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        公路水泥路面使用性能預(yù)測(cè)管理研究

        2014-01-09 06:04:52楊曉剛陳院佩
        科技視界 2014年25期
        關(guān)鍵詞:使用性能路面水泥

        楊曉剛 陳院佩

        (寶豐縣農(nóng)村公路管理所,河南 寶豐 467400)

        0 引言

        隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)公路網(wǎng)不斷完善,公路工程開始將重點(diǎn)由建設(shè)向養(yǎng)護(hù)、改建和管理現(xiàn)有公路偏移。在已建公路中水泥混凝土路面占了很大一部分,但由于早期修建的舊水泥混凝土路面技術(shù)等級(jí)較低,在外界環(huán)境作用下加速了其破壞程度,一些新建的水泥混凝土路面也在未達(dá)到設(shè)計(jì)年限時(shí)出現(xiàn)了不同程度的破壞,加強(qiáng)水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)和管理已經(jīng)迫在眉睫。

        在公路工程項(xiàng)目建設(shè)上我們應(yīng)該改變理念,將運(yùn)作方式從建設(shè)、維修或重建變成為建設(shè)、保護(hù)和維修,注重路面的保護(hù)措施,以積極主動(dòng)的方式維護(hù)路面正常使用,延長(zhǎng)其服務(wù)壽命,這樣的保護(hù)途徑能夠使我們利用較少的資源,維持改善道路體系的整體質(zhì)量。所以在加強(qiáng)路面管理工作,路面管理工作包括規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)、能夠有效協(xié)調(diào)、控制和路面相關(guān)的各項(xiàng)工作,而路面管理系統(tǒng)則是綜合使用技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和政治等各方面因素,促使路面管理趨于系統(tǒng)化和整體化。

        1 水泥混凝土路面使用性能檢測(cè)分析

        1.1 水泥混凝土路面性能檢測(cè)

        要制定現(xiàn)有水泥混凝土路面保護(hù)策略,最重要的是對(duì)路面使用性能進(jìn)行評(píng)價(jià),確定水泥路面性能狀況。根據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG H20-2007)的要求和規(guī)定,將公路技術(shù)狀況分為優(yōu)、良、中、次和差五個(gè)等級(jí)。評(píng)定等級(jí)根據(jù)PCI、PQI和SRI來確定,當(dāng)大于90時(shí)為優(yōu),小于60時(shí)為差。

        檢測(cè)時(shí)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)有 《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTG B01-2003)、《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTG H10-2009)、《公路養(yǎng)護(hù)安全作業(yè)規(guī)程》(JTG H30-2004)、《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》(JTG E60-2008)、《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTGH20-2007)、《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ 073.1-2001)等,另外還有其他地方標(biāo)準(zhǔn),相關(guān)規(guī)定等。

        1.2 水泥混凝土路面性能檢測(cè)方法

        采用路面綜合檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)路面破損狀況、平整度、構(gòu)造深度、車轍深度以及路面尺寸等進(jìn)行檢測(cè)。公路技術(shù)狀況指數(shù)MQI計(jì)算式為:

        中的權(quán)重,可以根據(jù)實(shí)際情況取值。

        路面使用性能指數(shù)PQI按照下式計(jì)算:

        PQI=WPCIPCI+WRQIRQI+WRDIRDI+WSRISRI

        式中 WPCI、WRQI、WRDI、WSRI分別為 PCI、RQI、RDI 和 SRI 在 PQI 中 的 權(quán)重值,取值時(shí)按照標(biāo)準(zhǔn)和實(shí)際情況確定。

        路面破損由路面狀況指數(shù)PCI來評(píng)價(jià),是根據(jù)路面破損率計(jì)算得出,其取值范圍為0-100,值越大,說明路面狀況越好。

        1.3 檢測(cè)結(jié)果分析

        水泥路面破壞一般有裂縫、破碎板、接縫料損壞、露骨、板角斷裂、邊角剝落等,其中較為常見的為裂縫和破碎板,這是因?yàn)槲覈?guó)公路建設(shè)一向重建設(shè)輕養(yǎng)護(hù),路面沒有進(jìn)行較好的保護(hù)管理,在降雨和交通荷載影響下,水泥混凝土路面基層材料級(jí)配不合理時(shí),雨水下滲,出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)、板底脫空,進(jìn)而出現(xiàn)路面開裂和破碎,并且早期的水泥混凝土路面不能滿足日益增長(zhǎng)的汽車荷載,導(dǎo)致路面破壞加速。

        根據(jù)檢測(cè)結(jié)果制定路面保護(hù)和管理方案,水泥混凝土的養(yǎng)護(hù)方案有小修保養(yǎng)既對(duì)水泥混凝土路面接縫和裂縫采用瀝青澆灌。中修工程先鑿除破碎板、斷裂的面板和基層,重新鋪筑新的基層和水泥混凝土面板,錯(cuò)臺(tái)和局部麻面采用瀝青修補(bǔ)。大修工程則是將舊水泥混凝土路面破碎,碾壓后作為基層或墊層,在上面重新修筑新的瀝青或者水泥混凝土路面。

        2 水泥混凝土路面使用性能預(yù)測(cè)

