談瀝青路面彎沉設(shè)計指標(biāo)
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摘要：交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是我國基礎(chǔ)建設(shè)中的重要組成部分，交通便捷程度直接影響我國物資運輸及資源調(diào)配速度，不斷增加道路建設(shè)的覆蓋程度。在加快道路建設(shè)的同時也要注重道路質(zhì)量建設(shè)，彎沉設(shè)計指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn)是檢驗道路建設(shè)質(zhì)量的重要依據(jù)，研究分析瀝青路面彎沉設(shè)計指標(biāo)，對道路建設(shè)具有積極意義。
關(guān)鍵詞：瀝青路面；彎沉設(shè)計；指標(biāo)
引言
瀝青材料是我國道路建設(shè)中常用的材料，采用彎沉設(shè)計是因為在重型車輛經(jīng)過路面時具有可恢復(fù)性，彎沉值的大小是路面承載力狀態(tài)的體現(xiàn)，也是在瀝青路面建設(shè)中的重要設(shè)計指標(biāo)。彎沉的恢復(fù)性包括回彈、塑形，我國各地區(qū)地勢、地形及氣候條件不同，所選用的彎沉指標(biāo)也不同，按照國際標(biāo)準(zhǔn)及國內(nèi)通用標(biāo)準(zhǔn)來說，大部分瀝青路面使用回彈彎沉值作為路面承載力的檢驗標(biāo)準(zhǔn)，回彈彎沉值與路面承載力之間是負(fù)相關(guān)的關(guān)系。本次研究結(jié)合彎沉指標(biāo)對瀝青路面建設(shè)中彎沉指標(biāo)進(jìn)行探析，促進(jìn)我國道路建設(shè)質(zhì)量提升。
1彎沉值檢驗概述
道路建設(shè)完成后要對施工路段進(jìn)行檢驗，檢驗合格后方可投入使用，彎沉值是瀝青路面使用前必經(jīng)的檢驗步驟，大型貨車裝載量較大，與之相對應(yīng)的貨車總重量也在上升，經(jīng)過路面及路基時會對路面造成一定影響，在反復(fù)碾壓中，路面結(jié)構(gòu)中的空氣密度逐漸減小，壓實度隨之上升，在此過程中路面結(jié)構(gòu)變化的過程就是彎沉值產(chǎn)生的過程。在道路建設(shè)工程驗收的最后階段對彎沉值進(jìn)行檢驗，相關(guān)部門也會將彎沉值作為路面過程質(zhì)量的驗收結(jié)果，在檢驗過程中可運用多種方法進(jìn)行驗收，彎沉值與壓實度同時檢驗可以提高驗收效率及準(zhǔn)確性，更快的了解路面質(zhì)量的情況，經(jīng)過大量的實踐對彎沉實驗中的主要內(nèi)容進(jìn)行了分析，見表1所列，對于彎沉檢驗和壓實度二者中只要滿足了壓實度的要求就能符合驗收標(biāo)準(zhǔn)［1］。
2路面設(shè)計參數(shù)不能用于測量彎沉值
2.1路面設(shè)計參數(shù)不能用于測量彎沉值原因
各地區(qū)的地勢、地形不同，在建設(shè)路面時路面的深度也會不同，在我國進(jìn)行路面建設(shè)時，采用的路基支撐材料不同，路面結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，深度無限的路基結(jié)構(gòu)層實際上具有彈、粘、塑異性的物理特征，道路建設(shè)周圍的水質(zhì)、土壤，對其也有較大的影響，汽車荷載的重量、受力不均，對不同地區(qū)的路面建設(shè)要考慮到瀝青路面的平整度、抗滑能力和施工維修等諸多因素。檢驗彎沉值不能簡單的套用公式，一般通過計算得出來的彎沉值較大，根據(jù)彎沉值及路面承載力的關(guān)系得出所建設(shè)的路段承載力較小，公式推導(dǎo)過于簡單，如果照搬數(shù)學(xué)公式，計算彎沉值是不可靠的［2］。較小的模量計算出來的數(shù)值較大，如果加大路面的的回彈模量將與設(shè)計不符，用舊路面補強作用得到同樣的效果，舊路面計算彎沉公式：其中公式1中K1代表季節(jié)影響系數(shù)，K2代表溫度影響系數(shù)，K3修正后的溫度系數(shù)，計算的L0值在考慮保證系數(shù)及季節(jié)、溫度等因素的影響后，總是大于實測值，所以套用公式是錯誤的。
