级配碎石基层的沥青路面施工技术分析_刘世伟.pdf

运输经理世界道路工程与技术0引言在现代社会中，道路是人们出行和货物运输的主要途径。为了确保道路的安全和可靠性，工程师们致力开发高质量的路面结构，并不断地进行改进。沥青路面是目前应用最广泛的道路结构之一，其具有良好的耐久性和舒适性，但在不同的道路条件下，其结构设计和材料选择也存在差异。在 道 路 工 程 中，级 配 碎 石 是 常 见 的 基 层 材 料 之一，因其坚固耐用，成为道路建设的重要组成部分。然而，目前对于在级配碎石基层上铺设沥青路面的结构力学特性的研究尚不充分。因此，本文将对该道路结构进行深入研究，以评估其力学性能和优化设计，以期提高道路的使用寿命和安全性1。1基层路面相关技术研究1.1 基层加固技术在 沥 青 路 面 的 施 工 中，基 层 的 加 固 工 作 十 分 重要。如果基层没有得到充分的加固，就容易发生裂缝、坑洼等问题，导致路面使用寿命缩短。因此，采用适当的基层加固技术可以提高沥青路面的耐久性和承载能力。常用的基层加固技术包括加铺沥青混凝土、加铺水泥混凝土、加铺碎石等。其中，加铺沥青混凝土是最常用的方法，其优点是可以很好地填补基层表面不平整、坑洼等缺陷，提高路面平整度和耐久性；同时，沥青混凝土施工简单、成本较低，也是普遍使用的方法之一。加铺水泥混凝土的优点是具有较高的强度和耐久性，适用于承载能力较高的道路；但缺点是施工难度大、成本较高。而采用级配碎石作为基层的加固技术，具有施工简单、成本较低的优点，同时碎石的粒径分布也可以提高基层的密实性和稳定性。此外，在施工中，还可以采用加铺沥青乳液或聚合物改性沥青等材料进行处理，提高基层的抗水性和抗裂性。需要注意的是，基层加固的效果不仅取决于选用的材料和工艺，还与基层原有的状况和环境因素有关。因此，在实际施工中，需要进行现场勘测和分析，制订合理的加固方案，并严格按照规范要求进行施工，以确保沥青路面的质量和使用寿命。1.2 级配碎石选择技术在沥青路面的建设中，级配碎石的选择对路面质量具有重要的影响。为了达到设计要求，需要选择合适的级配碎石，以保证沥青路面的性能稳定和使用寿命。级配碎石选择应注意以下五个方面2。一是粒径范围。级配碎石的粒径应符合设计要求，一般建议采用中间级配，颗粒粗细均匀，以达到更好的稳定性和耐久性。二是石子种类。选择石子应符合当地实际情况和工程要求，具有较好的硬度、韧性和耐久性。三是石子表面状态。石子表面应无泥土、油污等附着物，否则会影响石子与沥青结合的质量。四是石子的含水率。在选择石子时应注意其含水率，一般要求含水率不超过 0.5%。五是级配合理性。选择的级配应合理，避免出现过多的细粒子和大颗粒石子，以免影响沥青混合料的稳定性。在实际操作中，可以通过试验室试验和现场检测等手段来确定级配碎石的合理性和可行性。1.3 沥青路面施工技术沥青路面是道路建设中常见的路面形式之一，具有平整、耐久、维护成本低等优点。在沥青路面的施工中，需要注意以下五个方面的技术要点。级配碎石基层的沥青路面施工技术分析刘世伟（沧州渤海新区黄骅市交通运输局，河北 沧州 061100）摘 要：为了提高道路的使用寿命，深层了解级配碎石基层上铺设沥青路面的结构力学特性，首先介绍级配碎石和沥青路面的基本特性；其次，分析在级配碎石上铺设沥青路面的结构特点和力学行为；最后，根据分析结果，提出一些优化设计建议，通过对这些内容的探讨，为改善道路建设提供参考和指导。关键词：级配碎石；基层沥青路面；结构力学分析中图分类号：U416.217文献标识码：A41运输经理世界道路工程与技术一是路面设计：要根据实际情况进行路面设计，包括路面宽度、道路弯曲程度、路面坡度等，确保路面在使用过程中的安全性、舒适性和耐久性。二是路面基层处理：路面基层的平整度和强度是沥青路面的重要保障，因此需要进行基层加固。基层加固包括土石方加固、水泥混凝土加固、砂浆加固等，其目的是增强基层的承载能力，使其能够承受上层沥青层的荷载。