刚性基层在市政道路路面结构中的应用

发表时间:2021/6/23   来源:《基层建设》2021年第8期   作者:蒋林涛
[导读] 摘要:我国的城市交通发展迅速,所以城市交通网络不断扩大。
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        摘要:我国的城市交通发展迅速,所以城市交通网络不断扩大。在当前的市政道路中,主要的结构是沥青路面,还有混凝土路面,这是比较常用的路面形式。我国的城市建设不断增强,使得城市道路交通量也在不断增加,这就给城市道路交通带来了一定的影响,所以应当给予高度重视。在城市道路中,尤其是车流量比较高的路段,会给道路带来巨大的负荷,所以这样的路段使用寿命都较短,对于这些路段采用刚性基层,不仅可以增强路基的承载力,也可以提高道路的使用寿命。
        关键词:刚性基层;路面结构;应用
        在市政路基中运用刚性基层,当前是一种比较普遍的形式,这里主要是指运用普通混凝土还有碾压式混凝土,以及贫混凝土和钢筋混凝土,以及连续配筋混凝土作为材料,进行摊铺的路面基层。在实际施工中采用这种路面,大多都是充分考虑了经济性和常规性问题,而且当前的刚性基层中,一般都采用的是贫混凝土,所以这也是狭义上的刚性混凝土路基。
        1刚性路基的基本情况分析
        1.1基本情况分析
        一般情况下运用刚性路基,都是采用比较低强度等级的混凝土,来修筑基层的混凝土板,并且在板上都铺一层沥青面层。在刚性基层的沥青路面中,基层混凝土板是承受了很大部分的荷载,而在沥青面层方面,由于弯拉应力较小,所以要充分考虑其表面功能和效应,这也就是要充分考虑里面的平整性,还有其防水等方面的功能。在刚性的市政基层沥青基层中,也要充分考虑基层收缩裂缝问题,这个问题主要是向上反射形成的横向裂缝,这种裂缝是比较常见的病害。关于贫混凝土基层方面,大多都是属于刚性基层,所以在进行原材料选择和配比方面,还有设计的过程中,要充分考虑施工技术的要求,这样才可以确保设计更加合理。由于这属于半刚性基层,所以在差异性方面有较大差别,同时也比较接近水泥混凝土,所以在使用过程中,可以沿用水泥混凝土的原材料,在检验和配比方面还有施工设备和铺筑技术方面等,所涉及到的试验检测手段和方法等,在设计和施工的过程中,都可以参考相关的施工设计,并且按照要求进行施工。但是目前从结构特征方面来看,贫混凝土在基层方面,可以分成密实和多孔贫混弄土。其中多孔贫混凝土,主要是由无砂混凝土和少砂透水贫混凝土两种构成。在贫混凝土的基层,相比于其他形式的基层,具有强度较高的特点,而且在刚度方面也较好,所以整体相对比较稳定。同时这种混凝土,具有比较良好的抗冲刷性,而且抗裂性也较强。多孔式的透水贫混凝土,具体很强的内部排水功能,所以比较适合用于重载交通路面基层。通常这种基层结构,一般都是比沥青层厚,大多需要在两百到四百毫米之间,也可以适度地增加厚度,这样不仅可以有效节省材料,也可以很大程度降低造价。在路基的基层通常都分为上下两个基层,虽然这两层都是属于基层的结构,但是下基层的工作环境相对比较好,而上基层的工作环境是比较严峻的,所以对于这两个基层要采取不同的材料,或者是采用在性能方面比较低的结合料,这样效果是比较好的。这些虽然都是属于基层市政道路的基层结构,但是基层材料主要是以集料为主,在实际工作中要尽量使用当地材料,这样才可以更大程度地降低工程造价。
        1.2工程的基本概况分析
        在进行工程设计时,要先考虑工程的长度和宽度问题,然后根据城市的市政道路和实际情况来进行充分分析。在整个市政工程中,当道路是一级公路时,是需要全路段的新建工程。而实验路面在铺设的过程中,要考虑路面的坚硬程度和路段长度等问题,然后根据技术实例来进行设计,从而确定选择什么样的路面结构。
        2在实验路中刚性基层的施工工艺分析
