瀝青路面設計方案范文
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篇1
關鍵詞:瀝青路面;設計;山區(qū)高速公路;路面;設計方案
一、我國高速公路現(xiàn)狀及山區(qū)高速公路建設面臨的問題已超過美國躍居世界第一
中國高速公路發(fā)展從1988年滬嘉高速公路的建成通車實現(xiàn)中國大陸高速公路零的突破,到2013年底,高速公路通車總里程達到10.4萬公里,已超過美國躍居世界第一。中國地域遼闊,地形地貌差別極大,給高速公路的建設帶來很大的挑戰(zhàn)性。在初期,高速公路的建設從經(jīng)濟發(fā)達同時修建難度比較小的地區(qū)開始建設,隨著國家主干道計劃(“五縱七橫”規(guī)劃)的逐步而實施,為實現(xiàn)成網(wǎng)的要求,建設重點也向地形復雜的地區(qū)轉(zhuǎn)移,長大隧道及高跨、長跨橋梁占的比例也起來越大,同時高速公路的平均造價也大幅度提高。
隨著高速公路的里程的增加,高速公路的建設不斷向山區(qū)推進,所謂山區(qū)通常是指山地、丘陵和地形比較崎嶇的地區(qū)。在山區(qū)高速公路建設中遇到不少問題,由于地形的限制,在路線線性選擇上就無可避免的出現(xiàn)許多橋、隧道、陡坡等結(jié)構(gòu)形式,然而這些往往是路面結(jié)構(gòu)形式的薄弱環(huán)節(jié)。而且隨著交通量的不斷增大,并伴隨著許多超載超限的車輛,使得路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)車轍、裂縫、擁抱、泛油、水損害等早期破壞,給國家?guī)砹嗽S多的經(jīng)濟損失。
我國是一個多山的國家,我國的山地占國土面積的 33%,丘陵占 10%,崎嶇高原占 10%以上,大體上講,山區(qū)面積占國土 50%以上,并且山區(qū)大部分地區(qū)經(jīng)濟滯后,為提高人民生活水平,交通便利是一個必要條件,因此,解決好山區(qū)的交通狀況非常的重要。 同時,山區(qū)高速公路的建設遇到了一些經(jīng)濟技術問題。因山區(qū)受地質(zhì)和經(jīng)濟因素的制約,在高速公路設計建造時受到一定的阻力,而且山區(qū)高速公路建設成套技術的發(fā)展相對滯后。山區(qū)高速公路地質(zhì)復雜,環(huán)境難以預測,路面病害多發(fā)。比如陡坡路段車轍嚴重,凌冰路段抗滑性能差以及路面結(jié)構(gòu)水損害嚴重等。面對我國現(xiàn)階段的國情,我國大量的采用的是瀝青混凝土路面,針對山區(qū)高速公路的特點,路面使用中,面臨著很大的挑戰(zhàn)。根據(jù)調(diào)查和數(shù)據(jù)分析,我們發(fā)現(xiàn)山區(qū)高速公路瀝青路面在使用過程中,出現(xiàn)了大量的不同程度的早期病害,比如裂縫、車轍、沉陷、龜裂等。山區(qū)高速公路的建設如此嚴峻,有必要從最常用的瀝青路面的角度分析我國高速公路路面的設計問題。
二、山區(qū)高速公路特點
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,內(nèi)地的開發(fā),原有的普通公路已難以承受大量的運輸需求,現(xiàn)在山區(qū)都已開始大規(guī)模的高速公路建設。 我國是一個多山的國家,所謂山區(qū)通常是指山地、丘陵和地形比較崎嶇的高原。我國的山地占國土面積的 33%,丘陵占 10%,崎嶇高原占 10%以上,大體上講,山區(qū)面積占國土 50%以上,并且山區(qū)大部分地區(qū)經(jīng)濟滯后,為提高人民生活水平,交通便利是一個必要條件,因此,解決好山區(qū)的交通狀況非常的重要。 由于獨特的地形地貌,使得山區(qū)高速公路有著與一般高速公路不同之處。山區(qū)高速公路有以下幾個特點:(1)地形地質(zhì)復雜。山區(qū)高速公路,地勢變化多樣,地質(zhì)復雜多變,對工程建設來說是一個巨大的考驗。
(2)陡坡路段多。由于山區(qū)的典型特點,地勢高差大而且范圍廣,陡坡路段出現(xiàn)頻繁,由于上下坡車輛制動頻繁,加上重車作用,對路面產(chǎn)生嚴重影響。
(3)橋隧比例高。通常山區(qū)高速公路橋梁隧道的比例大,借助于橋梁跨線,隧道穿越的高速公路形式在山區(qū)中應用顯著。
(4)海拔高,凌冰路段多。山區(qū)海拔高,高差明顯,高者可達幾百以上,而海拔越高,氣候越寒冷,凌冰路段時有出現(xiàn),對瀝青路面具有重大影響。
三、我國高速公路主要形式之瀝青路面的病害
瀝青路面在使用過程中,由于荷載和環(huán)境因素的影響,將使路面逐漸產(chǎn)生各種破損。路面的破損可以分為兩類:一是結(jié)構(gòu)性損壞,包括路面結(jié)構(gòu)整體或部分結(jié)構(gòu)層的破損,使路面失去支承行車荷載的能力;二是功能性損壞,它也有可能并不伴隨著結(jié)構(gòu)性損壞而發(fā)生,但由于平整性和抗滑能力等的下降,使其不再具有預定的服務功能,從而影響服務質(zhì)量。
(1)裂縫。瀝青路面產(chǎn)生裂縫的原因很復雜,按其成因可分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫,按其形式分則有縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂與網(wǎng)裂幾種。
(2)坑槽??硬凼怯捎诼访嫠缮ⅰ斄训绕茡p后在行車作用下不斷擴展惡化形成的一種路面損壞。
(3)沉陷。沉陷是由于路基、路面產(chǎn)生豎向變形而導致路面下沉的現(xiàn)象??梢苑譃槿悾壕鶆虺两怠⒉痪鶆虺两?、局部沉降。
(4)車轍。車轍是瀝青路面的一種主要損壞形式,大都發(fā)生在實行渠化交通的高等級公路上。路面在車輪荷載的反復作用下,由于路面面層、基層和路基的進一步壓密、沉降,特別是高溫下瀝青面層的壓密和側(cè)向流動隆起,使路面沿行車輪跡逐漸產(chǎn)生縱向帶狀凹槽變形,在車道橫斷面方向上多呈W型。當車轍到達一定的深度,轍槽內(nèi)就會積水并影響車速和行車的舒適和安全性。
(5)滑溜。滑溜主要起因于路面光滑,這是由于路面在行車水平力的作用下表層骨料被磨光或瀝青路面泛油所造成。
(6)麻面。面層混合料瀝青用量不足,礦料級配偏粗或嵌縫料規(guī)格不當,以及低溫、雨季施工時路面未能成型,致使粒料脫落,即形成麻面。
(7)松散。松散多發(fā)生在瀝青里面使用的初期,其原因是使用的瀝青稠度偏低,用量偏少,與礦料的粘附力不足;或瀝青加熱溫度過高造成瀝青老化等。
(8)泛油。泛油多數(shù)是由于瀝青面層的瀝青用量過大、稠度太低或熱穩(wěn)定性差等原因所致,但有時候有可能因為低溫季節(jié)施工,層鋪法瀝青路面的嵌縫料散失過多,在氣溫轉(zhuǎn)暖后,在行車作業(yè)下多余的瀝青溢至表面而形成。
(9)油包。油包時由于局部泛油處理不當,細料過多,瀝青含量過大,或因瀝青滴流在路面街成油污而形成面積不大的包裝物。
(10)擁包。擁包就是由于材料本身以及設計的原因到時高溫抗剪強度不足,或?qū)觾?nèi)含水量過大難以蒸發(fā),或粘結(jié)層不合格等原因,在行車荷載下,路面產(chǎn)生推擁、擠壓在路面形成局部隆起變形的現(xiàn)象。
(11)波浪。波浪是路面表面沿縱向形成的有規(guī)則的凹凸起伏的一種變形。
(12)脫皮。脫皮是瀝青面層在行車作用下產(chǎn)生大塊的片狀剝落現(xiàn)象。
(13)啃邊。路面寬度過窄,邊緣強度不足,路肩碾壓不密實,路肩和路面銜接不當以致路肩積水滲入使其濕軟,在行車作用下,路面邊緣剝落,并逐漸向路中發(fā)展而形成啃邊。
四、從瀝青路面設計分析我國山區(qū)高速公路路面設計方案比較
方案一、采用厚瀝青層的半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設計。該設計方案可采用 SMA-13 和雙層改性瀝青,路面結(jié)構(gòu)具有較強的表面抗滑性能和抗車轍性能;較厚的瀝青層提高了路面的抗疲勞性能,使路面結(jié)構(gòu)具有較好的耐久性;采用骨架密實型水穩(wěn)碎石可減少基層裂縫,較厚的瀝青層則可抑制和延緩半剛性基層裂縫在瀝青層的反射,從而有效減少路面的裂縫類病害;采用封層和較厚瀝青層,可減小動水壓力對半剛性基層的沖刷破壞,從而減少路面的早期水損壞。推薦方案總體具有較好的抗滑、抗車轍、抗裂縫和抗水損壞性能,能較好地滿足廣樂高速高溫多雨和重載交通對路面結(jié)構(gòu)性能的需求,同時具有較好的長期耐久性,與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比壽命周期內(nèi)的直接費用減少 30%~38%,具有良好的長期經(jīng)濟效益。 推薦方案新建費用比傳統(tǒng)半剛性結(jié)構(gòu)增加約 5.4%。
方案二、采用傳統(tǒng)半剛性基層瀝青路面設計。該設計方案路面結(jié)構(gòu)具有較強的表面抗滑性能和抗車轍性能;采用骨架密實型水穩(wěn)碎石可在一定程度上減少基層裂縫,從而減少路面的裂縫類病害;采用改性乳化瀝青稀漿封層,可在一定程度上減小動水壓力對半剛性基層的沖刷破壞,從而減少路面的早期水損壞。總體來說,該方面總體上具有較好的抗滑和抗車轍性能,但抗裂縫和抗水損壞性能一般,路面的耐久性也一般。方案二路面各項性能在短期內(nèi)基本能滿足廣樂高速高溫多雨環(huán)境和重載交通的需求,但由于瀝青層厚度較薄,基層收縮裂縫向上反射容易形成貫穿型反射裂縫,裂縫進一步則引起其他病害,半剛性基層作為主要承重層,在重載交通作用下容易產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞,維修養(yǎng)護比較困難。該方案壽命周期內(nèi)的直接費用最高,用戶間接成本也最高,長期的經(jīng)濟性最差。
方案三、采用柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)設計。該設計方案采用 SMA-13 和雙層改性瀝青,路面結(jié)構(gòu)具有較強的表面抗滑性能和抗車轍性能;38cm 厚的瀝青層將瀝青層層底水平拉應變減小到疲勞極限以下,避免了瀝青層產(chǎn)生由下至上的疲勞裂縫,路面結(jié)構(gòu)符合長壽命路面設計理念的要求,具有非常良好的耐久性;基層采用級配碎石柔性基層,因此完全避免了半剛性基層的裂縫反射問題;1.0cm 厚的封層和較厚瀝青層,有效阻隔了動水壓力對基層的影響,從而避免了因動水壓力沖刷引起的基層破壞;38cm 厚的瀝青層還可起到明顯的應力擴散作用,減小級配碎石基層和路基頂面壓應變,避免基層和路基在荷載作用下產(chǎn)生過大變形。該方案總體具有非常良好的抗滑、抗車轍、抗裂縫和抗水損壞性能,能很好地滿足廣樂高速高溫多雨和重載交通對路面結(jié)構(gòu)性能的需求,同時具有非常好的長期耐久性,與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比壽命周期內(nèi)的直接費用減少 28%~37%,具有良好的長期經(jīng)濟效益。 該方案初期投資較高,路面新建費用比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)增加約 15%,該結(jié)構(gòu)在國內(nèi)大規(guī)模應用的經(jīng)驗不夠多,對級配碎石基層施工質(zhì)量和路基強度要求也比較高。
