第一篇：超限高層商業(yè)樓的結構設計分析論文

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，商業(yè)建筑迎來了蓬勃發(fā)展的時期。在建筑功能不斷集成的過程中，出現(xiàn)了一系列的結構問題：體量大、體型復雜、大跨、開洞等，因此現(xiàn)代商業(yè)建筑對結構設計的要求越來越高。本文將結合工程實例，總結超限高層商業(yè)建筑的結構設計方法，為此類項目的設計提供參考。

工程概況

某工程由 1 棟 6 層商業(yè)樓，4 棟超高層住宅樓，1 棟 59 層超高層辦公樓組成。本文以 6 層商業(yè)樓為例，分析總結超限高層商業(yè)建筑的結構設計方法。結合 6 層商業(yè)樓的建筑功能和結構平面布置的特點，設兩道防震縫將其分為 A、B、C 三個區(qū)，分區(qū)后僅 A 區(qū)屬超限高層，故本文主要介紹商業(yè)樓 A 區(qū)，下文所提商業(yè)樓均指商業(yè)樓 A 區(qū)。

本工程所在地區(qū)基本設防烈度為 6 度，設計基本地震加速度為0.05g,設計地震分組為第一組，建筑場地類別為Ⅱ類，場地特征周期，多遇地震為 0.35s,罕遇地震為 0.40s.商業(yè) A 區(qū)結構單元抗震設防類別為重點設防類，應按高于本地區(qū)抗震設防烈度提高一度的要求加強其抗震措施，故商業(yè)樓框架抗震等級應為 2 級。多遇地震計算時結構阻尼比取 0.05,風振計算時結構阻尼比取 0.02.2 基礎設計

商業(yè)樓基礎設計等級為甲級，采用樁加防水板基礎。根據(jù)前期試樁檢測報告結論，采用Φ700 鉆孔灌注樁，抗壓兼抗拔樁?；A埋深12.1m,遠大于建筑結構高度的 1/18.經(jīng)復核，風荷載及水平地震作用下基底均不出現(xiàn)零應力區(qū)，可滿足高層建筑結構抗傾覆穩(wěn)定要求。地下車庫設計

地下車庫采用框架剪力墻結構，局部增加的剪力墻，主要有兩個作用：一是為了使得地下 1 層與地上 1 層的剪切剛度比大于 2,滿足正負零作為地上單體嵌固端的要求，二是為了更好地保證室內(nèi)外高差處水平力的傳遞。商業(yè)樓室內(nèi)及室外相關范圍內(nèi)，正負零零層采用梁板式結構，板厚 180 ~250,雙層雙向配筋，且配筋率不小于 0.25%.上部結構設計

（1）超限情況的判定

根據(jù)“住房和城鄉(xiāng)建設部關于印發(fā)《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》的通知（建質〔2010〕109 號）”,對商業(yè)樓的超限情況判定如下：商業(yè)樓結構高度 29.2m,采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結構，屬于 A 級高度高層建筑，高度不超限。商業(yè)樓3 層以上豎向構件縮進大于 25%,屬尺寸突變（立面收進）；商業(yè)樓地上樓層存在多處樓板有效寬度小于 50%,開洞面積大于30%的情況；④商業(yè)樓3 層和4層之間質心相差達 18m,大于相應邊長的 15%,同時，考慮偏心扭轉位移比大于 1.2,小于 1.4.綜合以上分析，商業(yè)樓屬于超限高層建筑。

（2）上部結構計算分析

在小震作用下，全部結構處于彈性狀態(tài)，構件承載力和變形應該滿足規(guī)范的相關要求。根據(jù)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ 3-2010 第 5.1.12 條的要求，本工程采用 SATWE 與 PMSAP 兩種不同分析軟件分別進行了整體內(nèi)力及位移計算，兩種軟件的計算結果基本一致，結構體系滿足承載力、穩(wěn)定性和正常使用的要求。樓層最大位層間移角小于 1/550,滿足 JGJ 32010 第 5.1.2 條，對不規(guī)則建筑應采用時程分析進行多遇地震下的補充計算。本工程所選的三條波為 TH2TG035、TH4TG035、RH4TG035,每條時程曲線計算得到的結構底部剪力均大于 CQC 法的 65%,三組時程曲線計算得到的底部剪力平均值大于 CQC 法計算得到的底部剪力的 80%,故所選三條波滿足規(guī)范要求。時程分析的結果表明，結構體系無明顯薄弱層，時程分析法包絡值較 CQC 法計算結果小，故結構的小震彈性設計由 CQC 法計算結果控制。

根據(jù)高層建筑混凝土結構技術規(guī)程 JGJ 3-2010 第 5.1.13 條的要求，對商業(yè)樓采用彈塑性靜力分析方法進行了補充計算。兩個方向罕遇地震下性能點最大層間位移角均小于 1/50,小于規(guī)范彈塑性位移角限值，因此宏觀上商業(yè)樓所用結構體系能保證大震不倒的設計要求。

在通過二階段設計實現(xiàn)三個水準的基本設防目標以外，針對本工程的具體情況，提出了以下抗震性能化目標：設防地震作用下，中庭連廊等薄弱處樓板內(nèi)雙層雙向鋼筋不屈服；設防地震作用下，懸挑梁根部框架柱及大跨梁兩端相連框架柱斜截面抗剪按彈性設計，正截面抗彎按不屈服設計；PMSAP 樓板應力分析結果表明，中庭連廊根部、平面凹口陰角位置一般為應力集地區(qū)域，在多遇地震作用下，樓板主拉應力不大于混凝土抗拉強度標準值，樓板不會開裂，在設防地震作用下，應力集中位置樓板主拉應力略大于混凝土抗拉強度標準值，但適當加大樓板配筋，即可滿足樓板內(nèi)鋼筋不屈服。

在設防地震作用下，利用 SATWE 進行彈性設計和不屈服設計，分別校核懸挑梁根部框架柱及大跨梁兩端相連框架柱的箍筋和縱筋，并與多遇地震計算結果一起進行包絡設計。計算結果表明，配筋值均在合理范圍，配筋切實可行。通過以上性能化設計措施，在對結構的經(jīng)濟性影響較小的情況下，提高了結構的抗震性能，增加了建筑的安全性。

（3）上部結構設計針對偏心布置和扭轉不規(guī)則，設計時，盡量使結構抗側力構件在平面布置中對稱均勻布置，避免剛度中心與質量中心之間存在過大的偏離；加強外圍構件的剛度，增強結構的抗扭性能。計算時，考慮偶然偏心的影響，設計時適當加強受扭轉影響較大部位構件的強度、延性及配筋構造。通過調(diào)整結構布置，將考慮偶然偏心下的最大位移比嚴格控制在 1.4 以下，第一扭轉周期和第一平動周期比嚴格控制在 0.9 以下。

針對立面收進帶來的扭轉不利影響而采取的抗震措施詳?shù)冢?）條。構造上，對收進樓層（4 層）加厚至 140mm 且雙層雙向加強配筋，配筋率不小于 0.25%,但為減小大跨部分樓板自重，室內(nèi)大跨度區(qū)域樓板厚 120mm,屋面大跨度區(qū)域樓板厚 130mm,收進部位上下層樓板（3 層和 5 層）厚度不小于 120mm,并雙層雙向加強配筋。根據(jù)《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程 JGJ3-2010》的相關規(guī)定，體型收進部位上、下各兩層塔樓周邊豎向結構構件的抗震等級提高一級，框架柱在此范圍內(nèi)箍筋全高加密，提高縱筋配筋率；收進部位以下兩層結構周邊豎向構件配筋加強。

針對因開洞形成樓板不連續(xù)情況，整體計算時按實際開洞情況建模，并將以上樓層定義為彈性膜，以考慮樓板不連續(xù)對結構的影響；同時，構造加厚連廊等薄弱區(qū)域樓板至 130mm 厚，并雙層雙向配筋，配筋率不小于 0.25%.結語

本文對某超限高層商業(yè)樓的結構設計進行了簡要介紹，主要的設計要點可總結如下：（1）結合建筑功能和結構布置合理設縫，規(guī)避平面布置的不規(guī)則；（2）優(yōu)化布置結構抗側力構件，適當加強外圈構件的剛度，提高結構的抗扭性能；（3）采用兩種軟件進行多遇地震彈性分些，結構應滿足相應的強度和剛度要求；（4）對結構進行多遇地震下的彈性時程分析，驗證結構體系的合理性，并與振型分解反應譜法進行包絡設計；（5）補充罕遇下的靜力彈塑性分析，控制性能點層間位移角不大于規(guī)范要求；（6）根據(jù)工程的具體情況，提出合理的抗震性能化設計目標；（7）利用概念設計原理，結合規(guī)范要求，對薄弱部位進行構造加強。

參考文獻：

[1]呂西林。超限高層建筑工程抗震設計指南[M].上海：同濟大學出版社，2005.