        2.1 路面使用性能影響因素分析

        目前對(duì)路面使用性能的預(yù)測(cè)一般只選取了一兩項(xiàng)影響因素建立預(yù)測(cè)模型,預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際相差較大。為了建立完善的預(yù)測(cè)模型,更加精確地預(yù)測(cè)路面使用性能,對(duì)影響路面使用性能影響因素分析具有重要意義。影響水泥混凝土路面使用性能的因素較多,主要分為內(nèi)因和外因兩個(gè)方面。內(nèi)因主要是指路面結(jié)構(gòu)本身性質(zhì)對(duì)使用性能的影響,外因是指氣候條件以及交通狀況等外界環(huán)境對(duì)水泥混凝土路面使用性能的影響。

        2.1.1 內(nèi)部影響因素

        影響水泥混凝土路面的內(nèi)部因素主要有路面結(jié)構(gòu)類型、路面材料特征、路面建成年份等。不同路面面層與基層的厚度、類型,表現(xiàn)出不同的路面結(jié)構(gòu)承載能力與使用性能。路面材料特性不同對(duì)路面使用性能的影響較大,材料的承載能力是影響路面使用性能的主要內(nèi)在因素。對(duì)于路面建成年份是指路面新建、改建或者最后一次修復(fù)時(shí)間。路面損壞情況與路面建成年份有直接的聯(lián)系,隨著建成年數(shù)的增加路面損壞程度逐漸增加。在進(jìn)行路面使用性能預(yù)測(cè)時(shí),路面建成年份對(duì)路面使用性能的影響不可忽視。

        2.1.2 外部影響因素

        影響路面使用性能的外部影響因素主要包括交通狀況和氣候條件等。交通狀況對(duì)路面使用性能的影響主要指交通荷載、公路等級(jí)以及通行量對(duì)路面使用性能的影響。高等級(jí)公路通行量比低等級(jí)公路大,路面承受的標(biāo)準(zhǔn)軸載累計(jì)作用次數(shù)較高,路面使用性能下降較快。氣候因素對(duì)路面使用性能的影響主要是指水與溫度對(duì)路面和路基的影響,路面在溫度變化較大的地區(qū),易形成溫縮裂縫;路面在降水量較大的地區(qū),承載能力較低,易產(chǎn)生破壞。

        2.2 路面使用性能預(yù)測(cè)

        根據(jù)影響路面使用性能的影響因素確定預(yù)測(cè)指標(biāo),并進(jìn)一步建立預(yù)測(cè)模型,依據(jù)預(yù)測(cè)模型評(píng)價(jià)路面使用性能。

        路面使用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)分為單一指標(biāo)和綜合指標(biāo)兩類,根據(jù)不同的情況可以選取不同類型的預(yù)測(cè)指標(biāo)。具體來說,如路面狀況指數(shù)為綜合路面使用性能指數(shù),路面行駛質(zhì)量指數(shù)為單個(gè)路面使用性能指標(biāo)。實(shí)際中也可以用構(gòu)成路面使用性能的某個(gè)元素或者路面在不同交通情況下應(yīng)力應(yīng)變的變化做為路面使用性能評(píng)價(jià)指標(biāo),如路面裂縫以及路面在不同荷載情況下應(yīng)力應(yīng)變等。

        3 路面養(yǎng)護(hù)

        水泥混凝土路面具有強(qiáng)度高,承載能力強(qiáng),使用壽命長(zhǎng),造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn),但是水泥混凝土路面一旦破壞很難進(jìn)行修復(fù),因此依據(jù)路面使用性能預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果對(duì)水泥混凝土路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)針對(duì)性地養(yǎng)護(hù)管理非常重要。

        路面保護(hù)管理一般分為被動(dòng)維修和主動(dòng)養(yǎng)護(hù)兩種。被動(dòng)維修是公路管理部門對(duì)路面破損的部位進(jìn)行檢測(cè)分析,并組織人員進(jìn)行維修。主動(dòng)養(yǎng)護(hù)是在路面性能還處在較好狀態(tài)或者路面出現(xiàn)破壞跡象時(shí)對(duì)路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù),預(yù)防路面病害的產(chǎn)生,使路面保持良好的使用性能。主動(dòng)養(yǎng)護(hù)以路面使用性能預(yù)測(cè)結(jié)果為參考,如規(guī)定路面使用性能指數(shù)達(dá)到低于某一值時(shí)進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù),另外也可以通過比較養(yǎng)護(hù)前后路面使用性能評(píng)價(jià)指數(shù)來評(píng)價(jià)水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)效果。路面管理與養(yǎng)護(hù)對(duì)提高水泥混凝土路面使用性能,延長(zhǎng)路面使用壽命具有不可估量的作用,另外依據(jù)路面使用性能評(píng)價(jià)結(jié)果針對(duì)性地進(jìn)行水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù),提高了養(yǎng)護(hù)效益。

        [1]熊輝,史其信,潘先榜.路面管理理論與方法的研究進(jìn)展及趨勢(shì)[J].土木工程學(xué)報(bào),2004,01,37(01):65-69.

        [2]JTG 073.1-2001中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

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        [4]張?jiān)鰪?qiáng),李昶,馬高強(qiáng).水泥路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)研究[J].華東公路,2009-12-20日:58-60.

        [5]黃戈.高等級(jí)公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施探討[M].公路交通科技:應(yīng)用技術(shù)版,2009-05-15.

        [6]李明,陳謙應(yīng),彭克剛,馬在亮.路面管理系統(tǒng)發(fā)展綜述[J].重慶交通學(xué)院學(xué)報(bào),2005,06:69-73.

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