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【摘 要】 本文介绍了三大块问题,一、柔性路面,刚性路面定义,结构特性,路面结构损坏和功能损坏其产生的原因和影响因素,水泥混凝土路面接缝的种类与作用、各自的特点及接缝传荷能力。二、沥青路面各层位的作用及类型和特点。三、沥青路面、水泥路面坑洞、裂缝、唧泥、拱胀产生的原因及对策。
【关键词】 柔性路面;刚性路面;接缝;沥青路面;水泥路面
一、柔性路面、刚性路面
1.柔性路面,刚性路面定义,结构特性
在柔性基层上铺筑沥青面层或用有一定塑性的细粒土稳定各种集料的中、低级路面结构,因具有较大的塑性变形能力而称这类结构为柔性路面。它的分析采用板体理论,不用层状理论。板体理论是层状理论的简化模型。它假设混凝土板是中等厚度的平板,其截面在弯曲前和弯曲后均保持平面形状。如果车轮荷载作用在板中,无论是板体理论,还是层状理论均可采用,两者将得到几乎相同的弯拉应力和应变。
2.路面结构损坏和功能损坏其产生的原因和影响因素
结构性损坏是由于路面结构承载能力降低引起的,反映在表面上就是各种结构裂缝(如龟裂,块裂,纵裂和横裂),功能性损坏是由于路面提供给道路用户的服务能力下降引起的,平整度和抗滑性能降低和车辙加深。
3.水泥混凝土路面接缝的种类与作用
缩缝保证因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面断裂,从而避免产生不规则的裂缝。缩缝又可以分为不设传力杆的假缝型缝和设传力杆的假缝型缩缝。
胀缝保证板在温度升高时能部分伸张,从而避免产生路面板在热天的拱胀和折断破坏。施工缝主要用于施工间断时的路面板接头处理,通常做成平头接缝或企口缝。
纵缝是平行于混凝土路面行车方向的那些接缝。纵缝是按车道宽度划分,纵缝可以做成平缝或企口缝。
4.水泥混凝土路面的种类及各自的特点
普通混凝土路面(JPCP)所有普通混凝土路面都应设置间距较小的缩缝,在接缝处通过传力杆或集料嵌锁作用传递荷载。
钢筋混凝土路面是指为防止可能产生的裂缝缝隙张开,板内配置有纵横向钢筋(或钢丝)网的混凝土路面。
连续配筋混凝土路面的特点是沿纵向配置连续的钢筋,除了在与其它路面交接处或临近构造物附近设置胀缝以及视施工需要设置施工缝外,一般不设横缝的混凝土面层。
预应力混凝土路面。混凝土的抗拉能力差而抗压能力强。混凝土路面所需厚度由与混凝土抗拉强度有关的抗折强度控制。预先给混凝土施加一个压应力,将使车辆荷载产生的拉应力大为减少,因此混凝土所需厚度也可以减少。
组合式混凝土路面板即利用当地品质较差的材料修筑板的下层,而用品质较好的材料铺筑板的上层。以降低造价。根据双层混凝土路面上下层板之间结合程度的不同,有结合式、分离式、和部分结合式三种形式。
钢纤维混凝土路面是在混凝土中掺入一些低碳钢、不锈钢纤维或其它纤维(如塑料纤维、纤维网等),即成为一种均匀而多向配筋的混凝土。
碾压混凝土路面是一种含水率低,通过碾压施工工艺达到高密度、高强度的水泥混凝土。
5.水泥混凝土路面接缝传荷能力
接缝传荷能力的测量可以通过量测车轮荷载作用之下接缝两侧面板的边缘挠度来完成。由于混凝土路面的刚性大,挠度影响范围广,不宜用普通弯沉仪量测。可以用光学弯沉仪在6m以外,不受干涉的位置进行测量,精度为0.01mm。为了测得接缝两侧板边缘的挠度,可以采用一种专门用于测量缝边挠度差wd的“路面板挠度差仪”。测量时,将仪器底座固定在直接承重板的边缘,而百分表的测杆与非直接承重板边缘接触。当车轮压在直接承重板的接缝边缘时,用光学弯沉仪和挠度差仪顶部的“测点光标”读取w1,利用百分表读得挠度差wd,这样,便可算得,传荷系数
二、路面设计的目的和要求
1.沥青路面各层位的定义和作用
(1)封层