第二篇：160118 超限高層總結

超限高層設計總結

1、超限高層的判定

主要依據(jù)：

《超限高層建筑工程抗震設防專項審查技術要點》建質[2010] 109號(以下簡稱審查要點)《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011-2010（以下簡稱抗規(guī)）《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》JGJ-3-2010簡稱《高規(guī)》 上海工程還需滿足《上海市超限高層建筑設防管理實施細則》

超限類別主要可以分為4大類： A)高度超限；

B)三項或三項一般不規(guī)則； C)一項嚴重不規(guī)則；

D)超限大跨空間結構及其他未例如規(guī)范的特殊高層建筑類型。具體細節(jié)詳見《審查要點》以下幾點需要注意：

“尺寸突變：豎向構件位置縮進大于25%，或外挑大于10%和4m、多塔”

外挑大于10%和4m，應是指有豎向構件的不連續(xù)，單純的梁挑大于10%或4m不應當做尺寸突變；

“扭轉偏大：裙房以上的較多樓層，考慮偶然偏心的扭轉位移比大于1.4；”

并不是位移比超過1.4就認為是超限，一般是指裙房以上至少超過1/3的樓層位移比大于1.4；

2、結構抗震性能目標的確定

抗震性能設計的基本思路是：“高延性，低彈性承載力”或“低延性，高彈性承載力” 《抗規(guī)》附錄M 表M.1.1-1為承載力要求；附錄M 表M.1.1-2為變形要求； 《高規(guī)》3.11條文說明給出了一般的選取原則：

1）特別不規(guī)則的、房屋高度超過B級高度很多的高層建筑或處于不利地段的特別不規(guī)則結構，可考慮選用A級性能目標。

2）房屋高度超過B級高度較多或不規(guī)則性超過《高規(guī)》適用范圍很多時，可考慮選用B級或C級性能目標。

3）房屋高度超過B級高度或不規(guī)則性超過《高規(guī)》適用范圍較多時，可考慮選用C級性能目標。

4）房屋高度超過A級高度或不規(guī)則性超過《高規(guī)》適用范圍較少時，可考慮選用C級或D級性能目標。

5）結構方案中僅有部分區(qū)域結構布置比較復雜或結構的設防標注、場地條件等特殊性，難以直接按《高規(guī)》規(guī)定的常規(guī)方法進行設計時，可考慮選用C級或D級性能目標。《抗規(guī)》性能

1、性能

2、性能

3、性能4與《高規(guī)》性能目標A、B、C、D相對應。

在《抗規(guī)》性能1中提出的承載力要求是大震基本彈性要求，但在《高規(guī)》性能目標A中未提出大震承載力基本彈性的要求，主要著眼于通過提高結構的變形能力來提高結構的抗

震性能，并適當提高結構的抗震承載力，推遲結構進入彈塑性工作階段以減少彈塑性變形。

《高規(guī)》中性能水準1的結構要求滿足“中震基本彈性”（采用帶*的地震作用值）； 性能水準2與性能水準1的差別是框架梁、連梁等耗能構件可以放寬到“屈服承載力設計”要求（即不屈服設計）；

性能水準3中，部分框架梁、連梁進入“屈服狀態(tài)”，豎向構件及關鍵構件承載力滿足“屈服承載力設計”要求。整體進入彈塑性階段，應進行彈塑性分析。

性能水準4中，關鍵構件仍滿足“屈服承載力設計”要求，允許部分豎向構件及大部分框架梁、連梁進入屈服狀態(tài)，但受剪截面滿足截面限制條件。結構的抗震性能分析必須通過彈塑性計算加以深入分析。性能水準5與4的差別是，允許比較多的豎向構件進入屈服階段，并允許部分耗能構件發(fā)生比較嚴重的破壞。結構的抗震性能分析必須通過彈塑性計算加以深入分析。應避免同一樓層的全部豎向構件進入屈服并宜控制整體結構的承載力不發(fā)生下降。

3、計算分析總體要求

要根據(jù)實際的結構的受力特點進行建模分析，選取合理的計算參數(shù)，計算假定要符合實際受力，并對計算結果進行分析判斷。

3.1 小震分析

超限分析的前提條件：多遇地震條件下，滿足規(guī)范關于位移角、軸壓比以及構件配筋的要求。

1）對結構的基本特征進行初步判斷： a、質量及荷載沿高度分布是否合理；

b、振型、周期、位移形態(tài)和量值是否合理； c、地震作用沿高度分布是否合理； d、不同程序的比較；

e、受力復雜構件的內(nèi)力及應力分布于概念、經(jīng)驗是否一致。2）地震波的選取 根據(jù)《高規(guī)》4.3.5 a、實際地震記錄的數(shù)量不應少于總數(shù)量的2/3（一般2條人工波加1條實際波，或者5條人工波加2條實際波）

b、每條時程曲線計算的底部剪力不應小于振型分解反應譜法計算結果的65%； c、多條時程曲線計算所得結構的底部剪力的平均值不應小于振型分解反應譜法的80%； d、取三組時程曲線時，取時程曲線的包絡值與振型分解反應譜計算結果的較大值，取七組及七組以上時程曲線時，取時程曲線的平均值與振型分解反應譜計算結果的較大值。

e、時程法計算結果也不必太大，每條地震波輸入的計算結果不大于135%，多條地震波輸入的計算結果平均值不大于120%；

f、統(tǒng)計意義相符：多組時程波的平均地震影響系數(shù)曲線與振型分解反應譜法所用的地震影響系數(shù)曲線相比，在對應于結構主要振型的周期點上相差不大于20%(一般取結構的前15個振型周期)。

采用2種軟件進行小震分析，可以選擇YJK和Midas Building。將YJK模型轉換為Midas Building 中需要注意以下幾個方面：

1）多塔結構從YJK轉換到Building的時候不能直接一步到位，具體的操作方法詳見附件一；

2）關于重力加速度，PKPM以及YJK都是默認取10，Building默認取9.8，這個對統(tǒng)計總質量有一定的影響。

3）關于結構容重，Building中混凝土默認是25，若YJK中取得是26，若要保持一致需要在Building中對每一種材料進行修改。

4）考慮梁柱部分剛域效果

5）中梁剛度放大系數(shù)：兩種軟件按規(guī)范計算的中梁剛度放大系數(shù)有比較大的差異，因而可以通過直接指定中梁剛度放大系數(shù)來減小兩者的差異。

3.2 中震分析

對應于第1、第2性能水準可以考慮彈性的計算方法，第3性能水準及以上應該進行彈塑性分析。

其中第3性能水準時，結構進入塑性階段，構件總體上處于開裂或剛剛進入屈服階段，可以采用等效剛度和等效阻尼，按等效線性方法估算。實際計算軟件中需要注意以下幾點：

1）水平地震影響系數(shù)采用設防地震的影響系數(shù)；

2）框架梁的剛度放大系數(shù)比小震時相對減小，若是大震，可以不考慮中梁剛度放大系數(shù)，連梁折減系數(shù)中震可以考慮0.5，若是大震，一般不小于0.3； 3）不考慮抗震等級的調(diào)整系數(shù)，在YJK可以設置為不抗震；

4）阻尼比可以適當增大（增加值一般不大于0.02，鋼筋混凝土結構在大震下的阻尼比可取不超過0.07的數(shù)值）

5）可以不考慮計算整體指標時的雙向地震、偶然偏心等參數(shù)；（一般均這樣操作，未找到書面的依據(jù)）

6）在實際的計算中需要根據(jù)不同部位的性能目標選取相應的計算模型進行計算。中震作用下的驗算一般包括以下方面：

*關鍵構件的中震受彎彈性或中震受彎不屈服（采用洋蔥頭計算XTRACT軟件）

3.3 彈塑性分析

進行彈塑性分析的主要目的： 通過對結構、構件的承載能力和延性的判斷進行性能設計（調(diào)整線彈性設計結果）； 2 通過小震、中震、大震分析結果的比較判斷結構、構件的承載能力和延性； 3 通過彈塑性層間位移角驗算結構大震下的位移是否滿足規(guī)范要求； 4 通過出鉸順序判斷“強柱弱梁”、通過鉸類型判斷“強剪弱彎”。

3.4 Midas Building 彈塑性分析要點

Midas Building 有著良好的操作性以及界面友好，用來做彈塑性分析比較方便，下面主要介紹如何利用Midas Building進行動力彈塑性分析。

1）完成小震設計：需保證小震情況絕大多數(shù)構件配筋滿足要求，若構件在小震時就進入塑性，會影響到后續(xù)的彈塑性分析。

2）進入動力彈塑性分析選項進行相關設置。A、設置“動力彈塑性首選項”

一般梁柱采用的“修正武田三折線”模型——基于截面的塑性鉸滯回模型； 剪力墻單元采用的剪切本構模型，剪切本構采用了理想彈塑性雙折線模型。B、點擊“自動生成鉸數(shù)據(jù)”

需要完成設計狀態(tài)，即生成配筋的情況下，無配筋結果的不分配鉸數(shù)據(jù)。C、輸入動力彈塑性荷載 第一、添加初始荷載；

計算中可能出現(xiàn)某一步不收斂，此時可以將收斂標準提高

第二、選定地震波 Midas Building能夠識別的地震波數(shù)據(jù)格式后綴名為.sgs 2 導入波數(shù)據(jù)時需要注意

其中導入地震波的時候需要注意選擇地震是小震、中震還是大震。

第三、填入荷載數(shù)據(jù)

參數(shù)參照上圖，其中一般考慮雙向地震，主方向為

1、另一方向為0.85

第四、修改墻鉸數(shù)據(jù)

默認的墻鉸的剪切參數(shù)需要進行修改，不然計算得到墻的結果會失真。

第五、計算并查看結果

框架塑性發(fā)展對應的三個等級分別代表以下含義：第1等級為開裂到屈服之前的狀態(tài)（對應于下圖的藍色）；第2等級為塑性鉸階段（對應于下圖的綠色）；第3等級為退出工作狀態(tài)（對應于下圖的紅色）。是判斷框架受彎不屈服的依據(jù)。

下圖是混凝土剪切應變的發(fā)展情況。

墻單元剪切應變等級

第1等級可認為是彈性狀態(tài)，第2等級可認為是開裂狀態(tài)，第3等級可定義為屈服狀態(tài)，第4等級可認為是屈服后狀態(tài)，第5等級可認為是極限狀態(tài)。是判斷剪力墻受剪不屈服的依據(jù)。

下圖是剪力墻混凝土εx

下圖是剪力墻中鋼筋的應變情況ε

z

混凝土及鋼筋的應變等級的說明：第1等級可認為是彈性狀態(tài)，第2等級可認為是開裂狀態(tài)，第3等級可定義為屈服狀態(tài)，第4等級可認為是屈服后狀態(tài)，第5等級可認為是極限狀態(tài)。

混凝土材料應變等級鋼筋材料應變等級

通過剪力墻中鋼筋及混凝土的應變等級來確定結構是否滿足受彎不屈服的要求。

3.5 框架受剪彈性或不屈服驗算

由于在Building分析中，梁柱采用的是桿件模型，彈塑性分析中無法得出關于剪切屈服的判斷。因而對框架的受剪彈性或不屈服的驗算只能通過彈性等代的方法進行驗算。

1）根據(jù)驗算的性能目標的要求選擇適當?shù)牡却鷱椥阅Ｐ停?/p>

2）提取相應模型下構件的剪力進行抗剪截面以及受剪配筋的驗算。

第三篇：超限高層建筑工程抗震設防專項審查

超限高層建筑工程抗震設防專項審查

服務指南

（簡版）

重慶市城鄉(xiāng)建設委員會 編印

二〇一七年十二月

重慶市城鄉(xiāng)建設行政許可申請審批服務指南（簡版）

超限高層建筑工程抗震設防專項審查

一、事項概況

（一）適用范圍

本指南規(guī)定了向重慶市城鄉(xiāng)建委申請超限高層建筑工程抗震設防專項審查的審批依據(jù)、申請條件、申請材料和辦理流程及相關辦理內(nèi)容。

本指南適用對象為重慶市范圍內(nèi)新建、改建、擴建高層建筑工程項目，在初步設計階段對其建筑結構進行判定，屬于超限高層建筑工程的工程項目。

（二）受理機構 重慶市城鄉(xiāng)建設委員會。

（三）決定機構： 重慶市城鄉(xiāng)建設委員會。

（四）數(shù)量限制 無數(shù)量限制。

（五）辦理方式

網(wǎng)上申請、現(xiàn)場受理、業(yè)務科室審批。1．重慶市網(wǎng)上行政審批大廳提交申請；

2．重慶市城鄉(xiāng)建設政務服務中心窗口提交材料申請；

重慶市城鄉(xiāng)建設行政許可申請審批服務指南（簡版）

二、審批依據(jù)

（一）《國務院對確需保留的行政審批項目設定行政許可的決定》（國務院令第412號）

第108項：超限高層建筑工程抗震設防審批；實施機關：省級人民政府建設行政主管部門。

（二）《重慶市建設工程勘察設計管理條例》（重慶市人民代表大會常務委員會公告[2005]33號）

第三十三條：超限高層建筑工程抗震設防的設計，應當經(jīng)市建設行政主管部門組織專家委員會評審。

（三）《超限高層建筑工程抗震設防管理規(guī)定》（中華人民共和國建設部令第111號）

第六條：超限高層建筑工程所在地的省、自治區(qū)、直轄市人民政府建設行政主管部門，負責組織省、自治區(qū)、直轄市超限高層建筑工程抗震設防專家委員會對超限高層建筑工程進行抗震設防專項審查。審查難度大或審查意見難以統(tǒng)一的，工程所在地的省、自治區(qū)、直轄市人民政府建設行政主管部門可請全國超限高層建筑工程抗震設防專家委員會提出專項審查意見，并報國務院建設行政主管部門備案。

三、申請條件

1．超限高層建筑工程抗震設防可行性論證報告深度滿足要求。

重慶市城鄉(xiāng)建設行政許可申請審批服務指南（簡版）

17:00時前將申請資料送業(yè)務科室；

對申請材料不齊全或不符合法定形式的，當場一次性書面告知申請人需要補正的全部內(nèi)容；

對于無法當場一次性書面告知的特定項目，實行告知時限清單制度，5個工作日內(nèi)告知申請人需要補正的全部內(nèi)容；

不予受理的，應當出具注明日期的書面憑證并說明理由。2．市城鄉(xiāng)建委勘察設計處、市抗震辦組織超限高層建筑工程抗震設防審查專家委員會進行技術評審（委托全國或組織重慶市超限高層建筑工程抗震設防專項審查專家委員會審查時間不記入行政許可時限），資料不滿足要求的，通過窗口退回，并說明理由；資料滿足要求的，做出準予行政許可的決定。

3．審查完成，對符合規(guī)定的項目，向申請人核發(fā)《超限高層建筑工程抗震設防專項審查核準通知書》。

六、行政相對人權利和義務

（一）行政相對人權利

1．當事人提出行政許可申請，符合法定條件、標準的，有獲得準予許可的權利；

2．當事人對行政許可實施機關擬作出的具體行政行為決定的事實、理由及依據(jù)，有了解、知情的權利；

3．當事人有權查閱行政機關做出的準予行政許可決定； 4．當事人對行政許可實施機關做出的不予行政許可決定認

重慶市城鄉(xiāng)建設行政許可申請審批服務指南（簡版）

1．重慶市城鄉(xiāng)建設服務熱線966566；

2．市紀委駐市城鄉(xiāng)建委紀檢組：023-63670518。辦理進程和結果公開查詢

1.申請人登錄重慶市網(wǎng)上行政審批大廳（zwfw.cq.gov.cn），點擊“進度查詢”，然后以下方式二選一：

方式一：進入用戶中心查詢（使用用戶名和密碼）； 方式二：輸入統(tǒng)一服務監(jiān)管碼、申請人或申請單位——統(tǒng)一服務監(jiān)管碼輸入完整的34位或以下劃線12位均可：5001180310XKCK***23260。

2．12號窗口咨詢電話問詢。

九、服務指南完整版查詢途徑和獲取方式 http://004km.cn/

第四篇：我國瀝青路面結構設計分析

長沙理工大學張起森教授作客專家在線：我國瀝青路面結構設計分析

[b[size=5]]長沙理工大學張起森教授作客專家在線：我國瀝青路面結構設計分析[/size][/b]

[size=4] 以“我國瀝青路面結構設計分析”為主題，圍繞“我國瀝青路面破損原因，瀝青結構以及瀝青混合料設計和瀝青技術研究”等問題，同大家進行深入交流與探討

主持人：首先請張教授給大家介紹一下，近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，干線公路特別是高速公路面臨著巨大的交通壓力，瀝青路面出現(xiàn)了裂縫、水損害等破損現(xiàn)象，造成瀝青路面破損的原因是多方面的，您能否從這路面設計這個方面向大家介紹一下路面破損的成因以及如何防治。

張教授：這個問題比較復雜，談一下我自己的看法，供大家參考。目前我國有高速公路通車總里程3萬多km，瀝青路面占85％左右，水泥路面占15％左右，所以高速公路大部分都是瀝青路面。我國在短短十幾年的時間，高速公路瀝青路面發(fā)展速度非常的快，但是現(xiàn)在路面確實還是存在一些問題，是什么原因引起的？在過去的一段時間，大家討論很多。我想從以下方面來談些自己的看法：

首先，我們國家剛開始建設高速公路的時候，基礎比較差，當時沒有規(guī)范，原規(guī)范對高速公路不適應。我們很多經(jīng)驗都是來自過去的低中級路面，修建高速公路的經(jīng)驗少，所以我們開始修建的路面，像90年代初，依據(jù)的是低中級路面的經(jīng)驗，當然我們也引進了一些國外的東西，像京津塘高速公路我們請的是澳大利亞專家來修的，上海滬嘉高速公路是我們自己國家修的，不過只有十八km的里程，其他如沈大高速公路、廣佛高速公路，當時不叫高速公路而叫高等級公路，因為當時對高速公路有爭議，所以在起步的時候，還是有些欠缺。規(guī)范、標準和試驗檢測設備等跟不上高速公路發(fā)展，給我們前期修建的路面帶來了一些先天性的不足，比如路面厚度，一些較早修建的高速公路，對底基層的厚度重視不夠，而且對它的認識也不夠，有的水泥路面甚至取消了底基層。這些方面當時沒有一個比較明確的規(guī)定，單純從適應當時已有的設計指標看，可以滿足要求，但是路面使用后出現(xiàn)了許多問題。之后，我國的高速公路吸取失敗的教訓，進行了總結，后期有些改進。1997年頒布的瀝青路面規(guī)范，包括后來頒布的水泥路面規(guī)范，有些部分吸取了我們國家“七五”、“八五”公關項目的一些成果，為后面高速公路質量的提高打下了基礎?？偟膩碇v，我們國家高速公路發(fā)展很快，技術、設備儲備不夠，給我們前期修建的高速公路帶來了不足。這是一個問題。

第二、設計標準與實際情況有差距。例如荷載標準，我國的設計荷載是BZZ－100，實際上，我們國家道路上行使的超載車輛很多，像京珠高速公路，有的車達到了270kN，在廣韶高速公路，有的車輛也達到了170kN左右。顯然，這完全超過了我們的設計標準，路面肯定無法承受。所以這個超載車輛，“超載”的問題，確實是我們國家路面面臨的一個嚴重問題。這個問題我和美國一些專家討論過，美國也有一些重載車，但超載車很少，美國重載車輛一般是在30％左右，但是我們國家的重載車卻占到了60％、70％，甚至是70％或80％的比例，所以路面壓力很大?？磥磉@個問題要解決需根據(jù)實際的荷載來進行設計或驗算。使設計的荷載標準和實際使用車輛的標準要相符。另外，在設計指標方面，也存在一些問題。比如說水泥路面是以混凝土板底彎拉應力進行控制，瀝青路面主要以表面彎沉進行控制。彎沉可以反映路面整體的承載能力，但它對結構層性能的反映就比較查。水泥路面也存在指標的問題，水泥路面是一個脆性材料，它的變形是在一個很小的變形情況下開始出現(xiàn)斷裂。是不是要像結構設計一樣，以剛度來控制設計。瀝青路面設計指標不完善大家討論更多，我們現(xiàn)在用彎沉指標來設計，往往瀝青層、基層、它的拉力問題不能控制。國外把表面的彎沉改為路基變形的控制有一定道理。我們國家過去測定的表面彎沉70％、80％都是發(fā)生在路基。但是有個問題，表面彎沉容易測定，路基彎沉很難做檢測，所以怎樣使用這個指標這也是一個問題？現(xiàn)在研究用多指標來控制路面結構，這應是今后路面設計的一個趨勢，包括把剪切應力、溫度收縮應力等都考慮進去。

第三、結構層材料組成的問題，包括石料的規(guī)格，石料的品質，石料的級配，這個方面現(xiàn)在控制得不嚴格。當然實驗我們是做了，采用什么級配，有個要求，但實際上到現(xiàn)場以后，這個方面的控制就比較差，再加上我們碎石供應很亂，不像國外實現(xiàn)了碎石商品化，要什么樣規(guī)格的碎石隨時就去買，我們國家不是這樣的情況，我國是一邊施工，一邊在沿途設置料場，給石料控制帶來很大困難。希望能夠早日的解決這個問題，從而提高石料的品質。再一個就是瀝青，瀝青供應是比較大的問題。因為我國瀝青來源很多，有進口的，有國產(chǎn)的，進口又有很多國外的公司，國內(nèi)也有很多公司生產(chǎn)瀝青，所以往往一條路實際用的瀝青品種很多。像廣州的某路，它的瀝青，能夠達到我們規(guī)范軟化點要求的，只有約50％、60％左右，有些路段甚至更低，40％、50％達不到我們國家最低的要求。因為材料結構組成不合理，造成強度相差比較大，同一個路面，可能這里強度好，那里強度差。路面濕度也有變化，這里不透水，那里透水，同一個路面的問題比較多。這些事情一方面是材料本身造成的，一方面是施工造成的。

第四、從路面結構設計來講，防水排水系統(tǒng)設計得不完善。我們在表面排水方面做了一些工作，但是在路面結構的排水、路基的排水這個方面還是做得不夠，所以往往在路面使用過程中，出現(xiàn)排水結構物堵塞等，導致路面出現(xiàn)沉降、開裂等問題?，F(xiàn)在我們國家對排水的問題比較重視了，但是這方面還有繼續(xù)做好的需要。

第五、施工的問題。往往我們設計一個方案，結構是什么，材料是什么等等，還有很多的指標和要求，但是路面的施工，往往跟我們的設計相差很遠。比如動穩(wěn)定度，我們國家高速公路目前要求，像南方地區(qū)3000到3500，但是實際上，有些只有1000多，有些方4000、5000，甚至超過10000，變化很大，這個問題除跟材料有關系外，還跟施工有關系，施工控制不嚴。路面施工溫度可以相差三十幾度，這里可能是140，那邊可能是100左右，這樣壓實就比較困難，達不到要求。另外材料本身，施工過程中要是沒控制好，容易引起離析。我們國家要求路面使用過程中孔隙率是3％－6％，有些實際做出來不到3％，甚至不到1％，大的可能超過10％，這樣對我們路面的使用，帶來了很多的問題?？紫缎〉囊追河?，產(chǎn)生車轍；孔隙大的易透水，產(chǎn)生脫粒、坑洞等。另外關于路面損壞，剛才提到開裂、水損害，應該提出在南方，中部河南、河北以及陜西，車轍破壞也是個問題，有些路使用一兩年，車轍達到50、60mm，路面使用不久就要重新銑刨、罩面。

