沥青混凝土加铺层

关键词：

沥青混凝土加铺层（精选十篇）

沥青混凝土加铺层 篇1

1 沥青加铺层设计

1.1 沥青加铺层类型和厚度的设计, 应根据公路等级、交通量、气候条件和投资状况, 结合已有经验确定加铺层厚度。

沥青面层可由单层或双层组成, 视具体情况增加调平层。C级以上交通的公路加铺沥青层的结构厚度, 一般宜为100~180mm, 其他公路宜为70~100mm。按本规范有关规定考虑路面结构排水和防水要求。在旧水泥混凝土路面上加铺沥青层时, 宜用热沥青或改性乳化沥青、改性沥青做粘层, 同时为防止渗水、减缓反射裂缝, 加强层间结合, 宜铺设长纤维无纺聚脂类土工布, 或聚合物改性沥青应力吸收膜或设置应力吸收层, 以提高抗疲劳性能。

1.2 破碎板的沥青面层补强设计

当原路面板接缝或裂缝处平均弯沉大于0.45mm以上时, 宜打裂旧路面, 消除旧混凝土板脱空, 与基层紧密结合、稳定后, 再加铺结构层。当原路面板接缝或裂缝处平均弯沉大于0.7mm或旧混凝土板较破碎时, 可将原路面板破碎成30~100cm的小块, 作为下基层或底基层用。采用贝克曼弯沉仪或落锤式弯沉仪测定其当量回弹模量, 按规范9.1节规定设计补强层和沥青层。

2 沥青混凝土加铺层一般要求

沥青混凝土加铺层要求旧混凝土路面稳定、清洁, 对面板损坏部分必须维修。

3 反射裂缝的防治

反射裂缝的防治可采用土工格栅、油毡、土工布、切缝填封橡胶沥青或做二灰碎石、水泥稳定粒料层。

3.1 采用土工格栅施工规定

混凝土面板应洁净干燥, 在其上洒黏层沥青, 沥青用量为0.4~0.6ks/m2;用1~2cm沥青砂调平旧混凝土路面, 宜采用玻璃纤维格栅压入沥青调平层, 目前常用的玻璃纤维格栅有带自黏胶和不带自黏胶两种。带自黏胶的可直接在乎整清洁的路面上铺设, 不带自黏胶的通常采用水泥钉加垫片固定;玻璃纤维格栅铺设可由拖拉机或汽车改装的专用设备进行铺设, 也可继续人工铺设。铺设前应使胶面向下, 铺设应保持其平整、拉紧, 不得有起皱现象, 使格栅具备有效的张力, 铺完一层再用干净的胶轮压路机碾压一遍。玻璃纤维格栅铺设时, 要求气温大于10℃, 沥青加铺层的最小厚度为4cm;采用膨胀螺丝加垫片固定格栅端部;格栅纵、横向的搭接部分不小于20cm, 纵向搭接应根据沥青摊铺方向将前一幅置于后一幅之上;格栅中部在混凝土面板纵、横缝位置及两外侧边缘用铁钉加垫片固定;固定格栅时不能将钉子钉在玻璃纤维上, 也不能用锤子直接敲击玻璃纤维, 固定后如发现钉子断裂或铁皮松动, 则需重新予以固定;玻璃纤维格栅铺设固定完成后, 必须用胶轮压路机进行适度碾压稳定, 使格栅与原路表面黏结牢固;玻璃纤维格栅背胶易溶于水, 雨天或路面潮湿时不得进行施工。因为玻璃纤维格栅有刺激性, 所以施工时作业人员应戴防护手套;在玻璃纤维格栅铺设过程中, 若发现路面有较小的坑塘时, 可将铺好的格栅在对应坑塘的部分剪开, 并用沥青混凝土填平, 以便在铺上层沥青混合料时能保证其具有均匀的压实度。

3.2 采用聚酯改性沥青油毡施工规定

将油毡切割成50cm宽的长条带;用压缩空气清除表面杂物和灰尘, 在接缝内灌入接缝材料;将油毡铺放在接缝处, 缝两侧各25cm, 薄膜面朝下, 然后用喷灯烘烤油毡底面, 当烘烤到薄膜熔化, 毡底有光泽并发黑, 有一层薄的熔融层时, 再用推杆压实油毡, 使油毡与底层黏结, 按此方法铺好第一卷;在油毡接头搭接部分, 结合部搭接宽度为10cm, 用喷灯烘烤后将油毡压紧, 用汽油喷灯烘烤油毡, 当油毡处于熔融状态后压实, 要使上、下层油毡紧密结合在一起;在沥青层摊铺前, 用一层沥青砂覆盖油毡表面;非施工车辆不得在油毡上行驶, 若发现油毡脱皮, 使用喷灯烘烤, 用推杆压实。

3.3 采用土工布施工步骤

3.3.1 凿平板块错台部位。

3.3.2 喷洒黏层热沥青, 其温度为150~170℃, 沥青用量为0.4~0.6ks/m2, 黏层沥青喷洒范围要比土工布宽5~10cm。

3.3.3 在一端用垫片加水泥钉固定土工布, 然后拉紧、铺平粘贴土工布。

3.3.4 将支撑棒插入土工布卷调节制动器, 然后提高布卷, 展开大

约5~10m土工布, 土工布卷一端与路面边缘成一直线, 拉紧土工布, 然后将土工布放下, 铺在黏层沥青上。

3.3.5 在~32布首尾相接处, 沿铺布方向搭接15cm, 土工布连接

处应喷洒黏层沥青, 相邻两卷土工布边与边的搭接也应沿铺布方向搭接, 要确保土工布浸透沥青, 土工布施工温度要大于10。在弯道上摊铺土工布, 可用剪刀将土工布剪开, 然后再搭接起来。

3.3.6 土工布铺好后, 沥青混凝土摊铺应立即开始, 每天铺完土工布的路段应同时完成沥青混凝土的摊铺。

同时应采用全路幅施工, 以避免产生纵向施工缝。

3.3.7 严禁非施工车辆在土工布上行驶, 沥青混凝土运料车, 不得在土工布上转弯、掉头、刹车, 只能在土工布上倒行。

3.3.8 沥青混凝土应采用10t以上的压路机碾压。

3.4 在沥青路面上对应水泥混凝土横向接缝处切缝、灌接缝材料可按下列步骤进行:

3.4.1 按旧水泥混凝土路面平面图, 确定水泥混凝土板的接缝位置。

3.4.2 在沥青面层已定位的接缝上方, 锯深1.5cm、宽0.5cm的缝。

3.4.3 用压缩空气将锯缝清理干净, 并保持干燥。

3.4.4 灌填橡胶沥青。

3.4.5 做二灰碎石、水泥稳定碎石上基层:基层厚度不小于15cm, 基层施工按《公路路面基层施工技术规范》 (JTJ034-2000) 执行。

结束语

通过在混凝土路面上加铺沥青混凝土面层, 可以有效地改善道路的使用品质, 延长路面的使用寿命, 提高路基的稳定性和沥青路面的水稳定性。

摘要：随着使用寿命的原因, 很多水泥混凝土路面已经达不到当初所设计的使用性能要求, 对水泥混凝土路面进行加铺沥青层的技术措施, 有十分重要的现实意义。重点阐述了混凝土路面在加铺沥青层施工中的技术问题。

关键词：沥青,混凝土,加铺层,施工,技术

参考文献

[1]JTG F40-2004.公路沥青路面施工技术规范[S].