三是沥青混合料制备：沥青混合料是构成沥青路面的重要组成部分，其制备需要选用适宜的级配、沥青黏结剂和添加剂，通过混合、搅拌等工艺使其达到均匀、充实、稳定的状态。四是沥青路面铺装：在沥青路面铺装时，需要考虑施工环境、温度、湿度等因素，合理选择施工方法，保证沥青混合料能够均匀地覆盖在基层表面，避免出现损坏、漏铺等问题。五是路面养护：在沥青路面铺装完毕后，还需要进行养护，主要包括保养期内的交通管制、浇水、刷漆等措施，以及日常养护中的定期检查、清扫、维修等措施，确保路面能长期稳定地使用。通过科学应用沥青路面施工技术，可以有效提高路面的使用寿命和安全性，减少养护成本，为道路交通的发展和社会经济的进步提供保障。2级 配 碎 石 基 层 的 沥 青 路 面 结 构 力 学分析2.1 路面结构研究路面结构研究是指对路面结构的材料、设计、施工、维护和管理等方面进行深入的研究和探讨，以提高路面的性能和服务寿命。路面结构研究的内容包括以下四个方面。第一，路面结构材料的分析。路面结构材料是构成路面的基础，其结构参数变化会对路面结构内部应力分布产生影响。因此，碎石基层应选用经过筛选、洗涤、分级的优质碎石，其级配应符合设计要求，强度和稳定性良好。沥青混合料应选用优质的沥青混合料，其配合比应符合设计要求，沥青含量和石料含量应控制在合理范围内。合理的路面结构参数可参考表 1 所示。表 1 路面结构参数结构层水隐砂砾基层沥青路面层级配碎石基层厚度/cm20，4010，2512，15，30弹性模量/MPa14001100210，320，430在 路 面 结 构 研 究 中，可 以 对 路 面 结 构 材 料 的 物理、化学和力学性质进行分析，探究材料的耐久性、可靠性和适用性等问题，为路面材料的选用、制备和改进提供科学依据3。第二，路面结构设计的分析。路面结构设计需要遵循相关标准，设计应满足合理性、优化性和可行性等要求。如：碎石基层厚度应根据设计要求确定，一般应在 150mm 以上。沥青混合料厚度应根据道路使用等级、交通量和气候条件等因素确定。路面横坡和纵坡应符合设计要求，以保证排水畅通和行车安全。第三，路面施工技术的分析。碎石基层施工：碎石基层应进行分层、分段施工，每层碎石铺设后应进行压实，确保基层强度和稳定性。沥青混合料施工：沥青混合料应进行预热处理，铺设时应使用专用的铺面机具，确保沥青混合料的均匀铺设和压实。第四，路面维护和管理的分析。施工中定期检查和维护碎石基层和沥青路面：定期检查并及时处理碎石基层和沥青路面的损坏和病害，以保证路面的使用寿命和行车安全。施工前及时清理道路积水和杂物，保证路面排水畅通。2.2 结构力学研究路基路面结构力学研究的主要内容包括：结构的受力分析、结构的稳定性分析、结构的振动分析、结构的疲劳寿命分析、结构的动力响应分析等方面。在结构力学研究中，首先，需要对结构的基本特性进行了解。例如，结构的几何形状、材料特性、受力情况等都是影响结构力学行为的重要因素。因此，结构力学研究需要对这些基本特性进行充分了解，并在此基础上进行结构力学分析。在工程实践中，结构力学研究具有广泛的应用。例如，在建筑设计中，需要对建筑结构进行受力分析和稳定性分析，以确保建筑的安全可靠；在机械设计中，需要对机械结构进行疲劳寿命分析和动力响应分析，以确保机械的性能稳定4。因此，结构力学研究在路面工程中具有重要的应用价值。通过结构力学分析，可以优化路面结构设计、指导材料选择和配合比设计并且可以通过结构力学理论的方法对路面质量进行检测和评估，包括路面平整度、均匀度、强度等指标的测试和分析，以及对路面损坏和病害进行识别和定位。其次，结构力学研究需要建立数学模型，以便进行分析和计算。数学模型是指通过数学方程或计算模拟等方法，对结构的物理行为进行描述和预测。例如，在结构的受力分析中，可以通过建立受力模型，计算结构受力分布，预测结构的破坏情况。