談?wù)劵炷谅访嫔闲落仦r青混凝土的技術(shù)控制
[摘要] 隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，道路交通量劇增，汽車軸載日益重型化，許多早期建設(shè)的水泥混凝土路面產(chǎn)生了多種破損現(xiàn)象：結(jié)構(gòu)承載能力不足、行車舒適性差、車速難以提高。在近年來縣際和農(nóng)村公路改建和擴(kuò)建中，為節(jié)約工程投資，有效地利用舊水泥混凝土路面，在其上加鋪瀝青混凝土，以改善其使用性能，但加鋪的瀝青混凝土常出現(xiàn)反射裂縫，進(jìn)而導(dǎo)致面層的開裂和剝落，表面水下滲，造成路面損壞。為此，對(duì)水泥混凝土路面改造技術(shù)需進(jìn)一步分析研究，加強(qiáng)對(duì)其建設(shè)質(zhì)量的控制。水泥混凝土上鋪瀝青技術(shù)控制是關(guān)鍵。
[關(guān)健詞] 混凝土路面 新鋪瀝青混凝土 技術(shù)控制
舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層是一種特殊的路面結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力、應(yīng)變特性與一般的彈性層狀體系有較大的差別,質(zhì)量控制涉及到舊水泥混凝土板的處理、反射裂縫的防治、加鋪層厚度控制、面層材料的選擇、提高路面的抗?jié)B性能等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
一、舊水泥混凝土板處理
縱觀國內(nèi)水泥混凝土路面上瀝青混凝土加鋪層設(shè)計(jì)，最關(guān)鍵的問題是要對(duì)舊水泥路面板的處理。首先，對(duì)其使用狀況進(jìn)行全面徹底的調(diào)查，對(duì)出現(xiàn)的路面病害、部分結(jié)構(gòu)承載力不足等進(jìn)行深層次的分析。一般通過人工調(diào)查對(duì)舊水泥路的病害按段落樁號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用探地雷達(dá)、彎沉儀對(duì)混凝土板的脫空和其結(jié)構(gòu)層的均勻情況、路面承載能力進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)。尤其在傳荷能力較差的接縫處，板下脫空影響重大，必須對(duì)水泥混凝土路面的處治給予高度重視。其次，針對(duì)不同種類的病害進(jìn)行有效的處理。對(duì)邊角破碎損壞較深和較寬的路面，先用切割機(jī)切除損壞部分，然后澆注同標(biāo)號(hào)混凝土；對(duì)破損較淺、較窄的，可鑿除5cm以上，然后用細(xì)石拌制的混凝土混合料填平；對(duì)發(fā)生錯(cuò)臺(tái)或板塊網(wǎng)狀開裂，應(yīng)首先考慮是路基質(zhì)量出現(xiàn)問題，必須將整個(gè)板全部鑿除，重新夯實(shí)路基及基層，澆注同標(biāo)號(hào)混凝土；對(duì)于板塊脫空、橋頭沉陷、板的不均勻沉陷及彎沉較大的部位，鉆穿板塊，然后用水泥漿高壓灌注處理。
二、反射裂縫的防治
反射裂縫是指下層混凝土板的接縫或裂縫，由于溫度和濕度的不斷變化與車輛荷載的反復(fù)作用，在加鋪層的相應(yīng)位置上產(chǎn)生裂縫。就瀝青混凝土路面開裂的原因，可分為兩大類，即荷載型裂縫和非荷載型裂縫。通常是由于舊水泥混凝土路面接縫、裂縫處的豎向和水平位移所致。因此，需要對(duì)瀝青混凝土面層反射裂縫進(jìn)行綜合防治。
根據(jù)反射裂縫的機(jī)理，主要應(yīng)從結(jié)構(gòu)和材料兩方面進(jìn)行考慮。面層厚度應(yīng)保證超過10cm，可有效防止受拉疲勞產(chǎn)生的裂縫，還可以降低車輛荷載引起的剪應(yīng)力。材料中適當(dāng)增加瀝青用量，減小混合料空隙率，可延緩裂縫的擴(kuò)展。設(shè)計(jì)采用應(yīng)力吸收層，可用APP改性瀝青油氈、鋪設(shè)玻璃纖維格柵加強(qiáng)混凝土的抵抗差動(dòng)位移（剪切強(qiáng)度）的能力。APP改性瀝青油氈貼在舊水泥混凝土板上，有效地防止地表水通過舊水泥混凝土板縫下滲到土基，又能減少地下水通過舊混凝土板間接縫進(jìn)入加鋪層而浸濕加鋪結(jié)構(gòu)層材料，防止無機(jī)結(jié)合料處治的粒料層強(qiáng)度降低，延緩瀝青混凝土面層出現(xiàn)剝落和松散。APP改性瀝青油氈鋪設(shè)在舊水泥混凝土板與加鋪層之間，能起到應(yīng)力吸收夾層的作用，并將反射裂縫應(yīng)力由垂直方向轉(zhuǎn)為水平方向，起到了消散水平應(yīng)變和傳遞豎向荷載的作用，增強(qiáng)瀝青混凝土的整體抗拉強(qiáng)度，延緩反射裂縫的產(chǎn)生。
