水泥路面加铺沥青面层反射裂缝的机理及防治措施论文_张海林

水泥路面加铺沥青面层反射裂缝的机理及防治措施论文_张海林

【摘要】旧水泥路面加铺沥青面层的施工周期相对较短,一般对交通的正常运行的影响小,路面使用功能的改善效果显著。但是,在水泥路面加铺沥青面层施工的时候,要想实现良好的使用性能,确保路面结构的使用寿命,需要将预防反射裂缝作为重点解决的一项问题,本文就针反射裂缝的机理,以及防治措施的相关内容,展开了分析和阐述,其目的就是在设计中充分指导施工保证水泥路面加铺沥青面层的建设质量,充分展现其自身的功能性。

关键词:水泥路面;沥青面层;反射裂缝;预防措施;

宜昌早期建设的许多城市道路为水泥混凝土路面,随着城市建设的发展,早于沥青混凝土路面具有行车舒适性好、噪音小、美观等优点,所以为了提高城市道路的使用功能,政府要求将旧水泥混凝土路面加铺改造为沥青混凝土路面。水泥混凝土具有强度高、耐久性好的特点,可以有效避免路面变形现象的产生,提升路面的稳定性和耐久性。但是,水泥路面行车舒适性差、噪音大、不美观,且长期受到交通荷载的而影响,很容易出现裂缝和沉降等现象的产生,这样不仅会影响水泥路面的使用性能,也会影响车辆行驶的舒适性。对原有的水泥路面加铺沥青面层能够显著提高道路使用功能,但在水泥混凝土路面加铺沥青面层前,需要对反射裂缝问题作为解决和防治的重点。在防治的时候,首先需要对水泥路面加铺沥青面层反射裂缝机理进行明确,根据不同的裂缝情况采取相应的防护措施,进而保证水泥路面加铺沥青面层的施工质量,降低行车噪音,提升车辆行驶的舒适性和城市道路的整体美观性。

一、反射机理分析

水泥路面加铺沥青面层反射裂缝产生的力学机理,通常是由于旧水泥混凝土路面接缝、裂缝处的竖向和水平位移所致。路面温度变化使接缝、裂缝产生伸缩变形,而行车荷载作用则主要产生水平拉伸和竖各剪切变形【1】。下面就对水泥路面加铺沥青面层反射裂缝机理的相关内容,进行了简要的描述和阐述。

(一)机理

反射裂缝是水泥路面加铺沥青面层施工中,常见的一项问题,主要是指下水泥混凝土板体存在接缝和裂缝现象。那么,在这样的情况下,水泥路面加铺沥青面层以后,一旦受到温度、车辆荷载等方面的影响,裂缝就会反射出来,在沥青层面上凸显出来,影响水泥路面加铺沥青面层施工的质量,若是不及时处理的话,就会影响车辆行驶的舒适性和安全性,进而导致交通安全事故的产生。

(二)裂缝的成因

水泥路面加铺沥青面层反射裂缝的产生,一般都是受到温度应力、交通荷载的影响,下面就针对这几点内容,展开了分析和阐述。

1、温度应力。温度是导致水泥路面加铺沥青面层反射裂缝产生的主要因素,主要是因为早晚温度的变化相对较大,这样很容易导致下层水泥路面板体出现水平位移的现象,再加上接缝和裂缝位置产生较大的应力,就会导致反射裂缝的产生【2】。沥青面层和水泥混凝土受到温差影响的膨胀系数相关较大,当温度下降幅度较大时,由于旧混凝土板的收缩,容易导致水泥混凝土板缝处的沥青面层出现较大的剪切应力,这样也会到会水泥路面加铺沥青面层反射裂缝的产生,进而影响路面改造效果。

2、交通荷载。混凝土板接缝邻近的沥青加铺层荷载应力作用频率远大于温度应力作用频率,因此荷载应力在沥青加铺层中引起疲劳破坏程度远大于温度应力。水泥路面加铺沥青面层在交通荷载的影响下,会产生竖向位移的现象,并且在这样的情况下,水泥路面的接缝、裂缝就会产生较大的应力,导致沥青面层局部产生较大应力,进而导致反射裂缝的产生。

二、主要的防治措施

在明确水泥路面加铺沥青面层反射裂缝机理,和反射裂缝的成因以后,需要针对性的采取合理的、有效的防治措施,其目的就是降低水泥路面加铺沥青面层反射裂缝问题的产生,确保其施工质量,以及后期的使用性能。宜昌属于华中地区,针对沥青加铺层因温度翘曲应力和收缩应力均不大的特点,以防治沥青加铺层荷载反射裂缝为主。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆首先对旧混凝土板脱空、错台、较大板缝等病害进行有效处理后,再根据反射裂缝产生机理从不同角度和方向,对其防治措施展开了描述。

