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        如何解決路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中存在的問題(三)

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        4)半剛性基層瀝青路面對(duì)重載車來說具有更大的軸載敏感性。重載車換算為標(biāo)準(zhǔn)軸載時(shí),對(duì)柔性基層通常是按4次方換算,而對(duì)半剛性基層來說,隨著基層和瀝青層的模量比的增大,換算荷載的次方數(shù)將不再是4次方,很可能是12~15次方。軸載加大1倍,對(duì)柔性基層的換算軸次是增大16倍,而對(duì)半剛性基層可能要變?yōu)閿?shù)十萬次。也就是說同樣的超載車對(duì)半剛性基層瀝青路面的影響要比柔性基層瀝青路面大得多,對(duì)路面的損傷也大得多。
            5)半剛性基層損壞后沒有愈合的能力,且無法進(jìn)行修補(bǔ)。其層一旦破壞,便無可救藥,除了挖掉重建,另無他法,這給瀝青路面的維修養(yǎng)護(hù)造成很大的困難。通常所說進(jìn)行“補(bǔ)強(qiáng)”實(shí)際上是不現(xiàn)實(shí)的,也是不可能的,在半剛性基層上加鋪基層也不能結(jié)合成為整體。
            6)半剛性基層很難跨年度施工,無論是直接暴露還是鋪上一層下面層過冬,都避免不了會(huì)發(fā)生橫向收縮裂縫,從而為瀝青路面的橫向裂縫埋下隱患。甚至在冬天就從縫中進(jìn)水(融雪)、半剛性基層暴露的還可能凍疏,影響強(qiáng)度的形成。在季節(jié)性冰凍地區(qū),半剛性基層的凍融損壞幾乎難以避免。
            由于半剛性基層的強(qiáng)度、模量、抗疲勞性能等會(huì)因?yàn)橹貜?fù)荷載的作用及環(huán)境(干濕、凍融等)的影響而不斷衰減,總是有一定使用壽命的,只要到了設(shè)計(jì)壽命,基層將會(huì)逐漸喪失功能,需要重鋪,因此半剛性基層瀝青路面的使用壽命不可能無限制地延長(zhǎng)下去。相比之下,國外瀝青路面的設(shè)計(jì)壽命越來越長(zhǎng),現(xiàn)在又出現(xiàn)了永久性路面或者長(zhǎng)壽命瀝青路面的思想,這種理念已在歐美許多國家得到重視,且已經(jīng)在重交通道路上應(yīng)用,對(duì)延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命起到極大作用。
            永久性路面的理念是所設(shè)計(jì)的瀝青路面能夠使用40~50年以上、采用較厚的瀝青層柔性路面,降低傳統(tǒng)的瀝青層底開裂和避免結(jié)構(gòu)性車轍。由于瀝青層相對(duì)較厚,傳統(tǒng)的疲勞開裂可能性大大降低,路面的損壞主要位于面層的頂部(25~100毫),一旦道路表面損壞達(dá)到臨界水平,其經(jīng)濟(jì)性處理方法就是將損壞的頂層或面層銑刨、罩面,或者加鋪。瀝青面層材料可以再生利用,使得瀝青路面在使用年限內(nèi)不需要大的結(jié)構(gòu)性重修或重建,并企圖無限期地使用下去。
            根據(jù)以前的室內(nèi)疲勞方程和力學(xué)設(shè)計(jì)程序,無論瀝青結(jié)構(gòu)層多厚,結(jié)構(gòu)都會(huì)必然產(chǎn)生疲勞開裂、車轍。而最新的理論發(fā)現(xiàn)當(dāng)瀝青層超過一定厚度時(shí),良好施工的路面結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生源于層底的疲勞開裂和結(jié)構(gòu)性車轍。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)軸次超過一定次數(shù)后,瀝青層厚度無須增加。也就是說,瀝青層的厚度使層底拉應(yīng)變小于一定的值以后,瀝青路面的下部將可以無限期地使用下去。所以永久性路面的特點(diǎn)是確保路面各類損壞控制在路面表面層頂部很薄的范圍內(nèi),如自上向下溫度疲勞開裂、車轍、表面磨耗、瀝青老化都努力限制在磨耗層內(nèi),防止出現(xiàn)中面層以下的結(jié)構(gòu)性損壞,表面層的損壞只需通過預(yù)防性養(yǎng)護(hù)得以補(bǔ)救。
            這種長(zhǎng)壽命路面在美國、英國、澳大利亞都進(jìn)行了一定的研究和實(shí)踐,也已經(jīng)引起了我國學(xué)者的注意,有的省正在開展這方面的研究,鋪筑試驗(yàn)路,這是件很有意義的工作。