2.2路表設(shè)計中的容許彎沉不納入檢驗標(biāo)準(zhǔn)
容許彎沉是在相關(guān)部門的檢驗完成后將路表的彎沉值進(jìn)行一定的轉(zhuǎn)化，現(xiàn)有的彎沉值會降低，路表的磨損程度是最大的，在檢測過程中不能只對路表進(jìn)行檢測，路面中路表經(jīng)過重型貨車的碾壓次數(shù)最多，在超負(fù)荷使用的情況下就進(jìn)入到路面衰退過程，路面的承載力減小，進(jìn)而導(dǎo)致彎沉值增大，這與道路建設(shè)結(jié)束后進(jìn)行檢測的彎沉值不是同等概念［3-4］。路表設(shè)計容許彎沉計算公式：路表設(shè)計容許彎沉是當(dāng)貨車?yán)鄯e達(dá)到設(shè)計年末所容許的彎沉值，而不是竣工時的彎沉值，所以不能用路表容許彎沉值作為檢驗標(biāo)準(zhǔn)。
3路面彎沉值檢驗
計算評定路段的代表彎沉公式：在公式3中，L1為評定路段的代表彎沉，數(shù)值為0.01mm，L為評定路段內(nèi)修正后的各測量點的代表彎沉平均值，數(shù)值為0.01mm，為評定路段的全部彎沉的標(biāo)準(zhǔn)差，數(shù)值為0.01mm，Za是與保證率有關(guān)的系數(shù)（取法見表2所列）。
4國內(nèi)外理論彎沉計算比較對比
目前國內(nèi)外的結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)現(xiàn)，國外運用動態(tài)模量。我國采用靜態(tài)模量，在借鑒國外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)時要對相關(guān)數(shù)值進(jìn)行換算，經(jīng)過研究學(xué)者大量實驗對比發(fā)現(xiàn)，動態(tài)模量約為靜態(tài)模量的2.1～2.3倍，因此，運用國際計算法得出的數(shù)據(jù)會與運用靜態(tài)模量下得出數(shù)據(jù)存在偏差，為了得到兩種模量下彎沉數(shù)值的關(guān)系，要考慮到瀝青材料結(jié)構(gòu)［5］。土基模量為29、38、56、70、85Mpa，厚度為9、18、26、37cm，分別運用我國的計算模式和國際標(biāo)準(zhǔn)的計算模式計算彎沉值，得出的計算結(jié)果為二者數(shù)值之間相差1.613倍，系數(shù)約為CV=5.21%，得到用于我國的計算公式：所以在實際應(yīng)用中要將相關(guān)數(shù)值的計算公式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，用具體的數(shù)值進(jìn)行計算時使用我國通用的計算公式，這樣能夠與我國實際路況相符合，計算的結(jié)果出現(xiàn)偏差的概率較低。
5檢驗彎沉的方案
5.1結(jié)合實際情況
路面施工過程中，瀝青混合料的比例大多數(shù)是由礦料組成決定的，不同季節(jié)、交通情況對于彎沉數(shù)值也有影響，比如對于大型運貨車輛多、交通繁忙的路段或者夏季高溫持續(xù)時間長的路面，采用穩(wěn)定性強骨架密實型結(jié)構(gòu)，并且需要在設(shè)計時考慮到較高的設(shè)計空隙率，這樣在檢測彎沉數(shù)值時就會偏小；而對于重載車輛少、交通量小或者冬季低溫持續(xù)時間長的路面，應(yīng)在設(shè)計時采取較低的設(shè)計空隙率。并采取更加合理的設(shè)計和檢測方案，來獲得更好的道路數(shù)據(jù)［6］。
5.2對不同氣候、地質(zhì)條件進(jìn)行分析