沥青加铺层反射裂缝形成机理研究 篇2

沥青加铺层反射裂缝形成机理研究

反射裂缝是旧水泥混凝土路面沥青加铺路面的主要病害之一,直接影响了路面的使用功能和使用寿命.反射裂缝导致面层开裂、剥落,路面水沿裂缝下渗,使路面发生损坏.因此延长旧水泥路面沥青加铺层的使用寿命,减少沥青路面的反射裂缝是沥青加铺层设计面临的.主要问题.本文在深入分析反射裂缝形成机理的基础上,提出了反射裂缝的预防及治理措施.

作 者：张正亚 张娇娜 李尤 赵远龙 ZHANG Zheng-ya ZHANG Jiao-na LI You ZHAO Yuan-long  作者单位：武汉工业学院,交通研究所,湖北,武汉,430023 刊 名：武汉工业学院学报 英文刊名：JOURNAL OF WUHAN POLYTECHNIC UNIVERSITY 年，卷(期)： 29(1) 分类号：U416.217 关键词：反射裂缝   旧水泥砼路面   形成机理  

小议市政工程中沥青路面加铺层设计 篇3

关键词：市政工程 沥青路面 质量 技术控制 设计 补强

中图分类号：U416.217文献标识码：A文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-01

沥青路面上加铺沥青混凝土加铺层由于旧路面和加铺层都采用柔性材料可采用弹性层状体系理论计算加铺层厚度把旧路面上测得的弯沉值换算为旧路面当量回弹横量。按照规定，沥青路面翻修的主要方法是在沥青路面上加铺沥青混凝土加铺层，由于旧路面和加铺层都采用柔性材料加铺层设计可以应用弹性层状体理论按照新路面进行设计。此时，需要在现有市政道路采集各路段土基的材料的弹性模量、路面厚度及回弹模量等技术指标，但是，这些工作不能很快地完成，还需要得到这些参数再进行大量的实验才能完成，在目前的市政道路上很容易进行弯沉测量，实验工作可以实现自动化，如果使用自动弯沉仪能够较迅速地完成。因此，加铺设计普遍地采用以弯沉为指标的方法，可对目前现有路面测得的弯沉引用当量回弹模量的概念换算为假设的路基模量，再用层状体系理论的弯沉公式进行加铺计算，市政道路沥青路面设计规范规定，加铺层设计方法是采用当量回弹模量法把原本是层状体系的现有路面看作是表面有相同弯沉的均质路基的弹性模量。加铺设计时，先对原有路面的当量回弹模量进行计算，若加铺单层时，以双层弹性体系为设计计算的力学模型，加铺n-1层时以n层弹性体系为力学模型计算。加铺设计时，仍以设计弯沉值作为路面整体刚度的控制指标；对于城市主干路以上的道路还应验算加铺层层底拉应力、容许应力、各加铺层层底拉应力以及设计弯沉值并以弯沉综合修正系数及加铺层材料参数来确定与新建路面设计的各项规定相同。

1 沥青路面结构状况调查与评定

在调查与评定使用中路面的结构状况时，要对其判断是否需要补强或预估剩余使用寿命，这样做主要是了解路面现有结构状况和强度，分析路面损坏的原因及提出处理措施。

1.1 路面状况调查

对现有路面状况进行交通调查，其目的是对于车型组成及当前的交通量进行实地观测，通过调查分析预估交通量增长趋势来确定年平均增长率。路基状况调查包括调查地下水位、沿线路基土质、地面排水情况、填挖高度等要素从而确定路基干湿类型和土组，需量测路基和路面宽度、取样试验及开挖试坑进行量测并要详细记载路表状况及路拱大小，对路面修建和养护历史进行详细的调查并对路面的病害和破坏应详加记述并分析产生原因。

1.2 路面承裁能力评定

通常采用测量路表轮隙回弹弯沉的方法对路面结构强度的进行评定。由于路面在一年内的不同时期具有不同的强度，而经补强设计的路面必须保证在最不利季节具有良好的使用状态，因此原有路面的弯沉值应在不利季节测定，若在非不利季节测定，应按各地的季节影响系数进行修正。如在原砂石路面上加铺沥青面层时，因补强后对路基的湿度有影响，路基和基层中的水分蒸发较以前困难，致使路基和基层中湿度增加，弯沉增大强度降低。补强层的计算方法很多，可分为经验法和理论法两大类。经验法是以补强试验路资料为基础进行归纳总结的方法，其实用简便，但使用有一定的局限性。理论法则以力学分析为基础，结合交通、环境和材料等特性，对理论计算结果进行修正的方法。我国、现行路面设计规范对补强层厚度的计算都采用理论法。

2 沥青混合料的摊铺技术措施

2.1 原路面当量回弹模量的计算

采用理论法计算补强层厚度的关键问题是如何确定原有路基路面体系的计算回弹模量。若大量进行现场承载板试验，显然不太现实。若能利用便于大量测定的路表弯沉值进行求解，则比较可行。将原路基路面结构体系视作表面计算弯沉相等的弹性均质体，利用弹性半空间体表面在圆形刚性承载板下的荷载一弯沉关系式，并考虑计入承载板测定的弯沉与汽车测定的弯沉间的差异及补强层材料的影响。

2.2 加铺层设计

加铺层厚度与结构组合设计应与纵横断面设计相结合，路面厚度设计应考虑路面纵坡是否顺适、与周围环境是否协调等情况进行综合分析确定。加铺层的结构类型，可根据公路等级、交通量、当地经济条件和已有经验，选用一层或多层沥青混合料或半刚性基层、组合式基层、柔性基层、贫混凝土基层等结构。计算原有路面的当量回弹模量。拟定结构组合方案及设计层位，确定各加铺层的材料参数。根据加铺层的类型确定设计指标。当以路表回弹弯沉为设计指标时，弯沉综合修正确定。设计层的厚度采用弹性层状体系理论设计程序计算。对于季节冰冻地区，中湿与潮湿路段，还应验算防冻厚度。

3 结语

路面设计主要包括结构组合、材料组成设计和厚度确定三个方面。虽然路面结构设计主要讨论结构组合和厚度确定，但结构组合时必须考虑各结构层组成材料的特性和要求，而确定所需厚度时离不开合理选取材料参数。合理的路面结构组合是保证路面使用性能的基础。组合时，必须综合考虑交通荷载、环境温度和湿度、支承条件、组成材料特性、各结构层的功能要求和协调作用等各个方面，并充分吸收已有的设计和使用经验。沥青路面的损坏现象、机理和肇因十分复杂，因此路面结构设计只能选用多种指标，分别控制不同的损坏模式。不同设计方法根据对路面主要损坏现象的认识和分析，选用不同的设计指标。本章主要介绍我国公路沥青路面设计规范中采纳的设计方法，它是以弹性层状体系理论为基础的力学一经验设计法。该法以路表弯沉作为路基路面整体承载能力的控制指标，以整体性材料层底的拉应力作为疲劳开裂的控制指标，进行结构厚度的设计。要使设计结果能同实际相符，路面结构设计方法就要能全面地反映材料、环境、荷载和土基状况等因素对结构性能的影响，所以，必须收集足够的交通、土质、气象和水文资料，并在同实际工作环境相符的条件下对所用材料进行物理力学性质试验，获取可靠的材料参数。而要做到这一点，是非常困难的。因此，现有设计方法都存在不完善之处，还有待随着研究工作的深入和实践经验的积累，不断进行修正、补充和完善。

参考文献

[1]梅宇涛，许明娟，汤晓慧.沥青路面就地热再生经济性分析[J].山西建筑，2010（17）.

[2]刁兆锋.浅谈沥青路面早期病害的防治措施[J].黑龙江交通科技，2009（9）.

