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淺談關(guān)于高等級(jí)公路瀝青路面層間處理技術(shù)

2012-04-26 16:13  來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  摘要:主要對(duì)高等級(jí)公路瀝青路面層間處理技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了探討,首先概述了路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)和方法,然后分析了瀝青路面層間狀態(tài)的影響因素,最后探討了瀝青路面層間的處理技術(shù)。

  關(guān)鍵詞:高等級(jí)公路;瀝青路面;層間

  1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論

  1.1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)

  路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)就是在道路的使用壽命期限內(nèi)不發(fā)生損壞,這個(gè)目標(biāo)看似簡(jiǎn)單,實(shí)則很難做到,這就需要在路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮多個(gè)方面的因素,比如環(huán)境因素、材料因素、荷載因素、結(jié)構(gòu)因素以及經(jīng)濟(jì)因素等等,通過(guò)這些因素的綜合分析和評(píng)判,最終才可能選擇一個(gè)符合實(shí)際、性?xún)r(jià)比較高的設(shè)計(jì)方案。具體而言,路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有抗滑性、平整性和耐用性三個(gè)衡量標(biāo)準(zhǔn),抗滑性從傳統(tǒng)意義上而言并不屬于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容,但是隨著高等級(jí)公路的日益增多,汽車(chē)行使速度的不斷提高,抗滑性越來(lái)越受到重視,抗滑性可以通過(guò)表層材料的選擇和設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn);平整性可以減少因?yàn)楹奢d沖擊而給道路帶來(lái)的破壞性,同時(shí)可以提高行使的舒適性,由于平整性可以降低對(duì)道路的破壞,所以也間接地提高了道路的使用壽命;耐用性是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的核心性能,所有的設(shè)計(jì)方法都是以此為中心展開(kāi)設(shè)計(jì)的,耐用性要求路面有足夠的強(qiáng)度已達(dá)到抗變形的目的,耐用性代表了道路的設(shè)計(jì)使用壽命。

  1.2 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法

  路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法根據(jù)設(shè)計(jì)機(jī)理不同分為三類(lèi):基于經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法、基于力學(xué)的設(shè)計(jì)方法和基于性能的設(shè)計(jì)方法:(1)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法:包括CBR設(shè)計(jì)法與AASHTO設(shè)計(jì)法,CBR的設(shè)計(jì)思想認(rèn)為路面應(yīng)提供足夠的質(zhì)量和厚度從而防止路面層內(nèi)產(chǎn)生壓力變形,CBR的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單明確,適用于低等級(jí)公路的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);AASHTO方法引入了PSI概念,PSI是指路面現(xiàn)時(shí)服務(wù)能力指數(shù),反映了道路使用者對(duì)路面質(zhì)量的評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)值在0到5之間;(2)力學(xué)設(shè)計(jì)法:主要包括SHELL設(shè)計(jì)法和AI設(shè)計(jì)法,SHELL設(shè)計(jì)法把路面看做路基、基層與瀝青層三層結(jié)構(gòu),以厚度、彈性模量和泊松分別表示各層的特征;AI法把路面看成多層彈性體系,各層材料采用彈性模量和泊松比來(lái)表征;(3)性能設(shè)計(jì)法:包括SUPERPAVE設(shè)計(jì)法和OPAC設(shè)計(jì)法,SUPERPAVE設(shè)計(jì)法根據(jù)道路的使用性能進(jìn)行路面和材料的設(shè)計(jì),從而達(dá)到抗低溫、抗疲勞、抗車(chē)轍的目的;OPAC法主要考慮了環(huán)境因素和交通荷載因素對(duì)路面性能的影響。

  2 瀝青路面層間狀態(tài)的影響因素

  2.1 結(jié)構(gòu)及材料類(lèi)型影響

  當(dāng)混合料施工不當(dāng)時(shí)容易發(fā)生離析現(xiàn)象,特別是混合料最大粒徑較粗、瀝青層總厚度較薄并三層鋪筑時(shí)更容易發(fā)生這種情況,離析后由于形成了較大的空隙率,從而無(wú)法防止路表水下滲情況的發(fā)生,而且由于其他原因產(chǎn)生的裂縫無(wú)法避免(特別是半剛性基層收縮殘生的瀝青路面反射縫),所以加大了雨水滲入路面的可能性。冰凍地區(qū)的路面,冬季毛細(xì)管聚冰導(dǎo)致了在春融期水分過(guò)于飽和,加上半剛性基層的透油層效果較差,水分將向上移動(dòng)積存在基層表面,由于半剛性基層不透水,會(huì)導(dǎo)致水分無(wú)法從基層排走,如果瀝青路面較薄,作用到瀝青層底部的荷載壓力較大,基層表面機(jī)會(huì)越容易破壞成灰漿,會(huì)影響瀝青層的疲勞壽命。

  2.2 施工管理的影響

  施工管理對(duì)間層的影響也不應(yīng)忽視,有些施工單位施工質(zhì)量控制不嚴(yán)格,在進(jìn)行基層表面清掃時(shí)清掃得不干凈、不徹底,導(dǎo)致了間層的粘結(jié)不好,造成了層間容易產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng),另外由于在施工期間施工車(chē)輛通行的隨意性以及不禁止外來(lái)車(chē)輛的通行,也會(huì)對(duì)間層造成嚴(yán)重的破壞。有些施工單位為了降低工程造價(jià),在進(jìn)行面層攤鋪前不對(duì)基層進(jìn)行灑粘層油的工藝處理,或者在灑粘油層的施工中計(jì)量不夠、油膜不均勻等都會(huì)造成層間的粘結(jié)出現(xiàn)問(wèn)題。要解決上述問(wèn)題,首先要確保加強(qiáng)對(duì)基層表面嚴(yán)格的清掃工作,對(duì)基層表面粗糙度不合格的局部路段要進(jìn)行相應(yīng)的處理,達(dá)到技術(shù)要求之后,才可以進(jìn)行粘結(jié)層的施工,另外在施工過(guò)程中嚴(yán)格進(jìn)行車(chē)輛管理,禁止車(chē)輛通行。