車轍在南方出現(xiàn)比較多，顯然車轍問題跟重載、超載關系更大，另外同溫度也有關系，像南方的氣溫，在廣東，夏季路面最高的溫度達到七十幾度，而氣溫四十度左右，高了三十多度。高溫把路面軟化了，再加上很重的車上去，肯定要產(chǎn)生車轍。另外材料設計方面對這個問題考慮得還不夠。如河北、山東瀝青標號為70；廣東、廣西標號也是70。瀝青標號這樣全國一致是不合理的。在廣東這樣的高溫地區(qū)，使用更硬的瀝青，例如50號是完全必要的。這方面問題值得我們研究。

第六、對路面結構層構成的要求上還不是很明確，比如面層3層，現(xiàn)在大部分是4、6、8cm或4、5、6cm，面層十幾cm，而面層、中層、下層究竟它的功能是什么呢？它們的合理厚度應為多少，對它們的要求又是什么？現(xiàn)在是不明確的。我國現(xiàn)在還沒有公布的瀝青路面修訂規(guī)范稿，開始注意了這個問題。根據(jù)路面功能設計的概念，上面層主要是要穩(wěn)定、要抗疲勞、要防水、要抗滑、要粗糙。中層主要是抗車轍，車轍是個主要的問題。到了下層，主要是疲勞的問題，當然這個概念跟我們的上層下層概念有點不同，但是在我國如果把下層理解成是基層的話，我們的基層現(xiàn)在是半剛性基層，恰恰抗疲勞能力是比較差的，很容易開裂?；鶎右婚_裂就形成反射裂紋，反射到路面上就容易使面層開裂，開裂以后造成了很多的問題，比如滲水等。過去我們對反射裂紋花了很多功夫取研究，但一直解決得不太好，對路面結構層的功能問題要進一步研究，弄清楚以后，對不同層次的要求指標要明確，這樣才能把面層設計好。輪胎與路面的接觸部分是很復雜的，接觸應力對面層影響很大，過去我們對面層的材料比較重視，比如改性瀝青、石料要求的規(guī)格也比較好，施工方面也比較重視，所以這一層相對來講，承受車輛作用應力相對其他層次，顯得要好一些。故目前路面主要問題并不是表現(xiàn)在上層，是在中下層。當然我們不是不重視面層，面層當然要抗滑，要不透水，要穩(wěn)定，要抗疲勞，對采用的材料要求更高更加嚴格。但是我們對中、下層的要求也應明確，根據(jù)我們近來做的工作，我們建議：在南方要求上面層動穩(wěn)定度要3500；中面層要3000；下層要800－1000，大長坡和彎道路段不小于1000。老的規(guī)范對上面層的要求是800。對下層的材料就沒有明確要求?？傊甯鹘Y構層的功能和作用，才能夠對材料的要求進行控制。

第七、現(xiàn)在還有些新的問題要研究。瀝青路面現(xiàn)在有一種叫top－down裂縫，即表面向下的開裂問題。現(xiàn)在研究的大部分是裂紋由上向下發(fā)展，反射裂紋是怎樣發(fā)展等問題。但實際上，調(diào)查表明很多裂紋是從上面往下面擴展的。這種裂紋實際上對路面損害比較大，因為一開裂就在表面，表面開裂水就往下走，再加上溫度應力，裂紋慢慢擴展，水就流下去，很快會污染到基層了。這個問題過去我們研究很少，在上個世紀八十年代，日本一些專家在論文里面提到過，世界上很多國家都做過調(diào)查，像英國的TRRL，他們在八十年代從現(xiàn)場勘測也發(fā)現(xiàn)這個問題。另外還有一個問題就是鋼輪碾壓產(chǎn)生的開裂。日本在八十年代做過研究，日本和加拿大有個叫做寒冷地區(qū)的路面修建技術合作項目，他們做過這個研究，鋼輪碾壓后，路面會產(chǎn)生很多的裂紋，用放大鏡就可以看得見。在溫度應力作用下這種應力易發(fā)展，所以對于這種裂紋我們今后要重視?，F(xiàn)在對瀝青路面存在的開裂、車轍、水損害等破損現(xiàn)象，經(jīng)過最近幾年的研究，已采取了一些措施，水損害相對要好了些。目前南方主要是車轍，北方開裂。南方有些地方因路基下沉，路基不穩(wěn)定等等，也產(chǎn)生開裂的問題。但是這些基本不是疲勞引起的裂紋。再一個就是溫度、溫差的問題引起的開裂。我國路面真正目前達到疲勞設計要求的很少，路面早期損壞的主要的原因不是這個。我們講超載，應力很大，其應力可能達到抗拉強度的0.7、0.8左右，很容易開裂。

要解決這個問題從路基來講，要保證路基的穩(wěn)定性，一些軟土地區(qū)、鹽漬地區(qū)的高速公路，往往達不到沉降的要求。一個月5mm，它往往達不到，為了施工的進度，就在沉降未完成的路基做路面，所以往往總承載能力沒有達到要求，今后還要進行沉降。從進度跟施工質量要求方面來講，今后應該怎樣去協(xié)調(diào)，在保證質量的情況下再來談進度，路面基本的情況才能保證。

從路面來講，一個是結構，一是材料，要求要更嚴格。施工方面，如果我們路面施工比較精細，減少或盡量避免離析的發(fā)生，路面損害就會更少。有些省份引進了二次分料器，資金投入并不大，但效果很好。從車轍問題講還是要解決瀝青的問題，瀝青對車轍的貢獻大概有30％到40%，瀝青要求粘結力和軟化點達不到要求的話，它的情況會很嚴重，特別是高溫情況下，這個問題就會更嚴重了。所以車轍問題要從結構，從材料組成設計方面等等方面考慮。在八十年代，我國城市道路規(guī)范中加入了抗剪指標，但是公路就一直沒有加進去，主要是材料的抗剪強度問題，當時因為我們要知道抗剪強度，就要做三軸實驗，三軸儀比較少，試驗本身也比較復雜。另外一個方面，結構層的抗剪切能力要進行檢測，比較難。所以對于抗剪指標問題就一直擱置下來了，我們對材料抗剪方面的要求，要重視起來，這樣的話從各個方面來講就比較完善了。還有一個問題就是超載，現(xiàn)在明明知道這條路不是我們設計的這個承載重量，實際上它跑的是一倍，甚至二倍的荷載，對這個情況怎么辦？我們國家一下子要解決超載現(xiàn)象，可能還有困難。這個情況可以從設計方面來采取一些措施，如規(guī)定要驗算荷載，以超載200甚至300的標準來驗收，達不到，厚度滿足不了要求，我們對路面進行加厚。當然這樣投資會大一點，但從全壽命周期來綜合考慮投資問題，這樣做是合算的。

主持人：您剛剛提到半剛性基層路面結構，我國高速公路普通采用這種路面結構，您能否向大家介紹一下半剛性基層瀝青路面結構的優(yōu)缺點？半剛性基層在養(yǎng)護、修復中存在什么樣的困難？