沥青混凝土加铺层 篇4

1 反射裂缝形成的原因及其减缓措施

在旧水泥路面上加铺沥青混凝土层时, 由于接缝、裂缝的存在, 使旧水泥混凝土路面作为基层的整体强度降低;并且在环境温度的变化和外力载荷的作用下, 使沥青加铺层处于复杂的三维应力状态下, 在这种三维应力的作用下, 原水泥混凝土路面的接缝和裂缝处的水平位移通过力的传递作用, 在接缝和裂缝上方的新铺沥青层内出现应力集中, 将旧水泥路面的裂缝反射上来, 从而形成反射裂缝。

反射裂缝产生的原因很多, 如温度变化、载荷作用、温度和荷载共同作用等。而大量的研究表明, 温度变化引起的水平位移是产生反射裂缝的主要原因。

反射裂缝一直是水泥混凝土路面加铺沥青层的关键问题, 目前国内外采用了许多方法来减缓反射裂缝反射到路表面的时间, 减少路表水通过裂缝对基层和路基的侵蚀破坏。在本工程中, 经综合论证后决定对沉降较大的部分路段, 采用铺设土工布以减缓反射裂缝的产生, 路面加铺结构示意图详见图1。

土工布是一种采用特殊的挤压和定向拉伸技术加工而成, 用于防止反射裂缝的土工合成材料, 主要有聚乙烯土工布、平布、有纺土工布和无纺土工布等。本工程使用的是无纺土工布, 它具有较高的拉伸模量和抗拉强度、膨胀系数低、尺寸稳定性好等优点。因此, 土工布的使用, 有效地改善了路面结构应力的分布, 缓解了接缝或裂缝处的应力集中, 将应力向水平方向分布, 防止和减少沥青加铺层各种裂缝的产生, 如疲劳、低温收缩开裂、高温车辙、由下面层裂缝引发的反射裂缝等, 从而提高了路面质量, 延长了路面使用寿命。

土工布具有热稳定性, 不易收缩和起皱, 由于表面粗糙, 施工时车辆通过不易被粘起。

土工布有较强的沥青浸渍能力, 与粘层油结合后能形成一个理想的渗透层, 具有良好的防水和保温作用, 使旧水泥混凝土路面、土工布与加铺沥青层形成一个整体, 有效减缓反射裂缝的产生, 提高沥青加铺层寿命, 减少沥青加铺层的养护费用。

同时, 铺设土工布减缓反射裂缝相当于铺设约3Omm的沥青混凝土的效果, 所以使用土工布还可有效减少加铺沥青层的厚度, 因而是一种比较经济的减缓反射裂缝的措施。

2 土工布施工工艺

2.1 土工布的技术要求

⑴良好的耐温性。沥青混合料热铺时的温度为150℃左右, 故要求土工布材料在该温度下不仅不会熔化或软化, 且能保持正常工作。经验表明, 聚酯土工织物耐温性能最佳。

⑵良好的粘层油吸附性。正常的施工步骤是先在旧水泥混凝土路面上均匀喷洒粘层油, 再铺织物间层, 然后在其上热铺面层。热铺面层应能吸收织物下的粘层油使其达到饱和, 故要求织物具有良好的吸附能力。

⑶良好的柔韧性。材料具有良好的柔韧性能, 可有效吸收裂缝的拉应力, 能阻止拉力向上传递。材料的柔性体现在其抗拉强度和延伸率两个指标的乘积上;韧性体现在材料的局部承载能力上, 材料的顶破强度可反映这一性能。

⑷均匀性。产生沥青路面裂缝拉应力的方向是异向的, 事先很难确定, 这就要求用于防治反射裂缝的材料强度无明显方向性, 即要求材料具有抗拉强度的各向均匀性。对于经纬两向的强度比, 建议编织物不大于1.5, 无纺织物不大于1.2。

综合考虑以上的技术要求, 本工程选用了POLYFELT GEOSYN-THEIKS生产的PGM14长丝纺针刺非织造土工布, 其性能详见表1。

2.2 下承层准备

对旧水泥混凝土面板应按要求测量其弯沉值, 确保两相邻板间弯沉差控制在0.O6mm以内, 否则要作灌浆处理。

对接缝应用切缝机将旧的填缝材料切除, 重新填入填缝材料;对宽度大于10mm的裂缝也应使用填缝料填补 (不可使用膨胀率不达标的材料) 。

对于水泥混凝土面板接缝错合处, 应用铣刨机将接缝铣刨平顺。

最后用人工清扫或用水清洗旧水泥混凝土路面, 保证路面无污染, 杂物清除干净。

2.3 粘层油

粘层油的用量将直接影响土工布防治反射裂缝的能力。用量过大, 会降低土工布表面的摩擦系数, 车辆通过时易打滑, 其与沥青加铺层的粘结力也将降低;用量过少, 土工布与旧水泥混凝土路面和沥青加铺层之间不能形成一个良好的整体, 从而影响其缓解应力集中的效果。粘层油的用量, 应根据土工布的性能、旧水泥混凝土路面状况等因素通过试验确定。

本工程粘层油选用6O%的SBS改性乳化沥青, 粘层油采用沥青洒布车洒布, 沥青洒布车特点是洒布量大, 速度快。粘层油洒布量为0.9～1.2Kg/m2, 采用洒布车灌油每次过磅, 总量控制的方法。洒布时采用半幅分两次施工的方案, 施工时应保证搭接边缘处的喷洒油量, 搭接宽度控制在20cm左右, 洒布时要求车速均匀。改性乳化沥青洒布后, 现场应无空白、缺角, 对个别改性乳化沥青沉积的地方, 应将多余的改性乳化沥青刮除, 确保均匀。

2.4 铺设土工布

土工布可采用机械或人工铺设, 而本工程采用机械铺设, 机械由ZL50装载机改装而成。待改性乳化沥青即将完全破乳时, 将土工布横向拉展紧压在机械的橡胶板下, 开始铺设, 控制铺设速度在6m/min左右。铺设时不允许出现褶皱, 铺设机械上应安排3～4名工作人员及时将土工布横向拉展。土工布铺设后要安排工作人员及时检查、处理打皱和被轮胎粘起的土工布。

2.5 土工布的搭接

土工布横向搭接宽度为8～10cm, 并根据摊铺方向, 将后一幅端部压在前一幅的末端之下;纵向搭接宽度为4～5cm。纵向搭接和横向搭接处可采用固定器固定, 也可采用粘层油固定。

3 注意事项

3.1 气候条件

土工布防治反射裂缝的性能主要受接缝和裂缝在水平方向位移量大小的影响。在低温或水泥混凝土面板长度较大时, 如果季节温差大于40℃, 将导致接缝和裂缝水平方向的位移较大, 土工布缓解应力集中的能力降低, 从而产生反射裂缝。土工布防治反射裂缝的效果将不再有效, 应采用其它材料。

3.2 土工布厚度和强度

作为加强层的土工布要有一定的厚度, 厚度为2mm左右效果比较理想, 并且其弹性模量应比在上面加铺的沥青混凝土的大。

3.3 其它

土工布铺设过程中, 应封闭交通, 除施工车辆外, 其他车辆只有在紧急情况下才允许在铺好的土工布上缓慢通过。施工过程中应避免车辆在土工布上转弯、掉头或急刹车;禁止现场工作人员在铺好的土工布上吸烟或乱扔脏物, 污染土工布。

4 结语

反射裂缝是在水泥混凝土路面加铺沥青混凝土层的一个通病, 必须引起重视。实践证明, 土工布可与旧水泥混凝土路面和沥青加铺层形成一个良好的整体, 有效缓解反射裂缝的产生。即使产生了裂缝后, 浸渍了沥青的土工布依然可以保持完整, 还可有效防止进入裂缝的水侵入基层。因此, 采用土工布是防治沥青混凝土加铺层出现反射裂缝的一种经济有效、简便易行的措施。

摘要：水泥混凝土路面的各种病害日益加剧, 在旧路面上加铺沥青层是目前改善原有路面使用性能和提高承载能力的一项常用措施。

水泥混凝土路面的沥青加铺技术 篇5

水泥混凝土路面的沥青加铺技术

在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层,对于节约工程投资和有效利用旧水泥砼路面具有一定的意义.然而,此举也易出现反射裂缝等问题,因此探讨解决这些问题的对策,有利于提高水泥混凝土路面的`沥青加铺技术.

