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【摘 要】随着现代物流运输的日益繁荣,道路交通量剧增,汽车轴载日益重型化,早期的水泥混凝土路面结构承载能力不足,破损现象严重,公路改建和扩建中,多利用旧水泥混凝土路面,在其上加铺沥青混凝土,以改善其使用性能。
【关键词】旧水泥混凝土;技术处理;反射裂缝;防治
随着现代物流运输的日益繁荣,道路交通置剧增,汽车轴载日益重型化,早期的水泥混凝土路面结构承载能力不足,破损现象严重,公路改建和扩建中,多利用旧水泥混凝土路面,在其上加铺沥青混凝土,以改善其使用性能。旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面曾是一种特殊的路面结构,其应力、应变特性与一般的弹性层状体系有较大的差别,质量控制涉及到旧水泥混凝土板的处理、反射裂缝的纺织、加铺层厚度控制、面层材料的选择、提高路面的抗渗透性能等关键环节。
目前在加铺沥青混凝土过程中多出现反射裂缝,进而导致面层的开裂和剥落,表面水下渗,造成路面损坏。针对以上的问题,就对水泥混凝土路面改造技术进行了以下几点看法:
1.水泥混凝土板处理
旧水泥混凝土板进行技术处理的重要性:
(1)旧水泥混凝土板受温度变化影响大,而且旧路面板存在接缝和裂缝.并常常伴有错台、断板、啃边、沉陷、脱空等损坏现象,使得复合结构中奇异部位尤为突出。以旧水泥混凝土路面做基层,应具有足够的强度与适宜的刚度。
(2)沥青混凝土路面属柔性路面,面层的强度直接取决于基层的强度,基层强度不足将直接导致面层的破坏。纵观国内水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层设计,最关键的问题是要对旧水泥路面板的处理。
2.技术处理方法
(1)对其使用状况进行全面彻底的调查,对出现的路面病害、部分结构承载力不足等进行深层次的分析。一般通过人工调查对旧水泥路的病还按段落桩号进行统计,采用探地雷达、弯沉仪对混凝土板的脱空和其结构层的均匀情况、路面承载能力进行检测评价。尤其在传荷能力较差的接缝处,板下脱空影响重大,必须对水泥混凝土路面的处置给与高度重视。
(2)其次针对不同种类的病害进行有效的处理
a、对边角破碎较深和较宽的路面,先用切割机切除损坏部分,然后浇筑同标号混凝土;对破损较浅、较窄的,可凿出5cm以上,然后用细石拌制的混凝土混合料填平。
b、对发生错台或板块网状开裂,应首先考虑是路基质量出现问题,必须将整个板全部凿除,重新夯实路基及基层,浇筑同标号混凝土;对于板块脱空、桥头沉陷、板的不均匀沉陷几弯沉较大的部位,钻穿板块,然后用水泥浆高压灌注处理。
3.反射裂缝的防治
3.1反射裂缝分类反射裂缝是指下层混凝土板的接缝或裂缝,由于温度和湿度的不断变化与车辆荷载的反复作用,在加铺层的相应位置上产生裂缝。就沥青混凝土路面开裂的原因,可分为两大类,及荷载型裂缝和非荷载型裂缝。
3.2反射裂缝成因分析通常是由于旧水泥混凝土路面接缝、裂缝处的竖向和水平位移所致。竖向位移是接缝、裂缝两侧板面由于车辆荷载作用产生的垂直方向的相对位移。水平位移是由于温度或湿度变化引起的水泥混凝土板得胀缩产生的水平方向的位移。水泥混凝土板产生的水平位移,使沥青加铺层在接缝、裂缝处产生较大的拉应力,当拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,即出现开裂。在温度、湿度应力和车辆荷载的综合作用下,裂缝不断向上发展,反射到加铺层表面。因此,需要对沥青混凝土面层反射裂缝进行综合防治。
3.3防止处理办法根据反射裂缝的机理,主要应从结构和材料两方面进行考虑。
(1)层厚度应保证超过lOcm,可有效防止受拉疲劳产生的裂缝,还可以降低车辆荷载引起的剪应力。
(2)材料中适当增加沥青用量,减少混合料空隙率,可延缓裂缝的扩展。
(3)设计采用应力吸收层,可用APP改性沥青油毡、铺设玻璃纤维格展。
(4)此外加强施工控制,保证在制备沥青混合料过程中不使沥青老化和加强碾压,使沥青混合料达到高的密实度,都有助于减少反射裂缝。
4.沥青混凝土加铺层厚度控制
4.1控制关键沥青混凝土加铺层厚度由于行车荷载和防止反射裂缝两个因素控制。旧水泥混凝土路面作为基层,强度较高,其上铺筑沥青混凝土结构层,强度满足行车荷载需要,关键是防止反射裂缝的产生。
