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Summary: Asphalt pavement water damage is the main condition in the wet-season of the early damage. So understanding the mechanism and putting forward controlling measure is important value to improve the performance and prolong the working-life of asphalt pavement. Through understanding the type of the water damage and anglicizing the reason, the main measures of controlling measure of asphalt pavement water damage can be summed up: reasonable combination of pavement structure,excellent pavement material choice,control construction quality and strengthen the Pavement Maintenance .
關鍵詞:瀝青路面;水損害;結構設計;施工質(zhì)量;路面養(yǎng)護
Keywords: asphalt pavement, water damage, structural design, construction quality,pavement maintenance
中圖分類號:U41文獻標識碼:A 文章編號:
一 引言
近年來,瀝青混凝土路面因具有強度高、平整性能好、耐久性好等優(yōu)點,廣泛應用于我國各等級公路。但是,瀝青路面發(fā)生早期破壞的情況屢見不鮮,以雨季出現(xiàn)的水損害最為常見。因此,深入了解瀝青路面水損害機理,提出相應的水損害防治措施,對于提高瀝青路面使用性能,延長路面使用壽命具有重要的意義。
二 瀝青路面水損害類型及成因分析
(一) 瀝青路面水損害類型
水損害的位置是局部的,多發(fā)生在透水較嚴重且排水又不暢的部位,主要表現(xiàn)為以下幾種情況:路面坑洞、局部表面網(wǎng)裂和形變、唧漿、松散剝落、轍槽。
(二)瀝青路面水損害成因分析
2.1 水損害的作用機理
水損害的作用機理,主要依據(jù)粘附理論。瀝青與礦料之間的粘附性取決于兩個條件:水和交通荷載。水是產(chǎn)生水損害的先決條件。瀝青混合料一旦長時間處于水的包圍中,水分很容易浸潤到瀝青與集料的界面,使集料和瀝青間的粘結力變?nèi)跎踔潦?,最終導致水損害。交通荷載是產(chǎn)生水損害的重要條件。一方面在交通荷載的反復作用下,瀝青與礦料的界面上就要發(fā)生剪切作用、礦料間也要發(fā)生剪切作用,界面一旦造成剪切破壞,水分就很快浸入,使得粘結力喪失而產(chǎn)生水損害。另一方面在交通荷載的作用下,進入路面的水變?yōu)閯铀?,動水不但加速水分浸入瀝青和礦料界面,而且加速界面間的剪切破壞,使路面出現(xiàn)卿漿、松散、掉粒、坑槽等病害。因此,水損害的產(chǎn)生是在水和荷載的共同作用下,裹覆在集料表面瀝青膜的粘聚強度和勁度的損失以及集料和瀝青間的粘附作用變?nèi)跏г斐傻腫1-2]。
2.2 產(chǎn)生水損害的外因
瀝青路面產(chǎn)生水損害的外因主要是降水量、交通量、交通組成以及行車速度。降水次數(shù)多、降水量大、延續(xù)時間長,自由水進入瀝青面層的機會就多,產(chǎn)生水損害的可能就大。自由水滲透進瀝青面層的量也越大,水損害就可能更嚴重。
車輛高速通過時,輪下的壓力會將結構層中的水向下壓擠,車輪駛離時又產(chǎn)生相當大的抽吸力,這兩種力的瞬時先后作用能將滯留在基層頂面的漿水唧出表面。壓力和抽吸力的反復作用還會使瀝青混凝土孔隙中的自由水往復運動并促使瀝青首先從較大顆粒上剝落,面層向下變形并形成網(wǎng)裂或很快形成坑洞,逐漸使瀝青混凝土強度大幅下降直至松散損壞。同時調(diào)查發(fā)現(xiàn),雨量大、重載車輛多的路段出現(xiàn)水損害的情況較雨量少、重載車輛少的地區(qū)嚴重。
2.3產(chǎn)生水損害的內(nèi)因
(1)瀝青混合料空隙率過大
據(jù)研究,瀝青路面的空隙率在8%(相當于設計空隙率4%、壓實度96%)以下時,瀝青層中的水在荷載的作用下一般不會產(chǎn)生動水壓力,不容易造成水損害破壞。排水性混合料的路面空隙率大于15%時,一般都采用改性瀝青,且水能夠在空隙中自由流動,也不容易造成水損害破壞。而當路面實際空隙率在8%-15%的范圍內(nèi)時,水容易進入混合料內(nèi)部,且在荷載作用下易產(chǎn)生較大的毛細壓力成為動力水,造成瀝青混合料的水損害破壞。
(2) 瀝青混凝土的不均勻性大
由于礦料質(zhì)量、施工技術要求和工程管理等多方面的原因,在面層表面隨機分布著數(shù)量不一的薄弱點位。在降雨過程中,行車的壓入和吸出作用使得薄弱點附近瀝青混凝土產(chǎn)生瀝青剝落,繼而變得松散,并形成圓形積水坑洞而致破壞。
(3)瀝青混凝土面層的裂縫
由于瀝青混凝土的溫縮系數(shù)與半剛性基層材料不同,在冬季大風降溫過程中,瀝青混凝土面層就會產(chǎn)生低溫裂縫。降雨過程中,雨水會自由流入并充滿裂縫直到面層底面并滯留在基層頂面,同時向縫的兩側擴散,在行車荷載的反復作用下,使得裂縫兩側碎裂損壞。
三 瀝青路面水損害防治措施
雖然水損害根本原因是水的作用,但是在損壞過程中涉及到了路面設計、施工、養(yǎng)護等多個方面的作用,因此解決瀝青路面的水損害問題,必須各方協(xié)調(diào)分工、共同協(xié)作。
(一)防治水損害瀝青路面結構設計
1.1 防水路面結構設計
(1) 瀝青面層設計
表面層在滿足基本性能要求的基礎上應突出空隙率小、抗?jié)B水性能好、水穩(wěn)定性好、低溫抗開裂能力較高的特點,中面層重點要體現(xiàn)出良好的抗?jié)B性和抗剪強度,底面層在保證基本性能要求的同時,重點要體現(xiàn)良好的抗彎拉強度和抗?jié)B性能,故面層結構宜選擇懸浮密實型的AC或Superpave瀝青混合料。
(2) 防水基層設計
半剛性基層具有較高的抗壓強度、回彈模量及一定的抗彎拉強度等優(yōu)良的力學性能、較好的板體性及整體性得到了廣泛的應用。但同時半剛性基層作為一種散粒體材料,很容易在溫度變化及水分散失時產(chǎn)生很大的收縮變形,進而會形成基層的收縮裂縫并進而反射到面層,易造成水損害。因此,為避免或減少半剛性基層的不利因素,以防水為主要目的的路面結構設計主要考慮模量較低、彎拉性能以及收縮性能較好的瀝青穩(wěn)定碎石(ATB)。
采用瀝青穩(wěn)定碎石基層的瀝青路面具有半剛性基層瀝青路面所不具備的許多優(yōu)越性:瀝青穩(wěn)定碎石基層瀝青路面,由于面層和基層材料結構的相似性,路面結構受力、變形更加協(xié)調(diào);設計優(yōu)良的瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料能保證一定的空隙率,使水分順暢地通過基層排出,不會滯留在路面結構中造成路面的水損害;瀝青混合料對于水分的變化不敏感,受水和冰凍影響較小,不存在因為干縮裂縫而導致面層出現(xiàn)反射裂縫;瀝青穩(wěn)定碎石基層可以同瀝青面層一起構成全厚式瀝青面層,從而使得整個瀝青面層的修筑時間減少。
(二)防治瀝青路面水損害材料設計
1.1 面層混合料設計
從水穩(wěn)定性的角度出發(fā),選擇SiO2含量低、堿值高的集料,可與瀝青有較好的粘附性,對防水起到很好的效果。
瀝青中的瀝青酸和酸酐等極性較大的成分,對于瀝青的表面活性具有非常大的影響,瀝青的酸性越大,則瀝青與集料的粘附性越強,瀝青混合料的水穩(wěn)定性也越好。在普通瀝青不能滿足粘附性要求時,有必要選擇使用改性瀝青。
1.2瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料設計
瀝青穩(wěn)定碎石排水層混合料結構上屬于骨架空隙結構,由礦料骨架和瀝青砂漿構成的一種多相分散體系,力學強度主要是礦料之間的內(nèi)摩阻力和嵌擠力,以及瀝青砂漿與礦料之間的粘結力。這種結構對粗集料的強度要求比較高,而且要求有棱角,接近立方體,細長扁平粒料很少,必須具有完全的破碎面。這樣粗集料間可形成良好的嵌擠作用,達到了足夠的嵌擠力與內(nèi)摩阻力,使得礦料骨架具有高度的穩(wěn)定性以及抵抗外力的能力。對行車造成的水損害有很好的防范作用。
1.3抗水損害路面合理結構
通過對結構層及各層材料的充分研究與試驗路現(xiàn)實論證,得出防水損害路面合理結構:面層采用Superpave瀝青混合料防水結構層,此種材料能夠有效的阻止水分進入路面結構,很好的保護了結構內(nèi)部不受水分的損害;基層結構采用瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料排水結構,能夠?qū)⑦M入結構內(nèi)部的水分順利排出,防止水分的長期浸泡造成路面損壞。通過鋪筑試驗路對比驗證,此類結構可有效降低瀝青路面早期水損害。
(三)防治瀝青路面水損害施工措施
1.1 提高瀝青路面壓實度與平整度
瀝青混合料溫度過低是路面壓實度不足以及出現(xiàn)路面內(nèi)部存水的主要原因。避免雨天、夜間以及低溫施工,現(xiàn)場不得出現(xiàn)攤鋪機等運料車的現(xiàn)象,也不得出現(xiàn)多輛運料車現(xiàn)場長時間等待,以保證攤鋪及碾壓溫度。采用輪胎壓路機,以增加路面的密實性。
1.2 防止瀝青路面混合料離析
在瀝青混合料正式拌和時,應嚴格控制混合料的礦料級配,使其在規(guī)定的級配范圍內(nèi),并接近標準配合比?;旌狭线\輸過程中,不論氣溫高低均應用棉被覆蓋,防止混合料表面溫度降低、結殼,造成溫度離析。
(四)防治瀝青路面水損害養(yǎng)護措施
雨季要巡視排水設施的狀況,及時清理堵塞的邊溝和排水設施。對已經(jīng)發(fā)生的路基沉降、開裂、坑槽立即采取補救措施;對路面排水不暢的應迅速疏導。
路面的損壞往往是由點到面,由局部到較大面積,因此采取預防性養(yǎng)護手段,可以將路面的損壞控制在早期和初期。采用熱拌瀝青混合料或者冷補材料及時補坑。對滲水嚴重的路段立即采用微表處全面封水[3-4]。
四 結論
在分析瀝青混凝土路面水損害的類型及成因的基礎上,通過試驗路驗證,提出防止瀝青混凝土路面水損害的防治措施:采用合理的路面結構及適宜的材料,嚴把施工質(zhì)量關和加強道路竣工后的養(yǎng)護工作。只要做到以上幾個環(huán)節(jié),既能防止瀝青路面早期水損害的出現(xiàn),延長道路使用壽命,又可帶來較大的經(jīng)濟和社會效益。
五 參考文獻
[1]鐘建新,羅志剛.瀝青路面水損害的影響因素和發(fā)展過程[J]. 北方交通,2009(1):4~7.