作 者：穆恬恬 作者单位：沧州市公路管理处养路科,河北,沧州,061000刊 名：交通标准化英文刊名：TRANSPORT STANDARDIZATION年，卷(期)：“”(10)分类号：U416.217关键词：混凝土 沥青 加铺

沥青混凝土加铺层 篇6

关键词：旧水泥混凝土路面；沥青层加铺设计；反射裂缝

前言

旧水泥混凝土路面由于最近几年车辆的不断增多以及车载重量的增加，道路处于超负荷状态，导致旧水泥混凝土路面的严重破损。在修复改造设计时，由于沥青面层施工周期短以及舒适等特点，加铺沥青面层是目前改善此种道路的首选方案。在旧水泥路面加铺沥青层首先的工作是评定路面使用状况，再进行加铺设计及计算。

一、水泥混凝土路面状况评定

旧水泥混凝土路面结构以及损坏状况是加铺沥青面层设计的重要依据，设计之初对路面的损坏状况进行调查及评价，再提出处理对策。旧水泥混凝土路面一般采用下述指标进行评定：

（一）路面状况指数（PCI）

旧水泥混凝土路面损坏类型可分为裂缝类、接缝类、变形类、松散类等，根据PCI值可划分为优、良、中、次和差5个等级进行评价。评价标准如表1。

（1）

上式中i、j分别为损坏类型和严重程度，n为损坏类型总数；m1为i类型的严重程度等级 为i类型j种程度的扣分值， 为多种损坏时i类损坏j种程度的修正权数。

（二）脱空值

应用弯沉和探地雷达两种检测方法进行检测，对板底脱空的程度采用面积及高度表示。实际计算时建议采用脱空值V作为评价指标。其计算公式为：

（2）

上式中：V为脱空值，cm3：h为脱空区高度，cm：A为脱空区面积，cm2。将脱空值的大小划分为轻、中、重3个等级，一般而言，板角脱空更具危害性，当采用弯沉检测法时，可采用板边实测弯沉作为指标，评定标准如表2所列。采用弯沉作为评定标准时，也要辅助以人工感观，以提高准确性。

（三）接缝性能指数

接缝的使用性能包括传荷能力和基层的支承能力。建议采用接缝性能指数评价接缝的使用性能，其计算公式为：

（3）

上式中：W1和W2分别为接缝两侧有轮载作用下的板边弯沉值和无轮载作用r的板边弯沉值。式（2）中的第一项表示接缝的传荷能力，第二项表示接缝处的基层支承能力。根据S值的大小，将接缝的使用性能分为优、中、差3个等级，其评定标准如表3所示。

二、加铺层厚度计算

旧水泥混凝土路面实施沥青混凝土加铺层设计时，旧水泥混凝土板存在断缝，较难采用力学分析方法，但国内在力学法计算方面不断有相关的研究成果，如“有（限嵌锁）接缝、（可脱空）叠层板”模式、二维、三维有限单元分析等。在缺乏准确计算手段的情况下，经验计算也可作为一种加铺层厚度计算参考，以下介绍几种经验计算方法：

（一）破碎一稳固法

针对破碎严重的水泥混凝土路面，可以采用破碎一稳固法实施加铺层设计。具体步骤为：

（1）将原水泥混凝土板块破碎成30cmx30cm以下的板块；

（2）采用振动压路机碾压，使其与基层充分接触；

（3）采附水泥砂浆进行稳固，增设一定的半刚性基层；

（4）铺筑沥青面层。

将破碎的旧水泥涅凝土路面层板作为底基层，采用弯沉测定反算破碎层的抗压模鼠，按半刚性基层沥青路面设计方法确定基层厚度。沥青面层的厚度宜为9—18cm。

（二）AASHTO法

美国AASHTO的路面设计采用补足厚度缺额的概念确定沥青混凝土加铺层的厚度，其计算公式为：

（4）

（5）

上式中：B为水泥混凝土层厚与沥青混凝土层厚的当量转换系数。是水泥混凝土厚度缺额的函数，由下式确定：

（6）

式中：C1—为考虑损坏接缝和裂缝是否修复的系数，加铺前已进行全厚度修补时为1.0，否则按每公里未修复接缝和裂缝的数量在0.6-1.0范围内取值；

C2—为考虑旧面层是否存在耐久性问题的系数，无耐久性问题时为1.0，有耐久性裂缝但未碎裂时为0.96～0.99.有少量碎裂時为0.88～0.95，严重碎裂时为0.80～0.87；

C3—为疲劳损坏程度的系数，少量横向裂缝板（<5%）时为0.97～1.0，较多横向裂缝板（5～15%）时为0.91～0.96，大量横向裂缝板（>5% ）时为0.90～0.93。

h-----新路面所需的厚度

he--------旧路面有效厚度

h d ----按现有地基承载力和未来交通要求，由新建混凝土面路设计方法确的单层混凝土面层所需要的厚度（cm）

h n----旧混凝土面层厚度（cm）

三、沥青混凝土加铺厚度和结构型式

当旧混凝土路面的损坏状况和接缝能力评定等级为优良或中时，可以采用沥青混凝土加铺层。加铺层铺筑前应更换破碎板。修补和填封裂缝，磨平错台，压浆填封板底脱空，清除旧水泥视凝土路面层表面的松散碎屑、油迹或轮胎擦痕，剔除接缝中失效的填缝料和杂物，并重新封缝。

行车荷载和防止反射裂缝决定沥青混凝土加铺层厚度，经处理的旧水泥混凝土路面层作为沥青加铺层的基层，其刚度一般较大，基层上的弯沉较小，因此按设计弯沉控制的沥青加铺层的厚度不需要太厚。因此，设计厚度标准应与一般的沥青混凝土路面设计一样。城市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8～1Ocm较理想。

根据旧水泥混凝土路面的使用性能评定结果，表4列出几种结构型式供设计参考，表中沥青面层采用SMA-13。

四、防止反射裂缝对策

（1）提高沥青加铺层的抗裂性措施，主要采用低稠度的优质沥青，在混合料拌和过程中保证沥青不过多氧化：提高沥青混合料压实度；增加沥青含量。

（2）大板加铺沥青面层方案中，对于旧混凝土路面病害处理是至关重要的，妥善处理旧路病害可有效防止路面反射裂缝。加强原有路面裂缝的处理，对宽度大于6mm的裂缝需填缝处理；对脱空的水泥混凝土板实施压浆；破碎水泥混凝土板应进行换板，若基层损坏严重应同步改造。新板与相邻板间应钻孔植筋设置拉杆及传力杆，加强接缝传荷能力，减小板缝弯沉差。