張教授：半剛性基層路面在我們國家無論是一般公路、還是高速公路，起到很大的作用，這個是應該進行肯定的。我國3萬多km高速公路的瀝青路面包括水泥路面，基層90％以上都是半剛性基層。半剛性基層在我國公路的建設發(fā)展中起了很大的作用。半剛性基層也存在一些問題，但我想要還是先講優(yōu)點：半剛性基層強度比較高，相對柔性基層來講強度高、剛度高，作為承重結構，它是比較合適的。承載、擴散荷載，傳到路基，在沒開裂之前這方面性能比較好。但是半剛性基層有一個問題，就是抗拉能力相對比較小，另外它的變形能力不太好，它是比較脆的材料。它的剛度比較大，在濕度變化溫度變化中所受溫度應力比較大，所以在溫度荷載，交通荷載，濕度變化的作用下，它容易產(chǎn)生裂縫，開裂以后半剛性基層性質開始變化。這些裂紋很容易形成反射，特別是后期裂紋比較多的情況下，裂紋很容易反射上去，比較短的時間就反射到上面，很多實際工程證明了這個問題。我們曾經(jīng)做過光彈實驗，“七五”攻關研究瀝青面層最小厚度應該是多少，也就是要從反射裂紋的角度來考慮，反射裂紋反射上去要保證一定的使用時間，表面路面厚度應該是多少。我們通過光彈實驗和一些力學分析確定了路面最薄厚度12cm。當然那是根據(jù)七五那個時候的交通荷載等實際情況，從技術方面我們做光彈實驗，還是有點根據(jù)的。但是現(xiàn)在我們的交通量，在重載、超載的情況下，12cm應該會薄了一點，現(xiàn)在這種交通量、這種荷載下，可能不能保證我們的使用壽命。為了防止反射裂紋，實際上我們“七五”還做了一些研究，例如如采用級配碎石、土工布和應力吸收層作為中間過渡層等一些措施，到最近，差不多20年的時間，仍還在摸索。研究反射裂紋，如何來延緩它，完全防止是不可能的，怎樣延長它的擴展時間，使它的裂紋反射到面上的時間比較長，保持表面比較長的時間不會開裂，在這方面做了很多的工作，也取得了一些成果，但是這個問題到現(xiàn)在還沒有完全解決。

半剛性基層的路面，基層修建的時候會產(chǎn)生很多干縮、溫縮裂紋，這些裂紋反射上去，造成了路面損害，這是目前對半剛性基層瀝青路面大家認為它不足的地方。半剛性基層瀝青路面還有一個問題，就是半剛性基層上的瀝青路面厚度不能太薄。因為半剛性基層到了后期強度比較大，特別是到夏天的時候，產(chǎn)生上面軟下面硬倒裝結構，象搟面一樣，很容易產(chǎn)生推移。所以我們過去修的像二、三級路面往往產(chǎn)生波浪變形。這個是半剛性基層瀝青路面使用的過程中存在的一些問題。

半剛性基層瀝青路面在使用的過程中，針對它的開裂，我們采取了一些措施，比如增加粗集料含量、切縫等。但是大家認為這個問題還沒有完全解決。我國的半剛性路面，還有一個問題就是基層軟化、甚至唧泥等問題比較明顯。這是我們國家的一些經(jīng)驗，另外國際上，像英國，歐洲、美國，他們做了一些實驗，也用過半剛性基層，也發(fā)現(xiàn)了它的一些問題?，F(xiàn)在歐美一般基層不采用半剛性，它把半剛性作為底基層，放在下面，基層采用瀝青穩(wěn)定基層，這樣比較合理一些。半剛性基層在施工過程中也發(fā)現(xiàn)了一些問題，比如透層油滲透比較困難，還有半剛性基層表面容易產(chǎn)生灰塵，產(chǎn)生灰塵以后如果施工的時候清理不干凈，就影響了粘層與半剛性基層的粘接。另外路面開裂以后，水下去就容易損壞。半剛性基層產(chǎn)生問題以后，必須要把它全部挖掉才能修復，這樣就有些困難?，F(xiàn)在我們的講半剛性基層，我的觀點是我們國家要因地制宜來考慮這個問題。如果條件合適，有些地方還是可以用半剛性基層，不是一概否認這個觀點。但是半剛性基層一統(tǒng)天下也是不對的，所以開展柔性基層的研究是完全必要的。

主持人：您在柔性基層瀝青路面結構設計方面研究很深，請您給大家介紹一下與半剛性基層瀝青路面相比，它有什么優(yōu)缺點？

張教授：談到柔性基層和半剛性基層相比，柔性基層包括的瀝青穩(wěn)定碎石、瀝青混凝土還有級配碎石做的基層。但柔性基層跟半剛性基層來比，因為它是比較柔的，所以它的溫度變化產(chǎn)生應力影響方面的情況要比半剛性基層相對要好一點。同時濕度變化影響也要小寫，所以它一般不會出現(xiàn)反射裂縫問題。其次，從它的結構層受力來講，柔性基層對面層的設計要好一點，半剛性基層的后期強度要好，瀝青面層相對比較軟，剛度小一點的，所以造成下面硬、上面軟，容易產(chǎn)生車轍，對面層是不利。但是柔性基層模量是按照一定比例下來，模量變異性不大，一般不會有這個問題。這也是柔性基層的一個優(yōu)點。再次，從層間結合情況來講，柔性基層與瀝青面層結合一般不存在問題，所以對瀝青受力方面是比較有利的。另外，柔性基層抗疲勞能力要好一些。

柔性基層跟半剛性基層不一樣，由于比較柔不會有反射裂縫問題，另外如把半剛性基層作底基層，中間做一個碎石基層，上面做面層，也可以緩沖反射裂紋的產(chǎn)生。碎石主要是抗壓，它不不能受拉，他的強度與側壓力和下墊層強度有關。現(xiàn)在我們研究級配碎石怎么用？碎石直接放在路基上或者放在半剛性基層上，哪種結構比較合適？這個問題要研究，工程師要總結這個問題。我們國家瀝青層如做得比較厚，瀝青材料的價格可能是個問題。我認為級配碎石放在上面，下面半剛性底基層主要解決承重問題，承重問題解決了，瀝青層厚度就減薄，不能靠整個瀝青層來承載。柔性基層我們現(xiàn)在研究得比較少，做過一些實驗，比如大粒徑碎石做基層，在河南焦作了一段試驗路上進行比較研究過。大粒徑碎石做基層抗壓、抗疲勞的能力還是可以的。大粒徑基層在山東、江蘇也做過很多的實驗。我國目前3層的面層結構，如果下面層改做大粒徑碎石基層，半剛性基層做底基層。整個瀝青層的厚度也不會太厚。另外反射的問題可以通過大粒徑碎石來緩沖。如果完全照現(xiàn)在功能設計的概念，完全以瀝青層來承擔應力，路面使用壽命可以達到40－50年，在這幾十年里，不要動下面的層次，只要銑刨到表面層即可。韓國做了全厚式瀝青路面研究，要42cm左右才能保證路面使用40－50年。42cm對于我們國家來講造價上有一定困難。我們可能不能完全照這個來做，現(xiàn)在研究長壽命問題，怎樣結合我們國家的實際情況，提出一個合適的結構組合？不一定要40年，我們?nèi)裟鼙ＷC20年、30年就很好了，經(jīng)濟上國家也承受得了，這里還是有很多工作要做。

我不是否定半剛性基層，有些場合、有些情況半剛性基層還是可以用的，應該用的，當然我們有些情況還是需要用柔性基層，使我國的路面結構不至于那么單一，如果半剛性基層包打天下，厚度也差不多，面層是4、6、8，基層是20、30、40，全國氣侯變化那么大，交通情況、環(huán)境、地質條件變化那么大，路面到最后全部都差不多，這種情況肯定是有問題的。還有排水問題，現(xiàn)在我們基層可以做排水基層，解決排水的問題，采用柔性基層，可以做成排水的，上面的水下來了，從路肩可以排出去。這也是考慮柔性基層的一個優(yōu)點。

