半刚性基层沥青路面问题分析
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在施工中常见的质量通病如下:1.路面平整度差1.1现象:机械摊铺的沥青混凝土路面, 开放交通后会出现波浪、鼓包、洼兜等平整度较差的现象。
1.2原因分析:1.2.1底层平整度差, 因为各类沥青混合料压实系数有差别, 而虚铺厚度有薄有厚, 碾压后, 表面平整度则差。
1.2.2料底清除不净, 沥青混合料直接倾卸在底层上, 粘结在底层上的料底清除不净, 或把头天的冷料、压实料胡乱摊在底层上, 充当摊铺料, 导致的局部高突、不平整。
1.2.3摊铺方法不当, 摊铺机械调平装置不稳定或摊铺控制高程不准确或无控高依据或摊铺速度过快, 沥青料温度不一致或松密度不同即铺筑在路面上而造成平整度差1.2.4碾压操作失当, 一是油温过高, 二是碾压速度过快, 造成的油料推挤, 碾压无序造成平整度降低1.2.5油料供应不上, 机械故障, 或人为因素中途停机, 或在未冷却的油面上停碾, 造成局部不平整。
1.3治理方法:1.3.1首先应该首先解决底层的平整度问题, 摊铺施工过程中, 每一层的平整度对上一层的平整度都很重要, 要按照质量检验评定标准对路面各层严格控制、检验。
特别是保证各层压实度和纵横断面的基础上, 把平整度提高标准进行控制, 最后才能保证表面层的高质量。
在实际施工过程中, 如发现未摊铺面上有明显的洼兜、鼓包等现象, 应提前处理(做垫层或铣刨)。
1.3.2摊铺方法的问题1.3.2.1人工摊铺时或当天施工开始和结束时, 沥青混合料不应直接卸在路面上, 保证底层在施工结束后没有粘结的沥青混合细料;剩余的冷料不得进行摊铺, 应当加热另作它用或堆积废弃。
1.3.2.2机械摊铺①摊铺机械应加强维修保养, 防止施工过程中出现停机故障或调平系统失灵, 必须应经试验段予以检验;②摊铺所需要的路面高程及参照下反数据应事先设定。
设立道牙的道路应在道牙上弹出各层墨线, 路面边缘高程一般不应以缘石、平石顶为依据, 应走平衡梁或钢丝绳;③油料的供应必须连续, 摊铺开始前, 一般不得少于5辆供料车待铺, 过程中不得少于3辆;沥青拌合站应配备专门人员做好料站和现场之间的沟通, 如果料站出现问题应第一时间通知现场施工员。
概述沥青路面施工问题及改善措施一、当前我国公路沥青路面施工中的常见的问题1、路面出现车辙问题路面上行驶的车辆会给路面造成一定的负荷压力,长久反复的负荷压力,会使路面变形,形成一道道的车辙。
路面出现较浅车辙会影响整个路面的平整度,当路面出现较深的车辙的时候,下雨的时候很容易形成大量的积水,从而容易引起交通安全事故。
车辙是沥青路面中经常出现的病害,也是较为严重的病害之一。
2、沥青路面有泛油现象沥青路面泛油是路面经常出现的一种现象,是由沥青粘结料、沥青浆溢出形成局部发黑且光亮的油斑。
其成因为沥青混合料沥青含量过多、沥青稠度太低或高温时下层的粘料上溢。
泛油的产生不仅会影响沥青路面的平整度,还会给过往的车辆带来很多影响。
3、路面出现裂缝问题裂缝是沥青路面破坏的主要形式。
通常路面在在使用一定的时间之后,几乎所有的路面都存在或多或少的裂缝。
一般来说,路面裂缝的形式有纵向裂缝、横向裂缝和网状裂缝三种类型。
在压实路基的时候,如果压实度不够,路面发生不均匀沉陷,或者是路面接缝施工质量不过关,基层承载力不够等,都会造成路面出现裂缝;如果路面使用的时间过长,路面的抗裂能力降低到一定的程度,就会产生温度应力,随着抗裂能力的降低,温度应力就会引起横向裂缝,也就是疲劳裂缝。
