摘要:依托上海市A30高速公路舊水泥混凝土路改造工程實例,通過對防治反射裂縫方案的選擇、材料性能試驗並結合加鋪層施工工藝來對舊
摘要:依托上海市A30高速公路舊水泥混凝土路改造工程實例,通過對防治反射裂縫方案的選擇、材料性能試驗並結合加鋪層施工工藝來對舊水泥混凝土路麵瀝青罩麵層防治反射裂縫的辦法進行研究。材料性能試驗結果表明:采(cai)用(yong)玻(bo)纖(xian)格(ge)柵(zha)加(jia)筋(jin)後(hou)瀝(li)青(qing)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)整(zheng)體(ti)穩(wen)定(ding)性(xing)比(bi)原(yuan)瀝(li)青(qing)混(hun)凝(ning)土(tu)有(you)較(jiao)大(da)提(ti)高(gao),具(ju)有(you)更(geng)好(hao)的(de)防(fang)裂(lie)性(xing)能(neng)。本(ben)文(wen)還(hai)因(yin)地(di)製(zhi)宜(yi)地(di)對(dui)施(shi)工(gong)工(gong)藝(yi)進(jin)行(xing)了(le)精(jing)心(xin)製(zhi)定(ding)。加(jia)鋪(pu)罩(zhao)麵(mian)層(ceng)建(jian)成(cheng)後(hou),有(you)關(guan)單(dan)位(wei)的(de)檢(jian)測(ce)數(shu)據(ju)表(biao)明(ming),通(tong)車(che)一(yi)年(nian)多(duo)的(de)試(shi)驗(yan)路(lu)及(ji)相(xiang)關(guan)路(lu)段(duan)路(lu)麵(mian)使(shi)用(yong)狀(zhuang)況(kuang)良(liang)好(hao),均(jun)未(wei)出(chu)現(xian)反(fan)射(she)裂(lie)縫(feng)。說(shuo)明(ming)合(he)理(li)的(de)防(fang)治(zhi)反(fan)射(she)裂(lie)縫(feng)方(fang)案(an)選(xuan)擇(ze)與(yu)嚴(yan)格(ge)的(de)施(shi)工(gong)工(gong)藝(yi)結(jie)合(he)起(qi)來(lai)是(shi)防(fang)治(zhi)反(fan)射(she)裂(lie)縫(feng)的(de)有(you)效(xiao)辦(ban)法(fa)。 上海市將建立一個便利、快捷,與市域其他道路、外省道路有良好銜接的高速公路網,其服務水平、可達性要實現“153060”目標。上海市A30高速公路即以此為建設大背景。A30工程在中遠期將承擔很高比例的重載集裝箱貨車交通,而現有的水泥混凝土路麵的承載能力、路麵破損狀況均不能滿足高速公路設計標準。因此對工程進行路麵加鋪設計,在充分利用已建工程的基礎上進行路麵改建。1反射裂縫分析 近10年來,各國對“白加黑”路麵反射裂縫產生氣理進行了大量的研究,並得到了基本一致的共識:反射裂縫的形成和發展是一個連續的過程,麵板接縫或裂縫可以看成原始的缺陷;在車輛通過接縫或裂縫時,加鋪層受到2次剪切1ciwanqu,guochengshilianxude,youyuyuanlumiandeliefenghejiefengchuwukangjiannengli,benlaiyingyouyuanliefenghuojiefengchengdandeyinglizhuanyidaojiapucengdangzhong,congerzailiefengshangfangdejiapucengzhongchanshengyinglijizhong,daozhijiapucengzaicichuyanyuanliefengkailiefanshe。guoneiwaizhenduifansheliefengwentitichulexuduochulicuoshi,gezhongcuoshijuyoubutongdeyouquedian,qizhuyaotexingduibirubiao1。 