

添加微信好友, 获取更多信息
复制微信号
黄石 【融资方】陕西西xx河新城水务有限公司,2015年1月成立AA发债主体平台一级子公司,主要以城乡供水项目建设、水厂运行维护、供水管网及配套设施维护为主营业务。
【担保方】陕西西xx新城开发建设(集团)有限公司,公司注册资本61.96亿,实收资本65.20亿;西咸新区泾河新城重要的土地整理、保障房、基础设施和产业园区投融资建设主体,主体评级AA、债权评级AA,实际控制人为西咸新区管委会;截止2022年末,公司资产总额439.95亿元,年营业收入30.36亿元。
新闻资讯:
首页 论文 毕业 图纸 知识 方案 登录 | 注册 帮助中心 全部 建筑 结构 水利 园林 建筑设计 结构设计 水利工程 给水排水 园林工程 暖通空调 环境保护 路桥工程 岩土工程 工程造价 CAD教程 注册考试 电气工程 路桥图纸 路桥论文 毕业设计 路桥施工 桥梁工程 道路工程 轨道工程 选线设计 路基路面 绿化工程 检修与维护 路桥软件 路桥规范 路桥书籍 路桥套图 国外力学经验法的沥青路面设计 来源: 发布时间: 2017-05-08 14:48:56 评论 收藏 国外力学经验法的沥青路面设计 摘要:本文从交通荷载、气候条件和材料特性3个方面介绍了国外力学经验法的沥青路面设计以及这种方法中所采用的疲劳准则和在中国沥青路面设计中的应用供业内人士参考
关键词:沥青路面;交通荷载;材料特性;气候条件;Miner准则 1引言 德国道路历史久远,质量优良,特别在沥青路面设计理论研究和施工工艺方面一直位居世界前列
传统的德国沥青路面设计采用的是德国道路交通研究会(FGSV)颁布的RStO01标准(路面结构设计标准),这种方法主要依赖经验,参考一些基础的数据,如当量10t标准轴载的累积次数、地质条件和标准的结构层及组合
近年来随着交通量的增加、气候条件的改变和新型材料的发展等,力学经验的分析法悄然兴起
这种力学分析方法,采用结构分析的理论和计算方法,建立多维的有限元模型,综合考虑荷载、材料、气候和地质等因素的影响,确保路面既经济又安全地在服务期限内发挥较好的使用性能
2交通荷载 并由累计交通量来确定路面的等级
RStO01将沥青路面分为7个等级,分别为SV、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ和Ⅵ,每个路面等级又对应着7种不同的路面结构层厚度、组合及材料组成(1,2.1,2.2,2.3,3,4,5)
标准轴载累计交通量计算有两种方法:一种是在重车没有准确轴载统计的情况下,根据预估交通重车数量,并根据多年经验,得到不同公路交通等级轴载数量系数,从而计算出标准轴载数量;另一种方法是在较准确掌握重车轴载数量的情况下,计算累计交通量
Dresden模型认为,行驶在沥青路面上的车辆轴载从2~20t不等,以2t递加将轴载覆盖范围划分为10个轴载种类(2,4,6,⋯,20t),通过调查的年轴载作用次数和每种轴载所占比例,分别计算每类轴载以及该类轴载对应的轴载次数下引起的应力和应变以及其造成的疲劳破坏
这种交通量的计算方法,将各类轴载都考虑在内,不需进行标准轴载的换算,与实际的交通对路面所施加的荷载作用更加吻合
3气候条件 路面结构持续经受着各种环境因素的综合作用
实践表明:温度对沥青路面的承载能力和使用性能都有着显著的影响
准确预测沥青路面温度的分布特性和变化规律具有重要的理论和现实意义
对路面温度场分布的研究方法一般分为两类:一类是根据气象学和热传学的基本原理采用数值分析方法建立沥青路面温度场的预测模型,可以称之为理论分析法;另一类是根据路面温度的实测数据和气象资料采用回归分析方法建立路面温度场与环境因素之间的定量关系,可以称之为统计分析法
路面温度预估方法的研究经历了半个多世纪的发展,研究的内容日益丰富,技术不断进步,针对性越来越强,研究成果在实践中也得到越来越广泛的应用
Dresden模型采用的路面温度预估模型为: y=a•ln(0.01x+1.0)+b(1) 式中:y为距离路表x处的温度(℃);x为距离路表的深度(cm);a、b为参数(表1)
