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影响农村公路验收弯沉的几个因素

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摘 要:路面在车轮荷载作用下,双轮轮隙中心处的路表回弹弯沉值的大小充分地反映了路基路面结构的整体强度和变形能力。《沥青路面设计规范》把路表回弹弯沉值作为沥青路面的设计指标,同时《验收规范》也把弯沉作为关键指标,要求其合格率必须大于90%。但是通过分析西安市农村公路改造工程建设项目,弯沉能否达到设计值,已经是决定农村公路能否通过验收的关键。

关键词:农村公路 弯沉 设计指标

中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:

一、按照沥青路面设计规范计算公式

Ld=600Ne-0.2ACASAb公式1

设计弯沉(Ld)很显然和设计年限内一个车道上累计当量轴次Ne、道路等级AC、路面类型AS、路面结构类型Ab有关。

二、路面交竣工时在不利季节采用BZZ-100标准轴载实测轮隙中心处路面弯沉值

应符合L0j≤La ,LS≤Ld公式2

L0j---实测某路段的代表弯沉值(0.01mm)

La----路表面弯沉检测标准值(0.01mm),

LS---路表面计算弯沉值

同时La≤LS,即实测代表弯沉值不大于路表面计算弯沉值。

路段内实测路表弯沉代表值(0.01mm)按公式

L0=(——L0+ZaS)K1K2K3;公式3

L0----路段内实测弯沉的代表值(0.01mm);

——L0--路段内实测弯沉的平均值(0.01mm);

S-----路段内实测弯沉的标准差(0.01mm);

Za----与保证率有关的系数;高速、一级公路为2,二、三级公路为1.645,四级公路为1.5。

K1----季节影响系数;湿度影响系数K2;K3----温度修正系数;

从公式就可以看出,影响弯沉值的因素

三、对于改建路面,采用下面的公式

Et=1000*2Pδ/LO*(m1*m2)公式4

公式中Et----原路面的当量回弹模量(MPa)

P,δ---标准车型的轮胎接地压强(MPa)和当量圆半径(cm)

LO----原路面的计算弯沉;

m1---轮板比值,一般取1.1;m2----原路面当量回弹模量扩大系数,一般取1.0;

而路面基层里路基弯沉公式为L0=9308E0-0.938 公式5

新建路面的路基弯沉测定公式为L0=2Pδ/K1*E0(1-μ02)α0×100 公式6

μ0---为土基的泊松比,取0.35;α0—为均匀体弯沉系数,取0.712。

实际4式和6公式里反算E0是一致的,那么把具体的数据代入这两个公式中,就可以发现按5,6式反算的E0和按4式计算Et相差很大,而5,6式结果较为接近。

那么这就得分析这个按4式计算Et是否就能真的代表农村公路旧路的实际情况。

四、农村公路的现状

西安市境内的农村公路,大都建成于70—80年代,多为二级以下等级道路,路宽6.5米—8.5米, 随弯就弯,路基填土高度一般低于0.6米,原路多为以工带赈由农民修路基,路面结构由政府出资建设,基层为砂砾、泥结碎石、石灰土、灰土碎石等结构,厚度15—20厘米,面层为沥青表面处治,约3厘米厚,部分路基在90年代进行了加宽改造,逐年养护至今,进入2000年后,路面破损严重,病害主要表现为网裂、龟裂、推移、路基沉降、坑槽、翻浆等,其路基基本为潮湿或过湿土,强度主要来源于路面结构这层硬壳。

从以上公式分析,在同一道路,同等条件,同种标准车辆情况下,西安地区旧路回弹弯沉值和交竣工验收弯沉值就和各结构层弯沉检测的季节和温度有关,那么必然也就和旧路及各层的施工质量有关,还和计算计算公式的选用有关。

(1)公式的选用问题的影响。由于原有农村公路的破损状态比较严重,有些已经完全砂石化,那么用补强公式4我认为是偏不安全的,应选用6式去客观的计算,按新建路面去进行设计。对于其他破损的旧路,按照段落化分,辩证的选取合适的公式去进行原路面当量回弹模量的计算。

(2)测定季节对弯沉值的影响。路面在一年内随着季节的变化,在不同时期具有不同承载力,也就是说有不同的弯沉值。许多研究、实测资料表明:在春融时,弯沉值最大即路面承载力最低,规范也把最不利季节测定的弯沉值作为设计及验收弯沉的标准,不进行修正,而在其他时间进行检测,必须进行季节系数修正,这个系数依据当地经验进行选取,那么选取的系数到底合适不,影响这个系数的因素都有那些,就不得不进行分析。

和季节有关也必然和湿度有关,因为最不利的春融季节,各结构层是完全处于饱水状态的。而旧路在进行检测时,并不一定就处于完全饱水状态。而等基层面层加铺后,由于旧路普遍填土高度较低,毛细水上升,路基和基层中的水份蒸发比较困难,致使路基湿度增加,承载能力降低,弯沉值增大。据资料记载,在路面建成2、3年后,路基只受地下水的影响,湿度状态达到平衡,强度变化才能稳定。而在干燥状态各结构层强度都会有大幅度的提高。

这就要求设计单位对旧路有一个科学全面的勘察,科学、合理地选定具有代表性、典型性路段,对该路段的路面弯沉值、地表温度、土样等进行外业采集、测定,再通过试验和内业数据整理计算,得出旧沥青路面不同干湿状态下弯沉值的季节影响系数。西安地区最大冻深25厘米,路面不进行抗冻设计,根据经验各结构层的非不利季节影响系数为1.1—1.3,春融、冻前及长时间雨后不进行修正,冬季不进行弯沉检测。上面所说的湿度影响系数不适应新建道路,对道路交竣工验收时不进行湿度修正,仅在对旧路改造时对原路面弯沉测定时进行湿度修正。经过对多条已改造的农村公路原旧路,基层,路表弯沉的检测结果对照分析,认为各层弯沉值之间对应关系不明显,称非线性对应关系,而和旧路含水量对应关系明显,经过简单回归,建议湿度修正系数为旧路表面以下,粉质低液限粘土30—80厘米平均含水量从10—20%,修正系数采用1.0—1.6,粉砂土30—80厘米平均含水量从6—18%,修正系数采用1.0—1.75,供参考。

(3)基于代表弯沉值计算的原则,存在舍弃点的问题,那么这些舍弃点的范围必然是需要特使处理的,而超过计算代表弯沉值的点,也是强度薄弱点,同时旧路明显的翻浆、坑槽、松散等不能放置检测仪器的点的范围,也必然是强度薄弱点。原路经过几次加宽的,弯沉的最大点往往集中在旧路加宽范围内或几次加宽的结合部位,而不是在车道下,而对旧路只有6—6.5米宽的,实际车辆大都跨线行使,薄弱点在半幅的路中靠右位置,和检测车的点位不对应。经过对旧路,及各结构层的弯沉值的检测结果,可以看出,其平均值并不大,而弯沉标准差S普遍偏大,有些已经占到平均值的1/2,这就足以说明旧路及各结构层强度的离散性非常大。尽可能的减小S值,才能有效减小弯沉代表值。

(4)农村公路改造由于其特属性,资金、管理、施工、监理等投入及人员都存在和干线及高等级公路的差距,必然在施工方面存在一些缺陷,而对无机结合料稳定碎石类基层结构来说,其基层强度就是影响弯沉大小的关键因素,这里面含有四个方面: