的改性 剂与 沥青组 分发 生反应 的改性 方法 称为 化 学改性 。
永久性沥青路面与再认识
永久性沥青路面的研究与再认识摘要:本文在国内外永久性沥青路面发展的基础上阐述了永久性沥青路面的概念及特点,并重点介绍了路面结构层所用材料的具体要求,并对永久性沥青路面的经济效果进行简单评价,借鉴国外永久性沥青路面的实践经验,结合我国高等级公路的研究状况,需要进一步开展的研究工作。
关键词:永久性沥青路面结构材料中图分类号:u416。
217文献标识码:a0 前言20世纪末以来,随着汽车数量和荷载的不断增加,尤其是重载大货车的出现,为了延长轮胎的寿命而采取较高的轮胎压力,导致沥青路面还没有达到设计年限就出现了许多病害,如开裂、结构性车辙、永久变形等。
为了应对这些问题,延长沥青路面的使用寿命,欧美等许多国家将永久性沥青路面的设计理念应用在重载交通道路上,在延长路面使用寿命、降低维修费用方面获得了很大的成功。
而在我国修建的高等级沥青路面中,92%以上的路面为半刚性基层+沥青路面结构,这种结构板体性强,承载能力高,车辙性小,水稳定性好,已成为我国高等级路面的主要结构形式,但是半刚性基层材料的收缩特性导致沥青路面出现的开裂现象;在行车荷载、水和温度梯度的共同作用下出现的基层唧泥现象;在重载条件下出现的疲劳损坏现象等等。
为了适应不断增加的汽车荷载和交通量的发展,从路面结构设计理念出发,探索适合于现代化道路的新型的路面结构型式是亟待解决的问题。
1 永久性沥青路面的定义及特点永久性沥青路面又称长寿命沥青路面,长效性路面,是通过改变传统的路面结构组合、应力应变响应指标以及提高材料的物理力学性能,达到延长路面结构寿命的目的。
这并不是一个新的概念,国外早在20世纪60年代以来修建了大量全厚式沥青路面和深层高强沥青路面,设计及施工良好的路面表现了很好的性能,提供了良好的长期服务性能[1]。
全厚式沥青路面是一种直接铺筑在土基上的沥青路面结构,这种结构的优点是总厚度比有常规基层的沥青路面结构要薄,可以减少疲劳裂缝发生的可能性,并使路面可能发生的破坏限制在路面结构的上部。
沥青路面永久性变形发展机理综述
沥青路面永久性变形发展机理综述作者:尹锋来源:《科技探索》2012年第11期摘要:永久变形不仅影响行车速度和安全,更严重降低了路面的使用寿命,同时,其维修养护也较其他路面病害形式困难。
本文从分析永久性变形的原因入手,对国内外永久性变形研究经行了概括,分析了一些方法的优缺点,为以后沥青混凝土路面的研永久性变形研究提供参考,以提高我国高速公路建设的经济效益。
关键词:沥青路面永久变形评述引言从目前沥青路面的使用情况来看,车辙、推移、拥抱等永久变形已成为高等级沥青路面的主要损坏形式。
永久变形不仅影响行车速度和安全,更严重降低了路面的使用寿命,同时,其维修养护也较其他路面病害形式困难。
对于永久性变形产生的原因,可从以下方面来考虑:(1)永久性变形产生的第一个原因是结构层设计不合理。
(2)第二个原因是设计荷载有一定误差。
(3)第三个原因是材料设计参数有误1 国外研究现状早在1962年第一届国际沥青路面结构设计设计会议上,壳牌石油公司第一次提出考虑永久变形的路面设计方法,该方法通过限制路基顶面的垂直压应变来控制路面的永久变形[1]。
在第三届国际沥青混凝土路面设计会议上,Barksdale和Romain提出层应变法(Layer strain methodology),利用材料的基本特性,在不同的加载和环境条件下计算了路面永久变形[2]。
1976年召开的沥青永久变形研讨会,重点是永久变形预估和试验方法。
在第四届国际沥青混凝土路面设计会议上,提出了限制表面永久变形和预测每层永久变形的方法,主要有:观测永久变形的统计方法(Finn[2]等)、限制路基应变方法(Claessen[3]等)、蠕变试验数据加上弹性分析方法(Hill&Van de Loo[4])和线弹性分析方法等。
第五届国际沥青混凝土路面设计会议以后,沥青路面永久变形问题侧重于对面层沥青混合料的研究。
A.Wijerathe[5]等基于三轴蠕变试验公式,用粘弹性非线性分析计算了沥青路面的车辙深度。
阐述高速公路结构的永久性路面结构
阐述高速公路结构的永久性路面结构1 我国高速公路的结构与永久性路面结构与混凝土路面相比,沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工期短等优点,因而获得了越来越广泛的应用,20世纪50年代以来,各国修建的沥青路面数量迅速增长。