[2]石曉莉.淺析瀝青路面水損害及防治[J].青海交通科技,2008(5):16~17.
[3]李劍. 公路瀝青路面早期水損壞防治措施研究[D]. 長安大學碩士學位論文,2001,3.
關鍵詞:內(nèi)環(huán)快速路;瀝青路面;破損成因;修補措施
中圖分類號: U416.217文獻標識碼:A 文章編號:
0.引言
重慶內(nèi)環(huán)快速路1995年動工,2002年交付使用。分別由蘭海高速公路南環(huán)至北環(huán)段,包茂高速公路南環(huán)至童家院子段,滬渝高速公路北環(huán)至東環(huán)段組成,全長78.44千米,立交匝道全長45.10千米,路基寬31.5米,雙向六車道,全封閉全立交,設計時速80公里/小時。
2010年1月1日,隨著重慶繞城高速公路建成通車,原屬于高速公路封閉運營性質(zhì)內(nèi)環(huán)高速公路整體調(diào)整為城市快速道路,實行開放式通行,定名為“內(nèi)環(huán)快速路”。目前,內(nèi)環(huán)快速路已成為重慶主城區(qū)重要的城市主干道,而城市核心區(qū)的轉型和重慶快速發(fā)展的城市交通又賦予了內(nèi)環(huán)快速路新的訴求,由此承擔著重大的交通壓力。
1.重慶內(nèi)環(huán)快速路瀝青路面損壞的主要因素
內(nèi)環(huán)快速路瀝青路面病害的產(chǎn)生,除自身存在的技術因素外,主要還存在以下主要因素。
1.1 交通流量因素
近年來,重慶作為國家重要的現(xiàn)代制造業(yè)基地和西南地區(qū)綜合交通樞紐,城鄉(xiāng)綜合實力和可持續(xù)發(fā)展能力日趨增強。內(nèi)環(huán)快速路作為重要的城市基礎設施,一直是截流、疏導過境交通的主干道,擔負著主城區(qū)現(xiàn)狀中長距離、跨行政區(qū)、跨組團出行和貨運的重任。按照重慶市城鄉(xiāng)總體規(guī)劃的設想,重慶將實施“交通引導城市發(fā)展”及“交通促進區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展”的城市發(fā)展理念和策略,快速路周邊區(qū)域已融入城市。然而,受城市空間結構和地形特點約束,重慶主城區(qū)道路網(wǎng)仍存在系統(tǒng)不完善、級配不合理,流量分配不均衡等問題,促使快速路利用率極高。據(jù)交通管理部門的不完全統(tǒng)計,內(nèi)環(huán)快速路通行量已由接管時的約16.1萬pcu/d,聚增到現(xiàn)在的約48.8萬pcu/d,遠遠超出設計流量水平。
1.2 超載超限因素
因物流需要,迄今為止內(nèi)環(huán)快速路未實施貨運車輛的限行,每天約有3.0萬輛次各種超限超載貨運車輛上路行駛,使之成為快速路交通事故第一殺手。這些車輛超限通行,不斷沖擊和渠化路面,嚴重破壞了道路及附屬設施,引發(fā)瀝青路面各結構層永久變形,形成線性凹槽、車轍、松散、擁包、裂縫、坑凼和伸縮縫破損等病害,縮短道路使用壽命。
1.3 交通事故因素
內(nèi)環(huán)快速路不均衡通分布特點和開放式運營,各種交通事故頻發(fā),僅2011年就發(fā)生各類交通事故4056起,這些交通事故不僅造成人民群眾的人身財產(chǎn)嚴重損失,也對內(nèi)環(huán)快速路道路設施安全帶來極大威脅。交通事故帶來的路面沖擊痕跡,尤其是各種油污流入路面滲入瀝青,使瀝青混合料強度逐漸喪失松散變形,疊加荷載作用極易誘發(fā)結構層不均勻沉降,逐漸形成坑凼、裂縫等多種病害。
1.4 水損害因素
重慶是典型的夏長酷熱,秋涼陰雨氣候。加之道路排水系統(tǒng)不完善,雨水、道路沖洗和綠化用水,都會經(jīng)路面縫隙或破損處滲入,直接威脅基礎結構層的穩(wěn)定性,使瀝青面層集料之間黏結變異軟化直至破壞脫落,加之車輛荷載的反復作用,導致瀝青路面整體強度和承載能力下降,出現(xiàn)病害。
1.5 設計因素
設計是工程建設的靈魂,是工程質(zhì)量的龍頭。重慶內(nèi)環(huán)快速路建設之初,國家對于高速公路瀝青路面設計標準和技術規(guī)范尚不健全存在瑕疵??⒐べY料顯示,內(nèi)環(huán)快速路設計時,采用的是高速公路水泥砼結構設計規(guī)范,缺乏對運營多年后加鋪瀝青面層的前瞻性,而加鋪瀝青柔性面層與剛性水泥砼基層結合的不充分,也是目前造成快速路瀝青路面破壞的重要原因。
2.內(nèi)環(huán)快速路瀝青路面破損的修補方法
針對內(nèi)環(huán)快速路瀝青路面病害,我們的養(yǎng)護工作,追求的不是暫時性平坦,而是長久性使用壽命和安全質(zhì)量。應對出現(xiàn)病害體質(zhì)路面,僅靠傳統(tǒng)銑刨重鋪的施工工藝,往往存在治標不治本的現(xiàn)象,無法從根本上解決各種病害。
在進行內(nèi)環(huán)快速路瀝青路面各種病害整治前,我們對路面瀝青各項指標進行了詳細分析,并根據(jù)路面結構類型、設計使用年限、氣溫等實際情況,采取了相應的修復措施。
2.1 裂縫
內(nèi)環(huán)快速路瀝青路面的溫縮型裂縫和疲勞型裂縫往往伴隨路面縱向裂縫和反射型裂縫、沉陷等病害。瀝青粘彈性混合材料對溫度變化較敏感,如果道路基層密實度不均勻,各結構層連接不牢固,路面不均勻沉陷,或面層分幅攤鋪時,基層施工與面層接泊未妥善處理等,在荷載嚴重超標或極端氣候條件下,瀝青應力松馳趕不上溫度應力增長,面層溫度收縮和基層反射勁度急劇增大,超過混合料極限強度或極限拉伸應變就會引發(fā)各種類型裂縫。
在實際工作中,機械化熱再生材料對功能性病害熱補,專業(yè)灌縫機預防性封堵灌縫等較為先進的養(yǎng)護手段,能有效防止病害的發(fā)展。(1)對于輕微且無變形的裂縫,多采用灌縫機直接填實瀝青填充料,用壓力式方法進行處理和封層。(2)對于較大面積基層收縮引起的反射裂縫以及面層的溫度收縮性裂縫,采用清除塵土后,用灌縫機熱瀝青或乳化瀝青填縫,貫穿切割、開槽、鑿打、出渣、高壓除塵、沖洗、除潮、加熱等工序。其中加熱能使灌縫材料與路面形成熱接觸效應,增加路面與材料之間的粘接性,最后用灌縫機使用專用路面橡膠瀝青灌縫膠,對開好的裂縫進行壓力注射式填料澆灌,降溫后開放交通。(3)對于因瀝青材料性能缺失、路面結構設計瑕疵、施工質(zhì)量欠佳、年久失修等原因出現(xiàn)的大范圍裂縫區(qū),如果各結構基礎層強度沒有超出技術規(guī)范限定值,采用機械化熱再生材料技術進行加熱、耙松、恢復瀝青性能,噴灑乳化瀝青,添加少量新料壓實的方法取代銑刨、破碎等傳統(tǒng)方式進行修補。
值得注意的是,在應用就地熱再生材料進行大面積道路病害整治時,對于中央分隔帶的綠化,施工前應對其進行灑水,并采取覆蓋隔熱材料等方式進行保護。
2.2 車轍
車轍是內(nèi)環(huán)快速路最常見,也是較難徹底治理的瀝青路面病害,車轍對車輛行駛舒適度和安全性均有較大影響。鑒于內(nèi)環(huán)快速路特殊的交通模式,傳統(tǒng)的銑刨攤鋪工藝往往需要封道施工,造成交通堵塞,故對于小范圍初期車轍病害,多采用早發(fā)現(xiàn)、早預防、早治理的方式進行機械化熱再生材料處理。施工前,根據(jù)路面結構,針對問題層面細集料偏多,含有一定水泥砂漿成分的特點,對其進行先期治理,施工時除了再生混合料性能須滿足《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求外,還適當提高面層級配,降低粗集料與細集料的比例,形成嵌擠式和密實型級配,并適當控制瀝青用量,提高瀝青混合料穩(wěn)定性,滿足路面實際使用需求,提升抗車轍能力,有效延緩車轍復發(fā),延長養(yǎng)護周期。