在这个路面温度预估模型应用中,除了有大量实测的路表温度数据外,还需对长期时间内路表温度出现的频率有详细的调查,通过公式(1)、沥青混合料动态模量及疲劳准则,可以预测沥青层的疲劳寿命
4材料特性和结构层厚度 4.1材料特性 模型建立的过程中,多种路用材料模型贮存在材料数据库中
贮存的材料包括粘结类材料,如沥青、沥青混合料和水硬性粘结材料等;非粘结材料如碎石、砾石和各类土
另外还贮存有各种材料的基本特性,如弹性模量、泊松比等,这些特征值并非全是固定不变的,有些是随着外界环境的改变而改变的,因此需要建立与影响它们的因素之间的关系
当研究出新型材料时,完全可以在材料数据库中添加
在路面结构层设计中,从数据库可以随意调用选取材料,并不断进行调整,以达到最理想的材料组成
4.2结构层组合及其厚度选择 无论是经验法还是力学分析法,沥青路面结构一般均由沥青面层、沥青联结层和承重层组成
承重层有多种结构形式,有沥青混凝土承重层、砾石承重层、碎石承重层、防冻层和水硬性粘结材料承重层等
完成材料的选择后,接着最重要的就是从下向上选择不同的结构层
对于整个结构的每一层,除防冻垫层之外,都先赋初值,然后通过程序不断优化,最后确定最佳的路面结构层及其厚度
选择结构层及其厚度的过程中需注意:一是尽管采用的是多层体系,但整个体系的最大厚度和最小厚度都有限制,如高等级沥青路面总厚度控制在55~85cm之间,以确保整体的连续性及稳定性;二是在德国防冻垫层有着非常严格的要求,不同土壤类型需满足最小防冻厚度的要求,这样可避免由于冬季低温及连续降温对路面造成的各种损坏;三是确保材料和各结构层更好地结合在一起,如需要满足各层的最小厚度与材料粒径的最大尺寸之间的关系
对于这些最小与最大厚度,当地质条件、路面类型已知的情况下,Dresden模型都可以自动地进行检测并进行调整
5疲劳准则 许多国家在沥青路面设计的力学分析方法中,均从交通荷载、气候条件、各种结构层和材料特性等主要因素进行考虑
不同之处主要体现在这些影响因素以不同的形式、不同的方法、不同的理论进行换算、转换并应用于不同的疲劳准则
Dresden模型主要采用Miner线性累计损伤理论假设,预估沥青路面各结构层在各类轴载和各级温度作用下的疲劳损坏程度
≤1(2) 式中:Na(b,c,⋯)为在a(b,c,⋯)情况下实际荷载循环次数;NBa(b,c,⋯)为在a(b,c,⋯)情况下可允许的荷载循环次数
如果式(2)左边的值大于1,则说明疲劳损伤累积最终发生了破坏,那么模型就需要改变结构层厚度,重新进行验算
针对沥青路面的主要损坏类型,疲劳准则主要应用在沥青层、无粘结料承重层或者路基顶、水性粘结承重层
以下对各结构层所采用的计算分析模型进行说明
5.1沥青承重层 疲劳准则在沥青层的应用主要是通过沥青层层底的拉应力来体现,因为沥青层层底是疲劳开裂最早且最容易发生的地方
N=(3) 式中:N为允许的荷载循环次数;E为沥青混合料的动态模量,与荷载频率、温度和沥青混合料的组成有关;σ为沥青层层底弯拉应力;γ为安全因子(表2)
5.2无粘结料承重层或路基顶 在路基顶及无粘结料承重层,包括碎、砾石承重层和防冻层,荷载的长期反复作用引起的压应变是引起破坏最主要的因素,因此通过无粘结料承重层或者路基顶压应力,由式(4)计算允许的荷载循环次数
N=(4) 式中:N为允许的荷载循环次数;Ev2为底基层或垫层非粘结材料和土基的弹性模量,可通过承载板试验获得;σz为压应力;γ为安全因子
5.3水硬性粘结承重层 由于水硬性粘结材料抗弯拉强度远小于其抗压强度,水硬性材料的抗弯拉强度是水硬性粘结承重层设计的控制指标
水硬性粘结材料可经受反复加载作用,在荷载作用下所能承受的允许荷载循环次数由式(5)计算: N=(5) 式中:N为允许的荷载循环次数;βBz为水硬性粘结性材料的抗弯拉强度;σBz为水硬性粘结性材料在荷载作用下的弯拉应力;γ为安全因子
复杂条件的改变需要沥青路面设计方法不断地更新和发展,以便设计的沥青路面在使用年限内有着较好的质量和性能,且尽可能地减少路面出现的损伤
6结论 中国沥青路面设计方法与德国沥青路面设计方法不同主要体现在设计年限、沥青路面结构组合以及设计和验算指标几个方面