主持人：您能否介紹一下我國瀝青混合料組成設計的情況，目前Superpave技術在我國的應用和發(fā)展情況是怎樣的？

張教授：瀝青混合料組成是比較重要的問題，我們規(guī)范的混合料類型、從結構上可以看出其發(fā)展問題。我國先是采用AC，后兩年采用AK，后面又采用SAC。AC用了以后，它的抗滑不夠，比較光，高速公路抗滑達不到要求。AC從級配來講，細料比較多，粗料比較少，所以最后造成混合料比較細，比較光容易冒油，也容易產(chǎn)生車轍。后面增加粗料，減少細料，所以就采用了AK抗滑面層?？够瑔栴}解決了，但是出現(xiàn)了孔隙率大，出現(xiàn)了早期的水損害，最早在河北一條高速公路上出現(xiàn)。當時在孔隙率這方面并沒有太重視，當時只考慮粗、抗滑這方面去了，透水的問題也沒有很注意。后來各個單位感覺到有問題了，又把粗料減少，細料增加，走中間路線。級配調(diào)整了，有的地方叫做AK1型或AK什么型等等，在前面加一些其他的符號，它不好把AK這個名字改掉，因為它改掉以后，審查有問題。所以在前面加一個符號，表示與AK的規(guī)范不同，級配不同。后來沙慶林沙院士就提出SAC，他還專門出了一本書。SAC針對AC、AK存在的問題：AC粗料少，AK粗料多，所以等于是粗料減少一點，細料增加一點，保證空隙率基本在我們要求的范圍內(nèi)，抗滑方面能夠滿足要求，構造深度也達到了要求，還有其它指標方面也合適，這樣就提出了一個比較中性化的建議。從真正的混合料結構來講，實際上AC是密實懸浮結構；到AK實際上我們是增加了骨架，但是孔隙多了，細料填得不夠，沒把孔隙填起來，AK是密實骨架孔隙結構，到SAC骨架密實結構，現(xiàn)在是骨架為主，細料的孔填起來，密實還有一個孔隙的要求，3－7％的要求。我們講比較理想的是骨架間斷密實結構。包括我們現(xiàn)在Superpave技術，實際上也是骨架密實結構。它主要靠纖維、瀝青、礦粉即瀝青馬蹄脂，填充骨架嵌擠形成的孔隙。骨架嵌擠結構比較穩(wěn)定，又不至于漏水，同時它比較粗糙，抗滑能力滿足了。骨架嵌擠結構空隙多一點，光瀝青還不行，還要靠纖維，把瀝青礦粉穩(wěn)定在那里，否則它要漏下來，不加纖維，性能就達不到要求，所以我們國家慢慢發(fā)展骨架嵌擠密實結構，當然這個是間斷的不是連續(xù)的，使骨架組成的空隙大部分填充起來，又不至于透水，這是瀝青混合料在我們國家發(fā)展的一個情況。當然這個結構要保證其結構穩(wěn)定，除靠級配外，還要靠骨料的強度和瀝青的粘度。骨料太軟了，瀝青太稀，結構就不穩(wěn)定。

Superpave技術是美國SHARP研究的一個成果，它是1993年發(fā)布的，1993正式發(fā)布以后，應該講在世界各國引起了比較大的反響。Superpave我感到它有些情況可能還要進一步研究。Superpave實際上有三個水平，即按LEVEL1、LEVEL2、LEVEL3，現(xiàn)在我們用的是LEVEL1，LEVEL2、LEVEL3包括美國都還沒有實際應用，還處于研究階段。LEVEL1實際上是一個體積設計法，各個組成部分，礦料多少、瀝青多少、礦粉多少，跟我們現(xiàn)在的設計基本上是一樣的概念，它是體積組成的參數(shù)設計。它要設一種比較合理的混合料。Superpave提出了兩個東西比較引人注意，一個是級配線上設定了幾個控制點，幾個控制點必須要通過。另外有一個禁區(qū)，級配曲線不能進到禁區(qū)里頭去，進到禁區(qū)里頭的話，混合料性能比較差，且有“駝峰”的性質?？刂泣c和禁區(qū)，各國有不同的看法，另外走禁區(qū)的下面還是上面，這也是一個問題，有的認為走下面好，有的認為走上面好，所以對禁區(qū)的問題，現(xiàn)在還有爭論。至少他們提出了這個問題，后來他們在足尺試驗中也發(fā)現(xiàn)了一些問題。另外一點，混合料試件成型采用“旋轉壓實”法，與輪胎軟化作用接近。

Superpave混合料的檢驗指標與馬歇爾也不一樣，Superpave以路用性能指標確定瀝青用料，即用疲勞開裂，車轍、低溫抗裂來控制。另外還有一個叫做水敏感性實驗，這個實驗規(guī)定它的孔隙率為7％，因為他們作了很多的調(diào)查，壓路機壓過以后，大部分在7％左右。這與現(xiàn)有馬歇爾試驗法不一樣的。

現(xiàn)在我們用的Superpave有一個限制，LEVEL1交通量限制在1800萬次80kN標準軸載。我跟沙慶林院士討論過這個問題。Superpave的設計要適應輕交通的情況，如果是重交通，要做LEVEL2、LEVEL3的檢驗。我們國家從交通情況來講，一般要超過它的這個規(guī)定，這是存在的問題。用于LEVEL2、LEVEL3的設備，我們引進了些，江蘇交科院等也買了一部分設備，但未開展廣泛的工作。國內(nèi)有些單位可能沒有很好的注意這個問題，直接將Superpave設計用在高速公路，設計的路面出現(xiàn)了一些問題?，F(xiàn)在還有一個問題，就是用馬歇爾實驗法進行Superpave的設計，山東做了比較系統(tǒng)的工作，他們認為可以。但是這個方面的問題，我們認為還要做一些更深入研究。主持人：改性瀝青在中國公路建設市場的應用時間很短，但發(fā)展勢頭非常迅猛，您怎么看待這種發(fā)展？有人認為大量使用改性瀝青可以提高路面使用質量，延長公路使用壽命，促進整個公路事業(yè)的發(fā)展，您是怎么看待這個問題？

張教授：我認為改性瀝青要解決的問題，從粘結力方面，沒有多少改變，這個做過很多的實驗，主要解決軟化點問題。普通瀝青軟化點大概是50左右，我們國家南方路面溫度可達60、70度，就肯定要提高軟化點。

另外還有一個好處就是對彈性恢復有改善，改性瀝青做出來的混合料不但性能得到提高，彈性恢復比我們普通瀝青混合料好。

在我國南方，氣溫比較高，降雨比較多、比較濕潤的地方、比較熱的地方，高速公路重載也比較多的，交通量比較大的路面，用改性瀝青我認為還是有必要。現(xiàn)在有些路，使用改性瀝青以后，跟不使用改性瀝青做了一些比較，說明用改性瀝青還是有好處的，比如京珠南高速公路，它最近要大修，它有幾段，基本沒有車轍，它用的就是改性瀝青，同樣的氣侯條件、交通條件，有的路段有40、50mm車轍，甚至更深。這個說明改性瀝青在這里還是起到了一定的作用。長沙到臨湘的高速公路我們用的是雙層改性瀝青，上層下層全用，并修了12mSMA試驗路，經(jīng)過3年左右使用，特別是前2年的高溫，路面基本上沒有車轍。這條路2005年獲得了詹天佑獎。當時討論方案的時候，有些同志反對，認為沒有必要，但是當時我們堅持，像京珠南高速公路重、超載比較嚴重的情況，用改性瀝青還是比較好的。改性瀝青多花一點錢，但是從全壽命費用來考慮，考慮養(yǎng)護費用、運輸費用等其他的費用的話，還是合算的。

主持人：您在瀝青減薄技術方面頗有研究，您能否給大家介紹一下我國瀝青減薄技術的發(fā)展情況？以及與國外發(fā)達國家相比有什么優(yōu)勢和不足之處？

張教授：要看怎么看這個問題，我想不能籠統(tǒng)的說瀝青減薄問題，現(xiàn)在看來，我們國家的瀝青面層，它最早的4+5+6cm，后來是4+6+8cm，瀝青面層從造價上講要提高一些，建設費用要提高，但是從保證路面使用品質來講，可能厚一點的面層，從今后的減少養(yǎng)護等費用來講，可能還是劃算的。不能籠統(tǒng)地講瀝青路面厚度的問題，廣深高速公路路面32cm，用了十多年，前年我們學校參加做了一次維修，僅表面上冼刨了，車轍基本沒有，冼刨以后重新鋪40mm的SMA。與我們國家比較薄的路對比，修2、3年就大、中修，肯定值得借鑒。我們不一定搞30幾cm，但是瀝青的厚度，從經(jīng)濟技術幾個方面綜合來考慮，應該可以找到一個比較合適的厚度。現(xiàn)在我們采用4+5+6cm或4+6+8cm的面層厚度，應該說根據(jù)不足。

