[12-11 17:00:46] 来源：http://www.tmgc8.com 公路工程 阅读：3745次
1．引言
随着公路交通量和汽车载重量的增大，对路面结构的破坏日渐加重，越来越多的旧混凝土路面面临着修复工作。与沥青路面相比，水泥混凝土路面的修复比较困难，即使在旧混凝土路面上加铺沥青罩面层是一种改善其使用性能的有效措施，但在沥青加铺层中出现反射裂缝仍是需要解决的主要问题。反射裂缝本身对罩面层的使用性能影响不大，但环境因素(雨雪、氧化、粉尘)的负效应，常常使得裂缝迅速向四周扩展，缩短罩面层寿命。为了能有效地减缓旧水泥混凝土路面上裂缝的反射速度，或减薄沥青罩面层厚度，国内外研究人员进行了大量的试验，既积累了成功经验，也吸取了许多失败的教训。
宁通公路六合东至扬州段水泥混凝土路面经过12年的运营，水泥混凝土路面出现不同程度的损坏,包括板块断裂、板角断裂、错台等情况,严重影响行车的舒适性和安全性,需在旧水泥混凝土路面上进行沥青混凝土罩面，并对如何延缓沥青罩面层反射裂缝的产生进行研究。
2．国内外防治反射裂缝的研究概况
沥青混凝土加筋能提高路面结构层对裂缝的抑制能力、对横向剪切破坏的抵抗能力等，达到延长路面结构的疲劳寿命、节省材料、降低费用的目的。在沥青混凝土路面中采用加筋的方法来改善路面使用性能的设想由来已久，自三十年代开始掺加石棉纤维,到五、六十年代美国、加拿大和英国试用以金属网作为沥青混合料中的加筋材料使用，均因材料不过关未能推行。八十年代开始对PG(Polymer Geogrid聚合物网栅)进行应用研究，英国以NETLON有限公司为代表，研究了塑料格栅的材料性能及路用性能，并逐步推广应用。这种格栅具有两种功能：一是能提高沥青结构层的强度，具有长期抵抗拉应力的能力;二是能使应力均匀分布在较大的面积范围内,大大减轻沥青结构层的徐变作用,最终达到防止沥青路面开裂的目的。
国内自八十年代末开始研究此技术。1992年北京市公路局设计研究院结合八达岭公路水泥混凝土路面大修，采用金属网加筋沥青混合料结构修筑了500m试验段，使用效果较好。哈尔滨建筑工程学院道路研究所于1993年7月提出了《塑料网格在柔性路面结构工程中的应用》研究报告，对室内外试验进行了详细阐述,并提出了施工工艺。长沙交通学院也对塑料格栅进行了室内研究，提出了《土工格栅对沥青路面抗车辙、抗开裂性能的试验研究》初步报告。北京市政设计院研究所对加拿大贝密尔斯有限公司生产的自粘式沥青路面加劲网格进行了室内试验，得到了初步结果。
国内外对加筋格栅沥青混凝土试验研究的结果表明，加筋格栅具有减薄沥青层厚度、防治反射裂缝、减少车辙作用等特点，能够加强沥青路面的结构性能，提高道路的使用寿命。
3．沥青加铺层的开裂分析及设计方法
旧水泥混凝土路面上加铺沥青层是一种特殊的路面结构，其应力应变特性与一般弹性层状体系有较大的差别。由于接裂缝的存在，旧水泥混凝土路面作为基层的整体强度降低，而且在外力荷载作用下，沥青混凝土加铺层处于复杂的三维应力状态。车辆通过不连续的板体时，沥青混凝土加铺层中由于接裂缝两侧相邻板块产生竖向位移差，而出现较大的剪切应力，这种剪切应力是沥青混凝土加铺层产生荷载型反射裂缝的最主要原因。另外，由于路面暴露在大气中，受气温周期性变化的影响，沥青加铺层和旧水泥混凝土面板都会膨胀，产生温度应力。由于旧水泥混凝土路面的应力在接缝处不连续，因此沥青加铺层同时承受它本身以及旧路面所产生的温度应力，特别是在冬季气温较低时，沥青混凝土加铺层会因为与接裂缝对应处的拉应力过大而开裂，形成所谓的温度型反射裂缝。因此，沥青加铺层设计是沥青加铺层厚度设计，而厚度由行车荷载和防止反射裂缝两个因素控制。