方案四,采用復合式路面結(jié)構(gòu)。 該設計方案為復合式路面,采用 SMA-13 和雙層改性瀝青,瀝青面層具有較強的表面抗滑性能和抗車轍性能;溶劑型粘結(jié)劑提高了瀝青層與基層的粘結(jié)力,同時有利于路面防水;SBS 改性瀝青封層可對基層形成有效的保護,減小動水壓力對基層的沖刷。該方案總體具有良好的抗滑、抗車轍和抗水損壞性能,對重載交通和路基不均勻沉降具有非常良好的適應性,同時也具有非常好的長期耐久性,與傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比壽命周期內(nèi)的直接費用減少 21%~32%,具有較好的長期經(jīng)濟效益。 該方案的主要缺點是混凝土剛性基層需要設置施工縫和縮縫,裂縫對瀝青層的長期使用壽命有較大的影響;造價較高,新建費用比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)增加26%,混凝土路面施工要求較高,維修比較困難。
參考文獻:
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篇2
關鍵字:高速公路;養(yǎng)護;病害;方案
0引言
目前,我國高速公路正處于迅速發(fā)展階段,但是高速公路出現(xiàn)的大量早期損壞,導致公路使用壽命縮短,造成了巨大的經(jīng)濟損失。對此,各級交通主管部門和研究機構(gòu)采取了許多措施以期提高道路的運營水平。面對當前路面不同的病害,傳統(tǒng)的養(yǎng)護方式遠遠不能滿足現(xiàn)代公路養(yǎng)護技術的需要,提出更合理的養(yǎng)護措施及施工設計方案在現(xiàn)代公路養(yǎng)護工程中愈加顯的迫切與重要。本文主要針對現(xiàn)在高速公路瀝青路面養(yǎng)護工程中,不同病害,提出不同設計方案,以期能夠找到最優(yōu)的養(yǎng)護設計方案。
1 高速公路瀝青路面主要病害
1.1 病害調(diào)查步驟
對路面病害進行調(diào)查,要采用科學手段,準確判斷路面病害及其病因,這樣才能制定最優(yōu)方案,才能從根本上保證工程質(zhì)量。準確確定病因,一般按以下方法步驟進行:(1)采用人工現(xiàn)場目測,確定病害的大體路段和位置;(2)利用彎沉儀測定具體病害路段基層強度,必要處加密檢測點;(3)利用探地雷達確定路面病害的長度、寬度和深度,與彎沉檢測結(jié)果進行驗證比較;(4)利用取芯機對病害路段的路面、路基進行取芯或結(jié)合開挖探坑與雷達檢測結(jié)果驗證,最終確定病害的地點、類型、層面和深度。
1.2 主要病害
通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),高速公路路面的典型病害主要有以下幾種:
1.2.1 車轍病害
車轍是瀝青路面在汽車荷載反復作用下產(chǎn)生豎直方向永久變形的積累。這種變形主要發(fā)生在高溫季節(jié)。當瀝青路面采用半剛性基層時,車轍主要發(fā)生在瀝青面層。根據(jù)車轍形成原因的不同,可將其分為三類:(1)失穩(wěn)型車轍。這種車轍主要發(fā)生在輪跡處,由于瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性不足將使內(nèi)部結(jié)構(gòu)層在外力作用下產(chǎn)生橫向的流動。失穩(wěn)型車轍是瀝青路面車轍問題的主要形式。(2)結(jié)構(gòu)型車轍。這種車轍主要是由于路基變形傳遞到面層而產(chǎn)生的整體永久變形。(3)磨耗型車轍。由于瀝青路面結(jié)構(gòu)頂層的材料在車輪磨耗和自然環(huán)境因素作用下持續(xù)不斷地損失而形成,當車轍達到一定深度時,由于轍槽內(nèi)積水,極易發(fā)生汽車滑移而導致交通事故。根據(jù)車轍研究分析,高速公路路面的車轍病害主要發(fā)生在行車道上。高速公路車轍主要表現(xiàn)為壓密性車轍和失穩(wěn)性車轍,永久性車轍很少出現(xiàn)。
1.2.2 瀝青路面水損害
瀝青路面在大氣降水、行車荷載的長期作用下,地表水進入到瀝青面層并長期滯留其中使得瀝青與集料剝離、脫結(jié),造成混合料的松散、剝落,并在行車荷載的不斷作用下在路面上形成松散、麻面,瀝青路面出現(xiàn)早期的透水癥狀;水長期滯留在基層中進而使集料與結(jié)合料分離形成泥漿,泥漿在行車荷載的不斷擠壓下從縫隙中到達路表形成唧漿;隨著面層和基層的強度進一步衰減,開始出現(xiàn)瀝青層的破碎,在行車荷載的作用下瀝青路面沉陷、開裂、脫落形成坑槽。
1.2.3 裂縫
瀝青路面裂縫一般分為龜裂(網(wǎng)裂)、縱向裂縫和橫向裂縫。龜裂,通常是由于路面的整體強度不足或瀝青路面老化變脆引起的網(wǎng)狀裂紋。縱向裂縫通常發(fā)生在瀝青路面的施工交界處、新舊路面交界處、路基半填半挖處等,主要是由于路面的不均勻沉降引起的。路面橫裂縫在公路建設與養(yǎng)護中是最常見到的,大都屬于基層反射裂縫,是由于溫度、濕度變化在基層產(chǎn)生裂縫,裂縫向面層反射導致路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生收縮而引起的。對于反射裂縫,初期是微小裂縫,如不及時進行處理,水很快從微裂縫中滲入到路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)對瀝青路面造成破壞,也會使路基也存在安全隱患,最后導致嚴重病害。不管什么原因引起的裂縫, 行車載荷的反復作用是裂縫加速出現(xiàn)和擴展的直接原因。
2 路面病害處治方案研究
2.1 制定方案原則
制定科學可行的最優(yōu)養(yǎng)護維修設計方案,首先要對檢測結(jié)果進行綜合分析,針對不同的病害分別制定出具體的、科學可行的最佳維修方案。確定初步方案后,必須進一步研討,以使方案進一步完善和優(yōu)化。擬定方案一般應遵循以下幾條原則:(1)結(jié)合病害實際,實事求是;(2)積極采用新技術、新材料、新工藝;(3)新方案技術指標和標準要高于或優(yōu)于原設計,盡量與原設計相匹配吻合;(4)要適當考慮施工設備和施工條件;(5)路面病害要徹底根治。
2.2 典型病害養(yǎng)護方案
2.2.1 車轍養(yǎng)護方案
傳統(tǒng)機械的車轍病害治理方法對車轍產(chǎn)生機理的認識尚存有誤區(qū)。制定治理方案時應注意,提高高速公路面層的抗車轍能力,僅靠上面層材料和結(jié)構(gòu)的選擇,而中下面層除控制壓實度與空隙率之外,無其它技術措施是遠遠不夠的。試驗理論證明:剪應力最大值出現(xiàn)在面層結(jié)構(gòu)中3~8cm 的范圍內(nèi)的,這是易產(chǎn)生車轍的主要層位,結(jié)合我國目前流行的路面結(jié)構(gòu)組合,恰恰就在瀝青路面的中面層上,因此當技術措施不利時容易產(chǎn)生車轍。另據(jù)路面溫度調(diào)查顯示:夏季路面的最高溫度出現(xiàn)在面層結(jié)構(gòu)中的中面層,這同時也要求我們對中面層的高溫穩(wěn)定性也應有其他的指標要求,或者中下面層采用的瀝青標號較上面層低等措施,從某種意義上講這種要求比只重視上面層來的更重要,也更具抗車轍的針對性。
因此在對以車轍為主要病害高速公路路段可以采取以下治理方案:對于車轍較大的路段要至少洗刨兩層結(jié)構(gòu)層,然后表面層采用連續(xù)密級配,保證密實封水,瀝青采用改性瀝青;中面層同樣采用連續(xù)密實級配,改性瀝青;底面層可以針對其嵌擠和內(nèi)摩阻力,改善水穩(wěn)、溫穩(wěn)等項性能采取方案。為加強路面結(jié)構(gòu)層間的粘結(jié)并提高防水及封水效果,各面層之間設置改性乳化瀝青粘層油,在利用基層和整修基層的頂面噴灑透層油和改性瀝青下封層。
2.2.2水損害養(yǎng)護方案
水損害病害路段的治理要根據(jù)病害的發(fā)展程度、發(fā)展規(guī)模確定處治方案而不能盲目的進行挖補。比如初期透水路段,面層表面空隙較大,可以采取預防性養(yǎng)護。目前采用的預防性養(yǎng)護措施主要有稀漿封層、微表處、TL-2000 封層、鋪筑罩面層等。而對水損害后期要進行徹底挖補治理,絕不能在病害路段直接鋪筑罩面層或稀漿封水層等;設計方案中不能單純的進行挖補恢復路面結(jié)構(gòu),要與原路面的相結(jié)合,并且以原路面結(jié)構(gòu)為依據(jù),提出新的結(jié)構(gòu)形式,徹底治理病害路段。比如設置有效的防水層、挖補后的路面設置防水磨耗層等。
2.2.3 裂縫的養(yǎng)護方案
對于反射裂縫,不能僅依靠提高路面結(jié)構(gòu)層厚度,雖然增大瀝青層厚度能夠延遲基層裂縫向上傳遞,但是從我國的實際使用情況上看絕大部分瀝青層厚度較厚的高速路仍然有明顯的反射裂縫,可見增大瀝青層厚度并不是最佳的處治方案。對于縱向裂縫,處治方案的制定應更多的考慮其內(nèi)在原因,可以考察地基處理、路基分層填筑和壓實的效果、沉降觀測的數(shù)據(jù)等原始資料。了解這些數(shù)據(jù)后再選擇最佳的縱縫處理方案。對于初期微裂縫要盡早處理以免影響整個路面的使用壽命,可以采取加強日常養(yǎng)護,及時灌縫,修補,加強預防性養(yǎng)護,等措施;對于裂縫較嚴重的路段不能只是挖補治理,要分析原因、對癥下藥。對于裂縫的治理可以選擇柔性基層的方案、鋪設墊層的方案等來預防裂縫的發(fā)生發(fā)展。
3 結(jié)語
高速公路路面養(yǎng)護與維修方案的制定是一件非常復雜的工作, 涉及很多因素。瀝青路面養(yǎng)護維修方案的合理確定, 必須經(jīng)過詳細的路況調(diào)查, 依據(jù)路況調(diào)查結(jié)果, 進行路面使用品質(zhì)評價, 然后根據(jù)評價結(jié)果, 并結(jié)合以往路面養(yǎng)護工程成功的經(jīng)驗, 對不同的病害方可得出合理的養(yǎng)護方案。
參考文獻:
[1]沙慶林,高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預防[M].人民交通出版社.