从而影响整个路面的平整度和路面行车的安全。
4、路面出现松散问题二、造成沥青路面出现问题的主要原因1、自然环境因素水是沥青路面产生病害的最主要外因,通常我国的高等级道路,常采用半刚性基层作为沥青面层的承载层,具有强度高、水稳性好等特点,但半刚性基层很难透水,当沥青面层出现渗水时,下渗的水分会透过裂缝渗入到基层与面层之间的夹层中,在荷载力的反复作用下,会产生叽浆。
2、路面所用材料“巧妇难为无米之炊”,沥青混凝土铺设质量的好坏与沥青混凝土所用的材料以及配合比密切相关。
材料中的石材规格、品质,石料的级配,虽然能在配合比设计等试验和规范中能做到有规可循,但在实际生产过程中,石料供应的不稳定性,会使规范的执行大打折扣。
半刚性基层沥青路面结构受力分析发布时间:2022-04-06T05:13:57.925Z 来源:《城镇建设》2021年11月32期作者:王国博[导读] 本文选取北方地区采用的半刚性基层沥青路面典型结构王国博哈尔滨铁道职业技术学院黑龙江省哈尔滨市 150066摘要:本文选取北方地区采用的半刚性基层沥青路面典型结构,以现行规范为基础,对面层、基层、垫层及土基进行分析,利用ADINA有限元软件对汽车荷载作用下的半刚性基层沥青路面结构进行三维仿真计算,对沥青路面路表弯沉和剪应力进行了分析,并以此总结了半刚性基层沥青路面结构设计注意事项。
为半刚性基层沥青路面结构设计提供理论依据。
关键词:道路工程半刚性基层沥青路面受力分析我国高等级公路中,90%以上的公路采用沥青路面结构,其中95%基层结构材料主要采用水泥稳定碎石等半刚性材料。
半刚性基层具有较高的强度、承载力,为减薄沥青层、降低建造成本提供了可靠保证。
但半刚性基层易产生横向收缩裂缝,引起沥青面层产生反射裂缝,且半刚性材料的水稳定性和耐久性较,半刚性沥青路面的实际使用效果与设计目标间尚存在着较大的差距。
我国沥青路面设计方法以双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性理论为基础,以路表回弹弯沉值和路面结构层层底拉应力作为设计指标进行沥青路面设计,在确定路面结构设计参数的基础上,利用相应的弹性层状体系设计分析软件计算确定路面结构层设计厚度。
本文选取北方地区采用的半刚性基层沥青路面典型结构形式,通过ADINA有限元软件进行仿真分析,对沥青路面各结构车进行受力分析,以期为半刚性基层路面结构的推广应用提供理论基础。
1.路面结构及计算模型 1.1路面结构及材料参数计算中采用典型的路面结构,根据参考文献采用如下材料参数值,具体见表1。
1.2计算模型利用基于弹性层状体系理论的沥青路面结构,采用ADINA对结构各层的内力进行了计算。
计算过程中假设沥青混凝土面层(上、中、下)层间、基层、垫层及土基层间均处于完全连续状态。
半刚性基层沥青路面问题分析
半刚性基层沥青路面具有与柔性路面完全不同的结构特征。
因此,其病害成因和维修对策也与传统的柔性路面有所不同,本文根据半刚性基层沥青路面的典型病害特征及产生原因,提出了路面养护维修的主要对策。
关键字:半刚性基层沥青路面病害对策
一、半刚性基层路面的典型病害特征
半刚性基层沥青路面的典型病害可划分为两大类型:非结构性损坏和结构性损坏。
前者指半刚性基层的板体性未受到破坏,而后者是指路面损坏位置下的半刚性基层受到损坏,板体强度减弱或完全丧失。
1、非结构性损坏