由于水泥混凝土面板强度较高，将其作为基层，在其上加铺沥青混凝土的这种路面结构，强度一般能满足要求，关键是防止反射裂缝的产生。虽然我国目前旧水泥混凝土路面改建工程日益频繁，但现行的《公路工程沥青路面设计规范》并没有把旧水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层设计这一内容包括在内。国外对这一问题的研究工作起步较早，目前已形成四种相对成熟的设计和计算方法，分别是ARE(AnstinResarchEngineers)设计方法、美国沥青协会(AI)法、美国工程兵团和联邦航空局(FAA)法、AASHTO罩面设计方法。由这四种计算方法得出的宁通公路六合东至江都段旧混凝土路面上加铺的沥青混凝土厚度在80～100mm之间。www.tmgc8.com
4．玻纤格栅防止反射裂缝作用机理
上述四种方法计算的旧水泥混凝土路面上沥青加铺层的厚度是作出一些假设后，按理论方法或是在国外一些试验结果的基础上得出的。为防止反射裂缝的产生，国外多采用加厚沥青加铺层的办法。但单纯依靠增加加铺层厚度有其弊端：一方面增加加铺层厚度受到路面标高的限制(宁通公路上跨桥桥下净空在加铺后需满足4.8m要求)；再就是大幅度增加加铺层厚度必将增加路面造价，而且在夏季高温情况下沥青混合料高温蠕变易产生车辙，也就失去了由于旧水泥混凝土板作基层所产生的强基薄面的优势，因而加厚沥青加铺层这一方法不可取。
针对这一情况，在查阅大量资料，进行理论分析和论证的基础上，最终决定在旧水泥混凝土路面上布置玻纤格栅加筋层，其上再铺筑沥青混凝土面层。这样铺筑的路面对防止基层裂缝反射、减少路面车辙、延长路面寿命具有显着效果。玻纤格栅具有高抗拉强度、低延伸率、无蠕变，与沥青混合料的相容性好、物理化学性能稳定、耐高温、嵌锁与限制作用强等特点，其主要作用为均匀传递轴载，并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向。
使用玻纤格栅，可增强沥青混合料的整体抗拉强度，有效地改善路面结构应力分布，抵抗和延缓由于路面的基层裂缝引起的沥青混凝土路面反射裂缝的发生，从而提高路面的使用寿命。
根据宁通公路六合东至江都段旧水泥混凝土板破损情况，不同路段采用了不同的处理方案：南京段加铺方案为4cm改性沥青SMA+6cm粗粒式沥青混凝土+玻纤格栅+2cm沥青找平层+18cm二灰碎石；扬州段加铺方案为4cm改性沥青SMA+6cm粗粒式沥青混凝土+玻纤格栅+2cm沥青找平层+改性沥青油毛毡贴缝。
三、建筑设计方法
当我们评价一个建筑内部功能或是外立面设计优劣的时候。往往可以清楚地感觉到设计师具有强烈个人色彩的设计倾向。这种个人设计风格在建筑上的使用为建筑带来了各不相同的风格和特点。有的直白、有的夸张、有的含蓄、有的偏执、有的粗枝大叶、有的精益求精……作为建筑师，你又如何确定自己的建筑设计方法和建筑风格呢？
为什么在设计中建筑时总会感到灵感枯竭或是手法单调乏味？如何在高手云集的设计竞标中脱颖而出呢？怎样的设计可以与环境相协调又让人过目不忘？这些问题所有的建筑师都会遇到。找到正确的方法，成为建筑设计中的重要问题。
1. 原则问题
作为建筑师，做设计的时候首先应把握基本原则，保证设计的基本合理性。这是保证设计质量的基础。
原则问题可以分为两类：职业规范及国家规范；以人为本的原则。
职业规范就是建筑学教育中所学到的空间组织划分、色彩、功能、形式美的基本规律等基本原则。虽然绝大多数建筑师具有较高的素养，但是建筑师往往会在一些基本问题上欠考虑。如色彩、空间关系等问题。
国家现行设计规范和标准