沥青路面结构设计初始,其主要目的就是为保护路基土不经受车辆的直接作用,通过路面传播至土基的应力被扩散而不会造成土基过大的沉降,这点反应在设计思想及设计方法上,主要是控制土基顶面应力及垂直位移量,可以运用古典力学公式进行验算。
当古典理论公式无法客观地描述路面结构的实际工作状态时,人们通过大量的野外测试,修筑试验路对实际车辆行驶效果进行系统观察,形成了以车辆荷载作用下确保路面结构承载力能力为核心的经验设计法。
现代理论分析设计法是以D.M.Burmister1943年发表的弹性双层体系理论解析解为起始的。
我国沥青路面设计方法的总系统是以理论分析为基础,采用双圆垂直均匀荷载作用下的多层弹性连续体系理论,以设计弯沉值为路面整体刚度的设计指标,对高等级公路要对沥青面层和半刚性材料的基层、底基层进行层底拉应力的验算。
我国现行规范中虽然对路面等级、沥青面层厚度等做了规定,但其规定的区间范围大,如将累计标准轴次400万次作为高速公路、一级公路与二级公路的分界值;高速公路沥青层厚度为12cm~18cm等。
近年来在材料选择、混合料设计、性能测试和路面结构设计等方面所做出的努力,可以使道路管理部门通过周期性地更换沥青面层来获得沥青路面结构更长的服务性能(超过50年),这就是所谓永久性路面的概念。
这项技术的核心是按功能合理设置路面的结构层:要求路面结构的面层具有抗车辙、不透水和抗磨耗的能力;中间层具有良好的耐久性;基层要具有抗疲劳和耐久的能力。
永久性路面不仅适用于大交通量道路,经适当的调整后也可用于中、低等级交通量的道路。
2 基于力学方法的路面结构设计传统的结构设计是以强度为第一设计指标,而现代高速公路的功能设计是以变形为第一控制参数,表面车辙和路面开裂已成为沥青路面两种主要的结构和功能设计标准。
长寿命沥青路面的发展及应用
长寿命沥青路面的发展及应用下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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既有道路长寿命沥青路面理念及实践
文 北京市道路工程质量监督站 宋波 薛忠军 周绪利 张涛 王春明“十四五”期间是全国公路行业由建设阶段向养护阶段转型的重要时期,面临着降低交通基础设施维修成本、增强通行保障能力和提高运行效率的直接压力,解决这些问题已经成为公路管理的基本要求和可持续发展的基础。
随着公路通车规模的增长和道路服务年限的增加,沥青路面的维修养护任务日益严峻,主要干道逐步进入养护期,公路养护市场开始加速增长。
截至2019年,全国公路养护里程达495.31万公里,占公路总里程的98.8%,公路养护公共财政支出达到832.98亿元。
传统的沥青路面维修养护年限一般为8年至10年,若按10年一个大修周期计算,全国超过80万公里的沥青路面中,每年将有近8万公里需要维修养护。
如果20%既有道路沥青路面能延长寿命为原来的2倍,就可节约养护资金360亿元以上,还可以减少因道路施工造成的交通拥堵,避免因修路开采石料造成的环境破坏。
为此,通过合理的养护措施延长既有道路使用寿命具有重大的经济、社会和环境意义,是实现交通行业高质量发展和建设交通强国的内在需求。
既有道路长寿命路面理念20世纪80年代起,北京市大规模推广使用石灰土、石灰粉煤灰砂砾等半刚性基层,并修建现代意义上的沥青混凝土路面。
经过40年的建设与发展,北京市沥青路面呈现起步早、范围广、使用时间长等特点,在全国沥青路面建设和研究中极具代表性和典型性。
根据近年来北京市市管普通公路沥青路面维修养护资料统计,如图1所示。
15年以上未实施结构性大修的路段有18条,其中7条路段使用年限超过30年。
总结这些使用寿命超过设计年限,路面结构状态良好的既有沥青路面特征:一是路基和排水良好,二是砂砾层等底基层状况良好,三是采用的道路材料质量优良,四是施工控制严格,五是采取了规范的预防性养护。
责任编辑/谢博识 美术编辑/李仪灵图1 北京市市管普通公路大修周期及路段数分布针对既有沥青路面使用寿命短、养护效果不佳等问题,北京市科学技术委员会在2016年中央引导地方科技发展专项中,立项对“基于病害探查的既有道路长寿命技术及综合管廊运维智能管理系统研究”课题开展研究。
我国长寿命沥青路面的发展及其关键技术
中国半刚性基层沥青路面发展
12~15cmAC 15~25cm
半刚性结构层
非整体性结构层
八十年代末
16~18cmAC
15~25cm 半刚性结构层
20~30cm 半刚性底基层
九十年代中
16~18cmAC
36~40cm 半刚性基层
20~30cm 半刚性底基层
九十年代末
如今?
