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回收废料用于沥青道路铺筑的研究与展望

作者:user 来源:  日期:2019-10-17 21:05

目前国内对沥青加铺层已有依据规范,但对旧混凝土路面上加铺沥青层研究较少,还没有形成完整的体系来指导设计与施工。城市道路水泥混凝土路面加铺沥青混凝土是一项牵涉面广、影响因素多的课题。做为一种特殊的路面结构,其应力应变特性与一般的弹性层状体系有很大的差别。 
引言 
  水泥混凝土路面是采用水泥混凝土作为面层材料的一种路面,是高等级公路主要的路面结构之一。由于水泥混凝土的脆性和体积敏感性,使得水泥混凝土路面对超载更容易引起破损,而且修复困难。在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层是一种常用的、有效的路面修复技术,施工工期短、对交通影响小、修复后路面服务性能好,己成为旧路改造的一项常用措施。 
  一、沥青加铺层的结构分析 
  加铺沥青混凝土面层的道路大多是市区内主要通道,车流量大,罩面层不仅仅要改善路面的平整度和抗滑性能,对承受水平荷载方面有更高的要求,当沥青罩面层由于旧混凝土板位移产生的拉应力超过沥青罩面层的抗拉强度时,沥青面层自然会开裂,环境因素(雨水、氧化等)的负效应,常常会使裂缝迅速向四周扩展,大大缩短罩面层寿命,采取加铺道路专用土工布防止反射裂缝是一种有效的措施,其主要作用机理如下: 
  1.由于旧混凝土路面温缩位移是连续的,土工布使罩面层最大拉应力减少。 
  2.由于土工布具有较大的延伸型,旧混凝土裂缝位移可通过土工布使应力扩展至更宽的范围,从而缓解了裂缝处的应力集中。 
  3.由于土工布浸透瀝青可以有效防止地表水渗进基层,避免基层进一步恶化,并减少沥青罩面层在反射出的剥离破坏。 
  二、水泥混凝土路面损坏的原因 
  (一)裂缝 
  裂缝包括纵向、横向、斜向和交叉裂缝,产生裂缝的原因主要有以下几个方面:重复荷载应力、翘曲应力及收缩应力等的综合作用;水的浸入及过大的竖向位移的重复作用,使基层受到侵蚀产生脱空;土基和基层强度不够;接缝拉开后,丧失传荷能力,在板的周边产生过大的荷载应力。 
  (二)板角断裂 
  板角断裂是一垂直通底且与板角两边接缝相交的裂缝,从板角到裂缝两端点间的距离分别等于或小于端点所在板长的一半。其破损原因通常是由于板角处受连续荷载作用,基础支撑强度不足和翘曲应等因素综合作用而产生。 
  (三)边、角剥落 
  边、角剥落是指接缝两侧各60cm宽度内或板角15cm范围内的碎裂。产生的主要原因为:接缝落入坚硬的杂物,板在膨胀时产生了超应力,边缘被硬物挤碎;重交通荷载的重复作用;传力杆设计或施工不当;接缝处混凝土强度低。 
  (四)错台 
  错台是指接缝处相邻面板的垂直高差。产生的主要原因有:路面板在车辆轴载的作用下,造成接缝处板块不均匀下沉;在温度和湿度梯度作用下,板在接缝产生翘曲;横缝处未设置传力杆。 
  (五)表面裂纹与层状剥落 
  表面裂纹是指浅而细或发丝状的网状裂纹,仅产生在路面表层。在车辆荷载的作用下,它会发展为深度 6~12mm 的表层层状剥落。产生的主要原因是:水灰比过大、过度抹面、养护不及时、用盐化冰雪、冻融循环和集料质量低劣、水泥中的碱(氧化钠及氧化钾)与集料中的某些特定矿物质发生碱硅反应。 
  (六)坑洞 
  路面板表面呈现孔洞状的破损现象。直径一般为 2.5~10cm,深为 1~5cm。 
  其产生的原因是:施工质量差或混凝土材料中夹带朽木、纸张和泥块等杂物;车辆的金属硬轮或掉落硬物的撞击。 
  三、沥青罩面层施工工艺 
  (一)旧有路面的病害处理 
  深入现场调查,勘测旧混凝土路面的破损情况,针对以下不同种类的病害,进行有效的处理。 
  错台、板块开裂:路面发生错台或板块开裂,应首先考虑是路基质量出现问题,因此必须将整个板块全部凿除,重新压实路基及基层,浇筑C30混凝土。 
  掉边、缺角:对损坏较深的路面,先用切割机切除损坏部分,然后浇筑C30混凝土,对破路面较浅较窄的,可用风镐凿除深约5cm以上,然后用中粒式沥青混凝土填平压实;对混凝土板的纵横接缝,先清除缝内杂物后,用1:1.5水泥砂浆灌注。 
  板块脱空:在脱空部位钻∮30孔2~3个(钻穿板块),然后用C30水泥砂浆高压灌注,注满为止。 
  (二)喷洒粘层油 
  喷洒前,利用洒水车高压水枪对整个路面进行冲洗,确保路面清洁,以提高粘结力。路面要经压缩机高压空气吹扫干净,由沥青洒布机均匀喷洒。为确保粘结效果,喷洒一定要均匀,油量要适中,对喷洒过量的一定要刮除,人工补铺。为防止路面污染,粘层油洒布后应立即封闭交通。 
  (三)铺设土工布 
  在旧混凝土路面板块的中缝及缩缝两侧宽50cm范围内喷洒70 °C左右的粘层油,用量控制在0.4kg/m2左右,喷洒横向范围要比土工布宽10cm,使用道路专用土工布做到平整无折和无气泡。铺设可采用人工或机械方式,接口处应相互搭接15cm。 
  (四)摊铺技术要求 
  按照沥青路面施工技术规范的要求,进行沥青混合料的配合比设计。沥青混凝土的级配碎石用量很大,需提前做好备料工作。施工时要使供料速度与摊铺速度相平衡,确保均匀,连续不断的摊铺,尽量进行全幅路一次摊铺。碾压时压路机从路边起压向路中,双轮式压路面第次重叠宜为30cm,不得在新铺沥青混凝土上转向掉头及左右移动或突然刹车,碾压速度为初亚1.5~2kg/h,复压2.5~3.5km/h。 
  施工过程中,除对混凝土料进行检测外,还要对施工现场的质量进行控制,如摊铺厚度、压实度、平整度等,发现问题应及时处理解决。 
  总之在旧路改造加铺沥青混凝土面层施工中,只要精心设计和施工加强质量管理,就会取得良好的经济效果。 
  四、结语 
  近年来,城市道路现有的水泥混凝土路面,有相当一部分已接近或超过设计年限。有的虽未达到设计年限,但由于交通量剧增,重载、超载或设计、施工等方面的原因,使用性能下降。旧水泥混凝土路面行车舒适性差,行车速度缓慢的现状亟待解决,然而至今仍没有成熟而有效的改造设计理论与实践经验。 为了有效的利用旧混凝土路面,节约工程投资,采用沥青加铺补强是改善其使用性能的最有效措施。 

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