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重庆市,省级⾏政区、直辖市、国家中⼼城市、超⼤城市,国家重要的现代制造业基地、政治高地。2022年,重庆市地区生产总值29129.03亿元,全国城市排第四。一般公共预算收入2103.4亿元。
长寿区,地处重庆腹心,重庆同城化发展先行区,是首批国家级环都市区产业转型升级示范区之一,2022年,长寿区GDP为918.6亿元,经济实力较强。一般公共预算收入是50.4亿元,重庆排名第9。
信托定融政信知识:
分别对公路沥青混凝土路面裂缝形成的原因进行详细分析,并对其裂缝的防治处理措施进行了深入探讨和总结 关键词:沥青混凝土路面;裂缝;防治措施 1沥青混凝土路面裂缝的成因 1.1温缩裂缝 温缩裂缝主要表现为横向裂缝,裂缝间距变化在数米至100米之间
当路面宽度大于裂缝间距时,还将产生纵向温度裂缝,从而形成块状裂缝
温缩裂缝破坏了路面的整体性及连续性,水分通过裂缝渗人基层,侵蚀路基,导致路面承载力降低,还为冻融提供了条件
另外,温度裂缝对将来的加铺层的影响不容忽视,否则病害仍将继续,直至重修,降低了路面的使用寿命,增加了公路的养护费用
产生温缩裂缝的最主要因素是沥青材料的性质,改善沥青性能对减少温缩裂缝能起到90%的贡献
在沥青路面的施工过程中,需加强对沥青的质量控制
Superpave混合料设计方法在选择沥青时,充分考虑了低温性能对选择沥青的影响,采用当地路面最低温度作为PG分级低温等级选择的依据
这样可以根据不同地区气候的特点,有针对性地选择沥青,避免了不同地区选择同一类型沥青的盲目性
有效保证了沥青的低温抗开裂性能
除了沥青材料和环境温度条件外,沥青路面结构也是影响低温开裂的重要因素,一般认为窄的路面比宽的路面裂缝间距更密;沥青层厚的比薄的裂缝少,从10cm增加到25cm,裂缝能减少一半;基层的收缩性能、细粉含量也能影响面层的收缩裂缝,砂性基层低温裂缝比粘性土基层的多;施工时钢轮在低劲度下压实成型的细微裂缝易成为开裂的诱因,轮胎压路机则可减少这种裂缝的发生
1.2半刚性基层沥青路面的反射裂缝 半刚性基层沥青路面的优点在于两点:一是水硬性结合料稳定层具有较高的强度,能够提供较高的路面承载力,有利于荷载的分布,极大降低了路基土的垂直压应力和其上沥青层层底的弯曲应力
二是半刚性基层沥青路面工程造价较低,是我国广泛使用的路面结构形式
但是半刚性基层有着本身难以克服的缺陷和不足,这是由于较高强度的半刚性基层可能会导致较大的干缩、温度裂缝的产生,从而导致面层产生反射裂缝,同时雨水会从裂缝中下渗到面层以下,加剧了路面的破坏程度
如果水下渗到路基,会降低基础的承载能力
水也会滞留在面层和基层中间,使面层和基层之间的联结失去作用,同时基层和底基层材料在荷载动水压力作用下会产生唧浆现象,进一步降低路面的承载能力,使沥青层产生各种病害
1.3疲劳裂缝 自下而上的疲劳裂缝通常以沥青层的层底拉应变、土基表面压应变作为设计评价指标
当沥青层的层底拉应变大于极限拉伸应变时,路面将发生损坏
这是典型的结构性破坏
我国以半刚性基层沥青路面为主,半刚性基层是主要的承重层,在荷载作用下半刚性基层层底受到较大的拉应力,而沥青层是受压的,无论沥青层与基层是处于连续状态,还是滑动状态,基层都是在沥青层之前而先发生疲劳损坏,基层逐渐由整块变为大块,再变为小块,直至碎块,从而失去强度
当初按整体设计的沥青层肯定会显得承载能力不足,沥青层层底受到较大的拉应力,从而产生疲劳损坏
在这种情况下,裂缝将从底部开始,向上扩展,最后导致沥青路面网裂而彻底破坏
1.4沉降裂缝 沉降裂缝是由于路基的不均匀沉降引起的,表现在路面上为纵向裂缝,另外,对于软土路基,也会产生由于路基的强度不足而导致基层提前发生结构性破坏,而使路面产生车辙和疲劳开裂
在山区、丘陵区,特别在那些半填半挖路段、高填方路段,碾压比较困难,而且不容易做到均匀碾压,路基各部分在通车以后由于汽车荷载与雨水的作用,造成沉降不均匀,路面就可能产生大的沉降差,由此发生裂缝