三、瀝青混凝土加鋪層厚度控制
瀝青混凝土加鋪層厚度由行車荷載和防止反射裂縫兩個(gè)因素控制。舊水泥混凝土路面作為基層，強(qiáng)度較高，其上鋪筑瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層，強(qiáng)度滿足行車荷載需要，關(guān)鍵是防止反射裂縫的產(chǎn)生。多年的研究表明，過厚的瀝青混凝土面層由于溫度影響會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此，設(shè)計(jì)厚度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與一般的瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)一樣，在滿足承載能力的前提下，路面結(jié)構(gòu)層厚度應(yīng)有良好的水穩(wěn)定性和高溫強(qiáng)度，瀝青混凝土面層應(yīng)滿足使用功能的要求，加鋪層厚度首先要滿足原路面縱向線型，同時(shí)為避免過多的破碎和替換混凝土板，考慮舊路局部地方下沉、部分板翹曲、舊路路面橫坡度變化等情況，注意將調(diào)坡與路面現(xiàn)有承載力調(diào)查法相結(jié)合。舊路改造一般采用兩層密實(shí)型瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，瀝青混凝土面層的最小厚度為8～10cm比較理想，一層為最小厚度5cm的瀝青混凝土整平層，一層為4cm左右的抗滑表層，實(shí)現(xiàn)與其他瀝青路面一樣，具有良好的平整度、構(gòu)造深度和密實(shí)度等。
四、瀝青混凝土面層材料的選擇
原材料是影響瀝青混凝土質(zhì)量的根本所在，嚴(yán)格把好進(jìn)場(chǎng)材料關(guān)，對(duì)瀝青混凝土生產(chǎn)質(zhì)量將產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。生產(chǎn)瀝青混凝土所需材料為瀝青、石料、填料。關(guān)鍵的材料瀝青要選重交通道路石油瀝青、改性瀝青，其性能、指標(biāo)必須符合高等級(jí)路面施工要求。集料在瀝青混合料中起到一個(gè)整體骨架作用來抵抗路面的變形，集料本身的強(qiáng)度特性、集料與瀝青的粘附性、集料的棱角性和集料的級(jí)配對(duì)瀝青混凝土路面的強(qiáng)度、高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)性起決定性作用。石料應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡夭那闆r，根據(jù)路面的使用性能和要求確定。要采用優(yōu)質(zhì)石料用先進(jìn)的錘式破碎機(jī)生產(chǎn)?？刂剖现械谋馄綘詈?，扁片顆粒含量多會(huì)增加石料的表面積和瀝青用量，也會(huì)降低混合料的抗形變能力。一般選破碎面較多、扁平顆粒較少的石料，并且必須達(dá)到潔凈、無雜質(zhì)、無風(fēng)化，具有良好的顆粒形狀，抗壓強(qiáng)度應(yīng)不低于三級(jí)，壓碎值小于 25%，與瀝青材料粘結(jié)力不低于三級(jí)。礦粉要潔凈、干燥、無雜質(zhì)，有30%能通過0.074mm篩，親水系數(shù)小于1.0，外觀無團(tuán)粒、結(jié)塊。砂的細(xì)度模數(shù)為2.3－3.0，含泥率小于1%。
五、提高瀝青混凝土路面的抗?jié)B性能
