沥青混凝土路面粘弹性损伤演化与防裂控制研究论文_张赞

沥青混凝土路面粘弹性损伤演化与防裂控制研究论文_张赞

广东华路交通科技有限公司

摘要:沥青混凝土路面施工工作,关键是质量控制,而沥青混凝土面层是最重要的路面结构层,它不仅直接承受车辆荷载的作用,而且要经受自然因素(日光、温度和水等)和其它人为因素的作用,应具有平整、坚实、耐久及抗车辙、抗裂、抗滑、抗水害等多方面的综合性能。因此搞好沥青混凝土路面施工是建成具有代表高速公路最终质量标志重点施工项目之一。

关键词:沥青混凝土质量控制;防裂措施;问题处理

引言

优良的沥青混凝土路面质量是由施工人员、材料、设备、技术工艺及施工水平、环境等因素影响的。沥青混凝土路面具有强度高、行车平稳、无扬尘、无振动和噪声小等优点,且坚实、耐久、良好的抗滑性和平整度、稳定度好,因而在我国高等级公路建设中得到了广泛应用。因此,只有对施工组织设计及每道工序严格的控制,才能保证沥青混凝土路面的质量。

一、原材料的质量控制

在沥青混凝土路面工程施工的准备阶段,原材料的质量检查应当是质量控制工作的主要内容,因为原材料的质量是影响沥青混凝土路面质量的根本因素。在这阶段应当对选定的石料、矿粉、沥青按照规范进行质量检查,对于不合格的原材料坚决不允许使用。而对沥青混合料的配合比设计必须进行同步验证,需要强调的是沥青混合料的配合比设计一经确认便不得随意更改,应严格按照沥青混合料的配合比设计确定的石料、油石比、级配生产施工。

二、沥青混凝土路面开裂原因分析

(1)整体强度不足产生的裂缝,通常表现为弯沉值较大,会出现沉陷、车辙等病害。

(2)温度变化产生的裂缝,通常表现为横向裂缝,横向裂缝会贯通全幅路面,当有中央分隔带时,会贯通半幅路面。温度变化裂缝包括温度收缩和温度疲劳裂缝,温度收缩裂缝,即随着温度下降,沥青面层开始收缩,当收缩的拉应力大于沥青混合料的抗拉强度时,路面就开始开裂。

(3)基层反射裂缝由于路面基层结构设计不当、拌和不均、配合比不当、施工质量差、车辆严重超载等原因造成路面承载力下降,在车辆荷载反复作用下,产生由下向上反射裂缝。

(4)沥青材料老化产生的裂缝沥青材料老化后,变形能力减弱,路面被拉断,多呈现龟裂。

(5)材料弯拉强度不足产生的裂缝,在车辆严重超载作用而产生的裂缝。在车轮荷载反复作用下,路面会产生弯拉疲劳裂缝,基层的底部产生拉应力,该拉应力大于基层的抗拉强度时,则底部就很快开裂,严重的会出现车辙或沉陷。

三、路面防开裂措施

3.1 合理选材

为了提高沥青混凝土路面高温抗车撤能力,延长沥青混凝土路面的使用寿命,下面层、中面层沥青混凝土基质沥青采用AH-70号重交通道路石油沥青。面层改性沥青采用SBS类I-D级成品改性沥青。

沥青面层的粗集料洁净、干燥、表面粗糙、无风化、无杂质、具有足够的强度、耐磨耗性,严格限制集料的细长扁平颗粒含量。上面层粗集料拟采用辉绿岩,其它面层用粗集料选用优质花岗岩或石灰岩。粗集料具有良好的颗粒形状,为保证粗集料规格、棱角,控制针片状含量,选用反击式破碎工艺生产。如果粗集料与沥青贴附性不能满足要求,掺入适量的消石灰或抗老化及耐水性能较强的抗剥落剂(掺入量一般为沥青重量的0.3%~0.5%),以提高沥青与集料间的粘结力,具体的掺入量通过沥青混合料的水稳性检验确定。

沥青与抗剥落剂的混合液在静置不用的状态下,不宜超过24h,否则应重新搅拌一次。细集料保持洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的颗粒组成,同时细集料与沥青有良好的结粒力,严格控制其含泥量及亚甲蓝值。上面层细集料采用机制砂。机制砂采用专用的制砂机制造,并选用优质石料生产。

沥青混合料的矿粉采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉,原石料中的泥土、杂质除净,矿粉干燥、洁净、有自由地从矿粉仓流出。对于干法除尘的回收粉,有条件时弃用。确需使用时,每盘用量不得超过填料总量的25%,且选用其颗粒较粗的部分。

3.2 精心合理设计

采用合适的沥青面层厚度,尽可节约投资,又可保护未开裂的半刚性基层使用期间不会产生干缩裂缝和温缩裂缝。

工程实际使用的材料按《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)附录B的方法,优选矿料级配、确定最佳沥青用量,符合配合比设计标准和配合比设计检验要求,以此作为目标配合比,供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。

按规定方法取样测试各料仓的材料级配,确定各热料仓的配合比,供拌和机控制室使用。同时选择适宜筛孔尺寸和安装角度,尽量使各热料仓供料大体平衡。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆并取目标配合比设计的最佳沥青OAC、OAC±0.3%等3个沥青用量进行马歇尔试验和试拌,通过室内试验及拌和机取样试验综合确定生产配合比的最佳沥青用量,由此方法确定的最佳沥青用量与目标配合比设计的结果的差值不宜大于±0.3%。

