论文部分内容阅读
【摘 要】论文通过对绍兴地区工业区既有路面的典型病害分析，结合当地重载路面结构的发展情况，提出采用CRC+AC复合式路面结构作为工业区长寿命重载交通的推荐路面结构，以此提高工业区道路的承载能力和使用寿命。
【Abstract】Through the analysis of typical diseases of existing pavement in industrial area of Shaoxing area， combined with the development of local heavy-duty pavement structure， this paper proposes to use CRC+AC composite pavement structure as the recommended pavement structure for long-life heavy-duty traffic in industrial areas， so as to improve carrying capacity and service life of roads in industrial areas.
【关键词】道路;重载交通;复合路面结构
【Keywords】 road; heavy load traffic; composite pavement structure
【中图分类号】U416.2 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）07-0188-02
1 既有路面结构分析
以浙江中北部绍兴海涂地区的工业区道路为例，通过分析路面结构的现状和存在的问题，从而寻求合理的复合式路面结构组合方案，达到研究及探索长寿命复合性路面结构的目的。
1.1 典型路面结构形式及病害情况
袍江工业区和滨海工业区均位于绍兴北部的海涂地区，由于社会经济的迅速发展，使得工业区内入驻企业数量不断增加，区内道路交通量，特别是重载交通量不断增加。由于该地区以冲海积平原与海积平原区为主，地势平坦，路基含水量高，软土分布广泛，路基力学性质较差。
既往设计中，主要以水泥混凝土面层加水泥稳定碎石基层为主，经过多年的使用后，出现了板块断裂，破碎，翻浆、错台，不均匀沉降等病害，两条道路均于2013年前后进行了第一轮维修改造，并在局部路段中采用复合路面结构的尝试，采用22cm水泥板块+20cm水泥稳定碎石基层+10cmAC沥青层，将水泥板块置于半刚性基层之下。该类结构可有效提高底基层的强度和平整度，在使用初期效果良好，但随着时间的推移，开始出现反射裂缝，并愈演愈烈，最终形成了规则的贯穿式反射裂缝，接缝处跳车现象明显，行驶效果较差。究其原因主要在于混凝土板块之间刚度过大，纵横缝极易出现张开错台等病害，经过车辆的反复碾压与地下水的综合影响后，发生贯穿式裂缝，最终穿透半刚性基层，发展至沥青面层，严重影响行车的舒适性。实践证明该类路面结构，虽然在前期效果较好，但无法长期保证路面结构的整体稳定，难以满足工业区重载车辆的行驶要求。
1.2 复合式路面结构的发展
由于上述路面结构的缺点较为明显，在后期设计中，逐步用钢筋水泥混凝土板块代替原有普通水泥混凝土板，使得下基层强度整体强度提高，接缝间距也由原来的5m加长到9m左右，使早期的反射裂缝问题得到改善。然而9m的接缝间距虽比普通混凝土板的接缝间距有所提高，但对于道路而言，接缝依旧过多，反射裂缝只能延缓无法消除。且依据现有理论计算单层半刚性的疲劳开裂强度也无法满足长寿命路面结构使用的需求;若采用双层半刚性结构，则半刚性厚度需达到30cm以上，与钢筋混凝土组合后，依然无法减薄路面结构，过于浪费。综上所述，虽然该类路面结构可满足日常的交通量需求，但与长寿命重载交通路面结构仍存在一定的差距，性价比较低，仍需要定期对半刚性基层进行养护和重建。
2 CRC+AC复合式路面的优势与影响因素
根据以上分析结果，推荐采用连续配筋钢筋混凝土路面（CRC）+沥青混凝土（AC）的复合式结构作为工业区长寿命重载交通的路面结构[1]。该类路面结构具有整体强度高，使用寿命长，行车舒适性高、维修成本低等优点，它也是国内长寿命路面结构的研究方向之一。
2.1 CRC+AC复合式路面结构的主要优势
