沥青罩面层的断面设计特点及其方法研究.doc

沥青罩面层的断面设计特点及其方法研究 摘要：本文总结了沥青罩面层断面设计的特点，进行了工程量的敏感性分析，强调沥青罩面工程中精确、细致的断面设计的重要性。对一般现场拉坡设计的方法、步骤进行了总结，介绍了一种简单易行的自动拉坡设计工具。提出在沥青罩面工程中采用“横坡变化率控制”的设计方法，用案例说明了新方法的实际效果。 关键词：沥青罩面、设计方法、VBA 1、引言 近年随着经济的飞速发展，交通量增长迅猛，使得许多以前修筑的水泥路面破损严重，面临着翻新改造的问题。沥青路面以其表面平整、无接缝、振动小、行车舒适、噪声低、养护维修简便等优点，因而在旧路改造中，加铺沥青罩面层就成了优选方案。 然而在实践中，因为沥青罩面改造工程规模相对较小，设计上往往只以原路 面竣工图作为设计依据，缺少实测数据，甚至没有设计图，造成沥青工程量不准确，从而给建设单位或者施工单位带来损失。而现场施工技术人员如能掌握一套合理的设计方法和简单易行的设计工具便能解决这一问题。 本文将分析沥青罩面层断面设计的特点，介绍其设计的思路、方法和工具。为沥青罩面设计提供一点参考。 2、沥青罩面层断面设计的特点 沥青罩面层的断面设计精度要求高，因为沥青罩面层只有几厘米，工程量对纵坡、横坡变化极为敏感，精确、细致的断面设计既可保证道路平缓顺畅，又可保证结构厚度，最重要的是节约投资和成本。如果说设计院提供的断面图是宏观设计，那么，在误差范围内，根据现场实际情况，对沥青罩面层进行调整优化，便是微观设计。 这方面的工作很容易被忽视，但又是十分必要的，因为绝大多数沥青路面的基层（尤其是稳定层类）都会有误差的，实践中经常出现沥青罩面层的预留标高空间与设计值相差甚远。设计院又不可能根据路面基层情况不断修改设计，此时根据现场实际情况，对沥青罩面层的断面设计进行调整优化便显得极为必要。实际上绝大多数沥青罩面工程的断面设计都需经过“二次微观设计”。一是保证路面顺畅，二是重新确定工程量。 此项工作目前尚缺少深入的讨论和研究，在实际操作上也没有一个简单易行的工具供现场人员使用。笔者根据近年的实践体会和总结，介绍自己的思路和方法，希望引起进一步的讨论。 3、沥青罩面工程量的敏感性分析 沥青罩面层受道路路基层的影响较大，由于基层的误差是难免的，所以沥青罩面层的最终工程量往往与初始设计工程量相差甚远。这主要是由于基层纵坡、横坡变化引起的。 笔者曾负责某段沥青罩面工程，道路路长2公里，路幅23米，设计为4cm厚AK-13A上面层和5cm AC-20I下面层。沥青罩面前，在进行三方联测后发现路面纵坡、横坡与设计有较大出入，设计为1.5％的横坡，结果基层横坡为1.2％～2.2％，横坡平均值为1.75％，另外纵断面凹凸不平。就本工程情况，制作了如下敏感性分析表，见表1。 表 1 工程量对横坡的敏感性分析表 横坡变化情况 ±0.1% ±0.2% ±0.3% ±0.4% 增减工程量（m3) 264.5 529.0 793.5 1058.0 增减百分比 6.4% 12.8% 19.2% 25.6% 可见横坡的变化对工程量的影响是显著的，按上表分析可知，如果按设计1.5％横坡进行施工必将导致工程量增加660m3，增加幅度达16％。另外因为现状路面纵断面凹凸起伏，如果纵断面的设计不作相应调整，其工程量也会大幅度增加。用原设计面高程减现状路面高程，得出需增加沥青砂量1150m3，增加幅度达27.8％，就目前微利的建筑行业而言，如此大的损失是施工单位难以承受的。如果不作某些调整和修改，必将在多方面引起争议和纠纷。最后，通过几方面考虑，同意在保证路面结构厚度和路面平顺的前提下，对路面设计进行局部调整。 笔者运用自行编制的拉坡设计工具，结合以前的经验顺利地完成了“二次设计”的任务。既保证了路面的平顺又满足了设计的结构厚度。实践证明有一套合理的设计方法和简单易行的设计工具，对于现场施工技术人员来说，是非常重要的。 4、利用Excel宏编制断面设计工具 对于现场技术人员进行断面设计的方法，一般将测量得到的数据在Excel表中进行手工操作，其过程为： 步骤1：测量获得原地高程 步骤2：以里程为横坐标（占Excel表格中一列，通常为A列），高程为纵坐标，利用Excel自带的散点图将原地面情况显示出来，并选择变坡点。 步骤3：以原地面高程+沥青结构厚度控制，确定变坡点上的设计高程。 步骤4：在相邻变坡点间的单元格间输入直线公式。 Ck＝ Ci+（Cj-Ci）/（Aj-Ai）*（Ak-Ai） 步骤5：根据需要插入竖曲线，最终形成纵断面设计。 该方法思路简单，但操作起来相当繁琐。因为变坡点位置要综合考虑路面起伏变化情况和路面