封层为一薄层沥青表面处治,可用作表面防水,也可在面层集料被车辆磨光而滑溜的地方提高抗滑能力。
(2)面层
面层是沥青路面的最上层,有时也称为磨耗层,通常采用密级配的HMA铺筑。它必须能承受车辆的磨损,并为之提供一个平坦而防滑的行车表面。它必须能防水,以保护整个路面和土基不致因水的作用而降低强度。如果满足不了上述要求,则建议采用封层。
(3)粘结层
联结层有时也称为沥青基层,是面层下面的沥青层。设置面层后有两方面的原因还需要设置联结层。
(4)粘层和透层
粘层的沥青用量很少,通常采用加水稀释的沥青乳液,用于保证铺筑层与已有层次之间的粘结。透层是低粘度的稀释沥青,用在即将铺设沥青层的未处治的粒料基层表面,以确保粒料基层与沥青层粘结在一起。
(5)基层和底基层
基层是直接铺筑在面层或联结层以下的材料层,它可以采用碎石、碎渣或其它未处治或未稳定的材料。基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力,并扩散到下面的垫层和土基中去。底基层是位于基层下面的材料层,并与面层、基层一起承受车轮荷载的反复作用,起次要承重作用的层次,底基层材料的强度指标要求可比基层材料略低,可使用当地材料来修筑。
(6)土基
土基顶部152mm应该翻松,并在接近最佳含水量的条件下压实至所需的密实度。压实土基可以是原地土层,也可以是经过选择的材料层。
2.排水性路面的特点和要求
排水性路面是路面内部排水的重要措施之一。与其它沥青混合料相比,最显著的特点就是具有较大的空隙率(一般为15%~20%),但由于空隙率较大,其耐老化性能、低温抗裂性能、耐久性差于同种沥青的密级配混合料。
这种路面结构有两大优点:(1)雨天能防止路表水膜的形成,提高路面粗糙度改善雨天抗滑性能;消除或减轻车尾喷水花的现象,提高驾驶员视线的清晰度,从而能明显提高车辆高速行驶的安全性。(2)具有抑制溅水现象和降低交通噪声等保护环境的功能。
(三)沥青路面、水泥路面产生破坏的原因及对策
1.沥青路面坑洞产生的主要原因及对策
沥青路面产生坑洞的原因是面层的网裂、龟裂未及时养护而逐渐形成坑洞。基层局部强度不足,在行车作用下也易产生坑洞。坑洞处治的方法是将坑洞范围挖成矩形,槽壁应垂直,在四周涂刷热沥青后,从基层到面层用与原结构相同的材料填补,并予夯实。
产生坑槽的主要原因有:①沥青混合料在施工时拌合不均匀,沥青含量相对减少,不能将矿质集料有效粘结,在高速行驶车辆轮胎的"泵吸"作用下,较细集料被吸出;②施工时混合料拌合温度太高,使沥青过早老化发脆,粘结力下降;③施工温度太低。
2.水泥混凝土路面唧泥、拱胀的产生原因与对策。
唧泥是汽车行经接缝时,由缝内喷溅出稀泥浆的现象。在轮载的频繁作用下,基层由于塑性变形累积而同面层板脱空,地面水沿接缝下渗而积聚在脱空的空隙内;在轮载作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆,并沿接缝缝隙喷溅出来。唧泥的出现,使面板边缘部分失去支承,因而往往在离接缝1.5~1.8m以内导致横向接缝。
混凝土面板在受膨胀而受阻时,某一接缝两侧的板突然向上拱起。这是由于板收缩时缝隙张开,填缝料失效,坚硬碎屑等不可压缩的材料塞满缝隙,使板在膨胀时产生较大的热压应力,从而出现纵向压曲失稳,从而向上拱起。
参考文献:
[1]石书利.《浅议城市道路工程质量问题的防治》[J].城市建设,2010,(20):95.
[2]胡向前.《城市道路工程存在的主要质量问题与管理对策》[J].山西建筑,2008,34(20):297-280.
[3]陆建军,叶海源.《城市道路常见病害的防治》[J].城市建設与商业网点,2009,(13):216-217.
[4]陈荣.《化学灌浆技术在工程中的应用》[J].山西建筑,2006,32(11):96-97.