4.2控制原则多年的研究表明,过厚的沥青混凝土面层由于温度影响会产生裂缝。因此,设计厚度标准应与一般的沥青混凝土路面设计一样,在满足承载能力的前提下,路面结构层厚度应有良好的水稳定性和高温强度,沥青混凝土面层应满足使用功能的要求,加铺层厚度首先要满足原路面纵向线型,同时为避免过多的破碎和替换混凝土板,考虑旧路局部地方下沉、部分板翘曲、旧路路面横坡度变化等情况,注意将调坡与路面现有承载力调查法相结合。
4.3控制技术量参考旧路改造一般采用两层密实型沥青混凝土结构,沥青混凝土面层的最小厚度为8—10cm的比较理想,一层为最小厚度5cm的沥青混凝土整平层,一层为4cm左右的抗滑表层,实现与其他沥青路面一样,具有良好的平整度、构造深度和密实度等。
5.沥青混凝土面层材料的选择
5.1材料分类原材料是影响沥青混凝土质量的根本所在,严格把好进场材料关对沥青混凝土生产质量将产生至关重要的影响。生产沥青混凝土所需材料为沥青、石料、填料。
5.2选材关键:
(1)材料沥青要选重交通道路石油沥青、改性沥青,其性能、指标必须符合高等级路面施工要求。
(2)集料在沥青混合料中到一个整体骨架作用来抵抗路面的变形,集料本身的强度特性、集料与沥青的粘附性、集料的棱角性和集料的基配对沥青混凝土路面的强度、高温稳定性和水稳性起决定性作用。
5.3石料应结合当地的地材情况,根据路面的使用性能和要求确定。要采用优质石料用先进的锤式破碎机生产。控制石料中的扁平状含量,扁片颗粒含量多会增加石料的表面积和沥青用量,也会降低混合料的抗形变能力。一般选破碎面积多、扁平颗粒较少的石料,并且必须达到洁净、无杂质、舞风化,具有良好的颗粒形状,抗压强度应不低于三级,压碎值小于25%,与沥青材料粘接力不低于三级。
5.4矿粉要洁净、干燥、无杂质、有30%能通过0.074cm筛,亲水系数小于1.0,外观无团粒、结块。沙的细度数为23-3.0含泥率小于1%。
6.提高沥青混凝土路面的抗渗性能
及至要保证路面结构的水稳定性和耐久性,预防水破坏是至关重要的。因此,应将路面抗渗性能作为一个重要指标来控制。尤其是粘附性有利于提高抗渗性。采用改性沥青、掺加抗剥落剂、在矿粉中掺加一定量的水泥,对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳都有明显效果。但要注意不同抗剥落剂与各种石料之间的匹配问题。当选用掺加水泥时,硬要注意确保施工实际掺加剂量的准确性。此外,要选择适当的级配范围,提高沥青用量及提高4.75-9.5mm规格集料的用量相应地都可以提高混合料的抗渗性能。
【关键词】旧水泥混凝土;技术处理;反射裂缝;防治
随着现代物流运输的日益繁荣,道路交通置剧增,汽车轴载日益重型化,早期的水泥混凝土路面结构承载能力不足,破损现象严重,公路改建和扩建中,多利用旧水泥混凝土路面,在其上加铺沥青混凝土,以改善其使用性能。旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面曾是一种特殊的路面结构,其应力、应变特性与一般的弹性层状体系有较大的差别,质量控制涉及到旧水泥混凝土板的处理、反射裂缝的纺织、加铺层厚度控制、面层材料的选择、提高路面的抗渗透性能等关键环节。
目前在加铺沥青混凝土过程中多出现反射裂缝,进而导致面层的开裂和剥落,表面水下渗,造成路面损坏。针对以上的问题,就对水泥混凝土路面改造技术进行了以下几点看法:
1.水泥混凝土板处理
旧水泥混凝土板进行技术处理的重要性:
(1)旧水泥混凝土板受温度变化影响大,而且旧路面板存在接缝和裂缝.并常常伴有错台、断板、啃边、沉陷、脱空等损坏现象,使得复合结构中奇异部位尤为突出。以旧水泥混凝土路面做基层,应具有足够的强度与适宜的刚度。
(2)沥青混凝土路面属柔性路面,面层的强度直接取决于基层的强度,基层强度不足将直接导致面层的破坏。纵观国内水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层设计,最关键的问题是要对旧水泥路面板的处理。
2.技术处理方法
(1)对其使用状况进行全面彻底的调查,对出现的路面病害、部分结构承载力不足等进行深层次的分析。一般通过人工调查对旧水泥路的病还按段落桩号进行统计,采用探地雷达、弯沉仪对混凝土板的脱空和其结构层的均匀情况、路面承载能力进行检测评价。尤其在传荷能力较差的接缝处,板下脱空影响重大,必须对水泥混凝土路面的处置给与高度重视。
(2)其次针对不同种类的病害进行有效的处理
a、对边角破碎较深和较宽的路面,先用切割机切除损坏部分,然后浇筑同标号混凝土;对破损较浅、较窄的,可凿出5cm以上,然后用细石拌制的混凝土混合料填平。