要保證路面結(jié)構(gòu)的水穩(wěn)定性和耐久性，預(yù)防水破壞是至關(guān)重要的。因此，應(yīng)將路面抗?jié)B性能作為一個(gè)重要指標(biāo)來控制。尤其是粘附性有利于提高抗?jié)B性。采用改性瀝青、摻加抗剝落劑、在礦粉中摻加一定量的水泥，對(duì)抵抗剝離以提高瀝青混合料水穩(wěn)性都有明顯效果。但要注意不同抗剝落劑與各種石料之間的匹配問題。當(dāng)選用摻加水泥時(shí)，應(yīng)注意確保施工實(shí)際摻加劑量的準(zhǔn)確性。此外，要選擇適當(dāng)?shù)募?jí)配范圍，提高瀝青用量及提高4.75～9.5mm規(guī)格集料的用量相應(yīng)地都可以提高混合料的抗?jié)B性能。
舊水泥混凝土上加鋪瀝青混凝土面層，是改造舊水泥混凝土路面行之有效的方法之一，在公路的改建和擴(kuò)建中大部分地區(qū)已普遍采用。雖然目前我國尚未有比較成熟的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和方法，對(duì)加鋪瀝青混凝土的板塊未提出相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)于特重交通路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)也很不足，但近年來國內(nèi)許多科研、設(shè)計(jì)單位面對(duì)廣大工程改造的迫切需要，在這方面的研究中取得了不少有益的、值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)，成功的關(guān)鍵在于精心設(shè)計(jì)、精心施工。同樣厚度的瀝青加鋪層，采用不同的瀝青材料、不同的結(jié)構(gòu)層，其抗反射裂縫能力就不同。我們要對(duì)原有路面破損的成因進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查和深層次的分析，為材料組成設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。此外，在加鋪層施工中必須在試驗(yàn)指導(dǎo)下對(duì)整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)程實(shí)施科學(xué)的監(jiān)測(cè)，參照施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定的頻率進(jìn)行抽提、篩分和做馬歇爾試驗(yàn)，指導(dǎo)拌和站對(duì)生產(chǎn)參數(shù)作相應(yīng)的調(diào)整，進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)計(jì)、施工的質(zhì)量控制。
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[關(guān)健詞] 混凝土路面 新鋪瀝青混凝土 技術(shù)控制
舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層是一種特殊的路面結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力、應(yīng)變特性與一般的彈性層狀體系有較大的差別,質(zhì)量控制涉及到舊水泥混凝土板的處理、反射裂縫的防治、加鋪層厚度控制、面層材料的選擇、提高路面的抗?jié)B性能等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
一、舊水泥混凝土板處理
縱觀國內(nèi)水泥混凝土路面上瀝青混凝土加鋪層設(shè)計(jì)，最關(guān)鍵的問題是要對(duì)舊水泥路面板的處理。首先，對(duì)其使用狀況進(jìn)行全面徹底的調(diào)查，對(duì)出現(xiàn)的路面病害、部分結(jié)構(gòu)承載力不足等進(jìn)行深層次的分析。一般通過人工調(diào)查對(duì)舊水泥路的病害按段落樁號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用探地雷達(dá)、彎沉儀對(duì)混凝土板的脫空和其結(jié)構(gòu)層的均勻情況、路面承載能力進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)。尤其在傳荷能力較差的接縫處，板下脫空影響重大，必須對(duì)水泥混凝土路面的處治給予高度重視。其次，針對(duì)不同種類的病害進(jìn)行有效的處理。對(duì)邊角破碎損壞較深和較寬的路面，先用切割機(jī)切除損壞部分，然后澆注同標(biāo)號(hào)混凝土；對(duì)破損較淺、較窄的，可鑿除5cm以上，然后用細(xì)石拌制的混凝土混合料填平；對(duì)發(fā)生錯(cuò)臺(tái)或板塊網(wǎng)狀開裂，應(yīng)首先考慮是路基質(zhì)量出現(xiàn)問題，必須將整個(gè)板全部鑿除，重新夯實(shí)路基及基層，澆注同標(biāo)號(hào)混凝土；對(duì)于板塊脫空、橋頭沉陷、板的不均勻沉陷及彎沉較大的部位，鉆穿板塊，然后用水泥漿高壓灌注處理。