篇3
關鍵詞:雷諾鋒 預防性養(yǎng)護 檢測 效果評價
中圖分類號:U416.2 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2014)11(c)-0087-04
1 前言
在我國高等級公路中,瀝青路面占有很大比例,在自然條件和行車荷載的作用下,容易發(fā)生瀝青老化、微裂縫、松散等早期病害。瀝青路面的早期病害處理不及時,不僅影響路面的行駛質(zhì)量,而且會導致路面的進一步嚴重損壞,導致大中修養(yǎng)護周期縮短。在公路路面結(jié)構(gòu)良好或是路面病害發(fā)生初期,即對其進行養(yǎng)護,阻止公路病害進一步向更深層次發(fā)展,從而達到延長路面使用壽命、保持道路完好率和平整度、提高道路質(zhì)量、降低道路壽命成本、延長中修或大修期限延長大中修養(yǎng)護周期,是預防性養(yǎng)護的新理念。
近年來預防性養(yǎng)護引起了公路養(yǎng)護界的廣泛重視。霧封層技術作為一種有效的預養(yǎng)護手段,能夠起到封閉路面表面微裂縫、阻止路面表面滲水、防止路面表面松散、延緩原路面瀝青老化和改善路面外觀的作用。我國霧封層技術起步較晚,目前尚沒有成熟的霧封層產(chǎn)品,因此積極地引進和推廣應用國外先進的養(yǎng)護材料和養(yǎng)護技術,是一項極具經(jīng)濟效益和社會效益的舉措。
雷諾鋒路面滲透材料是由英國ASI Solution plc公司研制,作為英國管理委員會(BBA)公認的養(yǎng)護處理技術得以推廣應用。同時,雷諾鋒路面滲透材料獲得了英國高速公路管理署(HAPAS)機構(gòu)的認證和歐盟建筑技術許可證。
雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料目前已在歐洲各國、中東、澳大利亞及印度等國的機場道路及高速上有了較大規(guī)模的成熟應用,2011年9月在杭州灣跨海大橋南岸連接線實驗性路段上的應用,則在國內(nèi)尚屬首次?!独字Z鋒瀝青路面養(yǎng)護材料的研究與應用》科研項目,2011年列入浙江省交通建設行業(yè)協(xié)會科研計劃(2011A04),2012年1月通過專家評審,專家組認為本項目引進國外技術在國內(nèi)研究應用,具有推廣應用價值,研究成果總體達到國內(nèi)領先水平。2012年列入浙江省交通運輸廳交通科技項目(2012H21),2013年1月19日通過專家鑒定,專家鑒定委員會認為,該成果具有良好的社會經(jīng)濟效益和較高的推廣應用價值,總體達到國內(nèi)領先水平。
2012年以來國內(nèi)部分高速公路推廣本研究結(jié)果,開展瀝青路面雷諾鋒預防性養(yǎng)護,如浙江金麗溫高速公路有限公司、河南中原高速公路股份有限公司平頂山分公司、黑龍江省大慶高速公路管理處等。
2 應用研究過程
本科研項目由寧波交通工程建設集團有限公司、中咨公路養(yǎng)護檢測技術有限公司等聯(lián)合研究。
2.1 工作情況
(1)2011年7月―2011年8月,進行課題調(diào)研,資料收集,制定初步的研究方案。提出雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料的適用范圍,根據(jù)國外相關研究資料,確定雷諾鋒粘結(jié)劑和金剛砂的技術指標。并通過室內(nèi)試驗,建立雷諾鋒粘結(jié)劑和金剛砂的灑布量的計算公式,完成現(xiàn)場試驗段的設計方案。(2)2011年8月―2011年9月,在杭州灣跨海大橋南岸連接線上選定適合于雷諾鋒預防性養(yǎng)護技術的路段作為試驗段,按照制定的設計方案,完成了第一次試驗段的鋪筑。(3)2011年11月―2011年12月,通過現(xiàn)場第一次試驗段的鋪筑情況,在現(xiàn)場做了大量的滲水試驗、構(gòu)造深度試驗、擺式摩擦系數(shù)試驗;從現(xiàn)場取芯,通過室內(nèi)試驗評價試驗段的鋪筑效果,總結(jié)試驗段的鋪筑經(jīng)驗。(4)2012年7月―2012年8月,在杭州灣跨海大橋南岸連接線上選定部分路段適合于雷諾鋒預防性養(yǎng)護技術的路段作為試驗段,按照制定的設計方案,完成了第二次試驗段的鋪筑,并完成了雷諾鋒瀝青路面預防性養(yǎng)護施工法。(5)2012年8月―2012年12月,在寧波繞城高速公路東段和杭州灣跨海大橋南岸連接線高速公路上選定適合于雷諾鋒預防性養(yǎng)護技術的路段作為試驗段,按照制定的設計方案,完成了第三次試驗段的鋪筑。(6)2013年10月―2013年12月,在象山港公路大橋及接線、穿好高速公路東段和杭州灣跨海大橋南岸連接線高速公路上選定適合于雷諾鋒預防性養(yǎng)護技術的路段作為試驗段,按照制定的設計方案,完成了試驗段的鋪筑。(7)從2011年開始至2013年,連續(xù)對寧波高速公路路基和橋梁路面18.8438 km298163.04進行雷諾鋒預防性養(yǎng)護試驗。2014年5月以來,對以上試驗段的鋪筑進行滲水、構(gòu)造深度、擺式摩擦系數(shù)等試驗;從現(xiàn)場取芯,通過室內(nèi)試驗評價試驗段的處治效果,作后評估。
3 主要成果
3.1 雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料適用性
(1)主要適用于高速公路平整度良好的路面的預防性養(yǎng)護和機場瀝青跑道的養(yǎng)護。(2)適用于輕度裂縫(1~3 mm)、表面松散的路面,坑槽及大的裂縫、車轍等病害需預先修補處理,確保原有路面結(jié)構(gòu)足以支持使用期間的荷載,不出現(xiàn)開裂或變形。(3)施工時,路面表面溫度5~60 ℃,且無水、冰、霜和雪。
3.2 雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料及用量
(1)雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料。
①雷諾鋒是一種滲透型的高速公路路面養(yǎng)護封層材料,它是完全由有機材化工材料組成,富含天然巖瀝青,它會滲透至表面瀝青層,對瀝青中的粘結(jié)劑提供一層堅固的保護膜,從而使上面層與骨料更有效的加固和粘合,并激活原來的瀝青質(zhì),改善瀝青質(zhì)的針入度、軟化點,粘結(jié)性。在路面噴涂后,密封任何水和鹽的進入,并且更好的保留基本樹脂與精油,對表面瀝青層進行抗氧化保護,使其不會進一步惡化,從而提高路面的抗磨耗性能、抗剝離性能和抗?jié)B水性能,進一步延長路面的使用壽命。
②金剛砂
金剛砂材料主要作用是保證開放交通初期,經(jīng)雷諾峰處治的瀝青路面保持良好地摩阻力,并在行車作用下將表面的雷諾鋒材料逐步地壓實,隨后鑲嵌在雷諾鋒粘結(jié)劑;雷諾峰功能發(fā)揮后金剛砂將隨著車輛的碾壓逐步被帶走而消散。
雷諾鋒粘結(jié)劑從英國原裝進口,質(zhì)量符合要求,包裝、運輸良好,供貨及時,一般3個月內(nèi)可到貨。在2012年開始,采用部分國產(chǎn)金剛砂代替進口金剛砂,也收到了預期的效果,節(jié)約了費用。
(2)材料用量。
3.3 雷諾鋒灑布車
雷諾鋒粘結(jié)劑用瀝青灑布車冷灑布,無需加熱,現(xiàn)場噴灑前打開噴灑車氣動閥門,使其處于管路循環(huán)狀態(tài),噴灑桿瀝青溫度與瀝青罐內(nèi)溫度保持一致。施工前需對同步灑布車進行噴灑校準,雷諾鋒粘結(jié)劑和金剛砂分批次進行,車速控制在5.5~6 km/h。雷諾鋒粘結(jié)劑及金剛砂的同步灑布。
2011年采用價格比較昂貴的進口灑布車施工,后改為使用國產(chǎn)灑布車,也達到了預期的效果,節(jié)約了費用。并通過實踐,改進了同步灑布車,獲得實用新型專利一項:《一種瀝青路面養(yǎng)護機械》,專利號:ZL 2012 2 0572573.8。
3.4 雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料施工工藝
經(jīng)過幾年來雷諾鋒技術的試驗,以上施工工藝比較成熟可靠,由此編制了《雷諾鋒預防性養(yǎng)護技術設計和施工指南》、《雷諾鋒瀝青路面預防性養(yǎng)護施工工法》,其中《雷諾鋒瀝青路面預防性養(yǎng)護施工工法》2012年被中國公路建設行業(yè)協(xié)會評為優(yōu)秀工法,2013年并被評為國家級二級工法。
4.4 試驗檢測結(jié)果分析
(1)噪音(dB):雷諾鋒處治前后對噪音影響不大,這說明雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治不會引起車輛行駛噪音增加。(2)摩擦系數(shù)(BPN):剛處治雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料完成的瀝青路面摩擦系數(shù)有所下降,撒布金剛砂起到增加摩擦系數(shù)的作用,一段時間后,雷諾鋒粘結(jié)劑凝結(jié)后摩擦系數(shù)恢復到正常。(3)滲水系數(shù)(ml/min):雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治前后對滲水系數(shù)影響最顯著,這就是雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料的關鍵作用(圖1)。(4)構(gòu)造深度(mm):一般試驗的構(gòu)造深度對樣品或試驗地點缺乏對應性,參考價值不大。(5)橫向力摩擦系數(shù)(SFC):剛處治雷諾鋒完成的瀝青路面橫向力摩擦系數(shù)有所下降,金剛砂起到增加摩擦系數(shù)的作用,一段時間后,雷諾鋒粘結(jié)劑凝結(jié)后橫向力摩擦系數(shù)恢復到正常。(6)車轍深度(mm):一般試驗的車轍深度與磨耗試驗的車轍深度為不同概念,一般試驗的車轍深度對樣品或試驗地點缺乏對應性,參考價值不大;磨耗試驗的車轍深度對應性明確;(7)平整度IRI(m/km):雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料一般試驗的平整度試驗影響不大。(8)芯樣車轍深度(mm):雷諾鋒對磨耗試驗的芯樣車轍深度影響較大,這就是雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料的關鍵作用。(9)瀝青質(zhì)三大指標:這是檢驗雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治效果的重要評價指標,需要連續(xù)不間斷的對相同地點進行試驗檢測,并選取合理、準確的試驗方法,才能較為準確判斷檢驗雷諾鋒處治效果。根據(jù)英國倫敦莫頓地區(qū)阿伯考威道路瀝青鋪裝層取樣檢測后(抽提法)瀝青質(zhì)退化檢測情況如下(圖2):該道路在2001年鋪裝,采用SMA路面。在2002年,用雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料進行了早期預防性處治,為便于對比,留下一段未進行雷諾鋒灑布處理。圖2中綠線2002年雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治,黃線2002年及2009年二次雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治,紅線未經(jīng)雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治狀況。圖2顯示了10年期間經(jīng)雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治和未經(jīng)處治瀝青的老化狀況,而且第二次的養(yǎng)護時間在7年后進行顯得遲了點,檢測證明,最佳時間是5年后就進行。藍色曲線表明,第二次養(yǎng)護后瀝青質(zhì)的老化速度曲線,用針入度來考證,其老化速率,幾乎和新鋪路面材料相同。(10)磨耗試驗:這是比較快速有效可靠的檢驗雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治效果的方法。(11)溫室循環(huán)試驗:這也是比較有效可靠的檢驗雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治效果方法。