對于較為嚴重的橫向、縱向、水穩(wěn)層不穩(wěn)定等大范圍車轍病害,仍采用封閉交通,半幅施工和傳統(tǒng)的銑刨攤鋪工藝進行治理,根據(jù)病害區(qū)域大小和形成的原因,對面層進行銑刨、清除,對病害基層進行處治,按與道路原結構相同的瀝青混合料鋪就,最后攤鋪新型瀝青面層。
2.3 沉陷
內(nèi)環(huán)快速路瀝青路面出現(xiàn)的道路沉陷,表現(xiàn)范圍區(qū)域較少,對通行舒適度有一定的影響。針對一般沉陷,多采用在沉陷處粗略鑿面,噴灑或涂刷粘層瀝青,瀝青混合料將沉陷部分填補,施與小型壓路機壓實平整。如果遇見因土基或基層結構遭到破壞,而引起的一定范疇路面沉陷,按照原有道路結構形式進行處理。對于因地質(zhì)因素導致的一定范圍的路面沉降,采取挖除瀝青面層,在沉陷部分加鋪基層,重新作壓實處理,攤鋪面層的方式進行處理。
2.4 松散
快速路瀝青路面松散病害,主要由瀝青老化、瀝青混合物滲水剝離、結構層骨料與瀝青粘接性下降而產(chǎn)生的結合不緊密、結構層整體發(fā)生變化,再經(jīng)過荷載作用造成的。當然,也不排除加鋪瀝青面層施工過程中,使用的瀝青稠度偏低、用量偏少或瀝青加熱時溫度過高、礦料粘附力不足、嵌縫料不規(guī)格,或在雨季施工等因素。
對于由瀝青面層所引起的較大范圍松散,多采用將松散面層料進行清除,重鋪瀝青面層。對于輕微松散,采用噴灑熱瀝青封面的方法處治,以達到消除松散的病害的效果和目的。對于局部嚴重松散或瀝青失去黏性造成的松散,多采用挖補法處理。
2.5 坑凼
內(nèi)環(huán)快速路瀝青路面坑凼,是由于路面松散深度加大、龜裂等破損或水損壞性,在重力荷載作用下不斷擴展惡化而形成的一種常見的病害現(xiàn)象。從病理分析,根源在于道路原有基層強度不足,局部基層強度和密水性缺陷,或施工過程中作業(yè)面積塵清理不干凈、水侵蝕嚴重,混凝土層填充粗料或粗料多于細料,造成空隙率達不到設計要求。它嚴重影響路面平整度和美觀度,對行車安全造成威脅,如果不及時修補,還會造成道路各結構層損壞。
對于坑凼的修補,多采用矩形呈階梯狀切割清鑿至水穩(wěn)層,清渣后進行填補瀝青混合料,要求新填補部分碾壓后略高于原有路面,待重力荷載壓實穩(wěn)定后保持與原路面相平。施工時新舊路面結合良好,開鑿處槽邊密封,增強抗水損能力,整體性能未有大的改變,填補用混合料級配類型,須與原路面結構層次相一致。
2.6伸縮縫
內(nèi)環(huán)快速路橋梁伸縮縫破損,除各結構層出現(xiàn)病害情況外,路面積塵使伸縮縫堵塞,縫隙填充橡膠條未及時清掏,都將導致伸縮縫功能減弱破損。伸縮縫破損嚴重時會產(chǎn)生較強的顛簸性沖擊,直接影響到行車的安全和舒適性,影響橋面鋪裝系和橋梁上部結構設施安全。
對于橋梁伸縮縫破損病害的整治前提,是必須保證和滿足橋梁使用年限和行車舒適。一般采用切縫開槽、確定安裝縫隙寬度、清理預留槽、拆除原伸縮縫、將基底清理干凈,用泡沫將縫隙填實,埋筋部位鋼構件進行植筋、焊接,澆筑及振搗專用快凝快硬干混砂漿“修復王”,進行1小時養(yǎng)護后,開放交通的方式進行修復。
2.7水損害
內(nèi)環(huán)快速路瀝青路面水損害修復和預防的目的,在于通過對路面的各種表面病害進行整治,提升抗水損害性能,防止和減少雨水、保潔用水、綠化用水等下滲,增加路面結構強度,延長道路使用壽命。對其進行整治和改造時,我們一般是結合路面其它病害一并整治,配合性改變原有的瀝青混凝土級配,采用結構密實、設計空隙率小,對封水性起到一定作用的瀝青混合料,配以機械化熱再生技術,增強石料與瀝青的粘附性,增強路面封水性。
3.結束語
綜上所述,重慶內(nèi)環(huán)快速路瀝青路面病害的產(chǎn)生,除與本身的設計、施工質(zhì)量、車流量、氣候等因素有關外,更多的是與道路形成后的使用、養(yǎng)護和管理有關,一般來說,在路面病害形成初期,能夠及時進行維護和預防,是防止病害進一步發(fā)展的根本措施。因此,如果要從根本上治理瀝青路面破壞的質(zhì)量通病,延長瀝青路面的使用周期,提高投資效益,應該更多的從實際工作中,高度重視對已有病害病理特征的研究,在有明確的整治措施的前提下,做到養(yǎng)護和管理及時、高效。
參考文獻
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[2] 韓本勝.破損水泥混凝土路面修復技術研究.吉林大學碩士學位論文.2006.
論文摘要:瀝青路面在鋪筑使用后會產(chǎn)生各種各樣裂縫,由于路表水的浸入,裂縫量迅速增加,路基、路面承受不了超載車輛荷載的作用,加快路面的裂縫產(chǎn)生,大大縮短瀝青路面的使用壽命。
隨著城市道路的迅速發(fā)展,近年來,我國城市道路的建設大多采用半剛性基層瀝青路面。
與其他類型路面相比,瀝青路面具有表面平整、無接縫、振動小、噪音低、行車平穩(wěn)舒適,養(yǎng)護維修簡便等優(yōu)點。因此瀝青路面較水泥混凝土路面更適用于城市道路。但瀝青路面也存在著抗彎拉強度低、面層的溫度穩(wěn)定性較差等缺點。
1瀝青路面裂縫的形式
瀝青路面裂縫的形式按形狀分:橫向裂縫、縱向裂縫、龜狀裂縫和網(wǎng)狀裂縫:按有無荷載可分:荷載裂縫和非荷載裂縫;按路面有無沉陷分為:沉陷性、疲勞性裂縫和非沉陷性早期裂縫。
2瀝青路面裂縫形成的原因
2.1設計原因
①路面結構設計不合理或厚度不足,路面強度無法滿足行車要求或者對路面設計年限內(nèi)交通量年均增長率估計偏小,以至瀝青路面產(chǎn)生裂縫。
②地下管道設計深度不夠,導致基層壓實不平引起瀝青路面的橫向裂縫。
2.2材料因素
①瀝青混合材料過細,其結合料過少(即石油必過低);炒制過火。
②瀝青混合料中集料級配不佳,石料偏少。
③瀝青材料配合比不正確。
④瀝青原材料低溫延性差或瀝青混合料粘結力低,造成路面早期裂縫。
2.3氣候因素
①路基或基層結構強度不足,路基局部下沉路面掰裂。
②半剛性基層在鋪建時隨著混合料水分的減少產(chǎn)生干縮應力,形成干縮裂縫。
③基層混合料的離析或輾壓不密實及機械組合不合理,造成基層上部細粒料上浮,形成強度較弱的薄層,在行車荷載作用下,易產(chǎn)生龜狀裂縫。
④半剛性基層養(yǎng)生不當直接影響干縮裂縫的產(chǎn)生。
⑤半剛性基層養(yǎng)生結束后,如果不及時灑鋪封層或透層油,隨著暴曬時間的增長產(chǎn)生干縮裂縫。
⑥施工填土未壓實,路基產(chǎn)生不均勻沉陷,接縫處壓實未達到要求,在行車作用下形成縱向裂縫。
⑦瀝青混合料攤鋪時間過長,其表面溫度低,內(nèi)部較熱,用重型壓路機碾壓易引起路面表面切斷。
⑧施工接縫處理不當、碾壓方式不正確易產(chǎn)生橫向裂縫。
2.4超載因素
①由于超載車輛引起累計軸次的增大,從而引起設計彎沉值減小。
②由于超載造成正常設計的路面基層或低基層抗拉強度不足,使其提前在層底產(chǎn)生拉裂。
③由于超載,加之車輛的振動沖擊作用,可將路面壓壞,即一次性破壞作用。
④由于超載,車輛在上下坡、剎車時將加速瀝青路面層的剪切破壞。
3瀝青路面裂縫預防措施
3.1設計措施
①在設計中,充分估計和預測遠景交通量,適當考慮吧超載車輛的比列,適當提高路面結構層的標準。在設計半剛性路面結構時,優(yōu)先選用抗壓性能好,干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小及抗拉強度高的半剛性材料做基層。