同(tong)時(shi)大(da)量(liang)的(de)研(yan)究(jiu)都(dou)指(zhi)出(chu),反(fan)射(she)裂(lie)縫(feng)不(bu)可(ke)能(neng)消(xiao)除(chu),隻(zhi)是(shi)出(chu)現(xian)得(de)遲(chi)早(zao)而(er)已(yi)。在(zai)水(shui)泥(ni)混(hun)凝(ning)土(tu)路(lu)麵(mian)上(shang)成(cheng)功(gong)鋪(pu)築(zhu)瀝(li)青(qing)混(hun)凝(ning)土(tu)麵(mian)層(ceng),將(jiang)反(fan)射(she)裂(lie)縫(feng)的(de)出(chu)現(xian)時(shi)間(jian)、pinlvjiangzhizuidizhi,yanchanglumianshiyongshouming,shibengongchengdeyigeyanjiuzhongdian。genjuyanjiu,jieheguoneiwaichenggongdejingyan,nicaiyongzaijiushuinihunningtulumianyuliqinghunningtujiapucengzhijianshezhigaoqiangduhegaomoliangdeboxiangezhadefangan,duiliqinghunningtumiancengjinxingjiaqiangchuli。2材料性能試驗 2.1土工格柵材料性能試驗 試驗段擬采用玻璃纖維格柵來防治反射裂縫。與聚酯和聚丙烯纖維格柵、土工布相比,玻纖格柵具有以下優點:抗拉強度大,在20℃時的彈性模量是瀝青混凝土彈性模量的20倍bei,能neng將jiang反fan射she裂lie縫feng應ying力li由you垂chui直zhi方fang向xiang轉zhuan為wei水shui平ping方fang向xiang,從cong而er增zeng強qiang瀝li青qing混hun合he料liao的de整zheng體ti抗kang拉la強qiang度du。有you研yan究jiu還hai表biao明ming模mo量liang越yue大da,越yue有you利li於yu降jiang低di加jia鋪pu層ceng的de溫wen度du應ying力li;延伸性低,具有很高的抗變形能力,斷裂時的延伸率小於4%;高溫穩定性良好,物理化學性能穩定,玻璃熔點在1000℃左右,保證了其在高溫攤鋪時的穩定性;與瀝青混合料相容性好,保證其與瀝青混合料之間不產生滑動;嵌qian鎖suo和he限xian製zhi作zuo用yong好hao,瀝li青qing混hun合he料liao中zhong的de集ji料liao能neng穿chuan過guo玻bo纖xian格ge柵zha結jie構gou,形xing成cheng一yi個ge複fu合he的de力li學xue嵌qian鎖suo體ti係xi,並bing能neng提ti高gao傳chuan荷he能neng力li,減jian少shao變bian形xing。經jing試shi驗yan檢jian測ce,東dong南nan玻bo纖xian格ge柵zha物wu理li力li學xue性xing能neng如ru表biao2所示。 2.2防水卷材材料性能 fangshuijuancaijinengzuzhidixiashuijishuinihunningtulumianbanfengdeshuijinruxinjiapuliqinghunningtuceng,younengfangzhifansheliefengdechansheng。tongguobixuan,nicaiyongdefangshuijuancaiweiYN一自粘型彈性體瀝青路橋用防水卷材。材料具有的特征有:抗kang老lao化hua性xing能neng好hao,具ju有you良liang好hao的de低di溫wen柔rou韌ren性xing,具ju有you極ji好hao的de不bu透tou水shui性xing,抗kang腐fu蝕shi性xing好hao,抗kang穿chuan孔kong性xing好hao,粘zhan結jie性xing好hao,施shi工gong方fang便bian,輕qing易yi修xiu補bu。通tong過guo直zhi剪jian試shi驗yan,可ke以yi確que定ding不bu同tong溫wen度du下xia不bu同tong層ceng間jian接jie觸chu條tiao件jian時shi的de粘zhan結jie性xing能neng。