對所在地區(qū)的地質(zhì)條件、水文特征等因素進(jìn)行綜合考量，不同地區(qū)選擇的瀝青比例不同，在進(jìn)行檢測時要選擇本地區(qū)最具代表性的路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測，且選擇的路面要有普遍性，通過對不同路面進(jìn)行彎沉檢測，可獲得大量的數(shù)據(jù)作為參考資料，相關(guān)部門可以通過彎沉檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和研究，建立符合本地區(qū)的彎沉及壓實度數(shù)值，隨著路面建設(shè)的升級彎沉設(shè)計指標(biāo)在實踐過程中不斷改進(jìn)，可以為本地區(qū)的瀝青路面建設(shè)提供理論依據(jù)，使道路建設(shè)更加科學(xué)化、合理化，以云貴高原為例該地區(qū)地形復(fù)雜，進(jìn)行道路施工時要考慮到山脈大小及走向，對該區(qū)域常見的自然災(zāi)害進(jìn)行分析，比如多發(fā)的泥石流、山體滑坡等災(zāi)害對路面的彎沉值也有影響，雨水及土壤會在沖刷作用的影響下，進(jìn)入到路面結(jié)構(gòu)中，使路面結(jié)構(gòu)的空氣縫隙及壓實度提高，降低了彎沉值，道路的使用壽命也會縮短，不同地區(qū)的道路建設(shè)平均造價也存在差異，建設(shè)成本也會有所不同，在不同地區(qū)進(jìn)行彎沉值測定時不能運用全國平均標(biāo)準(zhǔn)，要與其地質(zhì)、氣候情況進(jìn)行適應(yīng)［7］。
5.3選擇符合標(biāo)準(zhǔn)的瀝青材料
道路施工過程中，按照施工設(shè)計和方案選擇道路建設(shè)所用瀝青材料，保證施工材料的質(zhì)量，材料采購選擇口碑好的材料供應(yīng)商，提前對建材市場進(jìn)行調(diào)查和數(shù)據(jù)分析，保證選擇材料的科學(xué)性、合理性。所有的材料在進(jìn)入施工現(xiàn)場前都需進(jìn)行嚴(yán)格檢查，相關(guān)檢測合格后出示材料產(chǎn)品的出廠合格證，還需在工程建設(shè)中進(jìn)行抽樣調(diào)查，杜絕不符合標(biāo)準(zhǔn)的材料進(jìn)入施工現(xiàn)場［8］。
5.4提高施工技術(shù)
瀝青需要進(jìn)行充分?jǐn)嚢?，在進(jìn)行瀝青平鋪的過程中嚴(yán)格控制溫度，保證初壓、復(fù)壓和終壓的溫度符合標(biāo)準(zhǔn)。在瀝青道路建設(shè)中對于溫度的管控很嚴(yán)格，過高的溫度對于瀝青來說容易造成粘連，過低的溫度又會增加空氣間隙，所以要在瀝青道路建設(shè)中把控好溫度。瀝青材料的路面施工技術(shù)對于路面的承載力及使用壽命具有重要意義，路面在重型貨車長時間的碾壓過程中，路面的彎沉值會增大，增大到一定程度后將瀝青均勻的平鋪在路面上。
5.5提高工程的質(zhì)量要求
在施工過程中嚴(yán)格按要求進(jìn)行道路建設(shè)，施工過程中的每個環(huán)節(jié)都做好銜接，保證建設(shè)工作的順利進(jìn)行，道路施工中可能出現(xiàn)與設(shè)計方案不同的情況或者存在的各種誤差，施工現(xiàn)場的管理者需對其進(jìn)行分析、識別，進(jìn)而根據(jù)問題對方案進(jìn)行及時的調(diào)整，從而對道路及路面結(jié)構(gòu)、施工質(zhì)量等問題做出正確的解決措施。開展施工作業(yè)，均需要有施工設(shè)計方案為依據(jù)，為每道施工工序提供技術(shù)依據(jù)，在保證施工質(zhì)量的同時提高施工效率，杜絕追求施工速度而忽略施工質(zhì)量的現(xiàn)象出現(xiàn)。
6結(jié)束語
隨著我國經(jīng)濟發(fā)展，道路建設(shè)迎來了新的發(fā)展機遇，然而有相當(dāng)一部分道路發(fā)生質(zhì)量問題，直接影響道路的使用性能和使用年限。道路的質(zhì)量問題逐漸引起了相關(guān)部門的重視，合理全面的檢測方案能夠保證道路的質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)，可以大大減少和預(yù)防安全隱患。彎沉設(shè)計指標(biāo)是檢測道路安全性及質(zhì)量的重要指標(biāo)，所以在檢測過程中要對彎沉值進(jìn)行規(guī)范化的測量，也是增加檢測準(zhǔn)確率的重要方法。
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作者：王沫涵 單位：甘肅省交通科學(xué)研究院集團有限公司