②設計地下管線的埋深不能高于路面以下30cm。
3.2材料措施
①選擇適合的道路材料和面層材料,進行合理的結構組織設計,確定瀝青路面厚度。
②在瀝青混合料中添加石棉或木質(zhì)纖維料或采用較厚的瀝青面層減少或延緩由半剛性基層產(chǎn)生的反射裂縫。
③面層瀝青盡量選擇低稠度、髙延度、低含臘量的優(yōu)質(zhì)瀝青,在滿足穩(wěn)定度要求的前提下,選擇針入度較大的瀝青,必要時可選用干性瀝青。
3.3施工措施
填土中不得含有淤泥、腐殖土及有機物等,壓實度達到規(guī)定值;嚴把瀝青混合料質(zhì)量關,使瀝青混合料級配最佳,礦料拌合粗細均勻一致,嚴格按配合比控制油石比;控制瀝青混合料所用瀝青的延度,拌制瀝青混合料時防止瀝青混合料加熱過度“燒焦”;混合料自加工廠運到現(xiàn)場氣候較低時,應覆蓋油布保溫;嚴格控制瀝青混合料施工溫度;攤鋪瀝青混合料厚緊接著碾壓,縮短碾壓長度;嚴格按碾壓操作規(guī)程作業(yè),壓路機在對瀝青路面進行碾壓時,車輛禁止在新壓路面調(diào)頭,碾壓的速度不宜快;在半剛性基層施工中,控制壓實的含水量;大風和降雨時停止攤鋪和碾壓;宜采用全路寬整幅攤鋪,避免縱向分幅接茬;半剛性基層碾壓后,應及時覆蓋灑水養(yǎng)生,潮濕養(yǎng)護5—14d;剛性基層施工后,養(yǎng)生期內(nèi)嚴禁車輛通行,并在養(yǎng)生期結束后及時澆面層。
3.4超載措施
①適當增加路面厚度,使用更優(yōu)質(zhì)材料提高路面整體強度。
②增加車輛的后軸,改善車輛對路面的作用發(fā)展雙后軸及對后軸大型載貨車輛,避免道路的早期破壞。
③執(zhí)法從嚴,限制車輛超載運輸,避免道路的早期破壞。
4裂縫的治理
第一,一經(jīng)發(fā)現(xiàn)裂縫后應立即修補以免水通過縫滲透到基層,造成基層破壞而影響面層。對于較小的很像裂縫和縱向裂縫,縫寬在6mm以內(nèi),宜將縫隙刷掃干凈,并用壓縮空氣吹去塵土后,可用灌入熱瀝青或乳化瀝青材料加以封閉處理;縫寬大于6mm的,將裂縫內(nèi)雜質(zhì)處理干凈后,用瀝青砂或細粒式瀝青混凝土填充、搗實,并用烙鐵封口,撒砂,掃勻;也可以采用乳化瀝青混合料填封。
第二,輕微龜裂可采用刷油法處治,或進行小面層噴油封面,防止?jié)B水擴大裂縫;大面積龜裂、網(wǎng)裂采用加封層或瀝青表面處理。嚴重龜裂、網(wǎng)裂應對基層進行補強。
第三,碾壓中出現(xiàn)微裂縫,可在終碾前,用輪胎碾進行復壓,消除裂縫。
第四,因土基、路面基層的病害或強度不足引起的破損,應處理路基或基層,然后在修復路面。
關鍵詞 水泥冷再生 KENPAVE軟件 路表彎沉 層底拉應力
在道路現(xiàn)場施工期間,由于施工車輛的過量裝載,造成部分路段基層表層粒料的嚴重脫落。因此,有必要對施工期間的冷再生材料進行力學分析以便于對材料設計參數(shù)的確定。
一、基層鋪筑時施工車輛對水泥冷再生底基層的影響
根據(jù)對路面結構的調(diào)查,選取路面各結構層的混合料不同齡期的抗壓回彈模量,其半剛性路面結構及混合料參數(shù)如表1所示:
表1 水泥冷再生路面結構及材料參數(shù)
本文利用KENPAVE軟件分析水泥冷再生底基層鋪筑后,分別養(yǎng)生7d、14d、21d后再鋪筑半剛性基層時施工車輛對半剛性底基層的影響。首先,分析水泥冷再生底基層養(yǎng)生7天后鋪筑基層施工車輛對其的影響。
1.冷再生層頂彎沉。
表2 冷再生層養(yǎng)生7d模量不同時冷再生層頂最大彎沉
由表2分析得出:(1)基層鋪筑時,在軸載一定的情況下,隨著模量的增長,冷再生層層頂?shù)淖畲髲澇林挡粩鄿p小,但減小幅度越來越??;(2)在模量一定時,隨著軸載的增大,底基層頂最大彎沉值不斷增大,可見,超載重載現(xiàn)象對路面的影響極大,使路面抵抗垂直變形的能力大大減弱。
2.冷再生層底拉應力。
表3 冷再生層養(yǎng)生7d模量不同時冷再生層底最大拉應力
由表3分析可知:(1)基層鋪筑時,在軸載一定的情況下,隨著冷再生層模量的增長,底基層底最大拉應力不斷增大。當軸載較小時,底基層底最大拉應力隨著冷再生層模量的增長幅度較??;當軸載較大時,底基層底最大拉應力隨著冷再生層模量的增長幅度較大。(2)在冷再生層模量一定時,隨著軸載的增大,底基層底最大拉應力不斷增大,并隨著軸載的增加其增大的幅度逐漸加大。
3.冷再生層底拉應變。
表4 冷再生層養(yǎng)生7d模量不同時冷再生層底最大拉應變
由表4分析可知:在模量一定的情況下,再生層底最大拉應變隨著軸載的增加而增加。軸載由100kN增加到240kN時,在不同模量下的再生層底最大拉應變都增加了一倍左右。可見,超、重載現(xiàn)象對結構的危害極大,它會導致冷再生結構層發(fā)生拉伸變形,會引起開裂形成縱向裂縫從而使路面結構發(fā)生破壞,進而影響道路的服務水平。
冷再生底基層養(yǎng)生14d、21d后鋪設基層,再生層底最大拉應變隨著軸載或模量的變化規(guī)律與冷再生養(yǎng)生7d的變化規(guī)律一致。通過上述分析可知,在施工時應綜合考慮各指標間受模量和軸載影響的情況。
二、面層鋪筑時施工車輛對基層與水泥冷再生底基層的影響
本文研究底基層養(yǎng)生14d、基層養(yǎng)生7d的情況下,車輛對路面結構的影響。
1.基層頂彎沉。
表5 底基層養(yǎng)生14d、基層養(yǎng)生7d再生層模量不同時基層頂最大彎沉(0.01mm)
由表5知,在軸載一定的情況下,隨著模量的增長,冷再生層層頂?shù)淖畲髲澇林挡粩鄿p小,但減小幅度不大。在模量一定時,隨著軸載的增大,底基層頂最大彎沉值不斷增大,軸載由100kN增加到240kN時,彎沉加大約一倍多??梢姡d重載現(xiàn)象對路面的影響極大,使路面抵抗垂直變形的能力大大減弱。
2.基層底拉應力。
表6 底基層養(yǎng)生14d、基層養(yǎng)生7d再生層模量不同時基層底最大拉應力(MPa)
由表6分析可知:(1)在軸載一定的情況下,隨著冷再生層模量的增長,基層底最大拉應力不斷減小。當冷再生層模量較小時,基層底最大拉應力隨著冷再生層模量的增長幅度較大;當冷再生層模量較大時,底基層底最大拉應力隨著冷再生層模量的增長幅度較小。(2)冷再生層模量一定時,隨著軸載的增大,基層底最大拉應力不斷增大。
3.基層底拉應變。
表7 底基層養(yǎng)生14d、基層養(yǎng)生7d再生層模量不同時基層底最大拉應變(×10-6)
底基層養(yǎng)生14d、基層養(yǎng)生7d鋪設面層時,基層底的最大拉應變,在軸載一定時,隨著冷再生層模量的增加而減小,可見冷再生層模量的增加有助于與減小基層底的拉伸變形。當冷再生層的模量一定時,對著軸載的增加,拉應變隨之增加。
底基層養(yǎng)生14d、基層養(yǎng)生7d鋪設面層時,冷再生層底的最大拉應力和最大拉應變與基層底的變化規(guī)律一致。
三、結束語
本文采用KENPAVE力學分析軟件,對冷再生混合料強度形成早期交通對路面結構的影響進行了較為系統(tǒng)的力學分析。分別研究了水泥冷再生路面結構施工期間施工車輛對已鋪結構層的力學影響。
參考文獻
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[4]姜華木.再生型瀝青路面的研究[D]:[碩士學位論文].大連:大連海事大學,2011.