二、反射裂縫的防治
反射裂縫是指下層混凝土板的接縫或裂縫，由于溫度和濕度的不斷變化與車輛荷載的反復(fù)作用，在加鋪層的相應(yīng)位置上產(chǎn)生裂縫。就瀝青混凝土路面開裂的原因，可分為兩大類，即荷載型裂縫和非荷載型裂縫。通常是由于舊水泥混凝土路面接縫、裂縫處的豎向和水平位移所致。因此，需要對(duì)瀝青混凝土面層反射裂縫進(jìn)行綜合防治。
根據(jù)反射裂縫的機(jī)理，主要應(yīng)從結(jié)構(gòu)和材料兩方面進(jìn)行考慮。面層厚度應(yīng)保證超過10cm，可有效防止受拉疲勞產(chǎn)生的裂縫，還可以降低車輛荷載引起的剪應(yīng)力。材料中適當(dāng)增加瀝青用量，減小混合料空隙率，可延緩裂縫的擴(kuò)展。設(shè)計(jì)采用應(yīng)力吸收層，可用APP改性瀝青油氈、鋪設(shè)玻璃纖維格柵加強(qiáng)混凝土的抵抗差動(dòng)位移（剪切強(qiáng)度）的能力。APP改性瀝青油氈貼在舊水泥混凝土板上，有效地防止地表水通過舊水泥混凝土板縫下滲到土基，又能減少地下水通過舊混凝土板間接縫進(jìn)入加鋪層而浸濕加鋪結(jié)構(gòu)層材料，防止無機(jī)結(jié)合料處治的粒料層強(qiáng)度降低，延緩瀝青混凝土面層出現(xiàn)剝落和松散。APP改性瀝青油氈鋪設(shè)在舊水泥混凝土板與加鋪層之間，能起到應(yīng)力吸收夾層的作用，并將反射裂縫應(yīng)力由垂直方向轉(zhuǎn)為水平方向，起到了消散水平應(yīng)變和傳遞豎向荷載的作用，增強(qiáng)瀝青混凝土的整體抗拉強(qiáng)度，延緩反射裂縫的產(chǎn)生。
三、瀝青混凝土加鋪層厚度控制
瀝青混凝土加鋪層厚度由行車荷載和防止反射裂縫兩個(gè)因素控制。舊水泥混凝土路面作為基層，強(qiáng)度較高，其上鋪筑瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層，強(qiáng)度滿足行車荷載需要，關(guān)鍵是防止反射裂縫的產(chǎn)生。多年的研究表明，過厚的瀝青混凝土面層由于溫度影響會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此，設(shè)計(jì)厚度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與一般的瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)一樣，在滿足承載能力的前提下，路面結(jié)構(gòu)層厚度應(yīng)有良好的水穩(wěn)定性和高溫強(qiáng)度，瀝青混凝土面層應(yīng)滿足使用功能的要求，加鋪層厚度首先要滿足原路面縱向線型，同時(shí)為避免過多的破碎和替換混凝土板，考慮舊路局部地方下沉、部分板翹曲、舊路路面橫坡度變化等情況，注意將調(diào)坡與路面現(xiàn)有承載力調(diào)查法相結(jié)合。舊路改造一般采用兩層密實(shí)型瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，瀝青混凝土面層的最小厚度為8～10cm比較理想，一層為最小厚度5cm的瀝青混凝土整平層，一層為4cm左右的抗滑表層，實(shí)現(xiàn)與其他瀝青路面一樣，具有良好的平整度、構(gòu)造深度和密實(shí)度等。
四、瀝青混凝土面層材料的選擇