中国高等级公路沥青路面设计年限一般为15年,而德国所有的沥青路面设计使用年限都是30年
中国沥青路面多采用半刚性基层沥青路面,强调强基薄面,致使裂缝成了中国沥青路面损坏类型中最常见的病害
在德国沥青层最厚可达到34cm,而且对防冻层有着非常严格的要求
中国沥青路面设计以路表弯沉和基层层底弯拉应力为设计和验算指标,然而多种类型损坏的早期出现与设计模式明显大不相同
沥青路面设计主要是防止路面发生早期疲劳破坏,因此应建立沥青路面结构设计模型与破坏模型的关系,确定控制路面发生损坏和早期损坏的关键指标作为设计指标
中国沥青路面设计可以总结和吸收国内外的优秀研究成果和经验,提出适合中国沥青路面设计发展的设计指标和参数体系,让更多新的试验方法、新的设计理念在路面结构设计中得到更好的体现
参考文献 【1】沈金安.国外沥青路面设计方法总汇【M】.北京:人民交通出版社,2004. 【2】JTGD50-2006公路沥青路面设计规范【S】. 重点论述了如何对其进行避免,希望最终可以做到桥梁质量第一与行车安全有效保障完整结合
关键词:道路桥梁,质量,措施 1.引言 目前我国的交通的发展正推动着国民经济的整体增长,所以交通的经济作用是不容忽视的
近几年来,各地都在大力开展市政工程建设,市政道路工程有许多不同于其他道路工程的特点,经常出现一些特殊的质量通病,所以对于城市道路桥梁常见病害的产生原因和防治措施是我们业者的当务之急
2.城市道路桥梁质量通病的分析 2.1沥青路面质量通病
沥青路面在竣工后通车不久或一、两年内出现多处或大面积裂缝、破损
(1)主要原因
施工控制问题
目前路面工程片面追求平整度而忽视压实度的要求材料到场及终压温度偏低甚至在低温情况下过度碾压材料配合比不当
基质沥青未达标路面基层甚至路床、基底承载力不足弯沉值过大
另外由于路面基层材料的收缩而造成沥青路面的反射裂缝也会引起早期破损
此病害是雨水沿道路裂缝渗入路面基层和土基降低路基路面的稳定性和强度造成局部变形扩展成网状裂缝
碾压中产生的细微裂纹及反射裂缝初期虽不影响行车但在水分侵蚀及阳光照射下成为促使面层沥青混凝土疲劳开裂的催化剂大大缩短沥青路面寿命
(2)预防措施
①不要片面追求个别指标不合理的高水平要全面考虑基层、面层的综合强度、舒适性、安全性和耐久性
②在沥青混合料摊铺碾压中严把沥青混合料进场摊铺的质量关严格控制摊铺和初压、终压的沥青混合料温度严格按碾压操作规范施工防止横向裂缝的产生
③严格按照沥青路面施工及验收规范做好纵横向接缝
④控制沥青混合料所用沥青的延度或采用改性沥青
拌制沥青混合料时防止加热过度避免沥青混合料“烧焦”
⑤在特殊潮湿、寒冷、高温地区要使用新型沥青混合料
2.2 回填压实的质量通病及防治
超厚回填倾斜碾压填土不符合要求带水回填均造成回填土达不到标准要求的密实度
(1)超厚回填
①现象一种是路基填方一种是沟槽回填土不按规定的虚铺厚度回填
严重者用推土机一次将沟槽填平
危害不能将所铺层厚内的松土全部达到要求的密实度
如是道路将造成路基和路面结构沉陷如是管道其胸腔部位便达不到要求的密实度使胸腔部位的土压力小于管顶土压力和地面荷载可能造成管体上部破裂无筋管还可能被压扁
②原因分析:施工技术人员和操作工人对上述危害不了解或认识不足;技术交底不清或质量控制措施不力;施工者有意偷工减料不顾后果
③治理方法:加强技术培训使施工技术人员和操作人员了解分层压实的意义
要向操作者作好技术交底使路基填方及沟槽回填土的虚铺厚度不超过有关规定;严格操作要求严格质量管理惩戒有意偷工减料者
(2) 倾斜碾压
①现象:在填筑段内随高就低,使碾轮爬坡碾压
②原因分析:在填筑段内未将底层整平即进行填筑或在沟槽内填筑高度不一
使碾轮在带有纵坡的状态下碾压
危害碾轮压实重力产生分力损失在纵坡上使碾轮重不能发挥最大的压实功能坡度越大损失的压实功就越大
③治理方法:在路基总宽度内应采用水平分层方法填筑
路基地面的横坡或纵坡陡于15时应做成台阶
回填沟槽分段填时应分层倒退留十台阶
台阶高等于压实厚度台阶宽不小于1m
(3)挟带大块回填
①现象:在填土中带有大砖块、大石块、大混凝土块、大硬土块