5 效益分析
雷諾鋒預養(yǎng)護技術與現(xiàn)有國內(nèi)的瀝青路面預防性養(yǎng)護方法相比,其前期成本投入比較高,但其帶來的質(zhì)量效益、工期效益、安全效益、環(huán)保效益等綜合效益卻很高。由于各種預防性養(yǎng)護的成本不同,產(chǎn)生的效果也不同。用直接成本法計算一次投入的費用不能全面反映不同的養(yǎng)護效果,此時采用靜態(tài)性價比法計算分析經(jīng)濟效益比較準確、合理。
所謂性價比是商品的性能值與價格值比,是反映物品的可買程度的一種量化的計量方式,具體公式:性價比=性能/價格。圖3將各種預防性養(yǎng)護方法的性能(預期壽命)與平均施工成本進行分析比較,可見雷諾鋒技術的的性價比最優(yōu)。
杭州灣跨海大橋南岸連接線今年計劃安排未經(jīng)雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治的路面病害處理約3.9萬m2。幾年來經(jīng)雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治瀝青路面狀況均保持良好,顯現(xiàn)雷諾鋒預防性養(yǎng)護效果和經(jīng)濟效益顯著。
6 結(jié)語
(1)雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料是一種冷噴灑的滲透型路面養(yǎng)護材料,對瀝青面層的保護具有較好的性價比和持久性。由于通過滲入到面層內(nèi),補充了瀝青材料的的粘結(jié)劑,改善了骨料外包裹的粒間粘力和瀝青料的粘接性,提高路面抗氧化和滲水性能。在合理恰當?shù)奶幹螘r機使用雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料,可減少或取消高成本的重新攤鋪費用。每隔4~5年對瀝青路面使用雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料會明顯的改善和延長道路運行期,寧波高速公路雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治效果得到了有益的證明。此外,預防性養(yǎng)護的時間越早越好,如象山港公路大橋及接線等工程,通車后第二年就進行雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治,獲得了良好的效果。(2)《雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料的研究與應用》課題以及相關的研究成果《雷諾鋒預防性養(yǎng)護技術設計和施工指南》、《雷諾鋒瀝青路面預防性養(yǎng)護施工工法》,具有良好的社會經(jīng)濟效益和較高的推廣應用價值。(3)磨耗和溫室循環(huán)試驗是比較快速有效可靠的檢驗雷諾鋒處治效果的方法,在實際操作中,試驗檢測項目要有針對性,盡量減少一些次要或針對性不強的試驗檢測項目,如一般試驗的噪音、平整度等。(4)英國倫敦莫頓地區(qū)阿伯考威道路瀝青鋪裝層取樣檢測后(抽提法)瀝青質(zhì)退化檢測檢測分析情況有待進一步了解和研究。就寧波高速公路的檢測情況來看,現(xiàn)有瀝青抽提方法對于雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料處治后檢查三大指標的方法有值得商榷的地方。首先,減少瀝青抽提試驗取樣厚度,一般宜在上面層或雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料滲透層范圍以內(nèi);其次,對于雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料滲透層較薄,現(xiàn)有的瀝青抽提需要較多重量的瀝青路面樣品,其適應性有待進一步探討;同時瀝青路面老化因素是比較復雜的,瀝青路面取樣后抽提瀝青質(zhì)試驗三大指標需要較長時間連續(xù)不間斷的對相同地點或類似路段進行試驗檢測,并選取合理、快捷、準確的試驗方法,來分析了解雷諾鋒瀝青路面養(yǎng)護材料改善瀝青質(zhì)的機理,才能較為準確反映實際情況,這是今后需要繼續(xù)深入研究的課題。
參考文獻
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篇4
瀝青路面是以瀝青結(jié)合料,將礦質(zhì)材料粘結(jié)成為整體的路面。具有行車舒適、噪音低、施工期短、養(yǎng)護維修簡便等優(yōu)點,因此被廣泛應用。瀝青路面的主要類型有瀝青表面處治、瀝青貫入式、熱拌瀝青混合料和乳化瀝青混合料路面等,瀝青路面早期破壞的現(xiàn)象有:泛油、波浪、壅包、滑溜、裂縫、坑槽、局部沉陷、松散、車轍等九種,這些病害極具普遍性和嚴重性,為公路工程質(zhì)量通病之一。由瀝青路面早期破壞的成因比較復雜,關系到路基、路面施工全過程,與人員、機械、材料、施工工藝均有關系,本文淺談一下其原因。
1 路面設計的原因1.1設計人員的指導思想改革開放政策促進了公路事業(yè)迅速發(fā)展,公路交通量迅速增長,載重車輛軸重加大,超載運輸現(xiàn)象嚴重,致使有的路面出現(xiàn)早期破壞,工程設計人員必須關注這一事實,“精心設計,質(zhì)量第一”設計人員應貫徹的重大方針政策。不同等級公路對路面使用品質(zhì)要求不同,如果設計人員在設計中盲目照搬照抄,脫離實際將給路面帶來質(zhì)量隱患。1.2設計原則及結(jié)構(gòu)設計公路是暴露在大自然的帶狀工程結(jié)構(gòu)物,長期經(jīng)受著日曬、雨雪、酷熱、嚴寒、凍融的考驗,需要路面具有一定的承載能力和抗疲勞能力和一定的穩(wěn)定性。因此路面設計應根據(jù)使用要求及氣候、水文、土質(zhì)等自然條件,密切結(jié)合當?shù)貙嵺`經(jīng)驗,遵循因此制宜、方便施工、利于養(yǎng)護、結(jié)約投資的原則進行設計方案的技術經(jīng)濟比較,進行綜合設計。比如對一般土質(zhì)路基就應該考慮土的性質(zhì)、含水量,估計其土基回彈模量;對填石路堤、巖石挖方或路塹等應根據(jù)巖性、風化程度、有無潛水、裂隙水等,綜合排水措施選用結(jié)構(gòu)層和厚度。例,某一公路設計人員為方便,設計時將設計公路的交通量劃分為一定車型的標準交通量和另一車型非標準交通量,然后換算成標準車軸載的當量軸次來計算路面設計彎沉和結(jié)構(gòu)厚度。而實際中很多運輸車輛改裝,車身攔板加高加長,超載現(xiàn)象特別嚴重,路面所承受的當量軸次遠遠大于設計時所依據(jù)的設計年限的累計當量軸次。結(jié)果,此公路通車才一年就出現(xiàn)了裂縫、車轍等嚴重早期的破壞,給國家?guī)斫?jīng)濟損失。
2 施工的原因2.1路面基層施工路面基層是瀝青路面的主要承重層,承擔面層傳遞的車輛荷載。必須具備足夠的強度并在水、溫作用下有良好的穩(wěn)定性,其質(zhì)量的保證來源于施工質(zhì)量,基層中施工的主要問題有:基層的壓實度、強度達不到要求。基層的壓實度與混合料的級配密切相關,當材料不符合規(guī)范粗粒料含量很大時,即使壓實度達到規(guī)范要求數(shù)據(jù)也并不表示基層就密實,因此在施工控制材料的級配、規(guī)格符合技術規(guī)范要求是關鍵。 2.2路面面層施工瀝青路面應具有堅實、平整、抗滑、耐久,并能高溫抗車轍、低溫抗開裂,防止雨水滲入基層的功能,才能給汽車運輸提供安全、舒適、快速的行車條件。其施工過程是質(zhì)量形成的關鍵環(huán)節(jié),施工中存在的問題主要有:①碎石、瀝青等原材料的質(zhì)量、配比的控制。特別是礦粉和瀝青用量不準,很容易使瀝青早期出現(xiàn)油包、松散等現(xiàn)象。②溫度的控制。瀝青混合料的加熱溫度,運輸?shù)浆F(xiàn)場的溫度,攤鋪溫度,碾壓溫度都是關鍵,一個環(huán)節(jié)沒有控制好,都會造成質(zhì)量問題。例如,瀝青加熱溫度過高,會使瀝青灼焦、老化,產(chǎn)生松散、坑槽等病害。
3 其它原因3.1養(yǎng)護不及時瀝青路面在行車作用下出現(xiàn)小面積松散,個別坑槽后,未及時進行養(yǎng)護,特別是采用層鋪法施工的貫入式路面和表面處治,初期及時養(yǎng)護更為重要。3.2養(yǎng)護方法不當有些養(yǎng)護人員,在瀝于混凝土路面上采取人工噴油(或灑布機噴油)、人工灑料方法進行養(yǎng)護,結(jié)果破壞了原路面的平整度,甚至由于噴油不夠,用油量控制不平,造成泛油、推擁、松散等病害。3.3其他方面原因未嚴格按基本建設程序辦事,前期工作滯后,路面設計方案研究、試驗不夠;一些無路面施工經(jīng)驗、無路面設備和技術力量的施工隊伍承擔路面施工,監(jiān)理力度不到位;趕工期,搞獻禮工程,不按施工技術規(guī)范要求施工,施工技術管理、質(zhì)量管理不嚴。
篇5
關鍵詞:瀝青路面 質(zhì)量標準 路面設計 瀝青路面的養(yǎng)護 瀝青路面的維修
0 引言
交通的快速發(fā)展使世界的距離在縮短。近幾年我國的公路建設事業(yè)不斷地上新臺階。我國高速公路建設起步晚,但速度快,勢頭好,到今年年底有望突破4萬公里,居世界第二。但高速公路瀝青路面早期破損問題,已成為影響我國公路健康發(fā)展的突出矛盾。工程項目是一次性的投入很大的資金投入,在高速公路事業(yè)發(fā)展過程中,我們不由得關注瀝青公路路面容易出現(xiàn)的損壞問題。公路平整度差、行車不舒適、顛潑起伏等病害,嚴重影響了路面的使用性能,再加上年年的修復養(yǎng)護投入,無疑是雪上加霜。因此提高瀝青公路的壽命,并研究應對瀝青公路路面容易出現(xiàn)的損壞問題的方法,使公路資源得到最大的保護問題意義重大。