（3）设置应力消减夹层，如橡胶沥青、土工织物、土工格栅夹层、科氏（KOCH）反射裂缝应力吸收系统（Strata） ，瑞士Geovlies系统应力吸收膜等。

（4）设置裂缝松弛层厚8cm以上开级配沥青混凝上底层。裂缝松弛层应与排水层相通，使水能迅速排出。

五、结束语

沥青混凝土加铺层 篇7

在循环荷载作用下,裂缝长度a随荷载循环次数N的增加而加大,典型的a-N变化曲线如图1所示。

疲劳裂缝扩展速率da/dN,即荷载每循环一次所对应的裂缝扩展量,在疲劳裂缝扩展过程中da/dN不断变化,显然,每一瞬时的da/dN即为a-N曲线在该点的斜率。

疲劳裂缝扩展速率da/dN受裂缝前缘的交变应力场控制,主要用如下两个参量描述:

(1)裂缝尖端的交变应力强度因子范围ΔK(K=Kmax-Kmin)

Kmax为交变荷载的最大荷载Pmax作用下在裂缝尖端产生的应力强度因子;Kmin为交变荷载的最小荷载Pmin作用下在裂缝尖端所产生的应力强度因子。K是da/dN的最重要和最基本的参量。因此,通常da/dN均表示为ΔK的函数。

当R≥0时,相同ΔK对应的da/dN通常随R的增大而增大。

当R<0时,交变荷载中含一部分压缩荷载。通常认为压缩荷载部分对裂缝扩展的影响可以略去。可认为相当于ΔK=Kmax,R=0。实际上压缩荷载部分对裂缝扩展有一定的加速作用,有时对这种负载加速作用也要予以考虑。

典型的da/dN随ΔK变化的曲线在双对数坐标内呈现图1.2的形状。图中曲线表明,da/dN-K曲线一般分为三个阶段,即低速裂缝稳定扩展阶段I,中速裂缝稳定扩展阶段II和高速裂缝快速扩展阶段III。阶段I的曲线存在一条垂直渐近线ΔK=ΔKth。ΔKth称为疲劳裂缝扩展应力强度因子门槛值范围。当ΔK<ΔKth时,疲劳裂缝的扩展停止。阶段III的曲线也存在一条垂直渐近线ΔK=ΔKc,ΔKc=Kc(1-R),Kc即为材料的断裂韧度。显然第III阶段da/dN相当大,它在构件疲劳裂缝扩展寿命中所占的比例很小,因此,对结构使用寿命影响很小,在建立da/dN公式时,应主要考虑正确描述裂纹扩展的第I、II阶段。

为得到表示da/dN随ΔK变化规律的公式,自二十世纪六十年代以来,进行了多种材料的大量实验研究工作,至今已提出了不少da/dN的计算公式。目前在道路工程界,常用Paris公式描述沥青路面疲劳裂缝扩展速率,即

式中,A、n为常数,由试验确定。Paris公式相当于双对数坐标中的直线,即

Paris公式于1963年提出,由于其形式简单,一直广泛应用至今。对第Ⅱ阶段,Paris公式适用性较好;但在第Ⅰ阶段,由于Paris公式只有当ΔK=0时才有da/dN=0,因此不能反映门槛值ΔKth的作用。同样,在第Ⅲ阶段,Paris公式也不能反映ΔK=ΔKc时da/dN→∞的特征。若用Paris公式描述da/dN-K变化的全过程,只能用双对数坐标中的三段直线构成的折线予以近似,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ阶段具有不同的(C,n)值。

2 疲劳裂缝扩展寿命

构件的疲劳裂缝扩展寿命(循环数)N,可根据选定的da/dN公式进行积分得到。若将da/dN公式的一般形式表示为

而构件的应力强度因子公式的一般形式表示为:

式中:X——广义力;

Y(a)——外形尺寸和a的函数。

若初始裂缝长度为a0,临界裂缝尺寸为ac,则有:

当用Paris公式表示da/dN时,则有:

一般情况下,Nc必须用数值积分法或图形积分法计算,只有针对具有穿透裂纹的无限大板承受均匀拉力σ的简单情况,方可由式(6)简单地求出Nc。

3 沥青混合料疲劳断裂参数A,n

美国德克萨斯A&M大学的Schapery教授等人曾对沥青混凝土混合料中的裂缝扩展问题进行了大量的试验研究。

试验结果表明,在沥青混凝土材料中,裂缝扩展与应力强度因子之间的关系符合Paris和Erdogan建立的裂缝扩展规律关系式,即

式中,材料常数A和n可以分别使用以下公式进行计算。

为了验证Schapery研究结果的正确性和适用性,许多学者对沥青混合料的疲劳特性进行了大量的试验研究。如Majidazadeh等人曾完成了一系列普通沥青混合料的疲劳试验,其结果同Schapery的模型预测的结果进行对比,得出了如下结论:在固定荷载状况下,Schapery的理论能够得到合理的A值;当n=1或2时,试验结果与Schapery的模型预测的结果较为一致,但并不是所有的试验n值都能够同理论预测值符合较好。另外,Germann和Lytton等都做了相关研究,结果证明了Schapery的理论同实践具有很好的一致性。但是,实验获得的n值要比理论值稍小一些。所以,他们对Schapery的方程提出了修正:

式中,b一般取2.5。所以试验都是在25℃的情况下完成的。另据有关的研究表明,当试验的温度在-5℃至35℃范围内变化时,沥青混凝土的疲劳特性与Germann和Lytton的研究结果具有较好的相关性。

Schapery通过进一步的分析表明,如果裂缝尖端破坏区域的长度假定为常数,则有

另外,分析试验结果,可以提出断裂参数n与lgC之间存在着一种简单线性关系

当已知n值时,这种经验关系式提供了一种计算A值的简单方法。Lytton和Shanmugham通过分析大量的挠曲疲劳试验(模拟交通荷载)和沥青加铺层试验(模拟由温度收缩引起的挠度变形)的研究结果,给出了以下的经验关系式,即

对于因交通荷载作用而产生的裂缝扩展,有

对于因温度变化所引起的裂缝扩展情况,有

4 结束语

这一系列研究表明,疲劳断裂参数A,n的取值相当复杂,沥青混合料组分的种类、品质、级配、沥青剂量、试件类型与成型方式、加载方式与大小、试验温度等诸多因素均会影响到它们的数值大小及相关关系。在实际操作与应用分析中,应特别注意。

参考文献

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[2]JTJ/T019-98公路土工合成材料应用技术规范[S].北京:人民交通出版社,1998.

[3]JTG F80/1-2004公路工程质量检验评定标准[M].北京:人民交通出版社,2004.

[4]冯建亚,沥青混凝土罩面层的开裂破坏规律研究[D].大连:大连理工大学,2002.

[5]符冠华,沥青混凝土加铺层改造旧水泥混凝土路面的应用研究[D].南京:东南大学,2001.

沥青混凝土加铺层 篇8

1 反射裂缝产生机理

沥青加铺层反射裂缝产生的原因是由于基层裂缝或接缝作为原始缺陷引起沥青混凝土路面应力集中与内部损伤,当应力集中与损伤累计超过材料与结构抵抗破坏的容许值时,就导致沥青路面产生裂缝[1]。反射裂缝的产生与发展,普遍认为是经历基层起裂、稳定扩展、破裂三个阶段,裂缝的产生阶段对应于沥青混合料的疲劳规律,裂缝的扩展阶段对应于断裂力学中的疲劳扩展规律。

交通荷载及温度作用是引起反射裂缝的两大因素。车轮荷载经过接缝或裂缝时对沥青面层或加铺层产生一次弯曲、两次剪切作用,车轮荷载经过裂缝的正上方时,以张开形式引起反射裂缝;在裂缝一侧时,主要以剪切形式引发反射裂缝。

温度变化使得路面结构产生两种变形,第一种是由于温度下降使得接缝处沥青加铺层产生收缩而引起张开型反射裂缝;第二种是由于四季及昼夜温差导致温度在各结构层中的不均匀分布,产生温度梯度,且不同材料具有不同的热膨胀系数,造成沥青加铺层的收缩及翘曲而导致加铺层产生反射裂缝。