[5]温金祥.《市政道路工程施工方法与质量控制》[J].工程技术与管理,2005.
[6]杨航丽.《城市道路施工质量控制与主要质量通病的防治》[J].太远科技,2005.
【关键词】 柔性路面;刚性路面;接缝;沥青路面;水泥路面
一、柔性路面、刚性路面
1.柔性路面,刚性路面定义,结构特性
在柔性基层上铺筑沥青面层或用有一定塑性的细粒土稳定各种集料的中、低级路面结构,因具有较大的塑性变形能力而称这类结构为柔性路面。它的分析采用板体理论,不用层状理论。板体理论是层状理论的简化模型。它假设混凝土板是中等厚度的平板,其截面在弯曲前和弯曲后均保持平面形状。如果车轮荷载作用在板中,无论是板体理论,还是层状理论均可采用,两者将得到几乎相同的弯拉应力和应变。
2.路面结构损坏和功能损坏其产生的原因和影响因素
结构性损坏是由于路面结构承载能力降低引起的,反映在表面上就是各种结构裂缝(如龟裂,块裂,纵裂和横裂),功能性损坏是由于路面提供给道路用户的服务能力下降引起的,平整度和抗滑性能降低和车辙加深。
3.水泥混凝土路面接缝的种类与作用
缩缝保证因温度和湿度的降低而收缩时沿该薄弱断面断裂,从而避免产生不规则的裂缝。缩缝又可以分为不设传力杆的假缝型缝和设传力杆的假缝型缩缝。
胀缝保证板在温度升高时能部分伸张,从而避免产生路面板在热天的拱胀和折断破坏。施工缝主要用于施工间断时的路面板接头处理,通常做成平头接缝或企口缝。
纵缝是平行于混凝土路面行车方向的那些接缝。纵缝是按车道宽度划分,纵缝可以做成平缝或企口缝。
4.水泥混凝土路面的种类及各自的特点
普通混凝土路面(JPCP)所有普通混凝土路面都应设置间距较小的缩缝,在接缝处通过传力杆或集料嵌锁作用传递荷载。
钢筋混凝土路面是指为防止可能产生的裂缝缝隙张开,板内配置有纵横向钢筋(或钢丝)网的混凝土路面。
连续配筋混凝土路面的特点是沿纵向配置连续的钢筋,除了在与其它路面交接处或临近构造物附近设置胀缝以及视施工需要设置施工缝外,一般不设横缝的混凝土面层。
预应力混凝土路面。混凝土的抗拉能力差而抗压能力强。混凝土路面所需厚度由与混凝土抗拉强度有关的抗折强度控制。预先给混凝土施加一个压应力,将使车辆荷载产生的拉应力大为减少,因此混凝土所需厚度也可以减少。
组合式混凝土路面板即利用当地品质较差的材料修筑板的下层,而用品质较好的材料铺筑板的上层。以降低造价。根据双层混凝土路面上下层板之间结合程度的不同,有结合式、分离式、和部分结合式三种形式。
钢纤维混凝土路面是在混凝土中掺入一些低碳钢、不锈钢纤维或其它纤维(如塑料纤维、纤维网等),即成为一种均匀而多向配筋的混凝土。
碾压混凝土路面是一种含水率低,通过碾压施工工艺达到高密度、高强度的水泥混凝土。
5.水泥混凝土路面接缝传荷能力
接缝传荷能力的测量可以通过量测车轮荷载作用之下接缝两侧面板的边缘挠度来完成。由于混凝土路面的刚性大,挠度影响范围广,不宜用普通弯沉仪量测。可以用光学弯沉仪在6m以外,不受干涉的位置进行测量,精度为0.01mm。为了测得接缝两侧板边缘的挠度,可以采用一种专门用于测量缝边挠度差wd的“路面板挠度差仪”。测量时,将仪器底座固定在直接承重板的边缘,而百分表的测杆与非直接承重板边缘接触。当车轮压在直接承重板的接缝边缘时,用光学弯沉仪和挠度差仪顶部的“测点光标”读取w1,利用百分表读得挠度差wd,这样,便可算得,传荷系数
二、路面设计的目的和要求
1.沥青路面各层位的定义和作用
(1)封层
封层为一薄层沥青表面处治,可用作表面防水,也可在面层集料被车辆磨光而滑溜的地方提高抗滑能力。
(2)面层
面层是沥青路面的最上层,有时也称为磨耗层,通常采用密级配的HMA铺筑。它必须能承受车辆的磨损,并为之提供一个平坦而防滑的行车表面。它必须能防水,以保护整个路面和土基不致因水的作用而降低强度。如果满足不了上述要求,则建议采用封层。