關鍵詞 湖北 舊路再生利用 發(fā)展
中圖分類號:C951文獻標識碼: A
1 前言
舊路再生利用技術就是將廢舊的水泥混凝土路面材料和瀝青路面材料再生循環(huán)應用于公路基礎設施建設和養(yǎng)護,變廢為寶,避免廢舊材料堆放對土堆的占用和對環(huán)境的污染。按照路面材料的不同,舊路再生利用技術可以分為水泥混凝土路面再生技術和瀝青路面再生技術。
2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
2.1水泥混凝土路面再生技術
1.國外研究現(xiàn)狀
國外從二戰(zhàn)結束后相繼開展了對廢舊水泥混凝土的研究利用。日本政府在1977年制定了《再生集料和再生混凝土使用規(guī)范》,并相繼在各地建立了以處理混凝土廢棄物為主的再生加工廠,生產(chǎn)再生水泥和再生集料;美國從20世紀90年代開始應用舊水泥混凝土路面沖擊打裂技術和就地碎石化技術,目前已經(jīng)有超過20個州在道路建設中采用再生骨料;26個州允許將再生骨料作為基層材料;4個州允許將再生骨料作為底基層材料;有15州制定了關于再生骨料和再生骨料混凝土的相關規(guī)范。
2.國內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國水泥混凝土路面研究及應用起步較晚,1995年才從南非藍派公司引進沖擊式壓路機,2002年才從美國引進水泥混凝土路面就地碎石化技術。但是在交通運輸部西部交通建設科技項目“水泥混凝土路面再生利用關鍵技術研究”的帶動下,已經(jīng)突破了舊水泥路面檢測技術、破碎施工工藝、材料再生利用、路面結構設計等關鍵技術難題,形成了適合我國舊水泥路面改造及材料再生利用的成套技術。研究成果已在廣西、湖北、廣東、陜西、吉林、四川、河北、河南、貴州等地水泥混凝土路面改造工程中應用,經(jīng)濟效益和社會效益顯著。表明我國成功掌握并廣泛推廣了水泥混凝土路面再生技術。
2.2 瀝青混凝土路面再生技術
1.國外研究現(xiàn)狀
美國最早從1915年開始進行瀝青路面再生利用研究,到上個世紀80年代末,美國再生瀝青混合料的用量幾乎為全部路用瀝青混合料的一半,80%的舊瀝青混合料得到再生利用。日本由于其能源匱乏,一直很重視瀝青路面再生技術的研究,從 1976 年開始路面廢料再生利用率已超過70%。西歐國家也十分重視這項技術。歐洲瀝青路面協(xié)會EAPA成員國的廢舊瀝青路面材料已 100%通過再生方式得以重復利用。聯(lián)邦德國是最早將再生料應用于高速公路路面維修的國家。芬蘭幾乎所有的城鎮(zhèn)都組織舊路面材料的收集和儲存工作,過去的再生材料主要用于低等級公路的路面和基層,近幾年已開始應用于重交通道路上。
2. 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
我國對瀝青路面材料的再生利用研究相對較晚。上個世紀 70~80年代,我國曾在不同程度上利用過廢舊瀝青混合料來修路,再生后的材料一般只用于輕交通道路、人行道或道路的墊層。從上個世紀 80 年代后期開始,伴隨著我國高等級公路的大規(guī)模建設,新建公路路面幾乎不再考慮使用廢舊路面材料,路面再生技術的研究基本處于停滯狀態(tài)。近幾年,伴隨著我國大量高等級公路進入大修、重建階段,廢舊路面材料的再生利用問題重新得到重視和廣泛關注。2004年交通運輸部開展了“瀝青路面再生利用關鍵技術研究”,同時在 2006 年啟動了《公路瀝青路面再生應用技術規(guī)范》 的編制工作。目前,“瀝青路面再生利用關鍵技術研究”已經(jīng)通過科技鑒定,《公路瀝青路面再生應用技術規(guī)范》(JTG F41-2008)已經(jīng)頒布執(zhí)行,標志著我國已經(jīng)形成一套比較完整的再生實用技術,并且達到了規(guī)范化和標準化的程度。
3湖北省公路再生技術應用
3.1應用歷程
湖北省是國內(nèi)較早開展路面再生技術應用的省份:2005年,湖北省引入門板式打裂壓穩(wěn)技術,對舊水泥混凝土路面再生利用做了一些有益的探索,并先后在G105國道黃梅段、G316國道棗陽段、G106咸寧至崇陽段、省道皂毛線、仙監(jiān)線、漢宜線、咸寧城區(qū)出口路等水泥路面改造工程中應用。2006年至2008年,武漢市公路管理處先后在漢南區(qū)省道漢沙線、蔡甸區(qū)G318國道、新洲區(qū)G106國道、新洲區(qū)G318國道,江夏區(qū)省道武赤線,進行了18.5公里的瀝青路面就地冷再生應用試驗。2008年至2009年,各地開始積極嘗試其它公路再生技術:襄陽、隨州等地結合水泥路面大修工程,開展了水泥混凝土路面就地碎石化再生利用技術的研究和應用工作。赤壁市引進廢舊瀝青混合料廠拌熱再生設備,推廣應用瀝青路面廢舊材料廠拌熱再生技術。2013年,在G207國道開展瀝青路面就地熱再生試驗。
3.2應用現(xiàn)狀
經(jīng)過最近幾年的快速發(fā)展,湖北省公路再生利用已經(jīng)取得以下成績:
1.三種再生技術廣泛應用。目前湖北省主要應用的再生技術有以下三種:水泥路面就地碎石化再生利用、瀝青路面廠拌熱再生、瀝青路面就地冷再生。襄陽、隨州、孝感等路基較好、水泥路面較多的地區(qū),水泥路面就地碎石化再生利用非常廣泛。武漢、荊門、荊州等地,瀝青路面就地冷再生技術應用比較廣泛。赤壁市將高速公路銑刨下來的廢舊瀝青混合料廠拌熱再生后,用于路面刷黑。
2.兩項技術成果通過鑒定。武漢市公路管理處和交通運輸部公路科學研究院合作完成的“瀝青路面就地冷再生技術研究與應用”在2009年4月通過湖北省交通運輸廳科技成果鑒定。隨州市公路管理處和交通運輸部公路科學研究院合作完成的“水泥混凝土路面碎石化作柔性基層技術研究”在2011年9月通過。
3.舊路再生理念深入人心。通過推廣路面再生技術,各地公路部門實實在在感受到路面再生技術“降低施工成本、縮短施工工期、緩解資源緊張、保護生態(tài)環(huán)境”的好處,“推廣再生技術,保護生態(tài)環(huán)境”的理念已經(jīng)深入人心,“交流再生技術,促進共同進步”的氛圍已經(jīng)逐漸形成。
3.3主要問題
1.一些低等級路面還無法采用再生利用技術
由于資金有限,湖北省在“十五”之前修建的部分省道采用的是路基直接加鋪混凝土面板的形式,路面基層剛度不夠,無法采用路面再生技術,必須首先補強路面基層剛度后,才能在后續(xù)大修過程中應用路面再生技術。
2.一些高等級路面還未推廣適宜的再生利用技術
湖北省在“十一五”期間修建的一些高等級瀝青混凝土路面已經(jīng)進入路面性能快速衰減期,急需對瀝青面層進行再生利用,以恢復原有性能。目前適應于瀝青面層再生利用的瀝青路面廠拌冷再生技術和瀝青路面就地熱再生技術在我省還未大規(guī)模應用,隨著大量高等級瀝青混凝土路面進入大修期限,必須盡快開展瀝青路面廠拌冷再生技術和瀝青路面就地熱再生技術的推廣工作。
4發(fā)展建議
4.1 繼續(xù)推廣已有路面再生利用技術。在全省范圍內(nèi)進一步推廣瀝青路面就地冷再生和水泥路面就地碎石化再生技術。結合大中修工程,開展不同地形條件和不同路面結構下瀝青路面就地冷再生和水泥路面就地碎石化再生利用的試驗,建立一套瀝青路面就地冷再生、水泥路面碎石就地再生標準施工流程,從而提升我省瀝青路面就地冷再生和水泥路面就地碎石化再生技術的應用范圍和工藝效果。
4.2 積極推廣新型路面再生技術。瀝青路面就地熱再生能夠快速有效解決瀝青路面淺層病害,瀝青路面廠拌冷再生能夠解決瀝青路面中下層病害,并且具有舊料摻量多、抗車轍、低能耗、低排放的特點。這兩項工藝是目前最適用于高等級瀝青路面材料再生利用的技術。必須結合瀝青路面大中修工程,及早開展瀝青里面就地熱再生技術和瀝青路面廠拌冷再生技術的應用試驗,為以后大規(guī)模的瀝青路面材料再生利用積累經(jīng)驗。
參考文獻:
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[4]吳明友.水泥混凝土路面再生利用技術探討[J].公路交通科技,2008,4:51-52.
關鍵詞:瀝青路面;損壞;對策
中圖分類號:U416文獻標識碼: A
前言
瀝青路面表面相對于來說較為平整、沒有接縫,并且相對于耐磨,在進行施工的過程中可以采取分段進行施工,這樣產(chǎn)生的噪聲較小,因此,對我們的日常生活和工作產(chǎn)生了很大的便利工作。在當前的社會公路建設中,瀝青混凝土路面以其自身獨特的優(yōu)勢得到了廣泛的應用。雖然瀝青混凝土路面有很多的好處,但是還存在一些的問題,必須要引起人們的關注。例如,車輛嚴重的超載影響了路面的平整性,天氣和氣候的惡劣造成了路面出現(xiàn)了很多的問題。因此,研究瀝青混凝土路面的損壞及其相關的原因有著重要的意義。
1.瀝青路面損壞的類型
1.1、裂縫
高速公路瀝青路面在建成之后的不多幾年就會出現(xiàn)各種各樣裂縫的現(xiàn)象。初期的施工產(chǎn)生的裂縫對瀝青路面的使用性能上基本沒有造成影響,但是在雨水的侵入之下就會導致路面的堅實度下降。同時在大量行車的過程中,如果出現(xiàn)超荷的現(xiàn)象那么就會影響和破壞瀝青路面的結構。瀝青路面的裂縫形成的形式和種類有很多,瀝青路面裂縫從形狀上可以分為三種,即為橫向、縱向和網(wǎng)狀三種類型。導致瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因主要包括瀝青自身的材質(zhì)、路基沉降不均勻,逐漸下降而導致的瀝青路面裂開的現(xiàn)象,最后就是由于瀝青路面的基層反射裂縫而導致的。
1.2、車轍