2 防治对策

针对沥青混凝土加铺层反射裂缝的产生机理,目前国内外主要从以下三个方面防治反射裂缝。

2.1 基层处治

不同基层病害状况,有不同的处治方式,对基层状况进行全面调查与分析,采取合理的基层处治方式是防治反射裂缝的关键。结合既有项目基层的处治方式及国内外学者的研究成果[2,3],基层处治一般可采取如表1所示中的3种处理方案。

对表1中第一种处理方案,设计与施工中往往忽略清缝、灌缝的工作,而处理既有路面缝隙是解决反射裂缝的关键。同时对原有路面的表面处理是增强沥青混凝土加铺层与原有路面粘结力,但目前设计文件中往往忽略对既有路面表面处理的定量规定,建议在设计文件中对原有路面粗糙化进行定量确定,经验表明铣刨与凿毛确定深度为加铺层最大公称粒径的2/3为宜,人工凿毛间距不宜大于10 cm。对表1中第二种处理方案,既有研究表明随着碎石破裂尺寸减小,一定程度上能降低荷载应力集中现象,并迅速降低温度应力,但随着尺寸减小,承载能力降低,因此应在设计中综合上面层结构形式综合考虑碎石破裂尺寸,一般推荐破裂水泥混凝土路面破裂尺度50 cm～80 cm为宜。对表1中第三种方案处理。路基材料损坏太严重,不能承受破碎路面负荷的地区不宜采用;地下水位较高,路基积水的路面,以及路基中含有较湿的粘土和混入泥沙的粘土地区不宜采用。破碎尺寸一般表面部分最大尺寸不超过7.5 cm,中间部分不超过22.5 cm,底部部分不超过37.5 cm,同时撒布0 mm～5 mm石屑5 kg/m2～10 kg/m2。

由于反射裂缝主要是由于基层既有缺陷引起,因此对基层既有及可能出现的缺陷进行系统处理是解决沥青路面反射裂缝的根本与关键,其质量的好坏直接决定了反射裂缝是否出现或出现早晚,尽管对基层既有及可能出现的裂缝的处理占沥青路面罩面工程中造价比例不大,但却是解决反射裂缝的基础与根本。因此在设计与施工中应加强对基层处治的重视程度。

2.2 设置反射裂缝应力吸收层

自反射裂缝研究以来,国内外学者都试图通过设置反射裂缝夹层或应力吸收层来减少或延缓裂缝的出现与发展,尤其是各类土工合成材料和应力吸收层应用于道路工程以来,国内外学者对其路用性能进行了大量研究,并取得一定成果[4,5]。夹层与应力吸收层的材料弹性模量与韧性是防治反射裂缝的主要技术指标,设置时应结合路面结构形式,综合考虑选择合理的夹层与应力吸收层。现将常见的几种反射裂缝夹层与应力吸收层的优缺点列于表2。

2.3 改善面层沥青混凝土结构

传统的研究方法,一般从改善面层沥青混凝土结构来达到减少与延缓反射裂缝的出现。一般常采取如下方式进行[1,6,8]:1)沥青混凝土纤维增强。1960年加拿大多伦多大学的N.M.Davis发表了关于水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝防治措施的文章,首次系统地研究了纤维作为添加材料改善沥青路面抗反射裂缝性能的问题。20世纪80年代,我国为适应现代重载交通,对路面材料性能要求相应提高,开始加强沥青材料的应用研究,并在纤维加强沥青路面方面做了大量的工作。既有理论与试验成果表明:a.加入纤维后的沥青混凝土的水稳定性能、低温抗裂性能、高温抗车辙性能和疲劳耐久性能比普通沥青混凝土都有所改善。b.加入纤维后的沥青混凝土中,沥青混凝土的最佳沥青用量、孔隙率、矿料间隙率比普通混凝土有所增加,而密度有所下降。c.纤维在沥青混合料中的掺量并非越多越好,主要取决于自身的分散性以及实际的路用性能。2)增加沥青混凝土厚度。传统观念认为,随着沥青混凝土厚度的增加,沥青混凝土防反射裂缝的能力成比例增加,但很多研究结果表明,沥青面层厚度只能在一定范围内增加时才能明显提高疲劳寿命,当厚度超过这一范围时,再单纯依靠增加沥青面层厚度,防治反射裂缝的效果就不明显了,况且加铺层过厚也不经济,所以简单增加加铺层厚度并不是防治反射裂缝的最佳措施。

3 工程实例

1)重庆某郊区县城沥青混凝土罩面工程,原有水泥混凝土路面整体状况良好,城区总面积约20万m2,采用结构形式见图1。项目自2008年竣工,至今营运已有近3年时间,未见反射裂缝出现。2)重庆某二级公路改建工程,原有水泥混凝土路面出现严重损坏,采用结构形式见图2。

项目自2009年竣工,至今营运有近2年时间,除局部因水泥稳定基层强度不足出现破坏外,未见反射裂缝出现。

4 结语

1)反射裂缝产生的原因是由于基层裂缝或接缝作为原始缺陷引起。2)防治反射裂缝的根本与关键在于对原有路面进行既有及可能出现裂缝的处理。3)防治反射裂缝应针对原有道路进行系统分析,合理选择有效的防治措施,并进行优化比较,使得处治方案经济合理。4)实例证明,通过多个方面的技术手段,反射裂缝是可以防止的。

参考文献

[1]高翠兰,王鹏.沥青路面反射裂缝产生机理及沥青性能评价[J].山东建筑大学学报,2010(3):351-354.

[2]潘欣虹.浅谈旧水泥混凝土路面板处理方案[J].黑龙江交通科技,2010(3):11.

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[4]凌天清.复合式路面层间夹层抗反射裂缝能力的模拟试验[J].重庆交通大学学报,2010,29(4):536-539.

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[7]鲁华英.纤维沥青混凝土的作用及机理[J].中外公路,2004,4(24):95-96.

沥青混凝土加铺层 篇9

我国的早期公路和城市道路路面以水泥混凝土路面为主,这些水泥混凝土路面现已破损不堪,需要维修,目前常采用旧水泥混凝土路面加铺层的方法恢复路面的功能。沥青混合料面层具有行驶质量良好、破损维修方便、施工周期短等优点,因此旧水泥混凝土路面维修改造时常使用沥青加铺层,通常将其称为“白+黑”路面,但这种路面结构常会引起新加铺沥青面层的反射裂缝。反射裂缝一般先出现在轮迹处,然后再向两侧发展,初期时对路面的使用性能影响不大,但随着雨水或雪水的浸入及沥青的氧化,裂缝两侧的路面结构层特别是裂缝附近的土基含水量加大甚至饱和,在大量行车荷载反复作用下,产生动水压力。由于水泥混凝土板下半刚性材料层的抗冲刷能力较低,旧水泥混凝土路面便出现水泥混凝土板底脱空、垂直相对位移加大、路面结构的承载能力大幅下降、路面加速破坏、使用功能丧失、使用寿命缩短等现象。因此,沥青加铺层反射裂缝的控制成为旧水泥混凝土路面改造的最重要技术问题。

1 旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝原因分析

1.1 水泥混凝土路面板水平运动

由于环境温度变化,接缝两侧的水泥混凝土板出现胀缩变形,水泥混凝土板和沥青加铺层之间存在粘附阻力使它们一起水平运动,而沥青面层在其下的混凝土板接缝处并没有对应接缝,这将导致接缝处的沥青加铺层产生拉应力,此时拉应力若超过沥青混合料的抗拉强度,加铺层便出现开裂。如果道路所处地区气候条件比较严峻,则很快会在沥青加铺层底部出现反射裂缝,并贯穿整个沥青面层。

