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2012-04-26 16:13 來(lái)源于網(wǎng)絡(luò ) 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要:主要對高等級公路瀝青路面層間處理技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行了探討,首先概述了路面結構設計的目標和方法,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:高等級公路;瀝青路面;層間
1 路面結構設計理論
1.1 路面結構設計的目標
路面結構設計的基本目標就是在道路的使用壽命期限內不發(fā)生損壞,這個(gè)目標看似簡(jiǎn)單,實(shí)則很難做到,這就需要在路面結構設計時(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、結構因素以及經(jīng)濟因素等等,通過(guò)這些因素的綜合分析和評判,最終才可能選擇一個(gè)符合實(shí)際、性?xún)r(jià)比較高的設計方案。具體而言,路面結構設計有抗滑性、平整性和耐用性三個(gè)衡量標準,抗滑性從傳統意義上而言并不屬于路面結構設計的內容,但是隨著(zhù)高等級公路的日益增多,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計來(lái)實(shí)現;平整性可以減少因為荷載沖擊而給道路帶來(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;耐用性是路面結構設計中的核心性能,所有的設計方法都是以此為中心展開(kāi)設計的,耐用性要求路面有足夠的強度已達到抗變形的目的,耐用性代表了道路的設計使用壽命。
1.2 路面結構設計的方法
路面結構設計的方法根據設計機理不同分為三類(lèi):基于經(jīng)驗的設計方法、基于力學(xué)的設計方法和基于性能的設計方法:(1)經(jīng)驗設計法:包括CBR設計法與AASHTO設計法,CBR的設計思想認為路面應提供足夠的質(zhì)量和厚度從而防止路面層內產(chǎn)生壓力變形,CBR的設計簡(jiǎn)單明確,適用于低等級公路的路面結構設計;AASHTO方法引入了PSI概念,PSI是指路面現時(shí)服務(wù)能力指數,反映了道路使用者對路面質(zhì)量的評價(jià),評價(jià)值在0到5之間;(2)力學(xué)設計法:主要包括SHELL設計法和AI設計法,SHELL設計法把路面看做路基、基層與瀝青層三層結構,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)性能設計法:包括SUPERPAVE設計法和OPAC設計法,SUPERPAVE設計法根據道路的使用性能進(jìn)行路面和材料的設計,從而達到抗低溫、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 結構及材料類(lèi)型影響
當混合料施工不當時(shí)容易發(fā)生離析現象,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。冰凍地區的路面,冬季毛細管聚冰導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
施工管理對間層的影響也不應忽視,有些施工單位施工質(zhì)量控制不嚴格,在進(jìn)行基層表面清掃時(shí)清掃得不干凈、不徹底,導致了間層的粘結不好,造成了層間容易產(chǎn)生相對滑動(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 )對間層造成嚴重的破壞。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量不夠、油膜不均勻等都會(huì )造成層間的粘結出現問(wèn)題。要解決上述問(wèn)題,首先要確保加強對基層表面嚴格的清掃工作,對基層表面粗糙度不合格的局部路段要進(jìn)行相應的處理,達到技術(shù)要求之后,才可以進(jìn)行粘結層的施工,另外在施工過(guò)程中嚴格進(jìn)行車(chē)輛管理,禁止車(chē)輛通行。
2.3 溫度和水的影響
瀝青對溫度的敏感度很高,所以溫度對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60攝氏度,在60度高溫下進(jìn)行剪切試驗可以發(fā)現層間材料此時(shí)的抗剪強度已經(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,因此在路面層間結構的設計中要注意溫度對層間材料的影響。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)法擴散而只能滯留聚積,而瀝青表面層下面往往設置的是空隙率較大的瀝青混合料,其空隙間充滿(mǎn)了水分,在車(chē)輛行駛荷載的反復重壓之下,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 )從連續狀態(tài)轉變成半滑動(dòng)或滑動(dòng)狀態(tài)。
3 瀝青路面層間處理技術(shù)探討
3.1 粘結層材料功能分析
基層與面層之間的粘結層材料受力情況比較復雜,主要包括壓應力、拉應力和剪應力三類(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,所以粘結層材料應該具有以下兩個(gè)重要功能:(1)抗拔能力,由于汽車(chē)輪胎在行駛過(guò)程中與路面的摩擦會(huì )影響層間的粘結效果,另外啟程行駛中的后輪產(chǎn)生的真空泵吸作用也會(huì )造成層間粘結的減弱,所以在粘結層材料選擇時(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 )出現推移、擁包、兩層皮等病害,輕者會(huì )影響路面的使用性能,嚴重的話(huà)會(huì )威脅到路面使用者的行車(chē)安全,所以粘結層材料還要具有較高的抗剪能力。
3.2 透層油的作用機理
透油層主要起到過(guò)渡偶合作用,當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)特殊的結構層,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,從而解決了有機結合料到無(wú)機結合料之間的粘結問(wèn)題。透油層的作用主要體現在以下幾個(gè)方面:首先提高了路面結構設計的連續性,從多層組合體系轉變成連續組合體系;其次,透油層的作用相當于增加了柔性材料結構層的厚度,從而提高了路面結構的抗變形能力;第三,透油層滲入基層后閉合了基層混合料的開(kāi)口孔隙,增強了基層抵御水破壞的能力;最后,透油層可以避免基層內部水分的蒸發(fā),省去了灑水養護的成本。
3.3 下封層材料的要求
下封層是構筑在透層基礎上的,可起到封水防水、穩定基層、解決瀝青面層與基層的粘結、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合,除了透油層的過(guò)渡偶合之外,下封層還可以起到粘結的作用。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度,從而可提高基層強度的整體均勻性。下封層材料應滿(mǎn)足如下性能要求:(1)粘附性:保證與基層表面的良好粘結,防止脫皮;(2)柔韌性:保證溫度應力及荷載應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作用;(4)成膜性:應形成均勻薄膜,確保防水及粘附效果;(5)工作性:確保良好的貯運特性,施工便利。
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