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旧水泥砼路面面层的施工
RSS 打印 复制链接 发布时间:2017-01-10 11:40:33

 中国水泥混凝土路面始建于60年代中,80年代后得到迅猛发展。近年来,相当一部分水泥混凝土路面接近甚至超过设计年限,有的虽还没达到设计年限,但由于交通量剧增,汽车轴载日益重型化,或设计、施工等方面原因,出现路面损坏、使用品质下降、路况恶化等情况,相继进入维修期。

  与沥青路面相比,水泥砼路面维修养护难度大,在旧水泥砼路面上加铺沥青面层则是一种简单有效的措施。但罩面后形成刚柔结合的复合结构,两者性能差异大,加上旧水泥砼板受温度变化影响大,往往在维修后的短时间内,沥青罩面层在旧水泥砼板接缝处即出现反射裂缝等病害,既影响路面美观,降低平整度,又削弱了路面的整体强度,特别在路面开裂后,环境因素(荷载、气温、雨水、氧化等)作用使裂缝迅速扩展,水分通过反射裂缝渗到基层、底基层,甚至土基,削弱基层、土基强度,加速路面破坏,增加加铺层的养护费用,缩短加铺层的寿命。
 
  为减少反射裂缝的数量,减缓反射裂缝的发展速度,广州地区常用的措施大致有三种:改善沥青砼罩面层性能、设置中间夹层和处治旧路面板。为了探讨广州地区旧水泥砼路面加铺沥青面层的效果,我们以广州市广园中路作为试验段进行设计研究和工程实践。
 
  一、试验路段旧路面评价
  广园中路试验段原为水泥砼路面,每日车流量为:小车48576辆、公交车3120辆、货车4608辆。加铺前,病害严重,主要表现为:断板、断角、错台、平整度恶化等,严重影响车辆行驶。若用PCI指标表征路面的破损程度,该段路面的PCI值应在60左右,其损坏程度在优、良、中、次、差5个等级中介于良和中之间。我们用国内外通常采用的落缍式弯沉仪CFWD等方法对试验路段进行测评,结果发现,该路段如不补强,不采取其它措施(如防水措施),在现有交通组合条件下,还会有5%左右的路面板最短在两个月左右发生破坏。因此,对这些路段尽快采取加铺补强措施是必要的。
 
  二、加铺层厚度设计
  1.采用美国AASHTO方法,考虑原路面板厚度、接缝、排水影响以及轴载和交通量要求,计算出加铺沥青层厚度为15cm。
 
  2.经采用弹性层体系理论和有限元方法进行沥青加铺层厚度的力学验算,按交通量年增长率5%,保证率95%计算,得出路面使用寿命为15年以上(注:沥青路面使用寿命按15年计)。
 
  三、试验路方案与施工
  将试验段分为四个部分,进行不同加铺结构试验,其中单边快车道宽约11。5米。沥青加铺层厚度为15cm左右,四种试验方案的断面结构的平面布置如图1:
 
  该段试验路的主要目的在于检验不同沥青混合料类型和改性沥青自身抵抗反射裂缝的能力。其中:
 
  1.褥层工法调平层采用SBS改性三油三石法,在旧砼路面上按规定用量(通过油量阀门控制油量)均匀喷洒第一层SBS改性热沥青粘层油后,即用机铺第一层石料,碾压3~4遍后,喷洒第二层粘层油。第二层石料粒径较小,平均松铺厚度约1。3~1。8cm,用摊铺机铺效果好一些。第三层石料的施工方法同第二层。喷洒热沥青粘层油的关键是要控制洒布温度保持在185~190℃,可采用加热保温装置,以解决洒油车喷嘴堵塞喷不出油的情况。
 
  2.SMA-13混合料运输过程中的保温措施十分重要。因为SMA-13改性沥青混合料粘度较高,要求的摊铺温度高,摊铺与碾压必须做到“紧跟、慢压、高频、低幅、切忌过度碾压”。
 
  四、试验路效果观测
  试验路于2001年6月竣工并开放交通。每日车流量为:小车现已使用两年多,特别经历了2001年持续降雨和频繁的台风袭击、2003年持续高温天气及接连多次强台风袭击,据追踪调查表明,试验段总体运行情况良好,至今仍未发现任何异常现象,基本达到设计目的。
 
  1.反射裂缝情况:
  为防止沥青加铺层发生反射裂缝,试验段共采取了4种抑制反射裂缝措施,即改性沥青加铺下面层、富沥青含量(FAC)改性沥青混合料加铺下面层、玻纤格栅防止反射裂缝、褥层工法、表面层SMA以耐久性为第一设计目标的混合料设计技术。至2003年7月调查时止,试验段未见反射裂缝发生,表明试验段采取的技术基本可行。
 
  2.水损害情况:
  中国南方地区沥青路面早期损坏的主要类型是水损害。水泥混凝土路面加铺沥青面层试验段于2001年6月竣工后经历了多雨湿季之年,至今全段未见水损坏迹象和水损坏发生发展趋势。
 
  应用FWD评价旧路面承载能力和结构现状,能够为确定加铺方案和加铺层厚度设计提供可靠的技术依据;采用改性沥青砼面层、设置中间土工格栅或改性沥青油毡等措施都可提高沥青混合料抵抗反射裂缝的能力,可用以指导旧水泥混凝土路面加铺沥青层的沥青混合料设计;包括AASHTO在内的旧水泥混凝土路面加铺沥青层的各种厚度计算方法均未能考虑沥青混合料抵抗反射裂缝能力的因素,当采用优质加铺层材料时有可能减薄加铺层厚度;
 
  加铺前,对于旧路面的预处理问题应引起高度重视。旧路结构脱空或过于薄弱时应预先加以处理再加铺沥青面层。
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