软土路基会因为软土路基处理不良,路基沉降没有达到稳定,便修筑基层和面层,通车后也非常容易造成路基的不均匀沉降而导致路面引起开裂
由于路基强度不足和不均匀沉降而导致的沉降裂缝,机理十分简单,但治理并不容易,只要能认真施工,可以将不均匀沉降减小到最小的程度
2沥青混凝土路面裂缝的防治处理措施 2.1温缩裂缝的防治措施 2.1.1认真选择材料 (1)采用改性沥青,例如SBS、SBR沥青改性沥青,将对沥青结合料的抗裂性能起到重要的、无可替代的作用
(2)选用温度敏感性小的沥青有利于减少沥青路面的温度开裂
(3)采用低温延伸性能好、应力松弛性能好的沥青结合料,采用PG的低温等级较低、低温延度(1O℃、5℃延度)大的沥青
(4)掺加纤维,可以有效减少沥青的温度开裂
2.1.2选择合理的沥青混合料和沥青路面结构 (1)适当增加沥青面层厚度,可有效地防止沥青路面低温开裂
不仅能防止温缩裂缝,而且能防止半刚性基层开裂的反射裂缝
(2)采用柔性基层,或者在半刚性基层和沥青层之间设置级配碎石过渡层,减少半刚性基层开裂与温缩裂缝的综合作用
(3)选择空隙率小、不透水的密级配沥青混凝土作为路面结构层
近可能采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)和高性能沥青混凝土(Superpave)
2.1.3认真施工 (1)充分碾压,压实度最好提高到98%以上,有效地降低施工结束时的残余空隙率至小于6%
(2)严防施工过程中的工序交叉干扰,杜绝施工污染
尽可能在同一年内完成半刚性基层和沥青层的施工,确保面层成为一个整体
(3)改善沥青路面压实度检验方法,尽量减少钻孔取样的频度,钻孔处必须仔细回填,不致留下缺陷
钻孔处经常是温缩裂缝的发源地
(4)做好接缝,避免冷接缝,做好与排水井等人工构造物的接头
2.2半刚性基层沥青路面反射裂缝的防治 (1)适当增加沥青层的厚度,降低产生反射裂缝的可能性
选择合理的路面结构,积极采用组合式结构:沥青面层+沥青稳定碎石基层+半刚性底基层,将半刚性基层材料的层位下放,改善半刚性基层的水温环境,减少反射裂缝,提高半刚性基层的使用寿命
(2)采取隔离基层收缩裂缝的措施,使基层的收缩开裂尽可能少影响沥青面层,少反射到沥青面层来
这些措施包括:在半刚性基层上铺设下封层、橡胶改性沥青应力吸收层、土工隔栅等
在亚热带跨海大桥桥面上开展沥青混凝土施工工作的要求高了很多
就前者而言,可以将施工过程中的桥面基层以及桥面视为一个整体,这两个基层一起承担着车辆的荷载力,在桥面上却不是这种情况,在桥面的基层上进行沥青混凝土铺装,桥面和基面之间的弹性模量差距甚远
在较长的一段时间内,沥青混凝土面层几乎都是保持一种受压的状态
而且,在亚热带跨海大桥桥面施工过程中,还需要考虑气候特点和天气情况,避免台风、高温等外界条件对沥青混凝土施工质量的影响
笔者通过调查发现,桥面受到损害的主要原因并不是受拉应力的影响,其主要是由于上下层之间的脱离导致
通常,桥面的铺装层越薄,桥面则越容易出现问题
为了合理地得到桥面混凝土铺装的工程造价,首先必须对桥面沥青混凝土铺装的施工工艺作出一个较为全面的了解
这主要分为以下几个方面: 1 防水粘结层的施工
一般而言,为实现防护钢板与铺装层的有效结合,需要利用到防水粘结层
其具体的施工方法为:在已经完成防锈处理的钢板上洒布一定厚度的粘结剂,并且加入适量的预拌碎石
这个粘结层的主要作用是完成桥面铺装层与钢板的有机结合
具体的操作方法为,在施工过程中,使用导热 油加热容进行加热,接着使用沥青洒布车洒布沥青
其洒布温度偏高并且其对洒布量有着严格的要求
这种粘结材料的施工速度相对较快,有利于保证亚热带跨海大桥桥面铺装工作的进度
2 沥青混凝土下面层铺装
和普通的桥面施工工艺相比,沥青混凝土下面层的施工工艺与其基本一致
后者的拌和时油石比及混合料比重偏大,并且它的拌和量比较低