1.2 车辆荷载的作用

车辆荷载作用在接缝位置附近时,接缝两侧的板端出现弯沉差,使接缝上方的沥青混凝土加铺层承受较大的弯拉应力和剪切应力。此弯拉应力和剪切应力若超过沥青混合料的弯拉强度或抗剪强度,在接缝处就会引发反射裂缝和加速裂缝的扩展。

1.3 旧水泥混凝土路面病害未根治

旧水泥混凝土路面板块常发生断裂、破碎等病害,往往被误认为是水泥混凝土板块本身引起的,采用灌缝或换板等方法治理,处治完毕后,在其上加铺沥青面层,在车辆荷载反复作用下,处理好的水泥混凝土板块会继续断裂,裂缝两边板体由于热胀冷缩引起水平运动或在竖向荷载作用下出现弯沉差,从而导致沥青面层反射裂缝。

2 旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的防治措施

2.1 增加沥青加铺层厚度

很多反射裂缝是由于沥青加铺层厚度过薄引起。沥青加铺层厚度过薄,其下的水泥混凝土面板的裂缝或接缝两边板块的运动会很快引起沥青加铺层的底部开裂,并迅速向上发展。实践证明水泥混凝土路面上加铺大于10 cm的沥青面层,不易产生反射裂缝。

2.2 锯缝法

锯缝法是直接在原水泥混凝土路面接缝的上方,将沥青加铺层锯一条贯通的缝,然后再灌缝封住,施工中一般采用锯横缝。这种方法是在沥青面层上预先切缝,使裂缝沿着设计要求的位置开展,人工切的缝是一条直缝,容易用材料灌缝。当裂缝通过灌缝材料后,养护单位仅需重新灌缝即可。此方法养护费用低,养护效率高,但是施工较为复杂,必须在反射裂缝未发展前就锯缝,尤其是要在摊铺时标明每条需要预切缝的位置。如果设计中心线与原路面中心线不在一条直线上时,采用此方法就会明显影响外观。

2.3 破碎旧水泥混凝土板

水泥混凝土板块的面积较大,故其热胀冷缩引起的水平运动位移也较大,很容易产生反射裂缝。破碎旧水泥混凝土板法就是将原水泥混凝土板完全破碎成7.5~20 cm的小块,再用重型压路机压实,然后再在上面摊铺沥青混合料。由于水泥混凝土板完全破碎成小块,故其水平运动位移也较小,不易引起反射裂缝。这种方法国外使用广泛,防反射裂缝效果最好,但是工艺复杂,需专用的破碎设备,理论上破碎后的路面在压实后不能有任何松动,否则将增加罩面层厚度,施工费用较高,施工噪音大。

2.4 设置防裂夹层

防裂夹层是指在加铺层和原路面之间设置的隔离层,主要采用弹性模量较小的材料,如土工布、油毛毡、改性沥青卷材等。这种方法本质上就是消除水泥混凝土板缝处的应力集中,把被加铺的沥青混凝土面层由应力产生的微小形变传递给低模量的隔离层,隔离层隔离了加铺层的形变,从而起到了吸收应力的作用。目前使用较多的是土工布、土工格栅,但土工布不宜铺满整个旧路面,否则会影响加铺层和旧路面的粘结,使加铺层变成悬浮在旧路面上的薄层,脱离整个路面结构,施工时可采取只在旧路面的接缝处粘贴土工布的方法。

2.5 铺设应力吸收膜中间层

应力吸收膜中间层也设置在加铺层和原路面之间,应力吸收膜会吸收原路面的很多水平运动,从而减少裂缝穿过沥青面层。用作应力吸收膜的材料应具有较好的弹性恢复性能和抗拉强度,如聚合物改性沥青、胶粉改性沥青等都是常用的应力吸收膜材料。

3 结语

旧水泥混凝土路面加铺沥青面层技术是目前我国道路技术领域的一大难题,目前尚无相应的设计规范。

(1)旧水泥混凝土路面上沥青加铺层的反射裂缝主要与水泥混凝土路面板的水平运动、车辆荷载的作用、旧水泥混凝土路面病害未根治等因素有关。

(2)旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝可采用增加沥青加铺层厚度、锯缝法、破碎旧水泥混凝土板、设置防裂夹层、铺设应力吸收膜中间层等防治方法。

(3)旧水泥混凝土路面改造应先将原路面病害彻底治理好,再做加铺层。对于原路面破损不严重的路段,应首先考虑从功能上起主要防裂作用的防裂夹层或应力吸收膜中间层;若原路面破损严重,尤其是板块破碎严重的路段,可采用破碎旧水泥混凝土板等方法。

(4)旧水泥混凝土路面加铺沥青面层要重视施工质量,需要对施工的各个环节进行控制,才能做到少出现、甚至不出现反射裂缝。

摘要：采用沥青加铺层改造旧水泥混凝土路面常产生反射裂缝。经过分析,旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝主要与水泥混凝土路面板的水平运动、车辆荷载的作用、旧水泥混凝土路面病害未根治等因素有关。提出了增加沥青加铺层厚度、沥青面层锯缝、破碎旧水泥混凝土板、设置防裂夹层、铺设应力吸收膜中间层等防治措施。

关键词：旧水泥混凝土路面,沥青加铺层,反射裂缝,原因,防治方法

参考文献

[1]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社,2008.

[2]公路沥青路面设计规范,JTG D50-2006[S].2006.

[3]公路沥青路面施工技术规范,JTG F40—2004[S].2004.

沥青混凝土加铺层 篇10

1 工程实际加铺方案

宁通公路六合东—江都段高速化改造工程采用沥青加铺层改造旧水泥板结构(旧水泥板状况见表1),设计标准为双向4车道,设计时速100 km/h,于1998年秋天竣工,在改造过程中采用了2种不同的加铺方案,南京段加铺方案为:4cm SMA16+6 cm AC25I+玻纤格栅+2~3 cm AC10I+18 cm二灰碎石+旧水泥板;扬州6 km段和扬州1345段加铺方案为:4 cm SMA16+6 cm AC25I+玻纤格栅+2~3 cm AC10I+旧水泥板(油毡贴缝)。为比较改性沥青、SMA、土工合成材料等的长期使用效果而确定了11段试验路(NJI、NJ2分布在南京段,YN1、YN2、YN3、YN4分布在扬州6 km段,YZ1、YZ2、YZ3、YZ4、YZ5分布在扬州1345段,扬州6 km段交通量大于扬州1345段,试验段的施工和正常路段的施工同步进行,施工条件完全相同,挑选出6种方案进行对比,具体见表2。

2 室内试验方法和结果

2.1 室内试验方法

室内足尺板疲劳试验的主要目的是对几种沥青加铺方案在室内反射裂缝疲劳试验机上进行横向加载反射裂缝试验,测定沥青加铺层抗反射裂缝的能力。图1中A和B为的两块水泥砼板,其中A板固定;B板可以沿水平方向移动;U为两板间的缝隙,可用来模拟路面水泥砼板的接缝或裂缝,U的变化范围为0~20 mm;C为沥青砼加盖层,可按现场施工条件(如铺筑厚度,碾压遍数等)进行铺筑;D为防止反射裂缝的防裂层(也可模拟施工条件铺筑);P(N)为施加在B板上的水平的等幅变化荷载,使A和B两板的间隙可按一定的频率和一定的相对位移张开或闭合,可以模拟道路原水泥砼板的接缝或裂缝由于温度变化引起的道面板伸缩而产生水平位移,施加的等幅交变荷载如图2示。为了模拟温度条件下的工作环境,反射裂缝试验机配有7500大卡的降温设备,可使路面的结构工作环境降到要求的低温状态。

