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道路路面结构的耐久性提升策略探讨

作者

徐振

仪征河海工程建设有限公司

摘要:本文探讨了道路路面结构耐久性提升的重要性和相关策略。首先分析了影响道路路面耐久性的主要因素,包括材料、设计、施工、环境以及交通荷载等方面。随后详细阐述了从优化材料选择与配比、改进设计方法、加强施工质量控制、采取有效的预防性养护措施以及合理规划交通等多个角度来提升道路路面结构耐久性的具体策略。旨在为道路工程领域提供有益的参考,以延长道路使用寿命,降低维护成本,提高道路运输效益。

关键词:道路路面;耐久性;提升策略

引言:道路作为交通运输的重要基础设施,其路面结构的耐久性直接关系到道路的使用寿命、运输效率以及交通安全等诸多方面。随着经济的快速发展和交通量的日益增长,对道路路面结构的耐久性提出了更高的要求。然而,目前许多道路在使用过程中往往出现早期损坏的现象,如裂缝、坑槽、车辙等,这不仅增加了道路的维护成本,还严重影响了交通运输的正常运行。因此,探讨道路路面结构耐久性提升策略具有重要的现实意义。

一、影响道路路面耐久性的因素分析

(一)材料因素

道路路面材料的性能是影响其耐久性的关键因素之一。例如,沥青的高温稳定性、低温抗裂性以及水稳定性等性能指标直接决定了沥青路面在不同环境条件下的表现。如果沥青质量不佳,如高温稳定性差,在夏季高温天气下就容易出现车辙变形;低温抗裂性不好,则在冬季低温时易产生裂缝。同样,集料的强度、耐磨性、吸水率等特性也对路面耐久性有着重要影响。强度不足的集料在车辆荷载作用下容易破碎,导致路面损坏。

(二)设计因素

合理的设计是确保道路路面耐久性的基础。路面结构层次的设计、厚度的确定以及排水设计等都至关重要。如果路面结构层次不合理,如基层与面层之间缺乏良好的协同工作能力,就可能引发路面病害。厚度设计不足会使路面在交通荷载作用下过早出现损坏[1]。排水设计不完善则会导致水分在路面结构内部积聚,加速路面材料的水损害和冻融破坏。

(三)施工因素

施工质量对道路路面耐久性有着直接影响。施工过程中,如沥青混合料的摊铺温度、压实程度、接缝处理等环节如果控制不当,都会留下质量隐患。例如,沥青混合料摊铺温度过低,会导致混合料压实不足,形成空隙,使水分容易侵入,降低路面的耐久性。施工机械的选型和操作不当也可能影响路面的平整度和密实度,进而影响路面的使用寿命。

(四)环境因素

道路所处的自然环境对路面耐久性有着不可忽视的影响。温度变化是影响路面耐久性的重要环境因素之一。在温度反复变化的地区,路面材料会经历热胀冷缩,长期作用下容易产生疲劳裂缝。此外,雨水、雪水的侵蚀以及紫外线的照射等也会对路面材料造成损害。例如,酸雨会腐蚀路面材料,降低其强度和耐久性;紫外线照射会使沥青路面老化,变硬变脆,易产生裂缝。

(五)交通荷载因素

随着交通量的不断增长和车辆大型化、重型化的发展趋势,交通荷载对道路路面的破坏作用日益显著。超载车辆的频繁通行会对路面结构产生过大的压力,加速路面的损坏。同时,交通流量的大小和车辆行驶速度等也会影响路面的耐久性。高交通流量和高速行驶的车辆会使路面承受更多的荷载循环次数和更大的冲击力,导致路面更容易出现疲劳破坏。

二、道路路面结构耐久性提升策略

(一)优化材料选择与配比

1.沥青材料

选择高性能的沥青是提高路面耐久性的关键。例如,改性沥青具有更好的高温稳定性、低温抗裂性和抗老化性能。在选择改性剂时,应根据道路所处的环境条件和交通荷载特点进行合理选用。如在寒冷地区,可选用能显著提高沥青低温抗裂性的改性剂;在重交通道路上,可选用能增强沥青高温稳定性的改性剂。同时,要严格控制沥青的质量指标,确保其符合相关标准要求。

2.集料材料

选用强度高、耐磨性好、吸水率低的集料。对于不同等级的道路,应根据设计要求选择合适的集料类型和规格。在集料配比方面,要优化集料的级配,使其具有良好的空隙率和密实度。合理的集料级配可以提高路面的抗变形能力和抗水损害能力[2]。