試shi驗yan結jie果guo如ru 表3。 2.3土工格柵加筋試驗評價 weileduitugonggezhajiajinshezailiqingdibujinxingshiyanyanjiu,xuanyongbuqiekoushijiancanzhaoyiyoushiyanfangfa,duitugonggezhajiajinliqinghunningtujinxingwanqushiyan。weikaolvwendudeyingxiang,xuanze0℃和-10℃兩種試驗溫度,進行試驗比較。未加土工格柵試件用1號表示,底麵鋪設土工格柵試件用2號表示。試驗結果繪於圖1中。 由彎曲試驗可知,在加載初期,2號試件的應變增長較快,消耗的能量較大,其相應的應力值小於1號(hao)試(shi)件(jian)相(xiang)同(tong)時(shi)刻(ke)的(de)應(ying)力(li)值(zhi)。隨(sui)著(zhe)加(jia)荷(he)時(shi)間(jian)的(de)延(yan)長(chang),土(tu)工(gong)格(ge)柵(zha)承(cheng)受(shou)拉(la)應(ying)變(bian),使(shi)混(hun)凝(ning)土(tu)的(de)應(ying)變(bian)速(su)率(lv)減(jian)小(xiao),此(ci)時(shi)應(ying)力(li)增(zeng)長(chang)較(jiao)快(kuai),且(qie)由(you)於(yu)土(tu)工(gong)格(ge)柵(zha)的(de)存(cun)在(zai),2號試件破壞應變較1號試件增大一倍多,說明加筋瀝青混合料所需的能量大。根據彎曲試驗的應力一應變曲線,破壞時應變能U由彈性應變能和塑性應變能兩部分組成,可通過積分求得。從表4中可以看出,在O℃時,2號破壞時應變能比1號大42.1%,-10℃效果更明顯,應變能大180.6%。因此土工格柵加筋瀝青混凝土的整體穩定性比原瀝青混凝土有較大提高,具有更好的防裂性能。 3防裂措施的施工工藝 試驗路原為一級公路,寬32m,四車道,擬改建為六車道。加鋪後的路麵結構如圖2所suo示shi。由you於yu道dao路lu拓tuo寬kuan,存cun在zai新xin老lao路lu基ji結jie合he問wen題ti,在zai製zhi定ding防fang治zhi反fan射she裂lie縫feng措cuo施shi時shi不bu僅jin要yao考kao慮lv舊jiu水shui泥ni混hun凝ning土tu板ban上shang瀝li青qing混hun凝ning土tu加jia鋪pu層ceng的de反fan射she裂lie縫feng問wen題ti,同tong時shi需xu考kao慮lv新xin老lao路lu基ji處chu由you於yu沉chen降jiang差cha異yi引yin起qi的de裂lie縫feng問wen題ti。 3.1加鋪層厚度確定 有限元分析表明:適當增加加鋪層厚度對防治反射裂縫是十分有效的,但當罩麵層厚度大於12cm時再增加厚度對防治反射裂縫效果並不顯著,也不經濟。根據有關研究和工程實例,10cm左右的加鋪層厚度能有效防治或延緩荷載型和溫度型反射裂縫,並且經濟合理。3.2試驗路施工工藝 施工前預備工作。 第一階段試驗路整個施工工序包括:板底注漿、填縫料換填、防水卷材鋪設、找平層鋪築、土工格柵貼鋪、SMA瀝青加鋪層鋪築。由於施工期間溫度較低,且陰雨天氣較多,在施工之前把握好未來天氣變化情況,製定相應的施工進度。注漿。 根據路況調查,在綜合考慮對漿液要求的基礎上,再加上經濟分析,本試驗段采用配比為:水泥:粉煤灰:水=1:O.7:O.8,添加0.5%的SN一Ⅱ早強減水劑。注漿前後都進行了彎沉測量,並通過鑽芯取樣,以保證舊水泥混凝土板的地基強度達到設計要求。清縫、更換填縫料。 根gen據ju路lu況kuang調tiao查zha,接jie縫feng處chu的de損sun壞huai較jiao嚴yan重zhong,填tian縫feng料liao損sun失shi較jiao多duo。因yin此ci在zai進jin行xing加jia鋪pu之zhi前qian,需xu對dui填tian縫feng料liao進jin行xing換huan填tian。清qing縫feng後hou,需xu重zhong新xin在zai縫feng內nei壓ya入ru背bei襯chen帶dai。