  2.3 溫度和水的影響

  瀝青對(duì)溫度的敏感度很高,所以溫度對(duì)層間材料的影響很大,在夏季高溫時(shí)期,瀝青路面的溫度可以高達(dá)60攝氏度,在60度高溫下進(jìn)行剪切試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)層間材料此時(shí)的抗剪強(qiáng)度已經(jīng)很小了,所以在夏季高溫情況下,層間材料在重力的作用下就容易發(fā)生損壞,因此在路面層間結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中要注意溫度對(duì)層間材料的影響。另外,水的影響也不能夠被忽視,半剛性基層具有不透水的特點(diǎn),水分在基層上方無(wú)法擴(kuò)散而只能滯留聚積,而瀝青表面層下面往往設(shè)置的是空隙率較大的瀝青混合料,其空隙間充滿了水分,在車(chē)輛行駛荷載的反復(fù)重壓之下,水動(dòng)壓力會(huì)讓基層沖刷破壞而軟化,瀝青層與基層之間會(huì)從連續(xù)狀態(tài)轉(zhuǎn)變成半滑動(dòng)或滑動(dòng)狀態(tài)。

  3 瀝青路面層間處理技術(shù)探討

  3.1 粘結(jié)層材料功能分析

  基層與面層之間的粘結(jié)層材料受力情況比較復(fù)雜,主要包括壓應(yīng)力、拉應(yīng)力和剪應(yīng)力三類(lèi)受力,另外,由于道路處于自然環(huán)境中,不可避免的受到日照、溫度、水等因素的影響,所以粘結(jié)層材料應(yīng)該具有以下兩個(gè)重要功能:(1)抗拔能力,由于汽車(chē)輪胎在行駛過(guò)程中與路面的摩擦?xí)绊憣娱g的粘結(jié)效果,另外啟程行駛中的后輪產(chǎn)生的真空泵吸作用也會(huì)造成層間粘結(jié)的減弱,所以在粘結(jié)層材料選擇時(shí)要注意材料的抗拔能力,否則很容易產(chǎn)生層間分離現(xiàn)象;(2)抗剪能力,如果抗剪能力不足,基層和面層之間往往會(huì)出現(xiàn)推移、擁包、兩層皮等病害,輕者會(huì)影響路面的使用性能,嚴(yán)重的話會(huì)威脅到路面使用者的行車(chē)安全,所以粘結(jié)層材料還要具有較高的抗剪能力。

  3.2 透層油的作用機(jī)理

  透油層主要起到過(guò)渡偶合作用,當(dāng)透油層撒布到基層之后,會(huì)在基層上形成一定深度的滲透,這種滲透填充了半剛性基層的表面空隙,形成了一個(gè)特殊的結(jié)構(gòu)層,即偶合層,偶合層本身屬于基層的一部分,降低了基層材料的模量,從而解決了有機(jī)結(jié)合料到無(wú)機(jī)結(jié)合料之間的粘結(jié)問(wèn)題。透油層的作用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:首先提高了路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的連續(xù)性,從多層組合體系轉(zhuǎn)變成連續(xù)組合體系;其次,透油層的作用相當(dāng)于增加了柔性材料結(jié)構(gòu)層的厚度,從而提高了路面結(jié)構(gòu)的抗變形能力;第三,透油層滲入基層后閉合了基層混合料的開(kāi)口孔隙,增強(qiáng)了基層抵御水破壞的能力;最后,透油層可以避免基層內(nèi)部水分的蒸發(fā),省去了灑水養(yǎng)護(hù)的成本。

  3.3 下封層材料的要求

  下封層是構(gòu)筑在透層基礎(chǔ)上的,可起到封水防水、穩(wěn)定基層、解決瀝青面層與基層的粘結(jié)、緩解基層反射裂縫產(chǎn)生等作用,面層和基層之間的良好結(jié)合,除了透油層的過(guò)渡偶合之外,下封層還可以起到粘結(jié)的作用。在基層施工完成以后,澆撒的透層油滲入基層后,可以使下封層更容易與基層形成整體,下封層同透層一起能夠在基層頂面形成一個(gè)密封層,防止了外部水移入和內(nèi)部水份蒸發(fā),使基層水化作用充分進(jìn)行,保證在最佳含水量情況下形成強(qiáng)度,從而可提高基層強(qiáng)度的整體均勻性。下封層材料應(yīng)滿足如下性能要求:(1)粘附性:保證與基層表面的良好粘結(jié),防止脫皮;(2)柔韌性:保證溫度應(yīng)力及荷載應(yīng)力下的伸縮不至于產(chǎn)生斷裂;(3)滲透性:滲入半剛性基層起加固及粘結(jié)作用;(4)成膜性:應(yīng)形成均勻薄膜,確保防水及粘附效果;(5)工作性:確保良好的貯運(yùn)特性,施工便利。

責(zé)任編輯:棋雯
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