(二)改进设计方法

1.路面结构层次设计

根据道路的使用功能、交通荷载以及环境条件等因素,合理设计路面结构层次。例如,对于重交通道路,可采用多层沥青混凝土结构,以提高路面的承载能力和耐久性。在基层设计方面,可选用水泥稳定碎石基层,其具有良好的强度和水稳定性,能有效支撑面层,减少路面损坏。

2.厚度设计

采用可靠的设计方法确定路面各结构层次的厚度。考虑交通荷载的增长趋势和环境因素的影响,适当增加路面厚度。例如,通过弯沉理论和可靠度设计方法相结合,确定路面厚度,使路面在设计使用年限内能够承受预期的交通荷载和环境作用,避免因厚度不足而导致的早期损坏。

3.排水设计

重视道路排水设计,确保路面水能够迅速排出。设置完善的排水系统,包括路面横坡、纵坡、排水沟、雨水口等。在路面结构内部,可设置排水层,如采用透水性好的材料铺设排水基层,使渗入路面结构的水分能够及时排出,减少水分对路面材料的损害。

(三)加强施工质量控制

1.施工准备阶段

在施工前,要对施工人员进行技术培训和安全教育,确保施工人员熟悉施工工艺和质量要求。同时,要对施工材料进行严格的质量检验,确保材料符合设计要求。对施工机械设备进行检查和调试,保证机械设备的正常运行,避免因设备故障影响施工质量和进度。

2.施工过程控制

在沥青混合料摊铺过程中,要严格控制摊铺温度、摊铺速度和摊铺厚度。采用自动找平装置的摊铺机,确保路面的平整度。在压实过程中,选择合适的压路机类型和压实工艺,按照规定的压实遍数进行压实,确保沥青混合料的密实度达到设计要求。对于接缝处理,要采用热接缝或冷接缝处理技术,确保接缝处的平整度和密实度,避免接缝处成为路面损坏的薄弱环节[3]。

3.施工质量检验

加强对施工质量的检验和检测工作。采用无损检测技术和取芯检测等方法,对路面的厚度、平整度、密实度等指标进行检测。对检测结果进行分析和评估,及时发现施工质量问题,并采取相应的整改措施,确保施工质量符合设计和规范要求。

(四)采取有效的预防性养护措施

1.定期检测与评估

建立道路路面定期检测与评估制度,采用先进的检测技术和设备,对路面的结构状况、病害类型和程度等进行检测和评估。根据检测评估结果,制定合理的预防性养护计划。例如,通过路面弯沉检测评估路面结构的承载能力,通过路面破损调查确定病害的类型和范围。

2.预防性养护技术应用

根据道路路面的实际情况,选择合适的预防性养护技术。如对于路面出现的轻微裂缝,可采用灌缝技术进行处理,防止水分进一步侵入裂缝,扩大病害范围。对于路面的轻微磨损和老化,可采用稀浆封层或微表处技术进行处治,恢复路面的平整度和抗滑性能。预防性养护技术的应用可以有效延长道路路面的使用寿命,降低维护成本。

(五)合理规划交通

1.交通流量控制

通过合理规划交通路线和设置交通管制措施,控制道路的交通流量。避免交通流量过于集中,减少道路的拥堵现象。例如,在城市道路规划中,可设置单行道、环路等,引导车辆合理分流,降低道路的交通压力。

2.车辆荷载管理

加强对车辆荷载的管理,严格限制超载车辆上路行驶。通过设置超载检测站、加强路面执法等手段,对超载车辆进行查处。同时,引导车辆合理装载,避免车辆荷载分布不均对道路路面造成过大的局部压力。合理的交通规划和车辆荷载管理可以减轻交通荷载对道路路面的破坏作用,提高道路路面的耐久性。

结论:道路路面结构的耐久性是道路工程领域的重要研究课题。通过分析影响道路路面耐久性的因素,从优化材料选择与配比、改进设计方法、加强施工质量控制、采取有效的预防性养护措施以及合理规划交通等方面采取相应的提升策略,可以有效提高道路路面的耐久性。在实际工程中,应综合考虑各种因素,因地制宜地制定合理的道路路面建设和养护方案,以延长道路使用寿命,降低维护成本,提高道路运输效益,为经济社会的发展提供可靠的交通运输保障。

参考文献:

[1]孙爽.废旧橡胶沥青耐久性路面结构与材料设计研究[D].保定:河北大学,2022(5):53-54.

[2]武文青.浅析沥青混凝土路面结构耐久性及改善措施[J].科技成果纵横,2020,29(5):73-74.

[3]代金平.道路工程路面结构施工技术探究[J].商品与质量,2021(3):32-33.