1 我國瀝青路面容易出現(xiàn)的問題
現(xiàn)實中瀝青路面的主要病害形式有:坑槽、沉陷變形、龜裂、橫縫和不規(guī)則裂縫等。下面主要分析瀝青路面產(chǎn)生損壞的主要原因:
1.1 對路面施工要求不嚴格,質(zhì)量標準沒到位,導致路面施工質(zhì)量低劣。這一問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
1.1.1 瀝青砼和瀝青碎石的壓實度對瀝青路面的厚實度起關鍵作用。如瀝青砼和瀝青碎石未檢測壓實度,則影響瀝青路面的質(zhì)量,容易造成淪陷、坑槽。
1.1.2 材料施工配比準確、含水量充足,集料中不得含超尺寸顆粒,達到應定級配是公路質(zhì)量的基本保障。現(xiàn)實施工中在材料施工配比、含水量的檢測都達不到合格公路所應有的標準,加上有含超尺寸顆粒的集料,嚴重影響瀝青路面的質(zhì)量。
1.1.3 瀝青公路施工過程當中要求按規(guī)范的級配要求摻配碎石,并拌合均勻,如未做到這一點,容易影響瀝青路面的質(zhì)量。
1.1.4 不少瀝青公路出現(xiàn)問題的原因還有級配砂礫底基層松散、整體強度低,含超尺寸顆粒、級配差,含泥量大等。
1.1.5 混合料不均勻離析,導致此現(xiàn)象的原因多是因為施工未用穩(wěn)定土拌合機拌和,而是采用裝載機拌和。
1.1.6 瀝青路面的使用的材料性能差。以下針對高速公路的瀝青路面分別闡述容易出現(xiàn)的幾類問題。
①車轍是我國高等級瀝青路面主要的病害之一,車轍是車輛長時間在路面上行駛后留下的車輪永久壓痕。路面車轍是路面周期性評價及路面養(yǎng)護中的一個重要指標。路面車轍深度直接反映了車輛行駛的舒適度及路面的安全性和使用期限。路面車轍深度的檢測能為決策者提供重要的信息,使決策者能為路面的維修、養(yǎng)護及翻修等作出優(yōu)化決策。②由于氣候寒冷或者氣溫的驟降,會使瀝青路面由于收縮或者來不及應力松弛而產(chǎn)生開裂。③對疲勞性能的影響在車輪荷載的反復作用下,瀝青路面會由于不斷地受拉荷受壓出現(xiàn)疲勞破壞,其主要原因是瀝青出現(xiàn)應力疲勞。
1.2 瀝青路面設計方案欠妥。
1.2.1 對路面材料和配比進行設計,并有嚴格規(guī)劃,在施工時按此標準執(zhí)行是瀝青公路質(zhì)量得到保障的一個重要前提。現(xiàn)實中很多瀝青公路的項目在施工前并沒有嚴格設計路面材料和配比,在施工時又沒有科學的設計方案可參照,導致瀝青路面質(zhì)量沒有得到應有的保障。
1.2.2 設計人員在對建設公路的一系列系數(shù)進行設計時,不僅應考慮到公路在正常使用狀態(tài)下應具備的質(zhì)量素質(zhì),還應當考慮到非正常使用狀態(tài)下公路不受到損壞所應具備的質(zhì)量素質(zhì)。比如說超載汽車對路面的影響這一問題,如設計人員在設計公路時沒有考慮這一非正常使用狀態(tài),現(xiàn)實中常常出現(xiàn)非正常使用狀態(tài),如超載。因此便極容易使馬路受到損壞。
2 針對問題解決的方法
改變公路質(zhì)量容易受損的現(xiàn)狀的前提時改變修建公路人的行為做法,使行為做法科學、嚴謹、專業(yè)。而改變?nèi)说男袨樽龇ㄗ钪匾臅r改變?nèi)说乃枷?。針對現(xiàn)狀中存在的瀝青公路質(zhì)量不過關,路面容易受損的狀態(tài)這一問題的解決方法,本人提出以下幾點看法:
2.1 從機制上完善公路建設的管理。公路管理部門對建成的公路實行嚴格的驗收制度,并在使用過程中實行每年的檢查,對質(zhì)量不符合規(guī)范的公路,分析原因,并找出相關負責人承擔相應的責任。只有權(quán)責明確,制度規(guī)范,人的行為收到正當?shù)募s束,瀝青公路的路面容易出現(xiàn)問題的現(xiàn)狀才能得到基本的改變。
2.2 公路管理部門對專業(yè)人員進行培訓。專業(yè)的人才能修建出專業(yè)的路。因此,對公路的修建人員,包括管理、設計、施工、監(jiān)理、材料供應、后期維護等都要進行專業(yè)的培訓。
2.3 材料的選用采取嚴格的篩選。并不斷引進國外新的能源材料。長壽命路面是目前世界各國最熱門的研究問題。這種路面主要采用抗車轍,不透水,抗磨損的表面層。其結(jié)構(gòu)使用壽命在50年以上。因此,其不管在設計還是材料的選取方面,都有值得我國公路修建可借鑒的地方。
2.4 瀝青公路的養(yǎng)護與維修不可忽視。
2.4.1 養(yǎng)護。公路的壽命與人的壽命一樣,同樣需要用心去保養(yǎng)與愛護。瀝青路面在長期的使用過程中,由于車輛的反復作用及氣候和環(huán)境的影響,必然會出現(xiàn)各種各樣的損壞現(xiàn)象。另外,現(xiàn)實當中由于超載車輛長期超負荷運營,更加快了道路病害的產(chǎn)生。因此,用相關專家的概括來說我國目前高速公路瀝青路面養(yǎng)護的目的是:“經(jīng)常保護公路公共設施的完好狀態(tài),及時恢復損壞部分,保障行車安全、舒適、暢通”。養(yǎng)護方針是 “預防為主、防治結(jié)合”。
養(yǎng)護工作的種類。養(yǎng)護工作一般分為兩種:預防性養(yǎng)護和修復性養(yǎng)護。預防性養(yǎng)護工作旨在保護路面并減小路面質(zhì)量下降速度,修復性養(yǎng)護工作旨在修復特定的路面破壞或損壞區(qū)域。及時的預防性養(yǎng)護能延緩在交通與環(huán)境施加的荷載作用下路面損壞的時間。如延遲養(yǎng)護與延期養(yǎng)護會增加了缺陷數(shù)量、增大了嚴重程度,錯過最佳養(yǎng)護時期,以致在改建時修補費用增加。不斷地推遲養(yǎng)護與完善修復措施,縮短罩面與改建之間的時間間隔,因而顯著增加路面壽命周期費用。
篇6
關鍵詞 瀝青路面 早期破壞 原因 預防措施
一、前 言
瀝青路面因其具有造價相對較低、行車舒適、修復方便等優(yōu)點而被廣泛用于公路和城市道路、機場等基礎設施的面層。但由于瀝青路面投入使用后容易引發(fā)波浪、壅包、滑溜、裂縫、坑槽、局部沉陷、松散、車轍等病害。這些病害極具普遍性和嚴重性,成為公路工程質(zhì)量的通病。本人根據(jù)多年的施工、養(yǎng)護經(jīng)驗,對上述病害的形成原因進行分析、并初步提出預防措施,與各位同行交流、探討。
二、原因分析
根據(jù)對一些路段的觀察、分析,筆者認為,造成前述瀝青路面早期病害的原因主要有設計、施工和養(yǎng)護等方面,因素的影響。下面分別對其進行分析。
(一)路面設計
1.結(jié)構(gòu)設計不合理
根據(jù)瀝青路面設計規(guī)范,瀝青面層宜選用粒徑較小,空隙也小的級配混合料,盡量采用小粒徑瀝青砼,以提高瀝青路面面層的平整度和防滲性。對于選用中粗粒砼或開級配或半開級配瀝青碎石的瀝青路面,應在瀝青面層下設下封層,防止雨水滲入。而設計上往往忽視這些因素的影響,結(jié)構(gòu)的不合理給施工質(zhì)量留下隱患。
2.設計時對實際施工環(huán)境的考慮不周
設計中往往是根據(jù)外業(yè)調(diào)查資料結(jié)合規(guī)范擬定設計方案,而外業(yè)調(diào)查不一定與實際情況相符,況且從設計到施工要相隔一段時期,此間情況會起一定變化,造成實際施工環(huán)境與設計考慮的情況存在較大出入,若設計時對實際施工環(huán)境考慮不周,同樣會留下質(zhì)量隱患。比如,在路基設計中,由于沒有足夠的地質(zhì)鉆探資料,僅靠地表情況判斷石質(zhì)類型并據(jù)此設計路面結(jié)構(gòu)。實際開挖后,地質(zhì)類型與設計不符,但施工單位照圖施工,由于雨水滲入,就容易導致土基軟化,路面結(jié)構(gòu)強度不足,出現(xiàn)大面積風裂病害。再比如,設計階段調(diào)查的土基為過濕類型,為節(jié)省投資按正常情況設計,全部利用挖方和就地借方填筑路基,采取逐層晾曬法施工。實際施工時施工單位往往認為此方案造成極大的窩工,影響工期,會要求變更為借方填筑,這樣不僅增大投資,同時留下質(zhì)量隱患。
3.路面厚度設計偏差
路面厚度設計的依據(jù)是設計年限內(nèi)的累計當量軸次,即將設計路段的交通量換算成標準車軸載的當量軸次,根據(jù)設計年限內(nèi)的當量軸次計算路面設計彎沉及結(jié)構(gòu)厚度。但實際通過的車輛軸載遠大于設計軸載(貨運車輛絕大多數(shù)為超載運輸),根據(jù)當量軸次的計算公式(當量軸次與軸載比的4.35次方成正比例)可知:設計路面實際承受的當量軸次遠遠大于作為其設計依據(jù)的設計年限內(nèi)的累計當量軸次。這就是當前新建路面早期破壞的癥結(jié)所在。
此外,油路補路面厚度也存在設計不足的情況。在舊路補強設計中,為充分利用老路并節(jié)約土地及投資,一般宜先對所利用的路段狀況進行客觀評估,根據(jù)舊路的狀況(特別是強度彎沉指標)確定利用舊路的方案及補強厚度。但設計單位沒有認真細致的調(diào)查,大致給出一個補強厚度及路段樁號就草草了事,結(jié)果導致許多補強路段補強后彎沉值大于設計值,造成新路強度不足,早期破壞嚴重。
(二)路面施工
路面施工過程是其質(zhì)量形成的關鍵環(huán)節(jié),直接影響面層質(zhì)量的施工環(huán)節(jié)主要是面層本身的施工、基礎施工及相關聯(lián)接層施工。
1.面層施工
影響瀝青路面面層施工質(zhì)量的因素有:①對原材料檢驗不嚴,對瀝青混合料的配合比控制不夠,特別是礦粉和瀝青用量不準,使瀝青路面早期出現(xiàn)推擁、油包、松散、露骨、坑槽等。②施工機械設備陳舊、不配套,使混合料的配合比計量、拌和均勻性、壓實度、平整度等受到很大影響。③瀝青混合料加熱溫度過高,瀝青和礦料拌和時,瀝青便被礦料的高溫灼焦、瀝青老化,使路面強度不足,產(chǎn)生松散、坑槽等病害。④碾壓溫度過高,混合料難以壓實,通車后就會出現(xiàn)推移,發(fā)生微裂。
2.基層施工
基層是承擔面層傳遞的車輛荷載的主要承重層,影響其施工質(zhì)量的主要問題有:①基層、底基層、路面表面清除不干凈。在鋪筑上一結(jié)構(gòu)層前,若路面結(jié)構(gòu)層及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干凈,在雨水作用下,浮層細料變軟被行車擠壓造成的高壓水流沖刷成漿,進而波及到瀝青面層表面。②基層松鋪系數(shù)(或基層標高)控制不嚴而形成找補層,因找補層與基層無法緊密連接,自身厚度又較小,因而極易松散,進而引起瀝青層的網(wǎng)裂、松散、坑槽等破壞。③部分基層壓實度不足。一般情況下,基層的壓實度與混合料中粗、細集料的比例特別是粗粒料的含量密切相關,當粗粒含量很大時,即使壓實度超過100%,并不表示該基層已經(jīng)密實。因此,要適當增大碾壓噸位、增加碾壓遍數(shù),確?;鶎舆_到規(guī)定壓實密度。
(三)養(yǎng)護管理
瀝青路面病害早期形成的原因,除了設計和施工因素之外,還與養(yǎng)護管理密不可分,主要是養(yǎng)護不及時、養(yǎng)護方法不當兩方面。