最zui後hou進jin行xing聚ju氨an酯zhi填tian縫feng料liao的de配pei料liao、攪拌和灌縫。鋪設防水卷材。 鋪(pu)設(she)防(fang)水(shui)卷(juan)材(cai)時(shi)應(ying)非(fei)凡(fan)注(zhu)重(zhong)其(qi)與(yu)舊(jiu)板(ban)的(de)粘(zhan)結(jie)程(cheng)度(du),這(zhe)主(zhu)要(yao)受(shou)舊(jiu)板(ban)幹(gan)淨(jing)程(cheng)度(du)及(ji)潮(chao)濕(shi)程(cheng)度(du)影(ying)響(xiang)。首(shou)先(xian)清(qing)掃(sao)接(jie)縫(feng)兩(liang)側(ce),然(ran)後(hou)采(cai)用(yong)專(zhuan)用(yong)的(de)清(qing)潔(jie)劑(ji)在(zai)接(jie)縫(feng)兩(liang)側(ce)50cm範fan圍wei內nei塗tu刷shua,以yi提ti高gao粘zhan結jie強qiang度du。清qing潔jie劑ji表biao麵mian幹gan燥zao後hou,即ji可ke鋪pu貼tie防fang水shui卷juan材cai。使shi卷juan材cai平ping坦tan地di鋪pu貼tie在zai舊jiu水shui泥ni混hun凝ning土tu板ban上shang,同tong時shi,用yong橡xiang皮pi壓ya碾nian按an卷juan材cai縱zong向xiang鋪pu貼tie方fang向xiang壓ya實shi。防fang水shui卷juan材cai鋪pu貼tie後hou,嚴yan禁jin車che輛liang在zai其qi上shang轉zhuan彎wan、掉頭。試驗段南側的縱向和橫向接縫全部鋪貼寬度為33cm的防水卷材,而北側除縱縫鋪貼防水卷材外,在主點彎沉大於0.2mm和差異彎沉大於O.06mm的接縫處鋪貼防水卷材。灑布粘層瀝青。 為wei保bao證zheng瀝li青qing混hun凝ning土tu加jia鋪pu層ceng與yu舊jiu水shui泥ni混hun凝ning土tu板ban的de良liang好hao聯lian結jie,在zai找zhao平ping層ceng鋪pu築zhu之zhi前qian,應ying灑sa布bu一yi定ding的de粘zhan層ceng瀝li青qing。粘zhan層ceng瀝li青qing采cai用yong乳ru化hua瀝li青qing,用yong量liang控kong製zhi在zai0.3~O.5kg/m。之間。鋪築瀝青找平層。 在(zai)乳(ru)化(hua)瀝(li)青(qing)完(wan)全(quan)破(po)乳(ru)之(zhi)後(hou)施(shi)工(gong)瀝(li)青(qing)找(zhao)平(ping)層(ceng),可(ke)采(cai)用(yong)瀝(li)青(qing)砂(sha)或(huo)稀(xi)漿(jiang)封(feng)層(ceng)材(cai)料(liao)。在(zai)施(shi)工(gong)前(qian),對(dui)路(lu)麵(mian)標(biao)高(gao)重(zhong)新(xin)測(ce)量(liang)一(yi)次(ci)。攤(tan)鋪(pu)時(shi),控(kong)製(zhi)不(bu)同(tong)的(de)鬆(song)鋪(pu)厚(hou)度(du),對(dui)本(ben)層(ceng)頂(ding)麵(mian)高(gao)程(cheng)進(jin)行(xing)嚴(yan)格(ge)控(kong)製(zhi)。基(ji)質(zhi)瀝(li)青(qing)采(cai)用(yong)國(guo)產(chan)70號石油瀝青。養護成型後厚度為5~7mm,因此其最大公稱粒徑為4.75mm,集料石質為湖州輝綠岩,屬中封層。它的幹礦料攤鋪量為5~8kg/m2。乳化瀝青用量為幹礦料質量百分比的10%~12%。瀝青稀漿封層施工後應立即施工玻纖格柵和瀝青混凝土麵層,間隔時間過長會影響粘接質量。鋪設土工格柵。 鋪pu設she土tu工gong格ge柵zha關guan鍵jian在zai於yu與yu上shang下xia層ceng的de緊jin密mi粘zhan結jie,不bu能neng滑hua動dong。