原材料是影響瀝青混凝土質(zhì)量的根本所在，嚴(yán)格把好進(jìn)場(chǎng)材料關(guān)，對(duì)瀝青混凝土生產(chǎn)質(zhì)量將產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。生產(chǎn)瀝青混凝土所需材料為瀝青、石料、填料。關(guān)鍵的材料瀝青要選重交通道路石油瀝青、改性瀝青，其性能、指標(biāo)必須符合高等級(jí)路面施工要求。集料在瀝青混合料中起到一個(gè)整體骨架作用來抵抗路面的變形，集料本身的強(qiáng)度特性、集料與瀝青的粘附性、集料的棱角性和集料的級(jí)配對(duì)瀝青混凝土路面的強(qiáng)度、高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)性起決定性作用。石料應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡夭那闆r，根據(jù)路面的使用性能和要求確定。要采用優(yōu)質(zhì)石料用先進(jìn)的錘式破碎機(jī)生產(chǎn)?？刂剖现械谋馄綘詈?，扁片顆粒含量多會(huì)增加石料的表面積和瀝青用量，也會(huì)降低混合料的抗形變能力。一般選破碎面較多、扁平顆粒較少的石料，并且必須達(dá)到潔凈、無雜質(zhì)、無風(fēng)化，具有良好的顆粒形狀，抗壓強(qiáng)度應(yīng)不低于三級(jí)，壓碎值小于 25%，與瀝青材料粘結(jié)力不低于三級(jí)。礦粉要潔凈、干燥、無雜質(zhì)，有30%能通過0.074mm篩，親水系數(shù)小于1.0，外觀無團(tuán)粒、結(jié)塊。砂的細(xì)度模數(shù)為2.3－3.0，含泥率小于1%。
五、提高瀝青混凝土路面的抗?jié)B性能
要保證路面結(jié)構(gòu)的水穩(wěn)定性和耐久性，預(yù)防水破壞是至關(guān)重要的。因此，應(yīng)將路面抗?jié)B性能作為一個(gè)重要指標(biāo)來控制。尤其是粘附性有利于提高抗?jié)B性。采用改性瀝青、摻加抗剝落劑、在礦粉中摻加一定量的水泥，對(duì)抵抗剝離以提高瀝青混合料水穩(wěn)性都有明顯效果。但要注意不同抗剝落劑與各種石料之間的匹配問題。當(dāng)選用摻加水泥時(shí)，應(yīng)注意確保施工實(shí)際摻加劑量的準(zhǔn)確性。此外，要選擇適當(dāng)?shù)募?jí)配范圍，提高瀝青用量及提高4.75～9.5mm規(guī)格集料的用量相應(yīng)地都可以提高混合料的抗?jié)B性能。
舊水泥混凝土上加鋪瀝青混凝土面層，是改造舊水泥混凝土路面行之有效的方法之一，在公路的改建和擴(kuò)建中大部分地區(qū)已普遍采用。雖然目前我國尚未有比較成熟的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和方法，對(duì)加鋪瀝青混凝土的板塊未提出相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)于特重交通路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)也很不足，但近年來國內(nèi)許多科研、設(shè)計(jì)單位面對(duì)廣大工程改造的迫切需要，在這方面的研究中取得了不少有益的、值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)，成功的關(guān)鍵在于精心設(shè)計(jì)、精心施工。同樣厚度的瀝青加鋪層，采用不同的瀝青材料、不同的結(jié)構(gòu)層，其抗反射裂縫能力就不同。我們要對(duì)原有路面破損的成因進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查和深層次的分析，為材料組成設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。此外，在加鋪層施工中必須在試驗(yàn)指導(dǎo)下對(duì)整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)程實(shí)施科學(xué)的監(jiān)測(cè)，參照施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定的頻率進(jìn)行抽提、篩分和做馬歇爾試驗(yàn)，指導(dǎo)拌和站對(duì)生產(chǎn)參數(shù)作相應(yīng)的調(diào)整，進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)計(jì)、施工的質(zhì)量控制。
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