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高速公路瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)的排水設(shè)計(jì)

來(lái)源:233網(wǎng)校 2010年1月7日

    水是危害公路的主要自然因素,也是瀝青混凝土路面早期損壞的主要原因之一。從目前已建成的公路的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)來(lái)看,瀝青混凝土路面所出現(xiàn)的各種病害(如坑槽、松散、剝落、龜裂、下陷等)無(wú)不與水的侵蝕有關(guān),水已成為構(gòu)成高速公路瀝青混凝土路面早期損壞、使用壽命降低的主要自然因素。因此,如何避免地下水和地表水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu),并有效地將進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)的水分盡快排出,已成為目前瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)乃至整個(gè)高速公路設(shè)計(jì)過(guò)程中的重點(diǎn)內(nèi)容。
    1 路表排水
    降落在路面表面和路肩(包括硬路肩和土路肩)表面的降水若不能迅速排走,一方面會(huì)造成路面積水滯留,雨天行車時(shí)形成霧障而影響行車安全;另一方面會(huì)因路表積水時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而加速瀝青混凝土面層的損壞。對(duì)于混凝土路面結(jié)構(gòu)類型而言,路面排水設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面: 采集者退散
    1.1 合理設(shè)計(jì)路拱橫坡是有效排除路表降水的關(guān)鍵
    從有利于排水的角度出發(fā),路基橫坡和路肩橫坡的坡度值都取高值,但路基橫坡過(guò)大會(huì)影響到行車的安全。因此,應(yīng)綜合考慮兩方面因素,第一,在南方多雨地區(qū)應(yīng)適當(dāng)取高值,在北方冰凍地區(qū)取低值。第二,硬路肩的橫向坡度可采用高限值,但考慮到目前路面攤鋪已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工,從方便施工考慮,硬路肩的橫坡方向宜與行車道相反,以避免將硬路肩積水匯集到行車道上。
    1.2 正確選取超高漸變段的合成坡度是避免路表局部積水的有效途徑
    一般在高速公路線型設(shè)計(jì)中,如果單純考慮行車的舒適和線型的美觀,超高漸變率宜緩一些,超高漸變段也希望盡量長(zhǎng)一些。但超高漸變率過(guò)小,超高漸變段內(nèi)路面橫坡接近零的區(qū)段過(guò)長(zhǎng),形成路面局部滯水,從而影響行車安全。當(dāng)路線縱坡與超高漸變率方向一致時(shí),最小合成坡度位置即旋轉(zhuǎn)軸位置(對(duì)于高速公路來(lái)說(shuō)通常是中央分隔帶外緣),其大小就是路線縱坡;當(dāng)路線縱坡與超高漸變率相反時(shí),最小合成坡度位置即行車道外側(cè)邊緣位置,大小為路線縱坡與超高漸變率的代數(shù)差。
    1.3 合理設(shè)置縱坡是確保挖方路段路面排水的重要手段 來(lái)源:考的美女編輯們
