路面设计中关于结构层合理厚度的问题
结构层厚度的确定,设计时考虑最多的是层厚是否满足路面强度的要求。一般来说,基层 与底基层每层厚度习惯上设计为15cm和20cm。15cm厚的基层或底基层,施工时压实度容易 保证。但是,当灰土厚度达到20cm时,压实非常困难。作者在石黄高速施工时做过观察,发现 采用YZ18(50t级)的振动压路机进行碾压,当层厚达到20cm时,碾压非常困难,
(1)基层与底基层的合理厚度
结构层厚度的确定,设计时考虑最多的是层厚是否满足路面强度的要求。一般来说,基层 与底基层每层厚度习惯上设计为15cm和20cm。15cm厚的基层或底基层,施工时压实度容易 保证。但是,当灰土厚度达到20cm时,压实非常困难。作者在石黄高速施工时做过观察,发现 采用YZ18(50t级)的振动压路机进行碾压,当层厚达到20cm时,碾压非常困难,
路基顶面标高,施工时有时稍低于设计标高。为了防止出现夹层、路拌机往往要超拌 2cm,加上施工误差,设计层厚为20cm时,压实厚度可能达到21 ~ 23cm,个别情况下可能达到 23 ~ 25cm,这时压实是非常困难的。从现场压实度检测试坑中,我们可以看到,当厚度为20cm 时,从顶面以下15cm范围内压实效果很好,而底面的2〜5cm这一部分压实效果不理想,呈略 微松散状态。这种现象无论采用什么碾压措施都是不可能消除的。因此,设计最大厚度以 18cm为宜。
(2)面层厚度与集料粒径的确定
根据美国Superpave的定义和《公路工程集料试验规程》(JTJ 058-2000)规定,集料最大公 称(名义)尺寸,是指筛余第一次大于10%筛号的上一级筛号对应的尺寸。我国以往的规范 中,往往将公称最大粒径直接简称为最大粒径,没有严格的区分。
一般来说,沥青混合料的最大粒径与层厚的比值越大越容易出现离析,而且越不容易碾压 密实。因此,我国《公路沥青路面施工技术规范XJTJ 032-94)规定:上面层沥青混合料的集 料最大直径(指公称最大粒径)不宜超过层厚的1/2,中下层及联结层的集料公称最大粒径不 宜超过2/3层厚。工程实践中,通常层厚取最大粒径的2.5倍左右、公称最大粒径的3倍左 右。
目前,习惯上对层间连接没有引起高度的重视。路面裂缝处出现唧浆现象,主要是层间连 接不紧密,有缝隙可供水浸入,或者说层间夹有浮灰或松散细颗粒,水进入层间缝隙后,缝隙中 的水在行车荷载作用下产生动水压力,在行车荷载重复作用下,对缝隙产生重复冲刷,形成唧 浆,使缝隙处结构层强度相应降低,以致形成空洞,造成路面损坏。
为了避免上述现象的发生,在灰土顶面进行下一层结构层施工前,一定要将表面浮土清扫干净,适度湿润,洒水不能过多,浸水松散的部分要及时剔除。在水泥稳定层或石灰、粉煤灰稳 定层上进行结构层施工时,要将表面松散颗粒和浮灰清扫干净。灰土与基层和基层与基层间 的连接,建议喷洒1:0.5的水泥浆;基层与面层结合面,在喷透层后,加做防水层,或喷洒粘层; 在面层之间,洒粘层油进行层面连接。这样处理后,结构层整体连接在一起,层间连接紧密,形 成一个类似全厚式的结构体系,无论是对受力和防止水损坏都具有非常好的作用。这样做虽 然增加少量的工程造价,但与路面的使用性能提高和使用寿命延长带来的效益相比是很小的。 加强层间连接是非常必要的,也是值得的。在河北石黄高速公路路面工程施工时,在分层摊铺 的水泥稳定级配碎石层间喷洒了 1:0.5的水泥浆,钻芯取出的芯样十分完整,两层连接紧密; 在面层之间洒粘层油,芯样三层紧密连接在一起,跟一层摊铺的没有多大区别,要从层间连接 处断开必须用电锯切,可见其效果是非常明显的。
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