(一)聚酯玻纤维

在水泥路面加铺沥青面层反射裂缝防治的时候,聚酯玻纤维防治技术相对较为常用,并且聚酯玻纤维属于中新型的复合土工合成材料。那么,在防治的时候,主要是从以下几个方面展开。

1、在采用聚酯玻纤维进行防治的时候,需要对反射裂缝的表面进行清理,这样主要是保证其防治的效果。同时,在清理完成以后,需要进行测量拉线,并且喷洒黏结料【3】。但是,在喷洒黏结料的时候,一般都是采用SBS 改性热沥青,并且需要根据相关的技术指标,对其材料的使用量的进行严格的控制,若是没有特殊要求的话,需要间用量控制在0.8kg/㎡。另外,在防治施工的时候,需要对其温度进行严格的控制,其目的就是保证聚酯玻纤维可以与路面更好的粘结。

2、在喷洒黏结料完成时候,需要进行聚酯玻纤维布置,并且需要利用相关的推压设备进行处理,主要是保证聚酯玻纤维的平整度,确保聚酯玻纤维层与水泥混凝土板粘接可靠。另外,在整平推压处理完成以后,需要进行相应的养护作业,这样才能大大降低反射裂缝问题的产生。但是,在养护的时候,也需要对温度和湿度进行控制,根据天气的变化情况,对温度和湿度进行处理,避免温度较高,严重影响养护效果,导致水泥混凝土路面加铺沥青面层施工质量不达标。

(二)应力吸收层

应力吸收层,包含SAMI、STRATA等,厚度为1~3cm。其作用为降低旧混凝土面层与沥青加铺层之间的粘附阻力,减少温度下降引起的反射裂缝。【4】SAMI应力吸收层集料为单一粒径的石料,呈现均匀的状态铺设在旧混凝土板和加铺沥青层之间,并且需要利用胶轮压路机进行碾压处理,这样主要是保证水泥混凝土路面加铺沥青面层的平整度。同时,在应力吸收层施工的时候,对单一粒径的碎石的使用量进行严格的控制,并在加铺沥青面层前清扫应力吸收层,清除没有粘接牢固的松散碎石,从而大大降低反射裂缝的产生,确保水泥混凝土路面加铺沥青面层的良好施工质量。

(三)裂缝缓解层

设置裂缝缓解层在反射裂缝防治的时候,其效果是非常显著的,可以大大提升水泥混凝土路面加铺沥青面层的施工质量。那么,在设置裂缝缓解层的时候,一般都是利用大粒径透水性沥青混合料,其颗粒的直径在25mm~62mm,并且利用该材料形成骨架,骨架形成以后在利用细集料进行填充,进而形成骨架型沥青混合料,这样可以有效提升沥青加铺面层的强度,大大降低了反射裂缝问题的产生。通常该层为碎石材料,空隙率为25%~35%,与排水层相连,水能迅速排出【5】。 同时,对大粒径透水性沥青混合料的等级进行选择,保证材料的塑性和剪切变形性能满足相关规范和标准方可使用,这样可以对交通荷载具有很好的承载力,提升了水泥混凝土路面加铺沥青面层的高温稳定性。

结束语:

综上所述,沥青加铺层可以较好地提升水泥混凝土路面的使用性和道路美观性,但是,如果水泥混凝土路面出现裂缝处理不好的话,就会对沥青加铺面层造成一定的影响,产生反射裂缝显现。 因此,旧水泥路面加铺沥青面层设计中可采取合理防治措施(例如:聚酯玻纤维、应力吸收层、裂缝缓解层等),尽量避免反射裂缝问题的产生,保证水泥混凝土路面加铺沥青面层的施工质量,其为车辆行提供一个相对舒适、安全的交通环境。

参考文献:

[1]周玉民. 水泥混凝土路面加铺沥青面层反射裂缝机理与设计方法研究. 同济大学博士学位论文, 20070401.

[2]韩硕, 刘浩, 章文姣. 基于ANSYS的沥青路面温缩裂缝间距研究[J]. 产业与科技论坛, 2019,18(21): 83-84.

[3]李冰冰. 旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层后反射裂缝的防治[J]. 建筑技术开发, 2018,45(18): 94-95.

[4]席晓波. 旧水泥混凝土路面沥青层加铺工程中反射裂缝防治措施[J]. 中国市政工程, 2014(02): 98-100.

[5]黄今,陈拴发,李祖仲. 旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝的研究进展[J]. 材料导报, 2013(02): 77-79.

论文作者:张海林

论文发表刊物:《城镇建设》2020年2期

论文发表时间:2020/3/17

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