;因为桥面的结构层厚度不是很大,而且它的散热效果比较好,所以在碾压工作中,对于沥青混凝土下面层的施工有着较高的质量要求
在沥青 混凝土下面层铺装工作中,它的造价构成部分材料费用的差异有点大
在实际的计算过程中要特别注意,应其参照实际的设计配比进行计算
3 粘层施工
在粘层施工工艺上,亚热带跨海大桥桥面沥青混凝土上下面两层之间与普通沥青混凝土路面是一样的,最大的不同是所使用的沥青不一样,改性乳化是桥面沥青混凝土上下面层之间粘结层所使用的改性乳化沥青是与下面层一致的
4 沥青混凝土上面层铺装沥青
在施工工艺上,铺装沥青混凝土上面层与下面层是趋于一致的,在它的材料构成中,其他方面是基本上相同的,只是在粗集料级配、油石比等方面有些出入
5 压实施工
在对亚热带跨海大桥沥青混凝土桥面进行压实施工时,其主要的操作分为三部分,即初压、复压及终压
压实工作的主要任务为确保材料的均匀度,从而促使其能够达到施工使用标准
在初压施工时,应确保其施工温度较高
通常亚热带跨海大桥桥面在施工时,其沥青面层结构组成有普通层也有 改性层
其中普通型路面的初压温度在130℃左右,而复压温度则为100℃左右
对于终压温度,其数值至少应达到70℃,而改性沥青路面的初压、终压温度最小值应达到145℃或110℃
当开放交通时,其温度不能超过65℃
另外,在对压实温度严格控制的同时,还需对其压实操作遍数进行控制
通常情况 下,各压实环节的遍数均为两遍
在压实施工时,需对其现场进行全面严格地监管,确保整个压实施工质量
6 压实检测
作为检测压实度的一个重要的指挥工具,在亚热带跨海大桥桥面施工的过程中,必须安排一定的工作人员对现场的平整度状况,以及压实度情况等做出检测
与此同时,我们还需采用手动的压路机对面层进行控制,使得桥面的车辆的痕迹得以消失,进而满足施工标准中各项指标的要求
7 接缝施工 7.1 横缝处理
如果在亚热带跨海大桥桥面施工中出现施工中断或是当天工作结束
摊铺料末端冷却的情况,应进行横缝的施工处理
横缝在施工中应确保其与铺筑方向之间呈90°,避免应用斜式接缝
上下层的接缝不可重叠化处理,其间隔至少应达到0.1m
7.2 纵缝处理
在对纵缝进行施工时,应确保其上下层之间留有错开间隙,且此间隙至少应达到15cm
对纵缝合理放置,确保上层的纵缝能够处在行车、超车道的明确标线之下
对于横缝的压实施工,应运用双轮压路作横碾施工,确保压路机位于压实施工完成的混合料之上,进入新铺层为15cm宽度最佳
每 进行一次碾压,其与新铺料之间的距离就缩短15cm~20cm
直到完全到达新铺层为止,才可进行纵碾施工
7.3 完善排水系统
亚热带跨海大桥沥青混凝土桥面在使用过程中,水损坏是其早期病害的主要原因,而由于桥面的特殊结构形式,水损害表现的更为突出,水损坏不仅降低了桥梁的服务水平,增大了维修费用,而且还严重威胁到人身和财产安全
因此,在进行桥面铺装防水设计时,注重预防为主,治理为辅 的原则显得尤为重要
研究表明,在桥面边缘5cm~10cm的范围内由于施工过程中机械难以压实,造成沥青混合料的孔隙率较大,水分很容易侵入至混合料内部,严重影响材料的使用性能,为此,在设计过程中,需要在两侧桥面边缘处安装防水压条
通过试验证明,防水压条的使用能够有效地降低沥青桥面 边缘处压实度不足导致混合料产生渗水问题
结语 总之,在亚热带跨海大桥进行沥青混凝土桥面施工过程中,必须按照规范要求施工,减少施工条件的影响,保证铺装体系质量
此外,即使如此,由于目前受设计水平、拌合工艺、铺装材料以及经济条件的制约,桥面铺装层前期极易出现较多的病害,并且病害较小不易被察觉,因此,需要在使用过程中定期对 其进行检测维修,在桥面铺装开裂后,通过进行灌缝或雾封层技术进行处理能够有效的降低并延缓后期病害的发展
参考文献
【1】王祺,韩道均,陈仕周,等.混凝土桥面沥青铺装层病害分析及处治方法【J】.中外公路,2006,26(03):203-206.
【2】徐世法,等.沥青铺装层病害防治与
A级央企信托-长寿标债