車轍就是在車輛行駛的過程中,隨著長時間的推移,長時間而導致的帶狀凹槽,對車輛的正常運行造成很大的不利的影響。因此,在分析車轍由于荷載而發(fā)生在瀝青路面之下,其中主要包括路基在內(nèi)的各個結構層的永久變形,這就成為了我們必須要關注的重點。損性車轍因為車輛在不斷行駛的過程中和路面長期磨損,尤其是在大型的重型車輛經(jīng)過車道的時候,磨損的路面也會形成車轍。在高溫的條件之下的流動性的車軸,在經(jīng)過反復的輾壓之后,荷載應力超過了瀝青混合料的穩(wěn)定性,使得流動變形不斷的積累而長時間的形成的車轍。這種車轍形成的凹字形路面不僅影響了美觀,同時也為行車造成了極大的不便,需要我們的重視??硬墼跒r青混凝土路面十分常見,是在雨水沖刷下由于車輛負重過高,而使造成路面變形。壓實不足性坑槽一般情況是施工時混合料的溫度過高,使瀝青造成老化,粘結力降低,脆性加強,導致的壓實不夠,粘結性不牢,在行車載荷的作用下最終造成坑槽;還有一種情況是混合料溫度過低,攤鋪不夠均勻,壓實不夠充分,才會致使壓實度不夠形成坑槽。
1.3、松散、剝落的現(xiàn)象
瀝青路面在使用一段時間之后就會發(fā)現(xiàn)瀝青路面的積表層存在著松散的現(xiàn)象,其產(chǎn)生的原因主要就和瀝青的質(zhì)量有著直接的關系。瀝青的規(guī)范沒有達到規(guī)定的要求,因此在路面建成之后就會出現(xiàn)路面松散的現(xiàn)象。瀝青混合在酸堿度上結合不好,那么就會導致瀝青的路面在大部分情況下都呈現(xiàn)出酸性,使用石料的堿性和酸性相互結合,從而達到平衡。如果沒有全部中和,那么還是出現(xiàn)酸性的結果,那么就會導致粘結力下降,從而使得瀝青路面出現(xiàn)松散剝落的現(xiàn)象。
2.瀝青路面損壞的原因
2.1、結構設計
在對路面結構進行設計的時候,必須要聯(lián)系結合生活,使用最簡單方便、簡潔、結實和耐用的材料。其中,會有一些被人們忽略的問題,這就要求技術人員必須要注意。在半剛性基層過程中,可以使用彎沉控制設計,并且,再次應該注意的時候不要忽略層底的彎拉應力,應該充分考慮冬夏兩個季節(jié)存在的溫度差,這就會導致半剛性面層和基層由于出現(xiàn)的溫度差而導致的裂縫。除此之外,我們還應該考慮的一個問題就是防止反射裂縫,要將路基路面作為一個整體來進行設計。而且,路面如果過早的被破壞的另一個原因就是由于結構層在設計的過程中密度較小,路面在受到了車輛的水平力和垂直力的作用個之下,對面層的內(nèi)部結構就會產(chǎn)生一定的剪應力。從力學的角度上來說,如果剪應力作用越大,那么面層會產(chǎn)生和之間一樣的剪應力。對于路面受到車輛行駛的過程中的壓力要區(qū)別分開對待。
2.2、施工質(zhì)量
在對面層鋪筑的過程中,壓實度常常都不夠,從而引起面層內(nèi)部產(chǎn)生大量的空隙,這樣就是的瀝青混合料的防水能力和粘結力的程度都有所下降。例如:輾壓設備如果在使用的過程中壁橋當或者輾壓的遍數(shù)不夠;拌和場與施工現(xiàn)場有較長的運送距離,瀝青混合料在運輸途過程中出現(xiàn)了較大的熱量損失,最終導致混合料在運至現(xiàn)場后,其溫度無法達到鋪筑要求;為了保證施工進度進行低溫施工,或者在拌和時,油溫過高導致的瀝青老化等問題。
3.瀝青路面損壞的防治措施
3.1、試驗段施工檢驗技術
通過上文中對瀝青路面損壞的原因進行的探討,對試驗路段的施工效果的現(xiàn)場進行檢測,發(fā)現(xiàn)瀝青混凝土級配比和路面的壓實是施工過程中的重點,另外在對路面進行滲水試驗和構造深度進行測繪的過程中,根據(jù)滲水的系數(shù)的要求和測試的結果,發(fā)現(xiàn)路面的密水性達到路面的基本標準要求,并且保證路面的抗滑性較好。
3.2、選擇適合的材料
普通的瀝青混合料已經(jīng)不能適應當前社會的發(fā)展,交通快速的發(fā)展。因此,為了全面提高瀝青混凝土路面的合理的應用,我們必須要充分結合實際的施工經(jīng)驗,并且根據(jù)四季的溫度變化,選擇適合四季的溫度變化、耐磨損的材料。在對骨料選擇的過程中,必須要選擇表面粗糙、石質(zhì)較為堅硬,并且有良好的耐磨性的作用,和瀝青的粘結性能較好的材料。瀝青混凝土主要就是由礦料和瀝青膠結而成的,所選取的礦料必須要級配較好,并且耐磨、表面V,對瀝青的吸附的能力較好的材料,在壓實之后可以相互緊密連接,具有較高的粘結力,能夠充分發(fā)揮骨架的作用。
3.3、嚴格控制施工質(zhì)量
必須要對施工的質(zhì)量進行嚴格的控制才能改變目前的現(xiàn)狀,不僅僅要對施工過程中的瀝青的施工質(zhì)量進行控制,同時還必須要注意施工過程中的準確性,避免產(chǎn)生誤差的現(xiàn)象。
(1)要想防止和預防路面損失的現(xiàn)象,那么就必須要嚴格的控制瀝青混合料的質(zhì)量配比和瀝青的使用材料。首先必須要控制好含水量,其次還要注意材料的使用。
(2)保證路面的粗糙的程度。一定的粗糙的程度有利于路面車輛的運行,如果路面太過于光滑,那么就會減小路面的摩擦力,影響車輛的正常運行。如果摩擦力太大,那么不僅僅不利于車輛的運行,而且不利于節(jié)能減排的目的。因此,需要我們改進碾壓方法,不能使基層頂面形成灰漿硬殼,不能用細料進行壓實后找平。
結束語
瀝青路面的損壞已經(jīng)直接影響了我們的日常生活,必須要我們采取相關的措施進行改善和防治。同時這是一個相互連接的工序,無論是對于施工的技術質(zhì)量還是對于混凝土的材料的級配和配比方面,都必須要進行嚴格的計劃。因此,必須要施工的人員參與的其中,全面保證瀝青混凝土的路面。
參考文獻
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關鍵詞:瀝青路面;水損害
Abstract: Senior highway construction quality problem in China appeared frequently, pavement collapsed, bridge deck asphalt pavement damage etc water damage frequently occurred, this paper from the road surface water damage to make an analysis of the factors and find out how to produce water damage the objective and subjective factors exist, and finally put forward some preventive measures.
Key words: the asphalt pavement; Water damage
中圖分類號:U416.217文獻標識碼:A 文章編號:
1、水損害的幾種因素
路面結構
過去的幾十年中,我國公路路面一般采用的都是密級配瀝青混凝土,多是不透水的。以傳統(tǒng)要求來說,瀝青表層需要采用3%-6%的密級配瀝青混凝土,這樣可以防止水下滲。但是隨著經(jīng)濟的發(fā)展,道路交通對路面質(zhì)量的要求越來越高,公路表面徐濤提高構造的深度,因此公路表面必須要采用AK類級配,這種表面的厚度薄,水穩(wěn)定性差,使得很多高速公路在雨季常出現(xiàn)路面松散等破損問題。
為了解決瀝青表面的抗滑性我們采用多碎石瀝青混凝土面層。多碎石瀝青混合料采用較多的粗碎石形成骨架,瀝青砂膠填充骨架中的孔隙并使骨架膠合在一起形成的瀝青混合料的形式。其組成為:粗集料含量69%-78%,礦粉6%-10%,油石比5%左右。多碎石瀝青混凝土面層表面構造較深,而且空隙小,透水性不強,抗變形能力強。
排水系統(tǒng)
我國的高速公路上的景觀多采用植樹綠化的方式,為路基滲水埋下了隱患?,F(xiàn)在的高速公路的排水設計只是在路肩上設置了碎石盲溝,通過盲溝能夠?qū)⑸现忻鎸娱g的水排出。然而實際上上表層的水很難通過碎石盲溝排出,積水在路面上停留時間過長會滲透到路面的裂縫空隙里。
路面壓實度
早期水損害的一個重要原因就是路面的壓實度不足。瀝青混合料的空隙率一般都在8%左右,在施工以后,如果空隙率達到了8%范圍內(nèi),則在一定時間段內(nèi),路面不會產(chǎn)生滲水的現(xiàn)象。然而,如果在瀝青混合料壓實后,空隙率超出了8%這個范圍,那么就可能會產(chǎn)生路面滲水的現(xiàn)象,一旦這個指標超過了12%以后,就需要設置排水結構層。我國的普遍工程所采用的瀝青混合料水敏感性指標都達不到國際標準,這樣就很難做到對水損害的防范,因此我國相關部門應該提高瀝青道路路面的材料水敏感性標準,爭取與國際水平相接軌。
2、高等級瀝青路面水損害原因分析
2.1 自然天氣對水損害的助長
因為我國氣候差異比較大,因此對于瀝青的標準要求也就不盡相同,很難有一個統(tǒng)一標準。以北方為例,北方降水不是特別多,但是對于北方嚴寒季節(jié)后的春天,冰雪溶化后會使路面長期接觸冰水混合物,這些混合物無法通過路面的排水系統(tǒng)很好的排出路面,造成了積水的滯留,使得積水有充足的時間滲透到路面的內(nèi)部結構中對路面造成水損害。因此北方公路的施工要考慮到冬冷夏熱的天氣,同時考慮到北方冬春交際季節(jié)的冰水混合物共存的狀態(tài)。加強路面的防水材料選擇,控制好材料的質(zhì)量關。而南方大多是雨水天氣較多,因此在路面的設計中最重要的是要考慮到排水設計,只有做好排水,才能使得在雨季時節(jié),路面不會滯留積水,才能減少水對路面的損害。
2.2 交通運輸壓力較大
