破碎水泥混凝土路面的瀝青路面加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析

胡啟晨 洪挺

摘 要 本文結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析了破碎水泥混凝土路面的瀝青路面加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)，首先分別分析了共振碎石化加鋪層、多錘頭碎石化加鋪層、沖擊破裂穩(wěn)固加鋪層的受力狀況，隨后對(duì)三種不同形式的加鋪層設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比分析可知，采用共振碎石化處理技術(shù)更具優(yōu)勢(shì)，希望能夠給相關(guān)工作人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞 舊水泥;混凝土路面;瀝青;加鋪層;結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1工程概況

某一高速公路的路面結(jié)構(gòu)共有三層：最下面是半剛性底基層，厚度為15cm;中間是半剛性基層，厚度為18cm;最上面是水泥混凝土面層，厚度為25cm。借助BISAR3.0軟件可以得出采用3種處理工藝的相關(guān)數(shù)據(jù)信息資料，在此基礎(chǔ)上分析在原有路面上加鋪瀝青層路面，能夠?qū)崿F(xiàn)的底拉應(yīng)力以及是否會(huì)出現(xiàn)彎沉現(xiàn)象，計(jì)算過(guò)程中基于的理論均為多層彈性體系，其中每個(gè)層面的均勻性是相同的，彈性體是連續(xù)而不間斷的，具體來(lái)說(shuō)，其荷載為BZZ-100，輪胎接地壓強(qiáng)為0.7MPa[1]。

2共振碎石化加鋪層的受力分析

選取6個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行試驗(yàn)，具體的操作時(shí)對(duì)路面進(jìn)行破碎處理，測(cè)出的路面頂面當(dāng)量回彈模量為534MPa，按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，將保證率折減系數(shù)設(shè)定為0.66，經(jīng)過(guò)計(jì)算可知回彈模量代表值為352MPa。路面經(jīng)過(guò)處理之后應(yīng)當(dāng)按照如下的方案進(jìn)行加鋪施工，具體來(lái)說(shuō)包括以下三層：首先是ATB-25，厚度為10cm;然后是SBS改性瀝青AC-20C，厚度為6cm;最后是SBS改性瀝青SMA-13，厚度為4cm，最終的總厚度達(dá)到20cm。查閱有關(guān)的文獻(xiàn)資料可以確定出基層和碎石化層應(yīng)當(dāng)采用多大的模量是相對(duì)較為合適的。借助軟件進(jìn)行計(jì)算與實(shí)際測(cè)量得出的彎沉值結(jié)果往往是不同的，它們之間存在一定的差異，因?yàn)檐浖?huì)對(duì)結(jié)果進(jìn)行合理的修正。對(duì)于水泥混凝土路面來(lái)說(shuō)，大多采用的修正方法是將土基模量值擴(kuò)大，至少達(dá)到原來(lái)的2倍，但是不能超過(guò)4倍。建模可分為以下2種情況：第一種是將路面做碎石化處理之前先作彈性半空間體，第二種是先做分層處理[2]。

3多錘頭碎石化加鋪層的受力分析

若是進(jìn)行多錘頭碎石化處理，最終形成的頂面回彈模量應(yīng)當(dāng)設(shè)定為180MPa，若是進(jìn)行碎石化分層處理，最終形成的上層模量和下層模量應(yīng)當(dāng)分別設(shè)定為207MPa和345MPa。多錘頭碎石化處理與共振碎石化處理之間存在一定的差異，它會(huì)導(dǎo)致底基層不再具備原本足夠大的承受重量壓力的能力，所以模量會(huì)被削減。若是進(jìn)行多錘頭碎石化處理，應(yīng)當(dāng)按照如下的加鋪方案進(jìn)行，具體包括三層：首先是水泥穩(wěn)定碎石基層，使用的材料是水泥和碎石，厚度為32cm;然后是SBS改性瀝青AC-20C，厚度為6cm;最后是SBS改性瀝青SMA-13，厚度為4cm，最終的總厚度達(dá)到42cm。

