談瀝青路面彎沉設(shè)計(jì)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(yùn)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(shí)也要注重道路質(zhì)量建設(shè)，彎沉設(shè)計(jì)指標(biāo)是否符合標(biāo)準(zhǔn)是檢驗(yàn)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(jì)指標(biāo)，對(duì)道路建設(shè)具有積極意義。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；彎沉設(shè)計(jì)；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(jì)是因?yàn)樵谥匦蛙囕v經(jīng)過路面時(shí)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(jì)指標(biāo)。彎沉的恢復(fù)性包括回彈、塑形，我國各地區(qū)地勢(shì)、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(yàn)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(duì)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(yàn)概述

道路建設(shè)完成后要對(duì)施工路段進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)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(yàn)步驟，大型貨車裝載量較大，與之相對(duì)應(yīng)的貨車總重量也在上升，經(jīng)過路面及路基時(shí)會(huì)對(duì)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(shí)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(yàn)收的最后階段對(duì)彎沉值進(jìn)行檢驗(yàn)，相關(guān)部門也會(huì)將彎沉值作為路面過程質(zhì)量的驗(yàn)收結(jié)果，在檢驗(yàn)過程中可運(yùn)用多種方法進(jìn)行驗(yàn)收，彎沉值與壓實(shí)度同時(shí)檢驗(yàn)可以提高驗(yàn)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(shí)踐對(duì)彎沉實(shí)驗(yàn)中的主要內(nèi)容進(jìn)行了分析，見表1所列，對(duì)于彎沉檢驗(yàn)和壓實(shí)度二者中只要滿足了壓實(shí)度的要求就能符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)［1］。

2路面設(shè)計(jì)參數(shù)不能用于測(cè)量彎沉值

2.1路面設(shè)計(jì)參數(shù)不能用于測(cè)量彎沉值原因

各地區(qū)的地勢(shì)、地形不同，在建設(shè)路面時(shí)路面的深度也會(huì)不同，在我國進(jìn)行路面建設(shè)時(shí)，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(shí)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(duì)其也有較大的影響，汽車荷載的重量、受力不均，對(duì)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(yàn)彎沉值不能簡單的套用公式，一般通過計(jì)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(jì)算彎沉值是不可靠的［2］。較小的模量計(jì)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(jì)不符，用舊路面補(bǔ)強(qiáng)作用得到同樣的效果，舊路面計(jì)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(jì)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(shí)測(cè)值，所以套用公式是錯(cuò)誤的。

2.2路表設(shè)計(jì)中的容許彎沉不納入檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

容許彎沉是在相關(guān)部門的檢驗(yàn)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(huì)降低，路表的磨損程度是最大的，在檢測(cè)過程中不能只對(duì)路表進(jìn)行檢測(cè)，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(cè)的彎沉值不是同等概念［3-4］。路表設(shè)計(jì)容許彎沉計(jì)算公式：路表設(shè)計(jì)容許彎沉是當(dāng)貨車?yán)鄯e達(dá)到設(shè)計(jì)年末所容許的彎沉值，而不是竣工時(shí)的彎沉值，所以不能用路表容許彎沉值作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

3路面彎沉值檢驗(yàn)

計(jì)算評(píng)定路段的代表彎沉公式：在公式3中，L1為評(píng)定路段的代表彎沉，數(shù)值為0.01mm，L為評(píng)定路段內(nèi)修正后的各測(cè)量點(diǎn)的代表彎沉平均值，數(shù)值為0.01mm，為評(píng)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(jì)算比較對(duì)比

目前國內(nèi)外的結(jié)構(gòu)參數(shù)發(fā)現(xiàn)，國外運(yùn)用動(dòng)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(shí)要對(duì)相關(guān)數(shù)值進(jìn)行換算，經(jīng)過研究學(xué)者大量實(shí)驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，動(dòng)態(tài)模量約為靜態(tài)模量的2.1～2.3倍，因此，運(yùn)用國際計(jì)算法得出的數(shù)據(jù)會(huì)與運(yùn)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(yùn)用我國的計(jì)算模式和國際標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算模式計(jì)算彎沉值，得出的計(jì)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(jì)算公式：所以在實(shí)際應(yīng)用中要將相關(guān)數(shù)值的計(jì)算公式進(jìn)行轉(zhuǎn)化，用具體的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算時(shí)使用我國通用的計(jì)算公式，這樣能夠與我國實(shí)際路況相符合，計(jì)算的結(jié)果出現(xiàn)偏差的概率較低。

5檢驗(yàn)彎沉的方案

5.1結(jié)合實(shí)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(duì)于彎沉數(shù)值也有影響，比如對(duì)于大型運(yùn)貨車輛多、交通繁忙的路段或者夏季高溫持續(xù)時(shí)間長的路面，采用穩(wěn)定性強(qiáng)骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，并且需要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到較高的設(shè)計(jì)空隙率，這樣在檢測(cè)彎沉數(shù)值時(shí)就會(huì)偏??；而對(duì)于重載車輛少、交通量小或者冬季低溫持續(xù)時(shí)間長的路面，應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)采取較低的設(shè)計(jì)空隙率。并采取更加合理的設(shè)計(jì)和檢測(cè)方案，來獲得更好的道路數(shù)據(jù)［6］。

5.2對(duì)不同氣候、地質(zhì)條件進(jìn)行分析

對(duì)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(cè)時(shí)要選擇本地區(qū)最具代表性的路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)，且選擇的路面要有普遍性，通過對(duì)不同路面進(jìn)行彎沉檢測(cè)，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(cè)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(shí)度數(shù)值，隨著路面建設(shè)的升級(jí)彎沉設(shè)計(jì)指標(biāo)在實(shí)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(shí)要考慮到山脈大小及走向，對(duì)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(duì)路面的彎沉值也有影響，雨水及土壤會(huì)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(shí)度提高，降低了彎沉值，道路的使用壽命也會(huì)縮短，不同地區(qū)的道路建設(shè)平均造價(jià)也存在差異，建設(shè)成本也會(huì)有所不同，在不同地區(qū)進(jìn)行彎沉值測(cè)定時(shí)不能運(yùn)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(jì)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(duì)建材市場(chǎng)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(chǎng)前都需進(jìn)行嚴(yán)格檢查，相關(guān)檢測(cè)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(chǎng)［8］。

5.4提高施工技術(shù)

瀝青需要進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁谶M(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(duì)于溫度的管控很嚴(yán)格，過高的溫度對(duì)于瀝青來說容易造成粘連，過低的溫度又會(huì)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(duì)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(shí)間的碾壓過程中，路面的彎沉值會(huì)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(gè)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(jì)方案不同的情況或者存在的各種誤差，施工現(xiàn)場(chǎng)的管理者需對(duì)其進(jìn)行分析、識(shí)別，進(jìn)而根據(jù)問題對(duì)方案進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整，從而對(duì)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(jì)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(shí)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(jì)發(fā)展，道路建設(shè)迎來了新的發(fā)展機(jī)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(cè)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(jì)指標(biāo)是檢測(cè)道路安全性及質(zhì)量的重要指標(biāo)，所以在檢測(cè)過程中要對(duì)彎沉值進(jìn)行規(guī)范化的測(cè)量，也是增加檢測(cè)準(zhǔn)確率的重要方法。

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［7］全文義.不同瀝青路面結(jié)構(gòu)的力學(xué)響應(yīng)及經(jīng)濟(jì)性對(duì)比分析［J］.福建交通科技，2019（6）：44-47.

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作者：王沫涵 單位：甘肅省交通科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司