为了便于观测反射裂缝的情况,首先在反射裂缝疲劳试验槽中水泥砼板接缝两侧的沥青加铺层表面各50 cm范围内刷白色涂料,并在涂料表面划出10 cm×10 cm的方格网,然后将水平位移表(磁性百分表)架好,调试到要求位置。再将冷冻设备罩在疲劳试验槽上进行降温,使温度降到要求的4℃±1℃,并保持恒温3 h,再进行疲劳试验。

由于温度变化产生的水平荷载其大小由接缝处相对水平位移控制,试验时水平位移为0.5~2.7 mm,疲劳作用基准次数为1 500次。水平位移从0.5 mm开始,再增大到1.0 mm,疲劳700次还没有裂缝产生时水平位移再增大到1.5 mm。加载频率控制在3次/min,加铺层试验尺寸均为200 cm×400cm×12.5 cm,加载疲劳次数由数字记录仪显示并记录,反射裂缝展开情况人工观察并记录。

2.2 室内试验结果及分析

沥青混合料的生产与加铺层铺筑施工按照规范进行,所用沥青、矿料、混合料配合比及沥青用量与试验段实体工程相同(油石比为6.5%)。为保证施工质量,每一种方案的沥青混合料生产中都要进行马歇尔试验,并钻芯取样,测其密度,检验其施工的压实度,试验结果见表3。

由表3的试验结果可知,AC10I、AC16I、AC25I及SMA16 4种沥青混合料(方案YN 11除外)的稳定度和流值等指标均符合设计要求,表明沥青混合料的生产满足要求,路面钻芯取样也表明其压实度满足设计要求。这说明沥青加铺层铺筑施工能保证路面质量要求。

6种沥青加铺层方案,每种做2组试验,共计12组疲劳试验,其试验结果见表4,并得出以下结论。

(1)随着裂缝的出现并且逐渐反射到表面,产生应力集中,水平位移将会自动增大,直到裂缝完全贯通时,位移量达到最大值。反射裂缝的形状千变万化,规律性不强,有的裂缝为连通的一条,有的出现多条不连续的裂缝,有的裂缝仅发生在原板缝的一侧,有的裂缝在原板缝的两侧都产生;但反射裂缝均沿板缝附近产生,多数发生在原板缝0~30 cm范围内,最大不超过原板缝的40 cm,裂缝的产生是由底部向上逐渐产生,且从板的两边向中间延长,最后贯通而破坏。

(2)方案YN1的2组试验中,第1组试件由于在实验室是第1次生产且没有加木质纤维素,不作为分析依据;第2组试验,表面层的SMA16混合料生产时按要求加入了0.375%的木质纤维素,油石比为6.5%,和其它方案比较其疲劳作用次数最大,特别是比方案YN4疲劳作用次数大274次,表现出了较强的抗反射裂缝能力,说明在相同厚度及相同结构层和防裂措施也相同的情况下SMA混合料抗反射裂逢能力强。

(3)方案YN2的2组试验数据比较接近,与方案YN1相比其抗反射裂缝能力(荷载作用次数)减小188次,第1次出现裂缝的位移量也小,说明在2.5cm细粒式沥青砼找平层上面加玻璃纤维格栅具有明显的抗反射裂缝效果。

(4)方案YN3与方案YN2相比其荷载作用次数增大117次,表面开始出现反射裂缝的水平位移也稍大,说明加铺土工布使其抗反射裂缝能力有一定的增加;和方案YN1相比,开始出现裂缝的位移量较小,荷载作用次数减少34次,裂缝贯通时的荷载作用次数减少71次,由于试验组数偏少,土工布和玻璃纤维格栅抗反射裂缝能力差别还需进一步验证。

(5)方案YZ3方案YN1相比抗水平位移能力接近,但荷载作用次数增加31次。说明面层采用SMA-16混合料时,改性沥青比采用普通沥青抗反射裂缝能力略有增加;与方案YZ4相比,抗水平位移能力增大,荷载作用次数增加397次,说明普通沥青SMA比AC有更好的防反效果。

(6)方案YZ4与前4种方案比较,当水平位移较小时就开始出现反射裂缝。完全反射到表面时水平位移也不大,荷载作用次数相对较小,说明抗反射裂缝能力较差,和方案YN4相比,其荷载作用次数减少154次,水平位移减少0.3mm,说明面层同样为AC16I沥青混合料时,改性沥青比普通沥青的抗反射裂缝能力强。

(7)方案YN4与方案YN1相比,表面开始出现反射裂缝荷载作用次数减少418次,位移量也减少0.5 mm,裂缝贯通时荷载作用次数减少274次,位移量减少0.2 mm,再次表明面层采用SMA16比AC16I抗反射裂缝能力强。

3 试验路观察数据与室内试验结果对比分析

根据试验路跟踪观察记录,2000-09-13对9段试验路观察均未发现反射裂缝(通车2年),全线亦未发现反射裂缝,各试验段发现裂缝最早时间见表5。

试验室中的6种沥青加铺层方案、12组疲劳试验是在相同的条件下进行而得出的结论,试验路布设过程中考虑到扬州6km段与扬州1345段交通量不同,因此在表6试验路观察描述中,仅对上述疲劳试验中分布在交通量相同的路段,将试验结果与试验路实际观察结果进行一一对比(YN1~YN4试验段,YZ3、YZ4)。

注:(1)表中试验路裂缝数量为截至到2008-12-05观察到数值,横缝百分比=横缝数量/相应试验路段水泥板横缝总数×100。横缝百分比大说明改段试验路路面结构防反效果差;(2)YN1~YN4试验段段10年来实际累计当量轴次为3.0×107,YZ3、YZ4试验段段10年来实际累计当量轴次为2.07×107。

需要说明的是,YN1(方案1)、YN3(方案3)出现裂缝时间均为通车后27个月,方案YN1、方案YN3裂缝出现时的裂缝数量分别为1、2条,方案YN1、方案YN3横缝百分比分别为32%和10%,说明玻璃纤维格栅的防裂作用比土工布稍微差一些,该项观察结果与试验室内试验结论不相符。

4 结论

通过对6种方案试验路段试验观察结果的分析比较,并参照有关加铺层反射裂缝室内足尺疲劳试验的资料,可以初步得出如下结论:

(1)同样厚度的沥青加铺层,采用不同的沥青,不同的结构层,其抗反射裂缝能力不同。面层采用SMA16混合料明显比采用AC16I型沥青混合料表现出较强的抗反射裂缝能力。

(2)在结构层和厚度相同情况下,使用玻璃纤维格栅或土工布能够提高加铺层的抗反射裂缝能力。

(3)玻璃纤维格栅的防裂作用比土工布稍微好一些。但由于试验组数较少,尚需要进一步实践检验,该项结论与实际观察结果不符。

摘要：根据江苏宁通公路六合东至江都段沥青加铺旧水泥混凝土路面工程典型加铺结构层室内疲劳试验数据,结合工程通车10年来所观察反射裂缝发展情况,通过将室内试验数据所得出的结论与通车10年来观察的反射裂缝情况进行对比,找出两者之间的对应关系。结果表明,加铺层采用SMA16混合料的抗反射裂缝的能力明显优于采用AC16I型混合料,在结构层与厚度相同情况下,使用玻璃纤维格栅和土土布均能提高加铺层的抗反射裂缝能力。

关键词：沥青路面,旧路改造,疲劳试验,对比分析

参考文献

[1]王永安,符冠华,张善,等.沥青加铺层改造旧水泥混凝土路面研究报告[R].1999.

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