4沖擊破裂穩(wěn)固加鋪層的受力分析

對(duì)路面進(jìn)行壓實(shí)破碎處理，測(cè)出的路面回彈模量為800 MPa，按照相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求，將保證率折減系數(shù)設(shè)定為0.66，經(jīng)過(guò)計(jì)算可知回彈模量代表值為528 MPa。沖擊破裂穩(wěn)固處理與共振碎石化處理之間存在一定的差異，它會(huì)或多或少地影響原基層，導(dǎo)致基層無(wú)法承受較大的重量壓力。若是進(jìn)行沖擊破裂穩(wěn)固處理，應(yīng)當(dāng)按照如下的方案進(jìn)行加鋪，具體包括以下三層：首先是AM-25，厚度為10cm;然后是SBS改性瀝青AC-20C，厚度為6cm;最后是SBS改性瀝青SMA-13，厚度為4cm，總重形成的總厚度達(dá)到20cm。采用該種處理技術(shù)時(shí)確定使用何種參數(shù)指標(biāo)所采取的方法與共振碎石化處理并不存在差異，兩者是一致的。削弱原基層和模量之后可以計(jì)算出加鋪層所受到的作用力，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更為深入的分析。

5三種破碎方式的加鋪層受力對(duì)比分析

三種破碎方式各自具有其特點(diǎn)，基于此確定的彎沉值也并非一致，對(duì)比之后可以發(fā)現(xiàn)采用每種工藝進(jìn)行加鋪操作后形成的應(yīng)力卻是幾乎相同，即使存在差異，也是極小的，不會(huì)產(chǎn)生任何的影響。采用3中處理技術(shù)形成的底拉應(yīng)力和產(chǎn)生的彎沉現(xiàn)象均是有規(guī)律可循，

由圖可知：①采用共振碎石化處理技術(shù)形成的層底拉應(yīng)力峰值較小，與采用多錘頭碎石化處理技術(shù)形成的層底拉應(yīng)力相差大約18%。②采用共振碎石化處理技術(shù)產(chǎn)生的彎沉現(xiàn)象并不十分明顯，與采用其他兩種技術(shù)產(chǎn)生的彎沉相差大約26%。而采用多錘頭處理技術(shù)產(chǎn)生的彎沉現(xiàn)象是最為顯著的。③之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況，原因大多是采用共振碎石化處理技術(shù)會(huì)產(chǎn)生“裂而不碎”的現(xiàn)象，垂直裂縫強(qiáng)度較高。④采用沖擊破裂穩(wěn)固處理技術(shù)形成的層底拉應(yīng)力為負(fù)。因?yàn)槊姘宀辉倬邆湔w性，粒徑較大，模量較高，層底受到較大的壓力。

6結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，采用共振碎石化處理技術(shù)加鋪瀝青所形成的層底拉應(yīng)力較小，產(chǎn)生的彎沉現(xiàn)象并不十分顯著。評(píng)估比較某高速公路項(xiàng)目在施工過(guò)程中所采用的破碎方案，闡述共振碎石化處理技術(shù)具備良好的可操作性，加鋪層總厚度達(dá)到20cm，首先是SMA-13，厚度為4cm;然后是AC-20C，厚度為6cm;最后是ATB-25，厚度為10cm。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣植潔.六寨至河池高速公路長(zhǎng)隧道水泥路面加鋪技術(shù)研究[J].西部交通科技，2020（1）：90-93.

[2] 楊虎.瀝青路面加鋪施工工藝[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2017（20）：109-110.

作者簡(jiǎn)介

胡啟晨（1988-），男，安徽人;學(xué)歷：碩士研究生，職稱：工程師，現(xiàn)就職單位：安徽省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究總院股份有限公司，研究方向：路基路面設(shè)計(jì)。