①路面结构强度高，能适应大负荷重载交通的需求，耐久性好。通常混凝土结构拥有较强的抗压强度，但混凝土的抗拉强度较低，任何显著的拉弯作用都会使其微观晶格结构开裂和分离，从而导致结构的破坏。而路面结构有时候必须承受拉应力，而且弯拉强度也是混凝土路面设计的重要指标之一。而相较于混凝土，钢筋抗拉强度非常高，故采取在混凝土中加入钢筋与之共同作用，由钢筋承担拉应力，混凝土承担压应力。两者结合后，可大大增强路面的整体承载能力与耐久性。②良好的行驶效果，较低的养护成本。连续配筋钢筋混凝土路面本身就拥有良好的行驶性能，但相对于沥青路面结构，混凝土的表面反光率高、行驶噪音大等缺点不可避免。在CRC上加铺AC沥青结构后，可使CRC表面由于结构产生的微小裂缝封闭，这样既可以减少雨水渗入，又可以减小温度应力对混凝土的影响，从而提高路面结构的整体耐久性。
2.2 CRC+AC复合式路面结构的影响因素
①由于绍兴地区存在软土路基，路基不均匀沉降现象明显，故在采用CRC+AC结构时，应做好地基处理，确保路基稳定，减少由不均匀沉降造成的板底脱空。②为抵抗板块脱空引起的正负弯矩过大，CRC应采用双层钢筋网结构。③道路采用该结构后，应做好管线综合规划。合理地布置各类横穿管的位置，做好相应的预留工作。对于无法避免的管线，应设置在非机动车道、人行道、绿化带等位置，尽量保证主车道“无井化”，为将来沥青面层的快速化养护提供条件。
3 结论
结合各类复合式路面结构的应用情况，并分析CRC+AC结构的特点，得出结论如下：①既往设计的AC+半刚性基层+普通混凝土结构，经过实践证明无法有效控制反射裂缝的发生和发展，在建成初期效果较好，但后期会形成贯穿路面结构的反射裂缝，严重影响行车的舒适性。②对于AC+半刚性基层+钢筋混凝土路面结构组合，虽然普通钢筋混凝土板块的接缝减少，结构也进行了加强，但相对于路线长度而言，板块的接缝仍然过多，随着时间的推移，反射裂缝的出现不可避免，且单层半刚性也無法满足长寿命路面的要求。③AC+CRC结构符合长寿命重载交通的大部分要求，具有结构强度高，耐久性好、养护便捷、行车舒适度高等优点，可以作为工业区长寿命重载的路面结构形式。④对于软土地区采用CRC+AC复合式路面结构时，应注意对路基沉降情况的控制，采用双层钢筋网，以解决板底脱空导致板块弯矩过大的问题。
【参考文献】
【1】虞峥.连续配筋混凝土复合路面在岩溶区高速公路工程的应用分析[J].灾害学，2018（S1）：97-99.
【Abstract】Through the analysis of typical diseases of existing pavement in industrial area of Shaoxing area， combined with the development of local heavy-duty pavement structure， this paper proposes to use CRC+AC composite pavement structure as the recommended pavement structure for long-life heavy-duty traffic in industrial areas， so as to improve carrying capacity and service life of roads in industrial areas.
【关键词】道路;重载交通;复合路面结构
【Keywords】 road; heavy load traffic; composite pavement structure
【中图分类号】U416.2 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2019）07-0188-02
1 既有路面结构分析
以浙江中北部绍兴海涂地区的工业区道路为例，通过分析路面结构的现状和存在的问题，从而寻求合理的复合式路面结构组合方案，达到研究及探索长寿命复合性路面结构的目的。
1.1 典型路面结构形式及病害情况
袍江工业区和滨海工业区均位于绍兴北部的海涂地区，由于社会经济的迅速发展，使得工业区内入驻企业数量不断增加，区内道路交通量，特别是重载交通量不断增加。由于该地区以冲海积平原与海积平原区为主，地势平坦，路基含水量高，软土分布广泛，路基力学性质较差。