b、对发生错台或板块网状开裂,应首先考虑是路基质量出现问题,必须将整个板全部凿除,重新夯实路基及基层,浇筑同标号混凝土;对于板块脱空、桥头沉陷、板的不均匀沉陷几弯沉较大的部位,钻穿板块,然后用水泥浆高压灌注处理。
3.反射裂缝的防治
3.1反射裂缝分类反射裂缝是指下层混凝土板的接缝或裂缝,由于温度和湿度的不断变化与车辆荷载的反复作用,在加铺层的相应位置上产生裂缝。就沥青混凝土路面开裂的原因,可分为两大类,及荷载型裂缝和非荷载型裂缝。
3.2反射裂缝成因分析通常是由于旧水泥混凝土路面接缝、裂缝处的竖向和水平位移所致。竖向位移是接缝、裂缝两侧板面由于车辆荷载作用产生的垂直方向的相对位移。水平位移是由于温度或湿度变化引起的水泥混凝土板得胀缩产生的水平方向的位移。水泥混凝土板产生的水平位移,使沥青加铺层在接缝、裂缝处产生较大的拉应力,当拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,即出现开裂。在温度、湿度应力和车辆荷载的综合作用下,裂缝不断向上发展,反射到加铺层表面。因此,需要对沥青混凝土面层反射裂缝进行综合防治。
3.3防止处理办法根据反射裂缝的机理,主要应从结构和材料两方面进行考虑。
(1)层厚度应保证超过lOcm,可有效防止受拉疲劳产生的裂缝,还可以降低车辆荷载引起的剪应力。
(2)材料中适当增加沥青用量,减少混合料空隙率,可延缓裂缝的扩展。
(3)设计采用应力吸收层,可用APP改性沥青油毡、铺设玻璃纤维格展。
(4)此外加强施工控制,保证在制备沥青混合料过程中不使沥青老化和加强碾压,使沥青混合料达到高的密实度,都有助于减少反射裂缝。
4.沥青混凝土加铺层厚度控制
4.1控制关键沥青混凝土加铺层厚度由于行车荷载和防止反射裂缝两个因素控制。旧水泥混凝土路面作为基层,强度较高,其上铺筑沥青混凝土结构层,强度满足行车荷载需要,关键是防止反射裂缝的产生。
4.2控制原则多年的研究表明,过厚的沥青混凝土面层由于温度影响会产生裂缝。因此,设计厚度标准应与一般的沥青混凝土路面设计一样,在满足承载能力的前提下,路面结构层厚度应有良好的水稳定性和高温强度,沥青混凝土面层应满足使用功能的要求,加铺层厚度首先要满足原路面纵向线型,同时为避免过多的破碎和替换混凝土板,考虑旧路局部地方下沉、部分板翘曲、旧路路面横坡度变化等情况,注意将调坡与路面现有承载力调查法相结合。
4.3控制技术量参考旧路改造一般采用两层密实型沥青混凝土结构,沥青混凝土面层的最小厚度为8—10cm的比较理想,一层为最小厚度5cm的沥青混凝土整平层,一层为4cm左右的抗滑表层,实现与其他沥青路面一样,具有良好的平整度、构造深度和密实度等。
5.沥青混凝土面层材料的选择
5.1材料分类原材料是影响沥青混凝土质量的根本所在,严格把好进场材料关对沥青混凝土生产质量将产生至关重要的影响。生产沥青混凝土所需材料为沥青、石料、填料。
5.2选材关键:
(1)材料沥青要选重交通道路石油沥青、改性沥青,其性能、指标必须符合高等级路面施工要求。
(2)集料在沥青混合料中到一个整体骨架作用来抵抗路面的变形,集料本身的强度特性、集料与沥青的粘附性、集料的棱角性和集料的基配对沥青混凝土路面的强度、高温稳定性和水稳性起决定性作用。
5.3石料应结合当地的地材情况,根据路面的使用性能和要求确定。要采用优质石料用先进的锤式破碎机生产。控制石料中的扁平状含量,扁片颗粒含量多会增加石料的表面积和沥青用量,也会降低混合料的抗形变能力。一般选破碎面积多、扁平颗粒较少的石料,并且必须达到洁净、无杂质、舞风化,具有良好的颗粒形状,抗压强度应不低于三级,压碎值小于25%,与沥青材料粘接力不低于三级。
5.4矿粉要洁净、干燥、无杂质、有30%能通过0.074cm筛,亲水系数小于1.0,外观无团粒、结块。沙的细度数为23-3.0含泥率小于1%。
6.提高沥青混凝土路面的抗渗性能
及至要保证路面结构的水稳定性和耐久性,预防水破坏是至关重要的。因此,应将路面抗渗性能作为一个重要指标来控制。尤其是粘附性有利于提高抗渗性。采用改性沥青、掺加抗剥落剂、在矿粉中掺加一定量的水泥,对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳都有明显效果。但要注意不同抗剥落剂与各种石料之间的匹配问题。当选用掺加水泥时,硬要注意确保施工实际掺加剂量的准确性。此外,要选择适当的级配范围,提高沥青用量及提高4.75-9.5mm规格集料的用量相应地都可以提高混合料的抗渗性能。