城市道路交叉口路面設(shè)計(jì)分析

城市道路交叉口路面設(shè)計(jì)分析摘要：本文結(jié)合工程實(shí)際，對(duì)交叉口路面損壞類型、原因及結(jié)構(gòu)力學(xué)進(jìn)行了分析，并提出交叉口路面設(shè)計(jì)要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：城市道路；路面；交叉口；設(shè)計(jì)

1、路面損壞類型及原因分析

城市道路交叉口主要的病害是車轍，此外還有裂縫、松散、坑槽等，這大大降低了交叉口的通行能力，嚴(yán)重影響行車質(zhì)量和行車安全．對(duì)城市已有道路交叉口調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生這些損壞是由于在車輛頻繁剎車、起動(dòng)、轉(zhuǎn)向的過程中，在車輪水平荷載和垂直荷載綜合作用下導(dǎo)致瀝青路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)產(chǎn)生的剪應(yīng)力超過材料的抗剪強(qiáng)度，或在車輛循環(huán)荷載作用下產(chǎn)生剪切疲勞導(dǎo)致其剪切塑性變形不斷累積．從某市交叉口改造實(shí)際情況分析，交叉口病害的主要原因還有交通量大、重型車輛多和氣溫過高且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)．

2、路面結(jié)構(gòu)力學(xué)分析

由于交叉口交通管制、交通信號(hào)燈的設(shè)置以及交通組織的影響，相交道路的各種車輛和行人都要在交叉口處匯集、通過，同時(shí)交叉口也成為各種車輛頻繁剎車、起動(dòng)和轉(zhuǎn)向的地方，而且隨著交通量增加，渠化交通嚴(yán)重．在車輛荷載作用下，路面反復(fù)承受車輛荷載垂直應(yīng)力和水平應(yīng)力的綜合作用，這不僅要求道路交叉口路面有良好的抗剪切、抗沖擊及抗彎拉能力，而且要求有足夠的摩阻力．因此，只有充分了解交叉口路面結(jié)構(gòu)的受力情況，才能有針對(duì)性進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和材料設(shè)計(jì)．

某市交叉口路面改造工程是在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土路面．由于舊水泥混凝土路面上瀝青加鋪層厚度設(shè)計(jì)主要依據(jù)舊路面結(jié)構(gòu)的承載力及當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)狀況，選用合理的加鋪層方案．交叉口路面主要的病害是車轍和裂縫，瀝青加鋪層太薄，容易產(chǎn)生反射裂縫;加鋪層太厚，造價(jià)又會(huì)過高，經(jīng)濟(jì)上難以承受，故加鋪層應(yīng)有一個(gè)較合理的厚度．根據(jù)國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)和路面調(diào)查的狀況，采用aashto法和有效厚度法計(jì)算確定水泥混凝土加鋪層的加鋪平均厚度為18cm．為使路面結(jié)構(gòu)方案更優(yōu)化，材料組成設(shè)計(jì)更合理，充分發(fā)揮材料的力學(xué)性能，延長(zhǎng)道路交叉口的使用壽命，需要通過力學(xué)分析確定加鋪層主要的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)．

2．1力學(xué)模型

根據(jù)aashto法和有效厚度法，結(jié)合實(shí)際情況，舊水泥混凝土路面采用沖擊破碎擊實(shí)法，擬定加鋪層采用三層(4cm+6cm+8cm)進(jìn)行設(shè)計(jì)．借鑒以往的研究成果，發(fā)現(xiàn)瀝青加鋪層各層所處位置特點(diǎn)不一樣，其功能也不一樣．為此，建立力學(xué)模型．汽車荷載采用后軸為100kn的標(biāo)準(zhǔn)軸載，其作用半徑r=10.65cm，垂直標(biāo)準(zhǔn)荷載p=0.707mpa;對(duì)于水平荷載，根據(jù)車輪與路面之間的摩擦系數(shù)確定，即:q=f×p，式中q為水平荷載，mpa;p為垂直荷載，mpa;f為摩擦系數(shù)，對(duì)交叉路口、停車站等緩慢制動(dòng)地點(diǎn)摩擦系數(shù)為0.2，對(duì)偶然的緊急制動(dòng)摩擦系數(shù)為0.5，為了研究交叉口不同的水平荷載對(duì)路面結(jié)構(gòu)受力的影響，摩擦系數(shù)分別取0.0、0.1、0.3和0.5;交叉口重載計(jì)算中取垂直荷載p為1mpa和1.2mpa．

(4)sma是一種由瀝青、穩(wěn)定劑、礦粉及少量細(xì)集料組成的粗集料嵌擠型斷級(jí)配瀝青混合料．目前在歐美廣泛應(yīng)用于重交通道路、機(jī)場(chǎng)和港區(qū)道路，具有較好的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、耐久性與抗滑性能，能夠全面地提高瀝青路面的使用性能．a(chǎn)tb瀝青穩(wěn)定碎石也是一種粗骨架結(jié)構(gòu)，具有足夠的抗車轍、抗剪切能力．建議交叉口采用改性瀝青sma+atb結(jié)構(gòu)，atb也可用其他抗車轍和抗剪切材料替代;sma+atb這種骨架嵌擠結(jié)構(gòu)有較強(qiáng)的抵抗荷載變形能力及高溫抗車轍能力．考慮到破碎舊混凝土面板容易損害加鋪層，為了保證加鋪效果，在實(shí)際工程中，建議優(yōu)先選擇傳荷能力改善后鋪設(shè)應(yīng)力吸收層+抗車轍和抗剪切中間層+sma或ac改性瀝青面層的方案．

參考文獻(xiàn):

［1］鄧學(xué)鈞．路基路面工程［m］．人民交通出版社，2002:1．

［2］倪富健，尹應(yīng)梅，高明生