提到瀝青減薄，有些叫超薄面層，最早在法國，做了1.5cm，一般2.5－5cm叫薄瀝青面層，它不是整個路面結構，只是上面的一層，就是磨耗層，所以大部分是用來養(yǎng)護、維修的，當然現(xiàn)在存在一個問題，就是瀝青路面結構，磨耗層要多少mm才合適？現(xiàn)在是4cm。當然這個磨耗層要維修，是不是可以罩面？現(xiàn)在養(yǎng)護用1、2cm的稀漿封層還有同步碎石。目前主要是水泥路面的維修問題，水泥路面上的瀝青罩面層，我們國家現(xiàn)在做的大多是10－12cm，主要是保證瀝青層的穩(wěn)定問題，不至于發(fā)生推擠、剪切。印尼開發(fā)了一種超柔性瀝青superflex，這是嚴重綜合改性瀝青。今年8月份我們到印尼去考察了一下，它做的路面是2－4cm，最長的用了8年9年。在雅加達市中心到港口的一條高速公路上，交通量在20萬輛/天，也有超載車輛，但是沒有我們國家這么嚴重，重載車輛為20%－30%，路面使用情況良好。最近我們買了150噸印尼這種超柔性瀝青，將在廣東的肇慶的舊水泥路面和半剛性基層上做試驗路，我們做了3、4、5cm。目前準備工作都做好了，帶天氣好即可施工。如果水泥路面上瀝青路面能做到3cm、4cm，用8、9年，就非常好了?，F(xiàn)在很多的水泥路面，包括早期修的一般道路和高速公路、水泥路面上，跑了幾年以后，磨的比較光，這些都存在需要罩面的問題。另外是隧道，隧道用水泥路面，修得比較光滑，容易發(fā)生交通事故，他們現(xiàn)在想這個問題怎么解決。瀝青做厚了，凈空有問題，能夠做薄一點的話，既能夠解決抗滑問題，又不影響車輛通行。再一個是橋面，我們很多的水泥橋面，橋的重量問題。

5、6cm瀝青層不敢做，重量可能有問題。所以瀝青層減薄比較適合于橋面、隧道、一般的水泥路面罩面等方面。我今年看過一些文章，同濟大學孫立軍教授做過厚面層與薄面層的比較研究，他認為從養(yǎng)護等綜合費用來講，厚面層效益還是比較好的。[/size]

第五篇：高層旅館案例分析

高層賓館案例分析

1、上海商城

1990年竣工 地點：中國上海 業(yè)主：海崖有限公司 面積：186000平方米

材料：混凝土、石材、玻璃 合作單位：華東建筑設計研究院

背景介紹：

上海商城(Shanghai Centre)位于上海市靜安區(qū)中心，坐落于南京西路上，是一座集辦公，劇院，酒店和商場為一體的綜合性建筑。整個建筑內(nèi)有472間豪華服務公寓，30000平方米的甲級寫字樓，一個城市超市，三層高檔商場，上海商城劇院，貿(mào)易展覽中心，和一個五星級的酒店-波特曼麗嘉酒店。上海商城是由約翰波特曼建筑設計事務所設計，鹿島建設株式會社，于1990年4月開業(yè)。整個建筑由三幢塔樓和一組群樓組成。上海商城內(nèi)有多個外國領事館或其下屬部門的辦公地點，其中包括美國，愛爾蘭，巴西，菲律賓，加拿大，澳大利亞，英國。

波特曼創(chuàng)造的賓館“中庭”形態(tài)經(jīng)歷了不同的發(fā)展階段：中庭從被客房圍繞轉變?yōu)楸蝗狗繃@，空間尺度由大變小；空間形態(tài)從純粹幾何的圓形和方形，轉變?yōu)闄E圓的、半圓的和不規(guī)則曲線形；中庭的圍合面從垂直的，轉變?yōu)閮?nèi)斜的和外斜的，甚至曲線的。但更重要的是，他設計的賓館建筑日益注重歷史文化和地方環(huán)境在建筑設計中的作用。“成功的建筑應該強烈地反映出它存在的目的，應該折射出當時的文化”。

酒店設計中，就是“要尊重歷史文脈的同時滿足現(xiàn)代酒店顧客的要求”。

功能分區(qū)級空間流線：

大樓由美國建筑大師約翰·波特曼設計，故大樓也被人稱為波特曼，它是一座大型公共服務性的建筑物。外墻不加粉刷，保持水泥本色，呈現(xiàn)光澤。主樓高164．8米，東西公寓大樓高111．5米。整個建筑面積為18．5萬平方 米，呈現(xiàn)“山”字形。其高度為上海之冠，面積居上海之首。

波特曼大樓的特點是追求空間含蘊，體現(xiàn)中西交融。大樓入場處似城堡般高大雄偉。上下為廣闊庭院，上樓為露天樓梯，所見到處通透明亮。庭院四周設置一組組商店和中西并蓄的餐廳。從庭院登上自動扶梯或樓梯，可直達寬敞的大廳。各種展覽在這里展示，根據(jù)需 要優(yōu)化組合展廳。展廳占地5500平方米。在中央裙房第4層處，為一多功能中廳，中廳南面有一劇場，建筑華麗，設有1000個座位。在這里觀摩演出，無比 舒適。地面以上建筑有48層，旅館大樓為主樓，8層以下設銀行、郵電、私人俱樂部，還有7座中、日、歐特色的餐廳、酒吧及康樂設施。32層為公寓，擁有 500套出租套間。地下室辟有停車場，可容300輛轎車。樓頂有花園，還有直升飛機停機坪。

上海商城內(nèi)的零售廣場共有三個樓面，其間分布著高檔店鋪和特色服務門店。地處上海最富盛名的南京路購物街，環(huán)境幽雅，寬敞明亮，使人流連于世界級零售店所展示的華麗商品。

建筑設計思想與評價：

“共享空間”是波特曼賓館建筑思想的具體體現(xiàn)，集中反映了他的建筑哲學。

共享空間的總概念是以人們要求從閉關的環(huán)境中解放出來為根據(jù)的。如果一個空間里發(fā)生較多事情，當你從一個地區(qū)望出去意識到其他活動正在進行，你就能從精神上獲得自由”。而當時美國賓館的現(xiàn)狀是不能滿足這種人的心理要求的：“市中心旅館通?？偸菗頂D不堪：入口處很窄，登記處設在陰暗的門廳里，電梯安在一角的封閉的電梯箱里，走廊昏暗不明，客房入口又難以形容，旅館客房內(nèi)只有～張床，一張凳子和在外墻開個洞。這就是市中心旅館”。正是出于對現(xiàn)狀的不滿，波特曼決心創(chuàng)造新的賓館形式：“我想要設計一個完全不同的旅館，要讓旅館解放出來，讓它敞開。我要在市中心創(chuàng)造一個壯觀的空間，成為一個游覽勝地??讓電梯放在墻外，成為一件大型的活動雕塑，電梯內(nèi)部給人一種嶄新的感受”。

建設單位：上海上實南洋廣場有限公司 合作設計：霍克國際（亞洲/太平洋）有限公司 用途：國際五星級酒店 設計/竣工：1995年/2001年 建設地點：上海威海路500號 建筑面積：77，000m2 結構形式：框筒結構

外裝修材料：石材、鋁板幕墻

上海四季酒店主體建筑位于基地東側，呈L形布局，約14m高的寬敞中庭與環(huán)繞中庭形成的回廊，將二層的餐飲空間連成有機的整體，通過L型轉角局部重點處理及不同材料、色彩、立面塊面的設計，達到豐富立面層次的效果。立面上的嚴謹分割模數(shù)延續(xù)至地面材料的分割與鋪砌，體現(xiàn)了設計構思的內(nèi)在邏輯性和周密性。

四季酒店為國際五星級連鎖酒店，設有客房434套，包括總統(tǒng)套房2套，高級套房6套，標準客房面積為35m2，塔樓高165m，地上建筑為38層。