    人們一般在挖方路段因其水文地質(zhì)條件差時(shí)才對(duì)這種路段的地下排水引起重視,如通常在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中考慮增設(shè)碎石排水墊層,在兩側(cè)設(shè)置邊緣滲溝,但對(duì)于路表排水中一些容易出問(wèn)題的地方卻常常忽視,概括起來(lái)有兩個(gè)方面:一是將凹形豎曲線的最低點(diǎn)設(shè)在挖方路段內(nèi),致使路表水和進(jìn)入結(jié)構(gòu)內(nèi)的自由水停滯時(shí)間長(zhǎng),不易排除;二是較長(zhǎng)挖方路段縱坡坡度設(shè)置過(guò)小,標(biāo)準(zhǔn)斷面的邊溝無(wú)法滿足路面和邊坡匯水流量的需要,對(duì)于超高地段,中央分隔帶處必須每隔一定距離設(shè)置橫向排水管,將匯集在中央分隔帶邊緣集水溝(管)的路表水引排出去,如果挖方路段過(guò)長(zhǎng)且縱坡較小,同樣會(huì)增加該部分排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工的難度。因此,縱坡設(shè)計(jì)切忌將凹形豎曲線置于挖方路段內(nèi),同時(shí)挖方路段較長(zhǎng)時(shí)(超過(guò)400m)其縱坡不宜小于3%,一般情況不得小于1%. 考試大論壇
    2 瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)排水要求 本文來(lái)源:考試大網(wǎng)
    2.1 常規(guī)設(shè)計(jì)存在的質(zhì)量隱患
    目前,在高速公路的瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,普遍將下面層設(shè)計(jì)為空隙率較大的Ⅱ型瀝青混凝土,如AC—25Ⅱ或AC—30Ⅱ型;中面層多為Ⅰ型密級(jí)瀝青混凝土,如AC—20Ⅰ型等;抗滑表層則采用AK—13型或AK—16型。就我國(guó)大部分高速公路的瀝青混凝土而言,空隙率大的主要是抗滑表層和下面層。其中抗滑表層在施工過(guò)程中,為了滿足構(gòu)造深度這一指標(biāo),空隙率必須達(dá)到6%以上。同時(shí),許多施工單位為了追求表面平整度,不惜以犧牲壓實(shí)度為代價(jià),減少壓實(shí)遍數(shù),降低碾壓溫度,從而使其實(shí)際空隙率增大。因此,只要有降雨,抗滑表層內(nèi)部總是處于飽水狀態(tài)。而下面層則由于表面水少量的滲入、路面開(kāi)裂以及基層中毛細(xì)水上升等原因,使得不少水分滯留在混合料的空隙中,而且,由于中面層的密封作用和下面層自身空隙率較大,導(dǎo)致下面層基本上總是泡在水中。這樣,瀝青混凝土路面長(zhǎng)期在水和荷載的共同作用下,使得瀝青膜逐漸從集料表面剝離,最終導(dǎo)致集料之間的黏結(jié)力喪失而出現(xiàn)坑槽、松散等路面破壞現(xiàn)象。因此,必須在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中合理選取適當(dāng)?shù)募?jí)配類型,特別是抗滑表層和下面層這兩個(gè)層次。
    2.2 瀝青混凝土路面要體現(xiàn)排水要求 來(lái)源:考的美女編輯們
    在降雨量大的多雨濕熱地區(qū),為了解決抗滑表層抗滑性能要求與水穩(wěn)定性這一矛盾,建議在經(jīng)濟(jì)條件允許的情況下,優(yōu)選SMA結(jié)構(gòu),既可通過(guò)其間斷級(jí)配的碎石骨架在表面形成較大的構(gòu)造深度,又可由于瀝青碼蹄脂的填充,使其混合料內(nèi)部的空隙率很小。如經(jīng)濟(jì)條件不允許采用SMA結(jié)構(gòu),則應(yīng)在滿足抗滑性能要求的同時(shí)盡量降低其空隙率。而對(duì)于下面層,則盡可能采用Ⅰ型的密級(jí)配瀝青混凝土,一方面使路面水盡可能少地滲透到基層中,另一方面也可以阻隔基層中的毛細(xì)水,從而增加整個(gè)瀝青混凝土路面的水穩(wěn)定性。