3.3 正确施工

(1)沥青混合料铺筑前对下承层进行清理。

严格控制半刚性基层施工时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范允许的范围之内。沥青混合料摊铺前先对下承层表面进行清理,使其干净,并保证各层之间的粘接。如铺筑的是下面层,则下承层指基层,如铺筑的是中面或上面层,则下承层面分别为下面层或中面层。

(2)沥青混合料的摊铺。

采用一台宽幅沥青混凝土摊铺机成型,尽量避免除超宽路段外的施工纵向接缝。摊铺前调平熨平板,试验路段摊铺按初定松铺系数1.25(下面层)、1.20(中上面层)计算的松铺厚度并垫木方,大面积正常施工摊铺时根据试验段试验成果确定的松铺系数调整。

(3)沥青混合料的压实。

碾压是保证沥青混凝土的质量,并使其物理力学性质和功能特性符合设计要求的重要环节,也是沥青面层施工的最后一道重要工序。合适的符合要求的碾压既能使沥青面层达到高的压实度,又能使沥青面层有良好的平整度。

3.4 接缝的处理

(1)横向接缝。

施工过程中尽量减少接缝,但由于工作中断或与构造物接头必须接缝处,摊铺混合料的末端已经冷却,在第二天恢复工作时,做成一道与铺筑方向大致成直角的横向接缝―― 横缝。

采用直接缝时,上、下层接缝面要错开1m以上,每天的施工横缝,应仔细操作,保证紧密平顺。用3m直尺检查平整度,超过3mm时将端头超过部分切除,且切成垂直面,将上级接缝面清洗干净,并涂刷一薄层粘层油。每天施工完工前在端头50cm~60cm范围内撒适量砂子,使其容易挖除。接头处20cm~30cm内可用新铺热沥青混合料覆盖,使原铺筑面有一定的温度(一般在60℃左右),便于新旧路面的相互结合。开始摊铺时,先量取已铺沥青路面的厚度,乘以松铺系数,求得新铺路段接头处的松铺厚度,决定熨平板的高度。

(2)纵向接缝。

尽量采取全幅摊铺不留纵向冷接缝,主线与交叉路口相接处必须做纵向接缝时,应做热接缝,否则要进行切割,切缝要顺直。铺装交叉路口时,切缝处要涂沥青,摊铺时重叠5cm~10cm,摊铺后铲除。碾压时先在压实路面上行走,碾压新铺层15cm,然后碾压新铺部分,再伸过已压路面10cm~15cm,使其接缝紧密,接缝尽量留在车道区画线位置上,上下层面纵向接缝应错开200mm以上。

加强运料车的保温工作,保证适宜的摊铺、碾压温度、及时摊铺并保证供料和施工的连续性;同时采用大动力机械拌和设备,做到沥青拌和均匀、油石比控制标准。

四、检测及缺陷处理

4.1常见沥青混凝土路面缺陷。从使用效果来看,表现在路面波浪、横缝跳车、密实度不够、局部推移、松散、隆起等。消除波浪的主要办法是调整好摊铺机的性能,同时要求沥青混合料要保持稳定的温度及级配。横缝跳车主要是工艺上的问题,横缝在处理时要将已成型的路面切齐,并在接触面上浇洒粘层沥青。摊铺机在开铺前掌握好松铺系数,刚摊铺完人工及时修补。碾压时先横向碾压,再纵向碾压,经过这样处理一般不会出现横缝。密实度不够的主要原因是油石比不准确、级配曲线中细料出线、压实遍数不够或压实机具偏轻造成的。局部推移、松散、隆起主要原因是基层软弱、油石比偏大、压路机起停速度太快等因素造成的。

4.2检测贯穿于沥青混凝土路面施工的全过程,碾压成型后的路面必须满足设计要求。检测内容包括:测定平整度、厚度、宽度、高程及钻芯取样等工作。

4.3资料的收集整理。沥青混凝土路面施工过程中各种材料的自检资料,质量评定资料要归档存放,资料的种类包括各种检测试验表、照片、声像及原始记录。做好资料是竣工验收的关键依据。

结束语

为了保证沥青混凝土路面的质量,必须严格控制施工各个环节。只有这样,才能保证工程质量,减少后续维修费用,产生巨大的经济效益。沥青路面平整度涉及的面很广,影响因素很多。在施工过程中要善于总结,克服不良人为因素,注重引进新技术、新材料、新工艺、新设备。对整个施工过程实施有效的动态管理,严格控制各种试验及检测。在施工过程中,要结合实际情况,科学合理的组织施工,发现问题及时处理,只有加强管理,认真组织施工,才能铺筑出高质量、高水平的沥青混凝土路面。

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.2011.09

[2]王景宇.沥青路面施工相关问题探讨.2013.11

[3]JTGF40-2004.公路沥青混凝土技术规范.

论文作者:张赞

论文发表刊物:《基层建设》2018年第14期

论文发表时间:2018/7/9

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

沥青混凝土路面粘弹性损伤演化与防裂控制研究论文_张赞
下载Doc文档

猜你喜欢