沥青加铺层在公路路面改造中的应用论文_刘斌

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摘要:随着经济的发展和交通量不断增长,水泥混凝土路面陆续出现了破损、使用品质下降等问题,降低了道路的使用性能。为了更好地利用旧水泥路面,减少旧路面的开挖和废弃,同时满足交通增长和行车舒适的要求,研究人员对水泥路面的改造技术进行了大量的研究和试验段的铺筑,积累了丰富的经验,同时也存在着一些问题。本文就对沥青加铺层在公路路面改造中的应用进行分析和探讨。

关键词:沥青加铺层;公路路面改造;应用

中图分类号:U418 文献标识码:A

1旧水泥混凝土路面改造技术的相关概述

对于公路建设施工来说,碎石化技术是有效处理旧水泥混凝土路面最为常用的技术之一,主要应用在旧水泥混凝土路面改造以及路面大修工程当中。主要的方式就是通过专用机械设备将旧水泥混凝土路面已经破损的面板进一步破碎,使其成为便于使用的咬合嵌挤碎块柔性结构。通过此种技术能够将旧水泥混凝土路面病害有效消除,防止混凝土路面面板发生空洞的问题。另外,此技术能够充分利用原路残余的强度来实现环保以及节约资源的目的。通过碎石化技术能够有效消除旧有路面的病害,能够避免水泥混凝土路面改造之后发生反射裂缝等方面问题,并且碎石化能够使得原有水泥混凝土板块强度分配更加均匀。由于碎石化施工具有周期较短、方式便捷、工程造价成本低、环保等优势而得到了越来越多工程的青睐。

2加铺层沥青混凝土路面的特点

水泥混凝土路面上加铺沥青层会形成复合式路面结构,这样不仅增强路面的刚度,还能使路面具有柔性,提高路面的平整度和行车的舒适度;所以沥青加铺层路面已在工程实际中充分利用。

3旧水泥混凝土路面现状调查和评价

3.1调查旧水泥混凝土路面的现状

3.1.1路面的病害

结合路面的调查结果,某市公路的路段整体强度比较好,大部分的路段都很稳固,但是,局部的路段具有沉降不均匀的现象,路面的情况也比较差,不同程度地存在车辙、错台、裂缝、角隅断裂以及断板等相关的病害,主要是车辙、错台和裂缝。实际使用的过程中,适当地处治了局部路段的病害,但是由于处治病害不够彻底,路面维修以后,新的病害又出现了。这些破坏形式单个或者多种形式的存在,致使路面加铺的使用寿命和结构受力都受到了严重地影响。

图2 贝克曼梁弯沉检测现场照片

3.2路面破损的原因

3.2.1路基路面排水系统不完善

旧路主要使用的是管道排水,一部分雨水口的间距比较大,路面水必须要经过纵坡将水流向路面低洼处或者边缘的开口处,排水路径如果比较长时,路面水就会从接缝处渗入到基层,对基层细微的物质进行冲刷,并且带出裂缝。在相邻的车道之间,许多路段都有严重的错台情况出现,降雨时,下陷车道积水坑就容易形成,雨水就难以快速排走,大量的雨水渗入到路基,饱水路基土导致面板唧泥和松动现象出现,致使车道稳定受到了严重地影响,加剧了路面的破坏。

3.2.2新旧路加宽改造的衔接不完善

将旧路的4车道扩建成6车道时,将原来的绿化带改建成行车道,严重地破坏了该处的板块,原车道和加宽的车道在衔接上都有裂缝和错台等病害出现,衔接的部位还有其他形式的病害出现,这些病害都是由于新旧路加宽改造的衔接不完善而导致的。

4沥青加铺层在公路路面改造中的应用

4.1旧水泥混凝土路面的处理方式

旧水泥混凝土路面一般采用三种处理方式,打裂压稳、碎石化和集中破碎。打裂压稳,是将水泥混凝土路面发裂成0.3~0.6m2的碎块,随即压实,消除既有的脱空和错台,相邻板块之间的高程差小于5mm。由于发裂后的路面碎块之间的裂缝宽度较小,因此,打裂后的路面还具有一定的结构强度,表面回弹弯沉的平均值可以达到约500MPa。当路面结构已经破坏比较严重,表面破坏很多的时候,旧水泥混凝土路面结构已经无法继续利用,一般采用碎石化的处理发方法,主要有多锤头碎石化技术和共振碎石化技术两种,破碎后的一般路面结构上部的粒径较小在5~10mm之间,下部结构粒径在20mm左右。使用碎石化技术处理过的水泥路面顶面的回弹模量在250MPa左右,大致与级配碎石结构相当,一般可用作路面结构的底基层。当施工处于环境敏感区域,对噪声或者振动有严格限制,施工条件不具备的时候也可以采用集中破碎的方法。

4.2沥青加铺层设置

使用碎石化的旧路处理方式,既有水泥混凝土路面成为路面的底基层,路面结构设计需要按照《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2017)中的相关规定执行。确保路基顶面回弹模量满足规定值,而碎石化后的水泥混凝土路面材料的CBR值满足底基层的使用要求。重新加铺的路面结构要重新验算其沥青混合料层疲劳开裂寿命、无机结合料层疲劳开裂寿命、沥青混合料永久变形量、路基顶面竖向压应变等指标。对于打裂压稳的处理方式,由于可以利用旧水泥混凝土路面结构的残余强度,则应按照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-2011)的相关规定执行。为消除或减少反射裂缝的发生一般需要设置应力吸收层,而沥青加铺层的厚度较碎石化后的加铺厚度要小,一般不超过14cm。

结语

水泥混凝土路面经过了长时间的使用之后,不可避免的会发生结构性以及功能性的破坏。特别是近些年来随着交通运输量的快速增加以及超载情况越来越严重,很多的水泥路面已经出现了较为严重的破损,甚至某些新建的水泥混凝土路面也发生了早期的损害,急切的需要进行维修以及改造。

参考文献

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[2]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,2013,27(03):77-80.

[3]李琳,罗芳.高速公路水泥混凝土路面加铺层设计与应用研究[J].公路工程,2016,41(03):117-121.

论文作者:刘斌

论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期

论文发表时间:2018/12/27

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