1.養(yǎng)護不及時
瀝青路面在行車作用下出現(xiàn)小面積松散,個別坑槽后,未及時進行養(yǎng)護,特別是采用層鋪法施工的貫入式路面和表面處治,初期及時養(yǎng)護尤為重要。
2.養(yǎng)護方法不當
有些養(yǎng)護人員,在瀝于混凝土路面上采取人工噴油(或灑布機噴油)、人工灑料方法進行養(yǎng)護,結(jié)果破壞了原路面的平整度,甚至由于噴油不夠,用油量控制不當,也會造成泛油、推擁、松散等病害。
三、預防措施
瀝青路面早期破壞,不僅與設計、施工環(huán)節(jié)有關,而且與路面使用后的養(yǎng)護管理關系緊密。因此,要消滅瀝青路面早期破壞這一質(zhì)量通病,延長瀝青路面的使用壽命,提高投資效益,需要從設計、施工、養(yǎng)護管理等環(huán)節(jié)加強管理,明確各主體的責任,按照行業(yè)規(guī)范標準,結(jié)合工程實際,嚴格把關,才能徹底根治瀝青路面早期破壞這一頑疾。
(一)設計方面
進行瀝青路面設計,要對設計、施工、養(yǎng)護環(huán)境有充分的調(diào)查和預測,在此基礎上提出切合實際的設計方案。
首先是加強外業(yè)調(diào)查,尤其是水文地質(zhì)情況調(diào)查資料要詳細、準確,才能正確把握路基的類型,擬定可行的路面結(jié)構(gòu)方案,這是確保瀝青路面質(zhì)量的前提。
其次是加強交通量調(diào)查,搞準通過設計路段的交通量絕對數(shù)及其交通組成,并對今后設計年限內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展情況有充分的了解,才能準確計算和預測通過設計路段的累計交通量當量軸次,進而準確計算路面結(jié)構(gòu)厚度。
再次是對施工和養(yǎng)護環(huán)境要有切合實際的預測,并把施工、養(yǎng)護對瀝青路面質(zhì)量的影響因素考慮周全,提高設計的安全概率。
(二)路基施工方面
路基施工時應著重注意以下幾點:①清表要徹底,不適宜的材料應全部清除且按規(guī)范要求搞好基底壓實。②路基填筑要嚴格按規(guī)范要求選好填料,并控制松鋪厚度、粒徑、壓實含水量和分層壓實,使壓實度達到規(guī)范要求。③軟基處理要徹底,軟基處理要經(jīng)技術經(jīng)濟比較,慎重采用合理的施工方案和施工工藝,并徹底處理,不留隱患。
(三)路面施工方面
路面施工重點抓好以下環(huán)節(jié):①基層施工要嚴格按規(guī)范要求選好合格材料,保證路面基層設計厚度及頂面標高,保證壓實度,嚴格控制施工質(zhì)量。②瀝青面層施工要做到“三選擇三控制”?!叭x擇”是:選好拌制設備,從拌制設備上保證施工質(zhì)量;嚴格按規(guī)范要求選好原材料,確保瀝青和集料符合質(zhì)量要求;通過試驗比較,選擇好生產(chǎn)配合比,從拌制工藝上著手保證質(zhì)量。“三控制”是:準備階段的質(zhì)量控制,通過對基層質(zhì)量的檢查驗收,確?;鶎淤|(zhì)量;拌和料運輸過程的質(zhì)量控制,確保不混合料產(chǎn)生離析和溫度;攤鋪時的質(zhì)量控制,嚴格掌握面層厚度和松鋪系數(shù),同時要控制好拌合料攤鋪和碾壓時溫度,以及碾壓次數(shù)和輪跡重疊寬度,使面層成型后達到規(guī)范要求的密實度和平整度。③加強初期養(yǎng)護,控制車輛通行速度。
篇7
【關鍵詞】瀝青路面;早期破壞;成因
瀝青路面包含的類型比較多,主要有瀝青貫入式路面、乳化瀝青混合料路面以及熱拌瀝青混合料路面等等。瀝青路面施工比較方便,需要工期短,并且還具備無接縫、耐磨、表面完整、維修方便等優(yōu)點,在城市道路中運用非常的廣泛。瀝青路面破壞一般可以分成兩種,一種便是結(jié)構(gòu)性破壞,另一種則是功能性破壞。這些問題在瀝青路面中存在非常普遍,給公路的質(zhì)量造成了嚴重的影響。
一、路面設計
在進行瀝青路面修筑的時候,使用的材料和工藝不同,修筑出來的瀝青路面類型也會不同,所以在進行路面設計的時候,應該考慮到施工條件以及路面的使用功能,并將其和經(jīng)濟性結(jié)合在一起,選擇最合適的類型。
(一)設計結(jié)構(gòu)合理性不夠
根據(jù)強度構(gòu)成,瀝青路面可以分成嵌擠類以及密實類兩種,前者要求施工的時候使用尺寸相似的礦料,路面穩(wěn)定性以及強度提高主要靠的是骨料顆粒嵌擠而出現(xiàn)的內(nèi)阻摩擦力,粘聚力在嵌擠類瀝青路面中作用是次要的。后者要求進行礦料級配的時候必須根據(jù)密實度最大的原則進行,穩(wěn)定性以及強度依靠的是內(nèi)阻摩擦力以及粘聚力。在進行瀝青層結(jié)構(gòu)選擇的時候若是選擇不夠恰當、混合料本身的類型存在不合理,便很容易導致面層破壞的情況出現(xiàn)。在進行瀝青路面設計的時候,要求不但需要滿足實際的使用要求,還應該確保不會出現(xiàn)雨水滲漏的情況,所以最好選擇空隙和粒徑都比較小的配料[1]。若是使用的大粒徑的配料,還應該在層面之下進行封層的設置,避免出現(xiàn)雨水滲入的情況。
(二)補強舊路段的時候,存在厚度考慮不足的情況
在改造舊路的時候,為了更好的節(jié)約資金和利用舊路,應該根據(jù)需要來客觀的評估路段的實際情況,并根據(jù)舊路的狀態(tài)來進行補強厚度以及改造方案的確定。但是很多設計單位在進行設計的時候,并沒有嚴格根據(jù)要求進行調(diào)查,補強厚度確定的太過隨意,這也會導致在補強之后,路段本身的彎沉值超過設計規(guī)定的范圍,這會導致新路本身的強度比較差,早期破壞也會比較嚴重。
(三)確定巖石路段石質(zhì)的時候存在錯誤
在設計路基的時候,由于地質(zhì)鉆探資料比較少,僅僅通過表面的石頭來進行石質(zhì)類型判斷經(jīng)常會出現(xiàn)錯誤。比如說在原來的設計中,是石方路段,設計整平層的時候僅僅設計了十五厘米的水穩(wěn)砂礫,但是在開挖之后,路基卻是風化巖以及泥質(zhì)頁巖,若是施工單位還是根據(jù)原設計進行施工,那么在施工結(jié)束之后,雨水的滲入會導致風化巖以及泥質(zhì)頁巖的軟化,瀝青路面結(jié)構(gòu)很容易出現(xiàn)強度不足的情況,導致大面積風裂的出現(xiàn)。
(四)路面厚度設計存在問題
在進行路面厚度設計的時候,依據(jù)一般都是設計年限之內(nèi)累計當量軸次。為了方便設計的進行,設計單位一般會劃分公路交通量,然后確定當量軸次,然后進行路面結(jié)構(gòu)厚度以及彎沉情況的計算,若是累計當量軸次確定的數(shù)值過小,那么在較短的時間之內(nèi)便會出現(xiàn)達到設計年限內(nèi)累計當量軸次的情況,導致路面出現(xiàn)嚴重的問題。
二、路面施工導致的瀝青路面早期破壞
在路橋施工的時候,路面施工過程會給路面的質(zhì)量造成很大的影響,而直接給其質(zhì)量造成影響的施工環(huán)節(jié)包含了基礎施工、面層施工以及相關聯(lián)結(jié)層的施工。
(一)路面施工
給路面施工質(zhì)量造成影響的因素比較多,主要包含下面幾種:首先是施工的時候,存在檢驗原材料不嚴格,沒有控制好瀝青混合料配合比的情況,特別是瀝青用量以及礦粉的用量不夠準確,沒有根據(jù)設計的需要來選擇材料、或者是存在材料不合格的情況,那么瀝青路面在早期便很容易出現(xiàn)油包、露骨、推擁、坑槽以及松散的情況;其次,在施工的時候,若是施工機械設備存在陳舊、老化或者是不配套的情況,很容易給混合料的攪拌均勻性、配合比計量、平整度以及壓實度造成很大的影響;再次,若是瀝青混合料加熱的時候,存在溫度過高的情況,那么很容易導致瀝青老化,降低路面強度,出現(xiàn)坑槽或者松散的情況;最后碾壓的時候溫度比較高,導致碾壓溫度比較高的原因主要包含了兩種,分別是瀝青混合料的出廠溫度已經(jīng)超過了規(guī)定范圍的上限和瀝青溫度接近高限[2]。若是運輸?shù)木嚯x比較短,并且在攤鋪之后很快便進行了碾壓,那么很容易導致碾壓溫度過高的情況,這會影響壓實度,瀝青路面在早期也很容易出現(xiàn)微裂,影響其質(zhì)量。
(二)基層施工
在路橋中,車輛荷載主要是由基層來進行承擔,基層的穩(wěn)定性和強度也會給面層造成重要的影響。
1、表面清除存在不干凈的情況
在進行結(jié)構(gòu)鋪筑的時候,若是沒有很好的清理路基表面存在的浮砂、浮土以及浮灰,那么在雨水的影響下,便很容易出現(xiàn)浮層細料軟化的情況,在高壓水流的沖刷之下,很容易變成漿,給瀝青面層表面造成嚴重的影響。
2、控制基層松鋪不夠嚴格
若是在進行基層標高以及松鋪系數(shù)控制的時候,不夠嚴格,便需要進行二次補加,在瀝青路面中,二次補加層很難和下層的基層連接緊密,并且其厚度又比較的小,很容易出現(xiàn)松散的情況,從而導致瀝青層出現(xiàn)坑槽、網(wǎng)裂以及松散的情況,所以在進行補加的時候,最好使用含油瀝青混合料。
3、基層壓實度存在問題
在確定最大干密度之后,基層壓實度是和使用材料有著直接關系的,若是粗粒的含量比較大,那么即便是壓實度滿足了規(guī)定的需要,基層還是不夠密實,這便需要根據(jù)實際情況適當?shù)脑黾幽雺罕閿?shù)或者碾壓噸位,從而保證基層本身的密實度能夠滿足實際需要。
三、養(yǎng)護管理或者其他原因而導致的瀝青路面早期病害
(一)沒有及時養(yǎng)護
在行車的情況下,瀝青路面很容易出現(xiàn)少量的坑槽或者是松散的情況,若是沒有及時的養(yǎng)護,那么病害很容易進一步的擴大,這便要求必須根據(jù)需要及時的養(yǎng)護。
(二)養(yǎng)護方法選擇存在問題
在進行瀝青路面養(yǎng)護的時候,有些養(yǎng)護人員會選擇人工灑料的辦法來養(yǎng)護,這會給路面平整度造成嚴重的破壞,甚至可能會因為噴油不均勻或者是不足而導致出現(xiàn)松散、推擁以及泛油的情況,給路面造成嚴重影響[3]。
(三)其他原因
導致瀝青路面出現(xiàn)早期病害的原因比較多,除了上述原因,還包含了下面幾種:首先,沒有根據(jù)程序來辦事,導致路面設計方案的研究以及試驗無法滿足實際的需要,前期工作也存在嚴重的滯后;其次,沒有根據(jù)需要開展招投標工作,選擇的施工隊伍本身的經(jīng)驗比較少,技術力量比較薄弱,監(jiān)理單位存在有職無權(quán)的情況,無法真正做好監(jiān)理工作;再次,沒有根據(jù)技術要求進行施工,存在趕工期或者搞獻禮工程的情況;最后,施工的時候存在管理不嚴格或者是技術管理不到位的情況。
結(jié)語
瀝青路面早期破壞是路橋施工中經(jīng)常出現(xiàn)的問題,不但和設計施工有著直接關系,還和路面后期使用和養(yǎng)護有著直接關系。想要控制瀝青路面早期破壞,不斷的提高其質(zhì)量和使用周期,便必須做好設計施工、管理養(yǎng)護方面的工作,嚴格根據(jù)規(guī)定進行各個環(huán)節(jié),保證工程的質(zhì)量。
參考文獻:
[1]陳軍.關于路橋施工中出現(xiàn)的瀝青路面早期破壞的成因分析[J].中小企業(yè)管理與科技(上旬刊),2008,(07):164-165.