    此外,瀝青混凝土面層厚度與最大粒徑不匹配,也是出現(xiàn)不同程度水損害的原因之一。由于瀝青混凝土面層厚度與混合料級(jí)配的最大粒徑之比不當(dāng),施工中不利于壓實(shí),造成空隙率過(guò)大。因此,應(yīng)合理考慮瀝青混凝土面層厚度與所選擇設(shè)計(jì)級(jí)配的最大粒徑尺寸的關(guān)系。
    3 瀝青混合料設(shè)計(jì)應(yīng)考慮材料的抗?jié)B性能
    要保證路面結(jié)構(gòu)的水穩(wěn)定性和耐久性能,保證路面基本不透水是至關(guān)重要的,尤其是對(duì)SMA路面結(jié)構(gòu)類型,保證路面基本不透水是該結(jié)構(gòu)能否成功的關(guān)鍵。因此,從提高路面的耐久性能出發(fā),應(yīng)將路面抗?jié)B性能作為一個(gè)重要的指標(biāo)來(lái)控制,尤其是瀝青混合料應(yīng)從原材料的選擇、配合比的確定到施工中攤鋪與碾壓的控制都至關(guān)重要。
    3.1 從提高瀝青的性能著手
    積極改善瀝青的路用性能,尤其是黏附性有利于提高抗?jié)B性。采用改性瀝青、摻加抗剝離劑,在礦粉中摻加一定量的水泥或磨細(xì)生石灰粉,對(duì)抵抗剝離以提高瀝青混合料水穩(wěn)定性都有明顯效果,但應(yīng)注意不同抗剝離劑與各種石料之間的匹配問(wèn)題。當(dāng)選用摻加水泥或消石灰時(shí),應(yīng)注意確保施工實(shí)際摻加劑量的準(zhǔn)確性。
    3。2選擇適當(dāng)?shù)募?jí)配范圍
    從選擇適當(dāng)級(jí)配上考慮,提高瀝青用量及提高4.75 mm~9.5 mm規(guī)格集料的用量相應(yīng)地都可以提高混合料的抗?jié)B性,但應(yīng)考慮其高溫穩(wěn)定性能指標(biāo)能否達(dá)到要求。
    4路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部排水設(shè)計(jì)中應(yīng)重視的問(wèn)題
    對(duì)于滲入路面結(jié)構(gòu)的自由水,必須通過(guò)設(shè)計(jì)使之迅速向下或兩側(cè)滲漏而排走。
    (1)對(duì)于設(shè)置路面邊緣排水系統(tǒng)的路段,為使結(jié)構(gòu)內(nèi)的水能自由排入邊部縱向集水溝,應(yīng)在非超高路段的路緣石(路肩處)上每隔50cm~100 cm預(yù)留d10cm的半圓孔洞;在超高路段則應(yīng)在超高段中央分隔帶集水溝側(cè)面設(shè)置相應(yīng)孔洞。
    (2)對(duì)于瀝青混凝土路面所設(shè)的排水基層,通常選用瀝青處置開(kāi)級(jí)配碎石??紤]到該結(jié)構(gòu)層為骨架空隙結(jié)構(gòu)且經(jīng)常受水的侵蝕,因而耐久性較差,為此,必須提高其瀝青與礦料之間的黏附性和抗剝離性能。如條件允許,盡量采用干燥的磨細(xì)消石灰粉或水泥作為填料的一部分,其用量為礦料總量的1%~2%,如條件不允許(許多地方的消石灰粉細(xì)度得不到保證),可采用摻加抗剝離劑的方法。
    (3)應(yīng)重視對(duì)下封層的設(shè)計(jì)和施工。下封層的主要作用是防止進(jìn)入瀝青混凝土路面的水分下滲到基層中。目前下封層通常采用層鋪法施工的單層式瀝青表面處置,這種方法方便快捷、施工容易,但無(wú)法有效阻止水分下滲的作用。因此,最好采用拌和法砂粒式瀝青混凝土,既可對(duì)基層的平整度進(jìn)行一次修正,又能有效阻止面層或透水基層中的水分侵入到基層中?;蛘咴跒⒉纪笇訛r青后,在基層頂面鋪設(shè)有紡?fù)凉げ?,并用輕型光輪壓路機(jī)來(lái)回碾壓直至下面的瀝青泛至土工布表面,實(shí)踐證明,這種方法既可防止基層反射裂縫,又可起到防水作用,是一種較好的下封層形式。

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