試shi驗yan段duan采cai用yong的de土tu工gong格ge柵zha帶dai自zi粘zhan膠jiao,可ke直zhi接jie在zai已yi平ping整zheng的de找zhao平ping層ceng上shang鋪pu設she。格ge柵zha鋪pu設she采cai用yong汽qi車che改gai裝zhuang的de專zhuan用yong設she備bei進jin行xing鋪pu設she,壓ya路lu機ji碾nian壓ya一yi遍bian。格ge柵zha搭da接jie距ju離li為wei縱zong向xiang接jie頭tou時shi搭da接jie距ju離li不bu小xiao於yu20cm,橫向搭接距離不小於15cm。攤tan鋪pu瀝li青qing混hun凝ning土tu時shi,運yun料liao車che不bu能neng在zai格ge柵zha上shang調tiao頭tou或huo轉zhuan彎wan,以yi免mian損sun壞huai玻bo纖xian格ge柵zha或huo引yin起qi局ju部bu起qi拱gong現xian象xiang。鋪pu設she的de土tu工gong格ge柵zha為wei單dan層ceng,即ji鋪pu設she在zai舊jiu水shui泥ni混hun凝ning土tu板ban上shang瀝li青qing砂sha找zhao平ping層ceng與yuAC-20瀝li青qing混hun凝ning土tu加jia鋪pu層ceng之zhi間jian。最zui後hou分fen兩liang層ceng攤tan鋪pu瀝li青qing混hun凝ning土tu加jia鋪pu層ceng。應ying該gai注zhu重zhong的de是shi,上shang述shu各ge道dao工gong序xu應ying盡jin量liang選xuan擇ze在zai較jiao好hao的de天tian氣qi進jin行xing,否fou則ze輕qing易yi造zao成cheng防fang水shui卷juan材cai與yu舊jiu水shui泥ni混hun凝ning土tu板ban、tugonggezhayuzhengpingcenghejiapucengzhijiandebuwanquanlianjie,yingxiangcailiaodezhanjieqiangduhelumianjiegoudezhengtiqiangdu。fangshuijuancaihetugonggezhadepushedoujianyiyougaigongsideshuliangongrenlaijinxing,yibaozhengshigongzhiliang。erbaochishigongxianchangdeqingjieyeshiburonghushidewenti。 4小結 舊水泥混凝土板塊之間接縫或裂縫引起的加鋪層反射裂縫問題仍是目前路麵工程中的一個難題,本文重點從防裂材料的選擇、材料性能試驗、施工工藝的角度出發,對防治反射裂縫的技術進行研究。本文研究成果運用於上海A30東南郊高速公路中的水泥混凝土路麵加罩瀝青混凝土麵層工程。該路通車一年多後,2005年12月(yue)有(you)關(guan)單(dan)位(wei)采(cai)用(yong)先(xian)進(jin)的(de)車(che)載(zai)全(quan)自(zi)動(dong)檢(jian)測(ce)設(she)備(bei),對(dui)試(shi)驗(yan)段(duan)與(yu)相(xiang)鄰(lin)路(lu)段(duan)進(jin)行(xing)全(quan)麵(mian)和(he)係(xi)統(tong)地(di)測(ce)量(liang)和(he)檢(jian)驗(yan)。調(tiao)查(zha)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming),路(lu)麵(mian)總(zong)體(ti)使(shi)用(yong)狀(zhuang)況(kuang)良(liang)好(hao),沒(mei)有(you)出(chu)現(xian)反(fan)射(she)裂(lie)縫(feng),進(jin)一(yi)步(bu)的(de)檢(jian)測(ce)還(hai)將(jiang)繼(ji)續(xu)進(jin)行(xing)。 |