最后，结构力学研究需要进行试验验证。结构的实际行为往往受到多种因素的影响，而数学模型和理论分析往往无法全面考虑这些影响因素。因此，需要通过试验验证，进一步验证数学模型和理论分析的准确性和可靠性，以提高结构力学研究的科学性和实用性。在路面结构研究中，结构力学分析可以帮助工程42运输经理世界道路工程与技术师更好地了解路面结构的受力情况和稳定性，从而优化路面结构设计。例如，通过分析路面结构的强度和稳定性，可以调整路面厚度和材料选用，以提高路面的承载能力和使用寿命；通过分析路面结构的动力响应，可以优化路面结构的减震和降噪设计，提高驾驶舒适度。综上所述，结构力学理论可以为公路沥青路面的施工提供技术指导，包括施工方法、施工顺序和施工质量控制等方面的建议和要求，以确保路面结构的质量和稳定性，需要对结构的基本特性进行了解、建立数学模型并进行试验验证。在工程领域，结构力学研究对于设计、评估和改进结构的性能具有重要意义5。2.3 沥青面层层底应力分析在沥青路面结构中，沥青面层是直接受到车辆荷载作用的结构层，其底部的应力分布情况对路面结构的稳定性和使用寿命有着重要影响。因此，对沥青面层底部应力进行分析是路面结构研究的重要内容之一。在沥青路面结构中，沥青面层底部受到的荷载主要包括静载荷和动载荷。静载荷主要是指停靠在路面上的车辆自重和载荷，而动载荷则是指行驶车辆产生的荷载，包括轴重和轴距等因素。在进行沥青面层底部应力分析时，需要考虑以下因素。第一，沥青面层的厚度和材料特性：沥青面层的厚度和材料特性会直接影响底部应力的分布情况。第二，荷载的作用方式：荷载作用方式的不同会导致底部应力分布的差异。例如，轮胎对路面的压力分布会随着轮胎宽度和轮胎形状的变化而变化。第三，路面基础和下层结构的特性：路面基础和下层结构的特性也会对底部应力分布产生影响。例如，基础层的刚度和材料特性对于底部应力的分布起到重要作用。在分析沥青面层底部应力分布时，可以采用有限元分析方法。有限元分析方法是一种基于数值计算的力学分析方法，通过将复杂的结构分解成多个小单元，将结构的力学问题转化为求解各个小单元的受力状态，从而得到整个结构的应力和位移分布情况。因此，在研究中，对沥青路面的基层碎石进行了相应的研究，将碎石层厚度以及应力进行了分析与对比，如图 1 和 2 所示。图 1 沥青面层层底应力变化图图 2 沥青面层底层应力模量变化由图 2 可知，随着模量增大其应力减小，抑制沥青面层底层应力模量变化，可以有效地预防和控制路面裂缝的产生。3结论沥青路面结构包括沥青面层、基层和下层结构等组成部分。沥青面层是直接受到车辆荷载作用的结构层，其底部的应力分布情况对路面结构的稳定性和使用寿命有着重要影响。因此，对沥青面层底部应力进行分析是路面结构研究的重要内容之一。路面结构研究涉及多个学科领域，其中结构力学是其中一个重要的研究方向。通过结构力学分析，可以得到沥青路面结构各组成部分的应力、位移和变形情况，从而评估路面结构的稳定性和使用寿命，并为路面结构设计和改进提供指导。在沥青面层底部应力分析中，需要考虑沥青面层的厚度和材料特性、荷载的作用方式以及路面基础和下层结构的特性等因素。有限元分析方法是一种常用的力学分析方法，可以用于分析沥青面层底部应力的分布情况，并优化路面结构设计。总之，对路面结构的研究和分析有助于提高路面的耐久性和使用寿命，进而为道路交通的安全和顺畅提供保障。参考文献：1张敏江，王亮，周宇.级配碎石上基层沥青路面结构力学响应分析J.沈阳建筑大学学报，2011（1）：64-69.2尚银川.级配碎石基层沥青路面结构力学响应分析D.天津：河北工业大学，2011.3孔保林.设置级配碎石基层沥青路面结构力学分析J.交通标准化，2012（6）：60.4王亮.级配碎石上基层路用性能研究及路面结构分析D.沈阳：沈阳建筑大学，2011.5刘元和.级配碎石路面上基层的力学性能及结构设计方法探讨D.沈阳：沈阳建筑大学，2008.43