        一般情况下如果沥青混凝土的路面情况比较差时,就会增加裂缝出现的几率,而且这种裂缝出现的原因是比较复杂的。由于贫混凝土的基层刚性较大,所以在温度与荷载的作用下很容易出现裂缝,并且这种裂缝会向着路面发展,所以要想完全杜绝这种情况是不可能的,最好的方法就是采取相应措施,有效地延迟裂缝的出现和裂开程度,这种措施主要由三个方法。首先,要根据路面的设计和要求,以及所需要的伸缩缝进行设计。

由于贫混凝土的基层所对应的是5米交叉缝,所以路面缩缝和纵向接缝可以使用沥青来进行填缝。这样的方法可以有效减轻基层受到温度影响而引起的变形情况,同时也可以减少不规则裂缝的出现。其次,将聚酯玻璃纤维布铺到混凝土上,对施工缝和收缩缝还有伸缩缝上也要进行铺设。玻璃纤维的织物,一般情况下宽度都是在0.5米左右,而乳化沥青都是喷涂在玻璃纤维织物表面。这样就是在基层中出现裂缝,也不会影响表面。最后,吸收车辆荷载应力,降低基层压力。通过一定的处理,可以减少沥青洒布量,并且获得比较理想的效果。
        3刚性基层设计方法分析
        3.1主要受力特性分析
        在刚性的基层混凝土路面,一般都是使用贫性混凝土,或者是使用普通混凝土路面,在一些国家也被叫做双层混凝土路面,并且这种路面已经使用多年了,由比较成熟的施工技术了。在我国目前对这种混凝土也进行了大量的研究,所以当前的计算方法,主要还是运用刚度法来计算。由于这种路面是上下层板之间的,并且状态属于半结合的情况,所以这种组合是比较难以进行量化分析的,从而很难进行全面细致的计算,因此通常都是运用假设的方式,对平滑和组合的应力进行计算。但是在实际的应用过程中,会出现不能完全连续的情况,出现这种情况的主要原因有三个方面。首先,是贫混凝土的基层原因,通常都是用于重交通当中,而且基层和混凝土表层也是比较厚的,这种情况的面层和基层是很难同时碾压。其次,混凝土表面与劣质混凝土的基层,在同时进行的情况下,材料制备和混合物混合施工方面,以及施工组织方面是比较困难的。最后,在表面层的强度和机械性能方面有很大不同,尤其是在温度的影响下,会使得表层和基层发生变化。所以在双层混凝土路面计算是过程中,要采用层分离模型来进行,这样才可以更好地进行计算。
        3.2施工工艺分析
        这种基层的施工,不需要切割浇筑混凝土板了,而且禁止添加一层混凝土来进行路面修复。而表面出现的缺料情况,可以采用少量砂浆或者用抹平扳机修补。对于横向的掉落情况和泄露情况,可以运用手动切割的方式进行修补。在防滑结构方面,主要由路面后的钢制控制台来构成的,可以通过加厚其表面来构建贫混凝土防滑效果,如果路面已经被人工修整,这种情况就需要在用拖麻布来进行相应的处理。
        3.3应用过程中应当注意的事项分析
        在路面结构中,要避免盲目使用刚性基层,这是因为基层和表层性能不相等原因导致的,在强度和结构厚度方面会因为受到温度限制而造成破坏,所以为了更加合理地使用基层,要根据实际情况和技术要求进行设计。在贫混凝土基层设计时,要充分考虑抗压强度,对于半钢性的基层,要采用机械进行搅拌,运用摊铺机来施工,不能使用路拌法施工。这种基层的刚性很好,可以更好地增加承载力,而且不易变形。在设计的过程中,要充分考虑基层和板接头,这样才可以更好地确定基层厚度。
        结束语:
        在道路施工过程中,无论采用什么样的路面,贫混凝土基层是有较好的抗压能力,虽然其成本相对较高,但是如果进行科学合理的设计,不仅可以延长使用寿命,也便于养护管理,这样不仅可以取得良好的经济效益,也可以取得良好的社会效益。所以当前这种刚性基层已经被广泛地使用了,而且使用效果也较好。
        参考文献:
        [1]陈睿.市政道路路面结构及路基设计[J].居舍,2020,10:111-112.
        [2]杨森.市政道路路面结构及路基设计[J].居舍,2019,12:93-94.
        [3]李斌.市政道路路面结构及路基设计[J].现代物业(中旬刊),2019,11:175-177.
        [4]农小蕾. 基于FWD的市政道路路面结构性能后评价研究[D].广西大学,2019,07:56-58.
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