            路面早期損壞的技術(shù)解決之路半剛性基層瀝青路面的在達(dá)到設(shè)計(jì)壽命后發(fā)生結(jié)構(gòu)性損壞,需要維修基層,與永久性路面確保只維修表面層的思想是的差別,是兩個(gè)完全相反的設(shè)計(jì)理念。很明顯,為了減小對(duì)社會(huì)和交通的影響,我們都不愿意每次連基層一起“開膛破肚”式地維修,因此我們必須認(rèn)真地思考這些問題。
            現(xiàn)在許多地方痛定思痛,希望按照國際上通行的方法,建設(shè)一些柔性基層、復(fù)合式基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)。但是首先遇到的攔路虎是《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》的制約。規(guī)范采用彎沉這個(gè)惟一的設(shè)計(jì)指標(biāo),甚至成為施工質(zhì)量檢驗(yàn)的指標(biāo),逼得大家只能設(shè)計(jì)成半剛性基層瀝青路面,即使設(shè)計(jì)出來了,施工質(zhì)量檢驗(yàn)也過不了關(guān)。而新建高速公路采用彎沉作為設(shè)計(jì)指標(biāo)和施工質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)的,世界上也就我們一家!它并不能有效地反映不同路面結(jié)構(gòu)的承載能力,可是現(xiàn)在要想改又改不了。有一條高速公路在改建時(shí),由于實(shí)測(cè)彎沉較大(路面既然開裂進(jìn)水,彎沉怎么能不大呢?),上面無論如何加鋪瀝青層也設(shè)計(jì)不出符合規(guī)范要求的路面結(jié)構(gòu),只能在上面再鋪筑一層,甚至兩層半剛性基層,再加鋪瀝青路面。結(jié)果橋梁等各種結(jié)構(gòu)物由于標(biāo)高等原因也跟著遭殃,就這一個(gè)工程就需要損失若干億元!這種設(shè)計(jì),國內(nèi)外專家都百思不得其解。因此,每次討論《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》,分歧總是非常大,根本無法統(tǒng)一。按照這個(gè)規(guī)范,是不可能設(shè)計(jì)出國際上通行的瀝青路面結(jié)構(gòu)的,它是對(duì)其他路面結(jié)構(gòu)型式的全面封殺,這是一個(gè)大問題!
            在這種情況下,認(rèn)真貫徹張部長(zhǎng)的講話精神,努力引進(jìn)國際上的先進(jìn)技術(shù),引進(jìn)國外的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范,就具有特別重要的現(xiàn)實(shí)意義。我十分同意和贊賞交通部黨組的重要決策,通過迅速引進(jìn)國外的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,實(shí)現(xiàn)交通建設(shè)的跨越式發(fā)展。否則,再進(jìn)行幾年的研究,也未必能夠統(tǒng)一意見。而每年幾千公里的高速公路可等待不起,這種狀況不能再延續(xù)下去了。
            綜合國際上瀝青路面結(jié)構(gòu)型式的實(shí)際情況在高速公路重交通道路上最常用的是全厚式路面、柔性基層瀝青路面及混合式基層瀝青路面。鑒于我國的實(shí)際情況,由于全厚式路面的瀝青層要求很厚,短期內(nèi)在我國應(yīng)用尚不現(xiàn)實(shí)。引進(jìn)發(fā)展柔性基層瀝青路面和混合式基層瀝青路面是重要的。由于我國對(duì)半剛性基層有豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),為了有充分的把握,當(dāng)前應(yīng)該首先發(fā)展混合式基層瀝青路面,即以瀝青混凝土作面層,瀝青穩(wěn)定碎石作基層,無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料作底基層這種結(jié)構(gòu)型式,也可以在半剛性基層上加鋪級(jí)配碎石過渡層以防止反射性裂縫和有利于排水。我們并不能對(duì)半剛性基層瀝青路面全盤否定,但是需要認(rèn)真總結(jié)和吸取國內(nèi)外成功的經(jīng)驗(yàn)與失敗的教訓(xùn),結(jié)合我國的具體情況,完善它的設(shè)計(jì)與應(yīng)用,明確它的適用范圍,重新認(rèn)識(shí)和分析它的優(yōu)缺點(diǎn),目的是為了揚(yáng)長(zhǎng)避短,限度地減少半剛性基層瀝青路面早期損壞,延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命。