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浅谈早期建成高速公路运营中病害的成因及对策           
浅谈早期建成高速公路运营中病害的成因及对策


  2 通行量偏大、超载车辆增多
  通行量偏大、超载车辆增多几乎是所有早期建成的高速公路运营后都头痛的问题。以太旧高速公路为例,自1996年建成通车至2004年8年多,交通量从一开始的9 230辆/日,每年以9.38%的速度递增,至2007年已增至17 291辆/日(标准小客车),交通量快速增长,令太旧路的交通压力越来越大。在这其中,重型货车和煤车占相当比例,重型货车达3 742辆/日,占总交通量的40.47%(全部交通量为9 193辆/日)。加上其中很多是车辆超载,更对太旧路造成了严重的破坏。根据实地调查的资料、试验结果和科学的分析,如按设计弯沉值、沥青层层底拉应力为指标进行轴载换算,自通车以来8年的累计标准轴载当量轴次已达到80 249 843次,远大于原设计15年末累计当量轴次5 735 766次的预测值。造成太旧高速公路路面结构强度降低,部分路段出现大面积的龟网裂、车辙、桥面破损,甚至是坑槽等,严重影响太旧高速公路的正常通行。
  故太旧高速公路于2004年提前进行了大修,采用了柔性基层取代了半刚性基层、加大路面结构层厚度、使用了SBS改性沥青和湖沥青等先进的材料和工艺,提高了路面的夏季高温稳定性、冬季低温抗裂性和沥青材料的耐久性,路面结构强度明显增强。对于此种情况,全国各地类似的有很多,如广深高速公路1997年全线通车,2003年大修后,2007年第二次大修;八达岭高速公路于2001年建成通车,2007年大修;哈尔滨至大庆高速公路1997年开始运营,2008年大修。
  3 季节的变化
  季节的变化对于我国北方地区的高速公路养护技术状况影响较南方更大,这主要是从沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性和沥青材料的耐老化性能方面考虑的。高温稳定性是以温度60℃、0.7MPa轮压条件下进行车辙试验获得的动稳定度表示,根据研究,车辙发生的深度一般为8 cm,这个深度刚好在高速公路的中面层,所以对上中面层,其动稳定度的要求更为重要;低温抗裂性是以沥青混凝土低温冻融劈裂强度和冻融黏结强度来表示;沥青材料随着其胶质分的减少,高分子化合物沥青质的大量增加,沥青塑性逐渐消失,而脆性增加,则耐老化性能明显减弱。北方地区,尤其是山区,夏季最高气温可达40℃以上,冬季最低气温可到-25℃以下,温差达60℃~70℃,所以对沥青混凝土以上所述的3种性能影响极大,极易形成车辙、横裂、纵裂和松散等病害。
  要改善和提高这3种性能,预防病害的产生,现在较成熟的做法是采用SBS改性沥青和湖沥青,通过马歇尔试验法,找到适合本地气候条件的沥青混合料配合比,较普通沥青混合料的施工其要注意的拌合、摊铺和碾压工艺要求较多。还有沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)也被广泛采用。
  4 水的损害
  如何有效地处理好水对高速公路的影响,把水的损害降低到最底限度,是高速公路养护中面临的主要难题。水对高速公路的损害主要有降水、渗水、地下水3种形式,分别会引起高速公路产生水毁、路基淘空、路面下陷、路面结构层强度降低和路基软化等病害,甚至出现整个路段的垮塌灾害。
  在汛期中,较急和集中的降水会对构造物、防护工程造成损坏,特别是在高填方、高路堑地段,水量短时间会大量增大,排水设施的处理能力会短时间内达到饱和而失去应有的功效,就会造成土体冲刷、边坡小范围滑塌,甚至是路基淘空、冲毁,阻断交通现象。对于进行开放式绿化的中央分隔带,绿化浇水会渗入路面基层和路基,设置超高的路段,边坡水会往路中渗流集中,都会在路面层间和路面与路基间渗流、渗透,造成路基强度下降,形成路面下沉。沥青路面的裂缝在世界范围内至今仍属于无法解决的问题,裂缝的出现往往是路面破坏加剧的开始。沥青混凝土路面最早出现的是温度型反射裂缝,原因是在冬季降温时基层因温度降低产生拉应力和路面产生的拉应力叠加后超过沥青混凝土的抗拉强度而导致的,桥涵与路面结合处、暗伸缩缝等处是也会出现裂缝。路面一旦出现裂缝后,水就会渗入路面中,在层间流动,形成层间水,在车辆碾压下局部空间里形成瞬时高压水,能够进入沥青混合料的空隙里,久而久之,造成沥青和骨料间失去黏结,很快就会形成路面面层龟网裂、麻面、松散和坑槽、唧浆等病害,年复一年,次年春融,病害就会从轻微逐渐加重。若渗入基层,则会对半刚性的水泥稳定料的强度造成影响,加上冬季除雪时会撒融雪剂,融雪时随水渗入,严重的会造成基层失去强度,成为松散结构,在车辆碾压下,产生路面波浪、翻浆和不平整等严重病害。特别是在排水不良的挖方路段、路线纵坡较小、平坡路段和平曲线超高过渡段,尤为严重。还有路基本身干湿程度的影响,如果地下水丰富的话路基的强度和稳定性就会降低,在个别半填半挖路段还会出现建设时期虽已解决了地下水的问题,但地下

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