半刚性基层沥青路面的发展
20~24cm 沥青面层
>40
正常路面
15
设计
承受荷载 (万次)
适用条件
全寿命周期 分析
重载、 >10000次 高速公路、
特殊需求
最低
2000~3000 所有
不详
我国长寿命路面设计的指导思想
以半刚性基层沥青路面结构为主,以对现 有成功的工程经验的总结、提升为主导,
以路面结构——材料——工艺三位一体的 综合设计为主线,
研究长寿命半刚性基层沥青路面,保 持我国的国际领先地位,也是我国长 寿命沥青路面发展的方向之一。
中国半刚性基层沥青路面发展历程
四大试验路的修建
上世纪七十年代末以前,中国高等级公路建设的初期,一 些国道主干线以冻胀翻浆为代表的早期损坏比较严重,半刚性 基层试验路的修建
部分公路累计轴载作用次数调查数据
Design axle loads: Ne=2*107
修建长寿命路面的关键技术
结构设计功能化 材料设计均衡化 施工工艺均一化 质量控制过程化
我国长寿命路面设计的指导思想
以半刚性基层沥青路面结构为主,以 对现有成功的工程经验的总结、提升 为主导,
以路面结构——材料——工艺三位一 体的综合设计为主线,
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∞ m m 裟
+ 嘲 ∞ 下
1 ∞ 开级配基层+3 ∞ 破碎结合料基 0 0 40 层
美 国沥青路面协会 ( P 关于永久性路 面的定义为 路 A A) 面使用年限至少为 3 , 5a并且在使用年限内路面不发生结 构 性破坏 , 只需进行周期性养护 , 平均罩面时间不小于1 。 2a 美 国各州关 于永久性路面的使 用年限也并不统一 , 1 表 是美 国部分州关于永久性路面使用期 的基本情 况。
1 永 久性沥青路面的概念 永久性沥青路面或长 寿命 沥青路面 , 管名称不 一样 , 尽 其实内涵基本 相同。欧洲习惯于称为长寿命沥青路面 ( n g Lf A pa ae et , 国称之为永久性路面( ept- i shl Pvm n e t s) 美 Preu a A pa ae e t 。2 纪末 以来 , l shhP vm n ) 0世 永久性 路面成 为 世 界各 国沥青路面研 究的热 门内容 , 特别是用于高速公 路 、 重 载交通道路 中。典 型的永久性沥青路面特点如图 1所示。
2 1 年 第 5期 01 ( 总第 2 7期) 0
黑龙江 交通科技
HEI NGJANG l L D I JAOT ONG J KE I
No 5, 1 . 2 1 0
( u o2 7 S m N 。0 )
高 速 公 路 永 久 性 沥 青 路 面 的 发 展 与 实 践
吴 晓光
20 n 2 抗冻处置土基 m 组合④: 0 上面层+ 0 m lⅫ 0 25 m下面层+ 3 n 40 l Ⅲ基层+ 2o n 0 抗冻处置土基 m
组 ①: Ⅱ 上面 9 m 中 层 +0 m 合 5 Ⅱ o n 层+ 0 i 面 9 m 下面层+ l l
星 州 组o 1 o
英 国在 2 0世 纪 5 O年代 初 期 修筑 了多条 设计 寿 命 为 2 的试验路 , 国在分 析这些试 验路路用 性能 的基 础 上, 0a 该 根据 Pw l等人 的设计理论提 出了 目前 沥青路面 的设 计方 o el 法。P w H的理论是主张道路使用 2 后 , oe 0a 通过对原路面补 强来实现 4 0a的设计寿命。 英 国的研究得出 , 耐久性路面设计 的关键是保证路面强 度满足某一强度与阈值 。一种有效 的长寿命 路面结构 是 由 很薄的磨耗层 、 MB基层和底基层组成 的 , H 在有很强的抗变 形能力 的 H MB层 上加铺 2 3 0— 0衄 的磨耗层 可 以构 成一 种抗车辙性 能良好的路面结构 。 德国 :97年 德 国 A 17 S高速公 路 Fakut ru rnfr r  ̄z采用 eK 的结构是 3 l 浇注沥青混凝土面层 +20咖 沥青混凝土 7iI n1 0 基层 +10 m 稳 定 底 基层 。该 高 速公 路 双 向 日交 通量 5 m 1200辆/ , 载货车 比例为 1 % 一2 % , 用 1 后标 5 0 d重 0 0 使 7a 准轴载次数为 15百万次 , 2 现在仍 然使用 良好 。 意大利 : 意大利的 D l o eSl e高速 , 构为 3 n 结 0nn中粒 式 沥青混凝土 + 0I 7 m粗粒式沥青混凝土 +10ml沥青 碎石 n 5 i l
收 稿 日期 :0 1— 3—1 21 0 1
・
从表 2中可以看 出 , 其长效性路 面通常采 用柔性结构 , 路基强度较高时 , 以采用全厚式 ; 可 路基强度不足时 , 加铺粒 料基 层 或 沥 青 碎 石 基层 。 面层结构组合是长寿命路面设计 的关键 , 面层结构必须 结合各部分功能特点进 行组合。 美 国沥青路面协会 提出面层分为 3层 : ①上面层 : 4 7 m, 厚 0~ 5I 要求具有 良好 的抗车辙能力、 B 抗老化性 能、 低温性 能和 良好的表面特性 ; ②中面层 : 10~15m 要求具有较 高的模量 和抗 厚 0 7 m, 车辙性能 ; ③下面层 : 7 厚 5~10m 要求具有抗疲 劳和抗水 损坏 0 m, 能力。 JH r y和 c r M ns i . av e al oi t 人 提 出另 外一 种 面层 组 m h等 合 :5— 7mn的磨耗层 ,5~10ml上面层 , 2 3 l 7 0 i l 中面层 ( 设计 层, 厚度需要计算) 5 7 m下面层 。 和 0— 5m 3 耐久性沥青路面国内的发展
( 承德市地方道路管理处 )
摘
要: 介绍了国内外永久性沥青路面的研究概况 , 分析 了各国永久性路 面结 构的使用 年限及结构类型 , 重
点讨论了国内永久性路面结构 的发展情况 。 关键词 : 高速公路 ; 永久性 ; 沥青路面 ; 路面结构 中图分类号 :4 62 7 U 1. 1 文献标识码 : c 文章编号:0 8— 3 3 2 l )5— o6- 1 10 3 8 ( O 1 0 0 1 0 表 1 美国部分州关 于永久性路面的使用年 限
3 Ⅻ 基层+4 抗冻处置土 8 0 3 5 基 组合②: ∞ S ev+0 日中面层+ 4 l 5 o u me l ml p 0 1 m下面层+ 0Ⅱ
路 基
撇
州
下醅
设计 特 点
2 永 久 性 沥青 路 面 在 国 外 的发 展 () 1 欧洲永久性路 面使用情况
t 、 l j 0
--
l m 5c
高梗量 抗车辙树料 l 1 r 0 8 r中间层 e
.
加利福尼亚州 (1州际公路) 7O
组 ①: m u me 6 m 中 层+0 m 下 合 5 m p v+ 5 0 Se 面 l m 面层+ 0
最大 拉应力 区域 柔} 生抗疲劳柯 料8 1 m基层 .0c
—
美国长效路 面常见结构类型见表 2 。
表 2 美国 部 分 州 使 用 的永 久 性 路 面 结构
州名 结构组合 2  ̄ +5 中 5 mG 7 Ⅻn 面层 +2 m 下面层 +0m 处置后 n 15 2o 的水泥破碎 +5m 板 1 m水泥处治基 0 层
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