建筑在一个国家安全和国民经济中占有十分重要的作用。从安全合理、经济适用、可控性、标准化等方面出发，国家出台并颁布了一系列的法规、法律。建筑师在从业过程中，时时刻刻受规范和标准的约束。这些规范的制订，保证了建筑设计的基本质量，代表了国家保障绝大多数人民的合法权益。
以人为本的原则
以人为本的原则在建筑设计中应考虑三种人的利益。一，甲方，即建设单位的利益。建筑设计中应充分考虑甲方对项目功能及经济性的要求。二，使用者的利益。使用者有时候是甲方，绝大多数情况下不是。使用者的职业各不相同，数量也不同。满足每个使用者的生理及心理需求的建筑师不可推卸责任。三，施工单位的利益。这里面也包含了对施工企业施工的经济性及便捷性、安全性的考量。同时也要照顾到农民工、设备安装人员甚至包工头的利益及安全。
2. 当代建筑设计思潮及其哲学思想
谈到建筑设计方法必然涉及现代建筑界较活跃的建筑设计思想和流派。
现代建筑的源泉来自于1900年代的现代建筑运动，现今几乎所有的流派都源自格罗皮乌斯、勒。柯布西耶、密斯凡得罗和F.L.赖特四位现代建筑大师。此后无论是继承他们衣钵的继续发展还是与其绝然对立的反动，所有的建筑痕迹都保持着现代建筑运动留下的痕迹。
1）对现代建筑运动的继承和发展： 美国白色派大师理查德。迈耶受勒。柯布西耶影响颇深，他的建筑以现代建筑简练的方盒子建筑出发，谨慎地使用曲线和外廊作为活跃元素。但他对材料的领悟和对细部及比例的精益求精使他的建筑成为经典之作。光线、市民空间、白色、变换空间关系成为大www.tmgc8.com
大师所关心的主要问题。
与其流派近似的还有日本的安藤忠雄，他的建筑充满禅意，用最简洁的元素表达出日本人特有的宁静、朴素的世界观。
另一个要提到的建筑师是斯蒂文。霍尔。霍尔是现代建筑史上最善于利用自然光线的大师之一。在空间上他的建筑并不难懂，外观上有着难能可贵的单纯与内敛。霍尔对空间大局劈斧般大气不拘、对局部独特经验的微观细致美感关注能力。他的建筑远观时有着草书般挥洒不拘小节的大气自信，但在细部上，则令人惊奇的展露出对手工精致、艺术原创性与真实感的敏锐诗意感性。他的西雅图圣。伊格那修教堂成为现代建筑的典范。
2）对现代建筑技术性的追求和痴迷：
英国建筑师罗杰斯和皮亚诺从巴黎蓬皮杜文化中心出发开始了一系列惊心动魄的历险。罗杰斯将金属制品和设备管道的组合变成了优美的技术艺术；而皮亚诺走的更远，他将高技派的特色和印度洋海岛土着的建筑风格完美的统一起来，他设计的文化中心如同金色的风帆，甚至达到了悉尼歌剧院的艺术高度。
这种从密斯继承来的对材料，尤其是对钢和玻璃的技术痴迷，使高技派风格风靡了整个世界。
高技派在日本的发展趋向了多元化，其中有代表性的建筑师是伊东丰雄。伊东丰雄师从于老一辈建筑师菊竹青训，菊竹是现代建筑风格的大师， 伊东丰雄的风格并非来自于已开始对材料的痴迷。恰恰相反，伊东丰雄风格的转变源自于他独特的建筑观：机器与风，建筑的暂时性。这种建筑哲学的确立，使伊东丰雄找到了白色的钢管和无色的玻璃，以及各种可以用来表达风和流动的各种片状或是管状结构。他的风之塔和仙台媒体中心为其赢得了国际声誉。
3）对直线和重力的完全颠覆
这类建筑师往往不太受包豪斯传统建筑教育思想的影响。其外部形态扭曲或是散乱，深受现代艺术影响而显得喧闹、杂乱或是神秘。但在线条上却有着自然界生物流畅的曲线。
美国建筑师弗兰格。盖里是表现最突出的一个。他用诗意梦幻的涂鸦构想来设计草图，然后用设计幻影战斗机的3D软件来进行三维设计。最后用最原始的施工办法：堆土堆的办法堆出真实体量，再在上面浇灌钢筋混凝土。而这实施的过程，都需要杰出的结构工程师精心的配合。