經(jīng)濟的飛速發(fā)展,使得交通運輸業(yè)飛速發(fā)展,因此交通運輸壓力越來越大,而高等級公路的交通量普遍增大,重型汽車在運輸業(yè)中發(fā)揮著重要的作用。然而重型汽車對高等級公路的破壞性也是很致命的。隨著重型汽車技術的提高,承載能力越來越大,而且超載現(xiàn)象實時都在發(fā)生。這些車輛在運輸時會對公路表面造成碾壓的傷害,可能會留下車轍,使路面松裂。這時水順著裂縫或者車轍滲透到路面,就會造成水損害。根據(jù)實際調(diào)查顯示,對于公路上重型汽車行駛過多的路段都會產(chǎn)生以上所分析的現(xiàn)象,路面水損害較其它的路段嚴重,因此交通運輸壓力是造成水損害的一個間接的因素。
2.3 路面設計不合理
路面結構設計不合理,我國公路瀝青施工技術規(guī)定,表面層集料最大粒徑不大于層厚的二分之一,中下層不大于三分之二。然而我國目前瀝青路面普遍存在的現(xiàn)象是集料粒徑和層厚比例不匹配。當比例超過三分之一時,就容易引起瀝青混合料的離析,使得空隙率加大,造成漏水。壓實度和空隙率的國際指標是96%和4%,當實際的瀝青路面的混合料比例在這指標之下時,混合料的透水性就非常的小,不容易產(chǎn)生水損害,然而當實際的瀝青路面混合料高于這個比例時,混合料的空隙率較大,水就非常容易滲透到混合料空隙,產(chǎn)生水損害,同時壓實度不夠的話,也為水損害埋下隱患。
2.3 原材料選擇及材料配比不合理
在原材料的選擇上,粘性大的原材料防水性能較好,這是因為粘性大的原材料有很多極性物質(zhì),并有很好的濕潤性,聚合物改性瀝青具有良好的抗水性能。在選擇集料過程中選用親水性材料是造成水損害的重要原因。親水性材料對水的吸附能力較強,會將水吸附到路面以下,造成路面中下層水分壓力過大而產(chǎn)生損害。因此集料要選擇堿性的憎水性材料。這樣使瀝青混合料的水穩(wěn)定性充足。在材料配比過程中,對于空隙率較大的混合料,要加入相應的抗剝落劑,和穩(wěn)定劑,以確保瀝青混合物的穩(wěn)定,縮小混合料之間的空隙率。如果混合料的空隙率過大,會使水滲透到路面內(nèi)部,造成水損害。
2.4 路面排水系統(tǒng)設計不完善
路面排水系統(tǒng)實際的不完善,會直接造成路標排水不通暢,導致路面會滯留很多的水,尤其是在雨水頻繁的季節(jié),積水長時間的留在路表面,使得水分有非常充足的時間通過路表面滲透到路面的內(nèi)部結構中造成水損害。排水設計在夏季的北方以及南方四季都非常重要,因此排水設計要根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況,在符合國家標準的情況下進行設計實施。
3、瀝青路面水損害防治措施
根據(jù)以上分析,水損害產(chǎn)生原因較多因此我們應該采取相應措施加以防范。首先我們應該做好路面表層結構的優(yōu)化,按照標準的國家路面表層結構比例來設計。對路面原材料進行優(yōu)化選擇,選擇最適合當?shù)貧夂蛞蛩?、最能夠保證水穩(wěn)定性的材料,同時要調(diào)整好混合料的級配,縮小混合料的整體空隙率。設計好路面的排水系統(tǒng),保證路面上最小的水量滯留,做好路面排水工作。最后在對路面的施工過程中,我們要加強對瀝青路面施工質(zhì)量的監(jiān)督和管理,施工結束后我們要定期的對公路進行養(yǎng)護管理工作,對出現(xiàn)水損害的公路進行及時的補救,修整出現(xiàn)問題的路段,對于其它路段進行定期檢查,對存在隱患的路段采取提前解決措施。
結語
綜上所述,高等級公路瀝青路面受到諸多因素的影響,因此我們要根據(jù)當?shù)氐膶嶋H情況,從各個方面對瀝青公路防水做好防范,在當?shù)貙嶋H高等級公路施工過程中做好質(zhì)量監(jiān)督管理,以及后期的公路維護工作,將水損害程度降到最低。
參考文獻
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關鍵詞:公路;瀝青混凝土;實驗研究
中圖分類號:TV331文獻標識碼: A
引言
根據(jù)現(xiàn)代交通的要求,瀝青混凝土路面必須具有足夠的強度、穩(wěn)定性,各種不同粒徑的碎石、砂和瀝青混合在適當比例規(guī)定條件下制成瀝青混凝土路面。直接承受車輛重復碾壓的作用,由于它是于大自然的結構物,以及常見的外在因素的反復影響,而優(yōu)良的瀝青混凝土路面質(zhì)量更要受人員、材料、設備、技術的精煉和工藝,環(huán)境等多種因素影響,只有對每道施工工序進行嚴格的質(zhì)量控制,才能保證瀝青混凝土路面的質(zhì)量,因此瀝青混凝土的試驗質(zhì)量控制環(huán)節(jié)就顯得尤為重要。
一、瀝青混凝土的實驗前景
隨著生活水平的提高,人們乘車在高速公路上行駛,或是臥式的長途客車。地面平整度都能成為人們評價這條道路質(zhì)量的關鍵依據(jù),也是體現(xiàn)外在質(zhì)量和內(nèi)在的行車舒適度的衡量?,F(xiàn)實實踐證明,在路面舒適度的設計中,仍采用傳統(tǒng)意義上的經(jīng)驗數(shù)據(jù)作為設計依據(jù)的做法已越來越不能滿足發(fā)達的交通道路需求.因此,通過觀察幾乎所有的高等級公路一般都是通過試驗確定公路路面材料的性質(zhì)、材料組成,并通過試驗為路面結構設計提供參致,所以我們設計了如下的實驗來為以后瀝青混凝土公路的假設提一個長遠的規(guī)劃。
二、實驗前對原材料的試驗準備
原材料是瀝青混凝土實驗的首要準備階段,原材料的充足準備有助于實驗的順利進行,使用高質(zhì)量的材料不僅可以杜絕實驗中的隱患,而且更加的影響到瀝青混凝土公路的使用壽命。
1、水泥
水泥是制作混凝土的最基本材料。而水泥的強度則是確定水泥標號的指標,也是選用水泥的主要依據(jù)。所以在選擇水泥時不但要檢驗它質(zhì)量的合格性,也可以用“軟練法”檢測水泥的強度。
2、瀝青
瀝青由不同分子量的碳氫化合物及其非金屬衍生物組成的復雜混合物,呈液態(tài)、半固態(tài)或固態(tài),是一種防水防潮和防腐的有機膠凝材料。在進行材料選擇時注意選擇天然瀝青,而一般的石油瀝青在400℃的環(huán)境下仍舊會有少部分的“碳氫化合物”揮發(fā)出來。
3、鋼筋
鋼筋在混凝土中承擔著主力作用,所以在選擇時應注意鋼筋表面潔凈,粘著的油污、泥土、在使用前必須清理干凈,因為鋼筋在混凝土中主要承受拉應力。變形鋼筋出于它本生的特征,和混凝土有較大的粘結能力,因而能更好地承受外力的作用。
三、實驗過程及注意事項
按試驗規(guī)定的取樣方法,依據(jù)實際工程所需要的求取足夠多的具有代表性的瀝青按公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程試驗各項性質(zhì),檢驗合格時才能使用。礦質(zhì)混合料配合比設計的目的在于選配具有足夠密實、內(nèi)摩阻力較高的礦質(zhì)混合料。根據(jù)級配理論,算出需要的礦質(zhì)混合料的級配范圍。通常是采用規(guī)范推薦的礦質(zhì)混合料的級配范圍,并按現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的步驟進行設計。
1、最佳瀝青用量確定
(1)根據(jù)已確定的礦質(zhì)混合料級配類型,依照規(guī)范推薦值選用以級差為0.005變化,取5組瀝青甩量,并按馬歇爾實驗方法分別制備3個試件
(2)測定試件的密度、空隙率、穩(wěn)定度、流值。試驗和計算結果見表1(以中粒式瀝青混凝土為例)
(3)根據(jù)試驗結果,以瀝青用量為橫坐標,以密度、穩(wěn)定度、流值、空隙率、飽和度為縱坐標,將試驗和計算結果點在坐標圖上,確
定瀝青用量。
表1瀝青混凝土馬歇爾實驗結果
從表1可以看出,能滿足所有標準的瀝青用量范圍即為共同范圍,中粒式瀝青混凝土瀝青用量共同范圍在5.0%~5.5%,設計用量為5.2%粗粒式瀝青混凝同范圍在4.4%~4.7%,瀝青設計用量可選4.5%瀝青碎石選用4.0%。
2、車轍試驗
由于瀝青混合料穩(wěn)定性不足而引起的車轍、推擠等永久變形,是我國瀝青路面常見病害,車轍是瀝青路面、基層,土基在行車荷載重復作用和瀝青層中材料的側向位移而形成的永久變形。較大的車轍深度將影響瀝青路面的平整度和使用壽命,因此,已引起了人們高度重視,目前世界上許多國家將控制車轍深度列為柔性路面的設計指標之一,在我國,新頒的國家標準《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》也提出了對高速公路和一級公路瀝青路面上面層和中面層的瀝青混凝土配合比設計,應進行車轍試驗機對抗車轍能力進行檢驗。瀝青混凝土的車轍試驗是在規(guī)定尺寸(300mm×300mm×50mm)的板塊狀壓實試件上,用固定荷載橡膠輪反復行走后測定其變形穩(wěn)定期每增加1mm的碾壓次數(shù),即動穩(wěn)定度,以次/mm表示,對高速公路應不小于800次/mm,試驗溫度60℃,輪壓0.7MPa。
3、實驗質(zhì)量檢測
碾壓成型后檢查面層表面平整度,粗細料基本無離析等現(xiàn)象,表現(xiàn)無碾壓輪跡。在已碾壓完成的路段上,檢測壓實度、平整度、厚度、高程及橫坡度等項目都達到了技術規(guī)范要求。各項指標完成情況如上:
(1)平整度:實測110點,合格106點,合格率96.36%。
(2)壓實度:實測6點,合格6點,合格率100%。
(3)厚度:實測7點,合格7點,合格率100%。
(4)滲水系數(shù):實測6點,合格5點,合格率83%。
(5)施工中隊認真取樣進行馬歇爾試驗和抽提試驗,檢測結果均符合規(guī)范要求。
四、公路瀝青混凝土的問題