(3)粘结层
联结层有时也称为沥青基层,是面层下面的沥青层。设置面层后有两方面的原因还需要设置联结层。
(4)粘层和透层
粘层的沥青用量很少,通常采用加水稀释的沥青乳液,用于保证铺筑层与已有层次之间的粘结。透层是低粘度的稀释沥青,用在即将铺设沥青层的未处治的粒料基层表面,以确保粒料基层与沥青层粘结在一起。
(5)基层和底基层
基层是直接铺筑在面层或联结层以下的材料层,它可以采用碎石、碎渣或其它未处治或未稳定的材料。基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力,并扩散到下面的垫层和土基中去。底基层是位于基层下面的材料层,并与面层、基层一起承受车轮荷载的反复作用,起次要承重作用的层次,底基层材料的强度指标要求可比基层材料略低,可使用当地材料来修筑。
(6)土基
土基顶部152mm应该翻松,并在接近最佳含水量的条件下压实至所需的密实度。压实土基可以是原地土层,也可以是经过选择的材料层。
2.排水性路面的特点和要求
排水性路面是路面内部排水的重要措施之一。与其它沥青混合料相比,最显著的特点就是具有较大的空隙率(一般为15%~20%),但由于空隙率较大,其耐老化性能、低温抗裂性能、耐久性差于同种沥青的密级配混合料。
这种路面结构有两大优点:(1)雨天能防止路表水膜的形成,提高路面粗糙度改善雨天抗滑性能;消除或减轻车尾喷水花的现象,提高驾驶员视线的清晰度,从而能明显提高车辆高速行驶的安全性。(2)具有抑制溅水现象和降低交通噪声等保护环境的功能。
(三)沥青路面、水泥路面产生破坏的原因及对策
1.沥青路面坑洞产生的主要原因及对策
沥青路面产生坑洞的原因是面层的网裂、龟裂未及时养护而逐渐形成坑洞。基层局部强度不足,在行车作用下也易产生坑洞。坑洞处治的方法是将坑洞范围挖成矩形,槽壁应垂直,在四周涂刷热沥青后,从基层到面层用与原结构相同的材料填补,并予夯实。
产生坑槽的主要原因有:①沥青混合料在施工时拌合不均匀,沥青含量相对减少,不能将矿质集料有效粘结,在高速行驶车辆轮胎的"泵吸"作用下,较细集料被吸出;②施工时混合料拌合温度太高,使沥青过早老化发脆,粘结力下降;③施工温度太低。
2.水泥混凝土路面唧泥、拱胀的产生原因与对策。
唧泥是汽车行经接缝时,由缝内喷溅出稀泥浆的现象。在轮载的频繁作用下,基层由于塑性变形累积而同面层板脱空,地面水沿接缝下渗而积聚在脱空的空隙内;在轮载作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆,并沿接缝缝隙喷溅出来。唧泥的出现,使面板边缘部分失去支承,因而往往在离接缝1.5~1.8m以内导致横向接缝。
混凝土面板在受膨胀而受阻时,某一接缝两侧的板突然向上拱起。这是由于板收缩时缝隙张开,填缝料失效,坚硬碎屑等不可压缩的材料塞满缝隙,使板在膨胀时产生较大的热压应力,从而出现纵向压曲失稳,从而向上拱起。
参考文献:
[1]石书利.《浅议城市道路工程质量问题的防治》[J].城市建设,2010,(20):95.
[2]胡向前.《城市道路工程存在的主要质量问题与管理对策》[J].山西建筑,2008,34(20):297-280.
[3]陆建军,叶海源.《城市道路常见病害的防治》[J].城市建設与商业网点,2009,(13):216-217.
[4]陈荣.《化学灌浆技术在工程中的应用》[J].山西建筑,2006,32(11):96-97.
[5]温金祥.《市政道路工程施工方法与质量控制》[J].工程技术与管理,2005.
[6]杨航丽.《城市道路施工质量控制与主要质量通病的防治》[J].太远科技,2005.