危害填土中挟带块状物妨碍土颗粒间相互挤紧达不到整体密实效果
另外块状物支垫碾轮产生叠砌现象使块状物周围留下空隙日后发生沉陷
②原因分析:不了解较大块状物掺人土中对夯实的不利影响;不愿多运弃土方和杂物或交底不明确或控制不严格
③治理方法:在回填土交底中要向操作者讲明带块状物回填的危害使操作者能自觉遵守要严格管理对填土中的大砖块、大石块、大混凝土块要取出对大于10 cm的硬土块打碎或取出
2.3桥面铺装层的裂缝
桥面铺装层产生裂缝主要是由于以下两种原因
第一,在施工过程中的问题变化问题
我国目前对于城市的桥梁铺垫工作多采用半刚性质的结构
这种结构虽然有强度高、压度实、密度强等特点,但是这也使得其承重面对于温度的变化也很敏感,这就不能避免裂缝现象的发生
第二,车辆在桥面行驶当中的急刹车也会使路面受到磨损和挤压,在车辙面里形成裂缝
但是如果施工期间采用混凝土材料的话,没有在配比中对水泥和石料的配比掌握好,致使其和易性不强,也会出现上述情况
如果裂缝在冬季进入水分,温度升高之后,就会出现热胀冷缩现象,裂缝就会加宽,如果不及时维修,桥面会从裂缝变成龟裂,甚至更严重
对于裂缝的防治措施主要是从以下三个方面进行
第一,要重视施工阶段的桥面设计工作,在桥面铺装层的直接承受力有效控制,计算车辆碾压的程度,不要为日后的早期损坏埋下隐患
第二,要加强对过桥车辆的载重量控制,如果发现超载车一律杜绝上桥
第三,要重视桥面的日常养护工作,对于裂缝出现立即修补,以免使小缝变大缝
2.4混凝土外观质量
对于桥墩出现孔洞、麻面、错台、接茬的情况时,首先要明确模板安全前的施工任务,一定要保证脱模剂的均匀涂抹,并在安装时注意接风之间的严密性
第二,要对施工人员做到任务分区,抱枕振捣层得到充分振捣
第三,合理的使用混凝土供料,坍落度及水灰比之间的比例要正确
对于梁箱发生问题的时候要重点注意
在设计的时候除了要按合同固定去计算梁体的承重力,还应该对其局部应力的分解力进行必要的分析,这样可以确定梁箱界面的尺寸,合理的对钢束两端的锚固问题合理验算,保证受力的面积
对于箱梁局部结构的抗裂性问题可以用高强度的钢筋来增加整体强度,取用合理的技术经济指标
在施工过程中药做到严谨细心
考虑整齐的方法和工艺,对于不利于施工的因素要及时调整,使预应力张拉工艺等要求都能得到保证,做到百分之百的符合设计要求
对于梁箱横隔板的设置,要从轮流的洞口下料,这样做最大的好处是可以从另一个口振出混凝土,避免了残留的控制滞留在洞口里面形成空洞
要注重混凝土的采购环节,如果现场的备用搅拌设备不合用的时候,要立即选用另外的机器,因为现场的设备可以使混凝土在运输或者其它原因产生的问题提供临时的中断供料作用
在施工中天气的变化也不可忽视,要根据实际的气温调整混凝土的坍落度和水灰度的比例,气温高的时候要做好湿润工作
2.5桥面的排水
对于桥面的排水可采用综合方式去应对
首先对于桥梁的形成路面按不同类型铺设排水坡度
也可以在桥面两侧的泄水孔之间的距离,将泄水孔设到桥梁跨河桥上,泄水孔就可以直接向桥下排水
如果桥面的顶层为沥青混凝土结构时,需要采用直径低于4cm的排水槽向外排水
在台帽顶设置带有横向坡的排水槽,这样做有利于桥台的缝隙间积水的排除,可从桥身两个侧面竖向直接排到地面
在桥面的耐久性问题上可以采用控制混凝土的抗渗抗冻指标、掺加钢筋阻锈剂、全面考虑桥面的防排水、墩柱根部做散水、涂防水材料、钢材防腐采用高效防腐剂等方式对结构进行加固和维护
使新浇筑的混凝土结构不受侵蚀,并具有提高混凝土强度及抗冻性能、改善施工性能的作用
3.结束语 城市道路桥梁的质量问题一直是关注的热点,如何预防其质量通病,现实意义巨大
我们只有彻底的了解其发生的原因,运用科学的方法,对桥梁施工中出现的质量缺陷进行有效的控制,减少或杜绝各种质量通病
参考文献: 【1】李海军,李军.连续梁桥预应力箱梁腹板裂缝成因浅析【J】.华东公路,2000(3). 【2】石文军.路面与桥梁连接的质量通病【J】.交通世界,2007(10). 【3】董燕萍.沥青混凝土路面平整度的质量控制【J】.中华建设,2008(3).
西安西咸泾河2023年政信1号政府债定融