目前我們在公路工程施工的過程中,一般都是采用瀝青混凝土材料來對其進行路面施工處理,這就使得路面結構的質(zhì)量得到有效的標準。瀝青混凝土路面尤其是高等級瀝青混凝土公路,在通車一段時間后,特別在環(huán)境溫度較高的天氣下,會逐漸發(fā)生一些車轍、擁包、搓板等質(zhì)量病害,不僅嚴重影響行車舒適,而且還會出現(xiàn)交通事故,預防措施主要有。
1、材料
瀝青是整個施工過程中最關鍵的材料,購買瀝青后,施工技術人員需要檢驗瀝青的軟化度、延展度等特點,并根據(jù)瀝青路面對其沿線的細集料與粗集料進行檢測、分析與比較。通常為避免石屑與天然砂各自的缺點,采用石屑和天然砂配比來作為細集料使用,從而保證混合料級配質(zhì)量。為避免施工過程中出現(xiàn)材料質(zhì)量問題,通常在原材料的質(zhì)量方面進行嚴格的控制。為保證原材料的純度,對原料進行配比時采用硬化分隔處理;并設立專職質(zhì)檢員對原材料進行動態(tài)管理、檢驗,定期檢驗原料的質(zhì)量情況,一旦發(fā)現(xiàn)問題,要及時進行補救,保證原料質(zhì)量的穩(wěn)定性。
2、施工設備的選用
瀝青混凝土混合原料的質(zhì)量、攪拌、配比等,與所選擇的的攪拌設備有關。公路路面的平坦程度主要與攤鋪機有關,所以在選用攤鋪機時應考慮到公路路面的實際情況,如寬度、環(huán)境等,盡可能使用熱接縫與生產(chǎn)效率較高的攤鋪機。施工中根據(jù)實際工作量,采用雙鋼輪振動壓路機和輪胎壓路機組合作業(yè)的方式??偟恼f來,在公路路面施工過程中,盡量采用較為安全可靠、性能優(yōu)異以及工作效率高的工作設備。
結束語
綜上所述,瀝青混凝土是一個城市中所常見的鑄造道路形式,瀝青混凝土是一個城市中所常見的鑄造道路形式,其中道路質(zhì)量的好壞對城市的市容有著很大的影響。由于科學技術的不斷進步,各種新型的原材料,先進的技術手段不斷被研究發(fā)現(xiàn),因此,對我國公路的路面使用周期要求越來越高,這就要求瀝青混凝土路面的性能更好,所以對瀝青混凝土路面公路的施工技術要求更嚴格。因此需要控制好瀝青混凝土路面的質(zhì)量、性能與其原材料、配比,以及公路瀝青混凝土路面攤鋪工作、碾壓工作等,并保證整個施工過程科學、合理地進行。才能確保瀝青混凝土路面的質(zhì)量和長期性的使用價值。
參考文獻
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關鍵詞:瀝青混凝土加鋪層 設計方法 施工質(zhì)量控制
近些年來,隨著公路建設的發(fā)展,公路的交通承載能力需求不斷上升大量過境車輛轉移至該類道路,過度的超能力運營,使得道路破損情況層出不窮,影響了道路的通行能力和服務水平。那么隨之出現(xiàn)的改建和擴建工程越來越多,其中一個主要的項目就是在原有的水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土面層,改善其使用性能。該工程,在水泥混凝土路面較多的省份較為普遍。在 水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土面層類似于復合式路面設計。由于原有水 泥混凝土路面都是經(jīng)過多年的使用,混凝土板產(chǎn)生了許多破損。且經(jīng)過長時間的使用包括雨水的浸泡和行車荷載,有混凝土板下的基層和路基原狀態(tài)發(fā)生了變化,在加鋪瀝青混凝土面層前需要對老路面進行全面的調(diào)查、評價,需要仔細分析破損的成因,然后根據(jù)不同破損分別進行分對處理,之后再鋪設面層。這期間也必須考慮造價問題。
1、我國路面加鋪瀝青混凝土面層的建設情況
許多早期建設的水泥混凝土路面經(jīng)過多年的使用,產(chǎn)生了多種破損現(xiàn)象,混凝土板產(chǎn)生了許多諸如沉陷、斷板等破損。這就要求在其上加鋪瀝青混凝土面層,以改善其使用性能。水泥混凝土路面上進行加鋪瀝青面層現(xiàn)在主要有兩種類型:水泥混凝土加鋪層和瀝青加鋪層。因為高等級公路具有交通量大,修復過程中不允許全幅中斷交通的要求,而瀝青加鋪層具有修復周期短、行車舒適等優(yōu)點,那么在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青加鋪層理所當然地成為了我國一種切實可行、簡單有效的修復措施。20世紀90年代中期, 我國在一些省份開始了水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層的相關工作。最初使用的破碎和穩(wěn)固方法不能較大面積均勻地擊碎舊面板,它是將破碎和穩(wěn)固分別進行,故無法將破碎的面板塊均勻有效地同基層及土基穩(wěn)固成一體,所以工作效率不高。經(jīng)過研究得出的新途徑之一非圓形輪沖擊式壓實機及多錘頭破碎法可在沖碎舊板的同時將其夯實穩(wěn)固在基層上,從而在繼承傳統(tǒng)方法的基礎上獲得較理想的效果。多位道路研究者在各個時期利用了相關理論對加鋪層問題進行了交流,并取得了一定成果,但目前,我國的對瀝青路面加鋪層設計規(guī)范仍沒有明確的設計體系和設計指標,因此在瀝青加鋪層設計方面多借鑒國外經(jīng)驗,其中主要來源于美國。
2、國外工程研究參考
國外對在舊水泥混凝上路面上加鋪瀝青層的研究較早,各個國家的道路工作者根據(jù)研究和實踐就提出了多種設計理論和方法。在此簡介幾種較有借鑒意義的方法。
瀝青法是美國的一種經(jīng)驗法,此法認為瀝青加鋪層的破壞原因是行車荷載所引起的接縫處的豎向彎沉差。其設計參數(shù)主要考慮水泥混凝土板長、接縫寬度和層間處置措施,給出了簡單的圖表來確定罩面層的厚度,但沒有給出定量的關系,可能會出現(xiàn)與實際不符的情況。接下來介紹一種迄今為止較完善的經(jīng)驗設計方法:AASHTO法。它在新建水泥混凝土路面設計方程的基礎上,綜合考慮舊路面的剩余壽命和影響路面使用性能的其他因素其設計概念明確,易于操作。
3、瀝青加鋪層的結構設計
因為水泥路面的損壞狀況復雜,變異性大,所以加鋪層設計需要考慮的影響變量多,設計參數(shù)也難以正確確定。對于在舊水泥混凝土上加鋪瀝青罩面層,上文已提及由于種種技術問題沒有解決,我國目前還沒有成熟的設計方法,但是,瀝青加鋪層設計中應考慮的主要因素應該是舊水泥路面結構的強度和反射裂縫的防止。對水泥混凝土路面破裂板而言,其結構層主要表現(xiàn)為柔性路面,因此,可以案板無限地基上的彈性層狀體現(xiàn)為理論基礎進行加鋪層厚度的計算。瀝青加鋪層或半剛性補強層層底拉應力應不大于該層材料的容許拉應力,這是工程的設計根本參照標準。在設計中要考慮籌劃的方面包括對交通組成、氣候和自然區(qū)劃等資料調(diào)查;對瀝青混合料或半剛性材料抗拉強度進行試驗測定;對舊水泥混凝土路面破裂板頂面當量回彈模量進行測試。并且在進行破裂板加鋪層路面結構厚度計算時要先確定破裂板頂面的剩余剛度。工程中可能還會涉及挖除舊水泥混凝土面層工作,然后再根據(jù)設計高程鋪筑一定厚度的混凝土調(diào)平層,之后才加鋪一定規(guī)格的改性瀝青混凝土或瀝青混凝土。
同時在加鋪層結構設計中應該顧及加鋪層的材料設計。因為倘若按照材料的功能要求去設計材料,能極大限度地滿足經(jīng)濟建設與社會發(fā)展的需求,并可有效利用人類社會的寶貴資源來設計材料概念和方法,能提高各類工程設計的水平與效率,并在很大程度上降低工程成本、有效地提高工程質(zhì)量。
4、加鋪層施工質(zhì)量控制
首先要明確水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層的施工程序,從而做到按部就班的有效控制。在設備準備方面尤其是拌和設備的進廠方面一定要使廠家保證在其設計、協(xié)調(diào)配合和操作方面,都能使生產(chǎn)的混合料符合工地配合比設計要求。負責人員必須注意調(diào)查拌和廠是否有配備足夠試驗設備的實驗室并確定能否及時提供使監(jiān)理工程師滿意的試驗資料。購置的拌和機應該按重量分批配料,并有裝備溫度計及保溫的成品貯料倉和二次除塵設置。將拌和設置的產(chǎn)量和生產(chǎn)進度設置成相匹配的標準,在設備安裝完成后要按批準的配合比進行試拌調(diào)試直到符合要求。另外購置的攤鋪設備,要裝配有電子或機械調(diào)平系統(tǒng)及可調(diào)的振動夯具和振動整平板,保證達到理想的平整度。同時應購置配有鋼輪式、輪胎式及振動式壓路機的壓實設備,從而能按合理的壓實工藝進行組合壓實。工程施工開始時要對舊混凝土路面按不同病害類型處理,首先應將路面清掃干凈,不留任何泥土、砂、石顆粒物,特別是要鏟除路面上銳緣尖的突出部分,對于坑洞可填入裂縫修補材料。同時一定要保持路面干燥。之后在鋪設聚酯玻纖布時最好采用專用機械設備鋪設聚酷玻纖布。拌和粗、細集料要分類堆放和供料,取自不同料源的集料應分開堆放并對每個料源的材料進行抽樣試驗。拌和前要將集料包括礦粉充分地烘干并且每種規(guī)格的集料、礦粉和瀝青都必須分別按要求的配合比進行配料。另一方面,對于人工工作的保證,離不開完善的管理制度和監(jiān)督部門的慎密督促。在財務支出和設備養(yǎng)護方面更要做到專人專責,財務往來最大程度上透明化。
5、結語
混凝土路面加鋪工程首先應對原有路面破損的成因進行深層次的分析,并在以后的材料組成設計和結構組合設計中采取相應的措施,予以預防和改善。我國公路交通發(fā)展過程中應繼續(xù)端正研究態(tài)度,積極關注國際研究過程動向,增強科研人員的工作動力,完善設計、施工和工程質(zhì)量控制以及工程養(yǎng)護工作。
參考文獻
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