篇8
為了合理制定鹽靖高速公路路面養(yǎng)護方案,項目組對典型路段進行了取芯評價,取芯路段如表2所示。為了準確地評價芯樣的高溫穩(wěn)定性,項目組采用了基于瀝青路面實際工作狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)高溫變形試驗方法對芯樣面層結(jié)構(gòu)的蠕變性能進行評價,重點評價中下面層的整體抗高溫變形性能。共進行了6組試驗,試驗結(jié)果匯總于圖4。由試驗結(jié)果可知,芯樣K112+880,K138+720和K48+680路段面層的整體高溫穩(wěn)定性較差,其余三個路段芯樣面層的整體高溫穩(wěn)定性相對較好,面層抗變形能力較差,建議進行銑刨重鋪的處治;鹽靖高速公路南段中下面層抗變形能力較差,北段中下面層抗變形能力相對較好。因此,在制定方案時,應考慮不同層位的抗變形能力來確定養(yǎng)護方案。
2養(yǎng)護方案設計
2.1設計原則
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查、技術狀況綜合評估和芯樣評價結(jié)果,本次路面養(yǎng)護采用以罩面為病害處治主要方案,保護中下面層,而部分合適路段可采用就地熱再生的方案。主要遵循原則如下:1)設計方案經(jīng)濟可行原則。設計方案既要能解決實際問題,保證路面功能滿足要求,又要經(jīng)濟合理、施工方便,力求投資收益最大化。2)病害針對性原則。重點針對現(xiàn)有瀝青路面的典型病害進行改善,結(jié)合國內(nèi)外已有的病害處治成功經(jīng)驗,有針對性提出適合本項目的病害治理方案。3)施工易組織原則。針對本項目交通量大,且老路改造過程中不可能中斷交通的現(xiàn)實情況,通過選擇經(jīng)濟可行便于施工易組織的路面方案,將施工帶給路面交通組織的難度降低到最低。
2.2決策依據(jù)
根據(jù)對鹽靖高速公路瀝青路面狀況綜合評估可知,路面車轍是鹽靖高速公路目前存在的主要問題,考慮到“十二五”全國公路養(yǎng)護檢查增加了車轍的檢測指標及要求,因此本次方案設計的決策指標確定以車轍深度達到8mm的限值為依據(jù)進行路段選擇。此次路面治理養(yǎng)護以局部銑刨后罩面為主要方案。
2.3路面養(yǎng)護方案
依據(jù)舊路車轍狀況的不同,本次制定以下四種方案進行瀝青路面罩面[5]:1)對于行車道和超車道路面車轍深度均值均超過10mm且路段內(nèi)車轍深度超過15mm的路段比例大于30%的路段,采用裂縫預處理后,銑刨原上面層精銑刨1.5cm后,行車道攤鋪4cm改性瀝青混合料AC-13S罩面,超車道攤鋪4cm改性瀝青混合料AC-13S罩面,罩面寬度為4.25m。2)對于超車道車轍不嚴重,行車道車轍深度均值超過10mm且路段內(nèi)車轍深度超過15mm的路段比例大于30%的路段,采用裂縫預處理后,行車道銑刨原上面層精銑刨1.5cm后,攤鋪4cm改性瀝青混合料AC-13S罩面,超車道精銑刨0.5cm后罩面3cm易密實改性瀝青混合料ECA-10。3)對于超車道車轍不嚴重,行車道車轍深度均值超過10mm且路段內(nèi)車轍深度超過15mm的路段比例小于30%的路段,采用裂縫預處理后,行車道精銑刨1cm后罩面3.5cm易密實改性瀝青混合料ECA-10,超車道精銑刨0.5cm后罩面3cm易密實改性瀝青混合料ECA-10。4)對于車轍深度均值小于10mm的路段,采用裂縫預處理后,精銑刨5mm后再罩面,行車道和超車道均采用2.5cm易密實改性瀝青混合料ECA-10罩面。為了防止采取罩面工藝進行養(yǎng)護后原路面的裂縫較快反射至路表,需要采用必要措施對原路面的裂縫進行處治,包括施工準備、擴縫、清刷等流程[6]。處治方法為施工路段裂縫處采用裂縫雙層挖補聚酯玻纖布貼縫處治裂縫。
2.4養(yǎng)護工程實施后效果預估
本次養(yǎng)護工程實施后,將對鹽靖高速公路路面各項性能均有大幅度地改善,本文基于最近一次路面各項性能檢測數(shù)據(jù),統(tǒng)計了本次養(yǎng)護工程實施后路面各項性能的改善情況,匯總于表3。
3結(jié)語
篇9
一、概況
1、概述:環(huán)保要求在公路工程建設地位日益提高的今天,對建筑廢料的回收利用日益顯得重要。特別是對老砼路面或瀝青路面的拆除重建,將面臨著大量路面廢料的廢棄問題。以一級公路為例子,寬按8×2m,瀝青10,基層按40計,每公里廢料達8000m3。如果能把此部分路面廢料重生使用,按每400元/m3計,每公里路可節(jié)省材料費320萬元,經(jīng)濟效益誘人。本文就是基于上述考慮,在省局的關心支持下,在縣道672線廉江至石角公路老瀝青路改造上,采用老路面材料重生技術,變廢為寶,既可節(jié)省投資,又減少老路廢棄材料廢棄帶來的環(huán)保問題。此舉一舉兩得,意義重大。
2、廉石路損壞基本情況
縣道672線改建工程全長39.1km,采用二級公路標準設計,行車速度為80km/h,路基寬12m,瀝青面層寬9米。該工程2002年9月28日動工,2003年11月26日全線主體工程完工,2004年9月28日通過交工驗收,交付使用。項目到交工驗收時,路面已開裂長達2345米。自04年開通以來,路面經(jīng)一個雨季后,路面出現(xiàn)下沉、坑槽、開裂、瀝青面層脫離及擁包等損壞現(xiàn)象,到2006年初,全線出現(xiàn)不同程度的裂縫,瀝青面層剝離、松散、坑槽等,路面裂開成5×5~50×50cm不等塊狀。
二、補強設計
1、補強設計概述
為減少補強費用投入,曾考慮到把原開裂損壞的路面結(jié)構(gòu)層(瀝青面層及基層)分別挖除集中、破碎摻加水泥材料再生利用處理,但因全部挖除路面廢老材料運往料場集中破碎造價太大,而不采用。后又計劃把破碎嚴重的面層及上基層廢棄、下基層灌漿處理,由于灌漿技術難以全面補強下基層,且造價大,且廢棄面層及基層材料處理不易,此方案也不可行。最終經(jīng)過開挖檢查下基層壓實度及彎沉,認為部分基層及下基層仍可利用,最終采用:k4+660-k38+080老路面有底基層段,銑刨老路面基層10cm,保留底基層15cm及上基層8cm,利用銑刨材料加生料重生廢棄料來,再鋪15cm水泥穩(wěn)定級配碎石基層,噴灑1cm乳化瀝青封層,再鋪設25cm砼面及處理。K5+840-K4+660段,銑刨老路面的瀝青層和6cm老基層利用銑刨材料加生料重生廢棄料來,再鋪15cm水泥穩(wěn)定級配碎石基層,噴灑1cm乳化瀝青封層,再鋪設25cm砼面及處理。有關新老路面結(jié)構(gòu)型式詳見下圖:
2、補強設計過程
老路補強設計前對路面硬損情況進行調(diào)查、檢測了老基層彎沉(老瀝青路面基本全部松散磨損,出露基層),并采用承載板法及開挖路面檢測各結(jié)構(gòu)層回彈模量,評價現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)整體強度,并根據(jù)有關交通量調(diào)查結(jié)果對交通量組成進行分析,以預測設計年限內(nèi)交量,從而確定路面補強結(jié)構(gòu)設計。
3、路面破損狀況調(diào)查確定損壞等級
1)瀝青路面破損分類
路面破損狀況評價,按(JTJ073.2―2001)《公路瀝青砼路面養(yǎng)護技術規(guī)范》對瀝青面破損進行分類;
2)破損計算和評價
根據(jù)對路面病害調(diào)查與檢測得到的路面病害類型、輕重程度及密度,計算檢測路段的路面狀況指數(shù)(PCI)。路面狀況指數(shù)(PCI)是一項反映路面破損狀況綜合性評價指標,是反映調(diào)查路段包括損害在內(nèi)的路面總破損狀況,也是反映路面服務水平的最重要、最復雜的指標。路面狀況指數(shù)(PCI)由路面破損算系數(shù)K、瀝青路面破損率DR計算得出。路面狀況指數(shù)(PCI)按下式進行計算,以100分制表示。
PCI=100-15DR0.412
DR=D/A×100=∑∑Dij?Kij/A×100
式中:
DR―路面綜合破損率,以百分數(shù)計;
D―調(diào)查路段內(nèi)的折合破損面積(m2);D=∑∑DijKij;
A―調(diào)查路段的路面總面積(m2);
Dij―第i類損壞、j類嚴重程度實際破損面積(m2);如為橫、縱向裂縫,其破損面積為:裂縫長度(m)×0.4;
Kij-第i類損壞、j類嚴重程度的換算系數(shù),可從規(guī)范查規(guī)范得。
根據(jù)路面狀況指數(shù)(PCI),可將路面破損狀況分為優(yōu)、良、中、次和差五個等級。
根據(jù)瀝青路面破損狀況,結(jié)合各調(diào)查段的病害類型、輕重程度和密度等基礎數(shù)據(jù),按照公式計算出各調(diào)查路段雙向兩車道、每1km的路面狀況指數(shù)(PCI),其評價結(jié)果為差(PCI<40)。
4、路面結(jié)構(gòu)類型的確定
因砼路面剛度大、水穩(wěn)定較瀝青路面優(yōu)良,補強設計采用砼路面。
補強路面結(jié)構(gòu)設計按《公路水泥砼設計規(guī)范》(JTGD40―2002)要求設計,有關設計參數(shù)根據(jù)規(guī)范要求及沿線路面材料及結(jié)構(gòu)層現(xiàn)狀進行確定,具體數(shù)值詳見下表:
補強路面結(jié)構(gòu)設計參數(shù)
公路等級 設計準期 累計軸次 交通等級
Ⅱ級 20年 1.36×107次 重交通級
補強路面結(jié)構(gòu)材料參數(shù)的選用:新鋪25cm砼,設計彎拉強度標準值RL=5.0Mpa,其彎拉彈性橫量為31000Mpa,新建水泥穩(wěn)定碎石基層抗壓回彈橫量E=700 Mpa??箟簭姸?.0 Mpa
由于老路基層的模量未測定,對于典型路段銑刨后的老路面基層厚度為8cm時或5cm時,原路面的基層與底基層都是水泥穩(wěn)定石屑,為穩(wěn)靠起見,力學驗算時,取典型路段銑刨后的老路基層整體模量為649MPa。
X672廉石線水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的設計安全等級及相應的設計基準期、目標可靠度指標和可靠度系數(shù),如表所示:
三、老路路面補強方案
從瀝青路面狀況指數(shù)(PCI)看,全線基本處于“差”級。全線瀝青病害主要以龜裂、橫列、縱裂和沉陷為主。全線路面在龜裂、縱橫裂等綜合發(fā)生后,形成了塊狀型裂縫,板體結(jié)構(gòu)性差。同時,從路面現(xiàn)場開挖路段來看,路面各結(jié)構(gòu)層層間分界明顯,基層強度較高,已出現(xiàn)不規(guī)則的開裂,且貫穿整個基層。部分瀝青層頂面完好。而經(jīng)承載板檢測,底基層頂面當量回彈模量代表值為95MPa,說明其整體強度良好。據(jù)此,本路面設計方案對典型路段考慮銑刨10cm基層及其以上結(jié)構(gòu)層,然后鋪筑一層15cm水泥穩(wěn)定碎石基層和25cm砼板;對未設置底基層的路段銑刨6cm水泥穩(wěn)定石屑層及其以上結(jié)構(gòu)層,然后鋪筑15cm水泥穩(wěn)定碎石基層和25cm砼板,其中,將挖除的老水泥穩(wěn)定石屑料進行再生利用,鋪筑水泥穩(wěn)定碎石基層。
由路面破損狀況和基層使用狀況的調(diào)查結(jié)果,結(jié)合現(xiàn)行路面設計規(guī)范有關要求,通過計算分析,確定代表性路段面典型結(jié)構(gòu),如下圖所示:
結(jié)合技術和經(jīng)濟等綜合考慮,本段路面補強方案:將老路瀝青層全部銑刨和銑刨10cm厚老基層后,鋪15cm水泥穩(wěn)定級配碎石基層,噴灑1cm乳化瀝青封層,再鋪設25cm砼面。為保證路面補強質(zhì)量,在銑刨老路瀝青層和10cm老路基層后,采用12t或以上的鋼輪壓路機進行碾壓,達到一定密實性后,對其頂面進行彎沉檢測,符合要求后,方可加鋪基層,同樣,對新加鋪的基層 在養(yǎng)護期滿后也必須進行彎沉檢測,符合要求后方可加鋪砼面層。老基層和新建基層頂面彎沉控制建議值如下表所列。對不符合要求的部位應按規(guī)范要求進行處理,并經(jīng)檢測合格后方可進行上以結(jié)構(gòu)層的鋪筑。
2、K5+840-K4+660老路面結(jié)構(gòu)未設置底基層段。
結(jié)合現(xiàn)行路面設計規(guī)范有關要求,通過計算分析,確定未設置底層路段路面典型結(jié)構(gòu),如下圖所示
結(jié)合技術和經(jīng)濟等綜合考慮,本段路面補強方案:銑刨老路面的瀝青層和6cm老基層,按上圖所示的加鋪方案進行加鋪。為保證路面補強質(zhì)量,在銑刨老路瀝青層和6cm老路基層后,處理要求同k4+660-k38+080段路面結(jié)構(gòu)處理要求,老基層和新建基層頂面彎沉值如下表所列。對不符合要求的部位應按現(xiàn)行技術規(guī)范要求進行處理,并經(jīng)檢測合格后方可進行上一結(jié)構(gòu)層鋪筑。
四、路面補強施工
1、老路路面銑刨工藝
現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)為3cm瀝青碎石表面層,約18cm 6%水泥穩(wěn)定石屑基層和15cm 4%水泥穩(wěn)定石屑底層。但由于基層開裂和水損害嚴重,大部分路段瀝青面層已松散、剝落,使基層露于路表。根據(jù)老路外觀和典型斷面開挖情況來看,老路底基層基本完好,開裂程度較輕,因此,先銑刨3cm瀝青碎石表面層并廢棄,后再銑刨基層總厚約6~10cm老路面材料回收重生使用,銑刨時還應根據(jù)現(xiàn)場維護交通要求、老路面實際情況及寬度、各結(jié)構(gòu)層厚度具體確定銑刨參數(shù)。銑刨采用維持根冷型銑刨機,銑刨技術參數(shù)見下表,路面銑刨工藝流程見下圖。
銑刨前,根據(jù)設計方案要求,安排測量人員進行高程測量放樣,并調(diào)整銑刨機基準面、橫坡、銑刨厚度。找平儀始終保持正常的工作狀態(tài)。并對老路表面進行清掃,清除路面塵土、垃圾等。
銑刨機的銑刨速度應根據(jù)老路結(jié)構(gòu)狀況及混合料破碎后大小確定采用6m/min;銑刨厚度由結(jié)構(gòu)層實測厚度及銑刨機最大銑刨厚度綜合決定。。銑刨過程中應隨時檢查銑刨厚度及速度,以保證經(jīng)銑刨機銑刨破碎后混合料顆粒的均勻程度。
(4)在銑刨過程中主要控制好三個關鍵階段以確保銑刨效果:第一階段是開始銑刨過渡段以30m為宜,銑刨機深度要從零緩慢調(diào)整到計算的銑刨深度;第二階段是銑刨過程中銑刨厚度調(diào)整段,無論是增大還是減小銑刨厚度,都要從原銑刨厚度逐漸調(diào)整到新的銑刨厚度,嚴禁突變,以防出現(xiàn)波浪。這就要求在規(guī)定銑刨區(qū)間時標內(nèi)定好調(diào)整過渡段的位置;第三階段是結(jié)束銑刨過渡段,銑刨機也要將原銑刨厚度緩慢降低到零,第三階段銑刨區(qū)間宜為60-80m。
(5)在進行銑刨時,要求自卸汽車與銑刨機的行走速度一致,要設有專人站在自卸汽車前指揮。銑刨應由路面前指揮。銑刨應由路面外側(cè)開始。
(6)對銑刨面的缺陷進行及時處理。
(7)銑刨后應徹底清掃銑刨面,用高壓氣設備將表面浮塵吹凈,確保銑刨面潔凈、干燥。
(8)對銑刨后的下承層進行外觀和彎沉檢測,如果下承層開裂、破損嚴重,彎沉值大于相應結(jié)構(gòu)設計方案的要求值時,應對下承層進行處理,直至滿足設計要求。
2、老路面材料再生利用
本項目對水泥穩(wěn)定石屑基層進行再生利用。銑刨后老路面材料運回拌和場,通過篩分并按比例添加水泥和一定量的新料經(jīng)拌和設備拌和均勻,最后將拌和的再生混合料鋪筑成新的路面基層。
銑刨老路回收老料約64812噸??紤]使用中的損耗,按10%計,即6481噸,鋪筑再生水泥穩(wěn)定碎石基層時可用銑刨老集料約58331噸。鋪筑再生水泥穩(wěn)定碎石基層用料量大約為104450噸,按照混合料中老料所占比例56%計算,拌制再生混合料將利用58492噸回收老料,即鋪筑再生水泥穩(wěn)定碎石基層將完全利用銑刨老集料。
再生利用工藝流程圖如下所示:
通過對老集料篩分結(jié)果進行礦料級配設計,確定摻入新集料的比例。制備幾組新、老集料不同摻配比例的混合料,混合料級配應滿足《公路路面基層施工技術規(guī)范》(JTJ 034-2000)要求,初步選用幾種不同的水泥劑量,并確定最佳含水量和最大干壓實密度。制作試件,按標準養(yǎng)生,測其無側(cè)限抗壓強度。根據(jù)一系列試驗結(jié)構(gòu)確定新、老集料最佳摻配比例為60:40及水泥用量為4.7%,水泥選用普硅水泥,終凝時間要求6h以上,水泥強度等級42.5級。再生混合料級配滿足規(guī)范要求。無側(cè)限抗壓強度3.0(MPa),混合料設計步驟下圖。
五、結(jié)語
篇10
關鍵詞:蘇夫項目 改造管線 設計方案 施工技術方案
中圖分類號:TU71 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2014)10(c)-0028-01
1 工程概況
蘇夫項目I期工程主要解決當?shù)氐叵滤怀尸F(xiàn)為周期性上漲以及由此造成的對當?shù)剞r(nóng)業(yè)區(qū)和市區(qū)造成的影響,業(yè)主為阿爾及利亞人民民主共和國水資源部水凈化管理司,簡稱(ONA)。中標價格折合美元1.21億,工期34個月。工程分為5個標段,由中方與當?shù)毓綜OSIDER組成聯(lián)營體共同實施,其中改造管線屬于LOT2部分。其中最為典型的是市政府前改造管線段,總長為443 m,Z1~Z12共11段,由于該管線局部損壞,使污水泄露,造成道路局部塌陷,直接影響道路的正常使用和兩側(cè)建筑物的安全。
2 現(xiàn)場查勘設計階段
施工前,根據(jù)城市原有管線布置圖,對原有管線及周邊管線接入情況進行全面調(diào)查,主要是查看檢查井壁腐蝕情況,井底水流狀況是否良好,與之連接的支管水流狀況,管線走向及檢查井部位的高程、分流器進井的高程、靠近檢查井部位其他地面構(gòu)筑物的位置等。
在進行充分的調(diào)查后,由測量人員對該段管線井底及接入支管高程進行測量,按照原有管線深度,在Z7井處井底埋深4.5 m(距現(xiàn)有瀝青路面),但該井旁邊約3 m處有一民房,此段管線為折線段,施工極為不便。在該段改造管線Z4、Z9井處,原主進水口與出水口分別存在40 cm、70 cm跌差。原有Z1~Z12檢查井部分井壁腐蝕較輕,井底水流通暢。而原初設文件要求,對改造管線必須按照現(xiàn)場原高程更換,對改造段所有檢查井須全部更換。由于該段改造管線位置特殊,且為城市主干排水管,埋深較大,施工難度極大。
針對上述情況,通過研究現(xiàn)有管線高程及周邊支管接入高程,結(jié)合部分現(xiàn)有檢查井實際情況。提出以下方案。
(1)廢棄原Z7井,在Z6與Z8井處重新設置一檢查井,原Z7井周邊管線按“支管”形式接入。這樣在既能保證現(xiàn)有住戶污水收集的同時,避免與周邊臨近住戶的干擾,極大的減小了施工難度。
(2)該段改造管線原采用管徑Φ400的水泥石棉管,原有管線水利坡降設計過大??紤]到近幾年周邊住戶增多,日排水量增大,在考慮商務合同的前提下,將原有管道更換為管徑Φ450的PVC管,減小了管道粗糙度系數(shù),在滿足管道經(jīng)濟流速的前提下,將原有最小坡度0.004調(diào)整為0.003,有效降低了管道的埋深。
(3)滿足管道水力條件的前提下,取消或者減小部分檢查井跌差的設置。例如Z4井處,將原主進水口與出水口跌差取消;Z9井處跌差調(diào)整至20 cm。這樣一來,可以大大減小管道的埋深,對后續(xù)施工創(chuàng)造有利條件。
(4)經(jīng)仔細調(diào)查,原有Z1~Z12段改造管線,如Z2、Z7、Z11檢查井井壁腐蝕較輕,井內(nèi)爬梯基本完好,井底水流通暢。建議只對上述檢查井清理井底淤泥,對井壁進行修補處理,不需再更換該檢查井。
3 施工布置
3.1 施工期間道路臨時管制
該段改造管線位于市內(nèi)主干道,車流量比較大。該段管線施工時,由業(yè)主聯(lián)系當?shù)亟还懿块T對街道進行單程封閉,禁止車輛運行。當?shù)亟还懿块T派出專人現(xiàn)場進行交通指揮疏導。在施工區(qū)域設立醒目的安全警示標志和安全圍欄。
3.2 施工期間排水
由于該段改造管線屬于ELOUED主排水干管,施工期間排水主要為該段上游(ST4、ST6泵站)來水的抽排。首先,對上游來水的高峰時段及流量進行了解,選擇合適的抽水設備及排水管管徑,在上游Z1井設2臺污水泵(1臺備用)引入沿地面敷設的管線直接抽排至Z12井,臨時排水管應盡量靠邊敷設,以不影響施工為宜。對于該段分流器來水,由于調(diào)查時分流器的排水量較少,考慮到對現(xiàn)場施工影響較小,施工時段避開當?shù)厣钗鬯欧鸥叻迤凇9蕰翰徊扇〈胧?,必要時,可采用皮桶臨時收集。
3.3 施工用電、水
施工用電主要為水泵用電,由當?shù)卣畢f(xié)調(diào)在Z1檢查井附近接入一可靠電源,滿足用電要求。施工用水主要為切割機用水,用水量較少,可用水桶從營地運送。
3.4 棄渣場
所有的施工廢料統(tǒng)一集中堆放,然后運至指定渣場。根據(jù)合同文件,渣場位置應由業(yè)主提供并辦理相關許可文件。
4 施工技術要點
管槽施工主要包括:瀝青路面的破除路面以下沙土的開挖、支護新管線、檢查井的安裝管槽回填、驗收路面恢復、驗收恢復交通。
4.1 瀝青路面破除
該路段為瀝青路面,破除主要采用路面切割機,人工配合機械清除。先在路面上根據(jù)設計管線走向采用白灰按照開挖寬度灑線,然后進行切割,切割時,應分步進行,施工一段切割一段,破除的瀝青用反鏟裝自卸汽車后棄至指定渣場。
4.2 管溝開挖、支護
瀝青路面破除后,采用反鏟配合人工開挖溝槽,開挖的干凈土料單獨堆放,以便回填使用。管槽底部開挖時,將舊的管線拆除,把管底已污染的沙土進行清理,舊的檢查井直接采用反鏟吊裝到自卸汽車上。所有清除的廢舊管線、檢查井、污染料運至指定渣場。
管溝支護與開挖穿行,溝槽開挖深度不大于2.5 m時,采用木模板支護;溝槽開挖深度大于2.5 m時,采用鋼板箱支護。
路面以下管槽開挖的干凈料單獨堆放,以便回填使用;對于管槽底部因滲漏污染的沙土,將舊管線拆除后對其進行清除,直至干凈土料為止。
4.3 新管線、檢查井安裝
嚴格按照業(yè)主監(jiān)理批復的圖紙以及雙方關于Z1~Z12段改造管線會議紀要進行施工。對于不需要更換的檢查井,進行井底清淤,對井壁腐蝕部分清除并涂刷熱瀝青二道。按照設計埋深,選擇合適的檢查井,新的檢查井安裝完畢后應與恢復后的瀝青路面同高,并及時將原有分流器接入。新管線與檢查井以及分流器與檢查井接口處采用細石混凝土封堵密實。
4.4 管槽的回填、驗收
回填時分兩部分進行:一部分為管槽底部污染料清理后形成超挖部分的回填,另一部分為正常施工回填。
在新管線及檢查井安裝前,先用干凈的沙土將溝槽底部回填至設計高程,再進行管線及近查井的安裝,所有回填料應分層夯實并回填至瀝青路面基層以下。
當新管線及檢查井安裝完畢后,在自檢合格的前提下,應及時通知業(yè)主組織驗收工作,以便進行瀝青路面的恢復工作。
4.5 瀝青路面恢復、驗收
施工前,將管槽表面雜物清理干凈,并在表面適當灑水保證潮濕,然后攤鋪統(tǒng)料,振動碾夯實,再攤鋪瀝青混合料,并碾壓密實。當該段(Z1~Z12)管線施工完畢,將施工現(xiàn)場清理經(jīng)業(yè)主驗收合格并簽單后,由業(yè)主通知當?shù)亟还懿块T恢復交通。