既往设计中，主要以水泥混凝土面层加水泥稳定碎石基层为主，经过多年的使用后，出现了板块断裂，破碎，翻浆、错台，不均匀沉降等病害，两条道路均于2013年前后进行了第一轮维修改造，并在局部路段中采用复合路面结构的尝试，采用22cm水泥板块+20cm水泥稳定碎石基层+10cmAC沥青层，将水泥板块置于半刚性基层之下。该类结构可有效提高底基层的强度和平整度，在使用初期效果良好，但随着时间的推移，开始出现反射裂缝，并愈演愈烈，最终形成了规则的贯穿式反射裂缝，接缝处跳车现象明显，行驶效果较差。究其原因主要在于混凝土板块之间刚度过大，纵横缝极易出现张开错台等病害，经过车辆的反复碾压与地下水的综合影响后，发生贯穿式裂缝，最终穿透半刚性基层，发展至沥青面层，严重影响行车的舒适性。实践证明该类路面结构，虽然在前期效果较好，但无法长期保证路面结构的整体稳定，难以满足工业区重载车辆的行驶要求。
1.2 复合式路面结构的发展
由于上述路面结构的缺点较为明显，在后期设计中，逐步用钢筋水泥混凝土板块代替原有普通水泥混凝土板，使得下基层强度整体强度提高，接缝间距也由原来的5m加长到9m左右，使早期的反射裂缝问题得到改善。然而9m的接缝间距虽比普通混凝土板的接缝间距有所提高，但对于道路而言，接缝依旧过多，反射裂缝只能延缓无法消除。且依据现有理论计算单层半刚性的疲劳开裂强度也无法满足长寿命路面结构使用的需求;若采用双层半刚性结构，则半刚性厚度需达到30cm以上，与钢筋混凝土组合后，依然无法减薄路面结构，过于浪费。综上所述，虽然该类路面结构可满足日常的交通量需求，但与长寿命重载交通路面结构仍存在一定的差距，性价比较低，仍需要定期对半刚性基层进行养护和重建。
2 CRC+AC复合式路面的优势与影响因素
根据以上分析结果，推荐采用连续配筋钢筋混凝土路面（CRC）+沥青混凝土（AC）的复合式结构作为工业区长寿命重载交通的路面结构[1]。该类路面结构具有整体强度高，使用寿命长，行车舒适性高、维修成本低等优点，它也是国内长寿命路面结构的研究方向之一。
2.1 CRC+AC复合式路面结构的主要优势
①路面结构强度高，能适应大负荷重载交通的需求，耐久性好。通常混凝土结构拥有较强的抗压强度，但混凝土的抗拉强度较低，任何显著的拉弯作用都会使其微观晶格结构开裂和分离，从而导致结构的破坏。而路面结构有时候必须承受拉应力，而且弯拉强度也是混凝土路面设计的重要指标之一。而相较于混凝土，钢筋抗拉强度非常高，故采取在混凝土中加入钢筋与之共同作用，由钢筋承担拉应力，混凝土承担压应力。两者结合后，可大大增强路面的整体承载能力与耐久性。②良好的行驶效果，较低的养护成本。连续配筋钢筋混凝土路面本身就拥有良好的行驶性能，但相对于沥青路面结构，混凝土的表面反光率高、行驶噪音大等缺点不可避免。在CRC上加铺AC沥青结构后，可使CRC表面由于结构产生的微小裂缝封闭，这样既可以减少雨水渗入，又可以减小温度应力对混凝土的影响，从而提高路面结构的整体耐久性。
2.2 CRC+AC复合式路面结构的影响因素
①由于绍兴地区存在软土路基，路基不均匀沉降现象明显，故在采用CRC+AC结构时，应做好地基处理，确保路基稳定，减少由不均匀沉降造成的板底脱空。②为抵抗板块脱空引起的正负弯矩过大，CRC应采用双层钢筋网结构。③道路采用该结构后，应做好管线综合规划。合理地布置各类横穿管的位置，做好相应的预留工作。对于无法避免的管线，应设置在非机动车道、人行道、绿化带等位置，尽量保证主车道“无井化”，为将来沥青面层的快速化养护提供条件。
3 结论
结合各类复合式路面结构的应用情况，并分析CRC+AC结构的特点，得出结论如下：①既往设计的AC+半刚性基层+普通混凝土结构，经过实践证明无法有效控制反射裂缝的发生和发展，在建成初期效果较好，但后期会形成贯穿路面结构的反射裂缝，严重影响行车的舒适性。②对于AC+半刚性基层+钢筋混凝土路面结构组合，虽然普通钢筋混凝土板块的接缝减少，结构也进行了加强，但相对于路线长度而言，板块的接缝仍然过多，随着时间的推移，反射裂缝的出现不可避免，且单层半刚性也無法满足长寿命路面的要求。③AC+CRC结构符合长寿命重载交通的大部分要求，具有结构强度高，耐久性好、养护便捷、行车舒适度高等优点，可以作为工业区长寿命重载的路面结构形式。④对于软土地区采用CRC+AC复合式路面结构时，应注意对路基沉降情况的控制，采用双层钢筋网，以解决板底脱空导致板块弯矩过大的问题。
【参考文献】
【1】虞峥.连续配筋混凝土复合路面在岩溶区高速公路工程的应用分析[J].灾害学，2018（S1）：97-99.