该类病害主要有桥头跳车、间距规则的横向裂缝、路表局部网裂和正常车辙等,病害特征如下。
(1)桥头跳车桥头跳车有两种情况:(1)台背填土压实不足,导致填土在台背后数十米范围内下沉。
其特征为:沉降在行车方向是渐变的,延续距离相对较长,路面的整体强度未受破坏,路表面也少有损坏,但行车时具有明显的“波浪”感;(2)由于桥梁与台背填土刚度的差异而产生的不均匀沉降,从而出现的跳台。
其特征为:延续距离短,只有几米,路面少有损坏发生,行车时具有明显的“瞬间跳车冲击”感。
(2)间距规则的横向裂缝这种裂缝一般为半刚性基层的结构性收缩而导致的反射裂缝。
它横向贯穿公路全幅路面,深度方向贯通全部结构层,并且缝隙宽随季节变化。
一般认为这种裂缝不可避免,对路面的整体性没有损害。
(3)纵向裂缝这种裂缝的数量较少,大多发生在高路堤地段路基外侧。
成因是路堤中央与外侧压实不均匀、旧路帮宽或地基受外部水源的长期侵蚀,导致路基或地基的不均匀沉降。
一般情况下裂缝较宽。
(4)路表局部网裂路表局部网裂多发生在行车道轮迹下,成因为路面局部施工缺陷。
如:材料不均匀、基层成型不好、沥青面层与基层间有软弱夹层等。
它起始于轮迹处,而远离轮迹处的路面施工缺陷由于受车辆荷载的影响较小,因此难以出现此类损坏。
2、结构性损坏该类损坏主要有路面局部凹陷龟裂和结构性辙槽。
(1)路面局部凹陷龟裂这种损坏是路面局部网裂的延续。
因局部网裂没有得到及时的维修封堵,雨水渗入到基层,而高速行驶车辆轮胎的强大“泵吸”作用
使半刚性基层的胶结材料被吸出。
长时间下去,导致基层材料散失,路面出现局部下陷和网裂,进而由局部网裂发展成为明显的凹陷龟裂,对行车的平顺性和安全性有很大影响。
其特征为:起始于轮迹处,路面结构在该处完全破坏,在破坏过程中雨天有灰浆外泻痕迹。
(2)结构性辙槽结构性辙槽是由于路面承载能力不足,在车辆荷载和环境因素的综合作用下而在轮迹处产生的路面变形。
辙槽产生初期伴有微细裂缝,其发展规律类似于路面局部凹陷龟裂。
二、具体路面维修对策
针对以上病害,在制定路面维修方案时需考虑四方面影响因素: (1)病害的类型和平面位置。
对行车的影响以及行车对病害发展的影响;(2)病害的严重程度;
(3)经济条件;(4)维修目标。
1、非结构性损坏的维修
维修的基本目的有两个,一是恢复行车平顺,二是封闭裂缝,以避免引发结构性损坏。
(1)恢复行车平顺主要是对桥头跳车和车辙的处理。
它们的平面分布截然不同,桥头跳车是横向的,车辙是纵向的。
对桥头跳车应以整幅路作为维修宽度,维修长度应满足三个要求:(1)从桥梁伸缩装置起,伸入正常路段一定长度;(2)保证摊铺机能正常施工;(3)拉坡平顺。
铣刨厚度以沥青面层的一个结构层为单位,一般只铣刨表层。
对车辙的维修,在其横向平面位置应作适当调整。
我国车辆基本为左位驾驶,驾驶员驾驶车辆有明显靠车道左侧行驶的习惯,从而导致车辙在行车道上分布偏左,部分高速公路行车道左轮迹的车辙外轮廊还延伸到超车道。
因此,维修宽度应满足以下条件:(1)包括车辙的整个影响范围;(2)与摊铺机的摊铺宽度及碾压机的轮宽相适应;(3)纵向接缝距行车道轮迹外边缘30cm以上。
维修长度以车辙出现的长度作为基本长度,并伸入相邻路段一定距离,或以结构物为界。
在与相邻路段的连续上要注意轮迹平顺过度,选择合适的碾压机械和碾压方式,必要时辅以人工修整,避免在连接处形成新的行车冲击点。
如需铣刨,铣刨厚度以沥青面层的一个结构层厚度为宜。
(2)封闭裂缝对于单条横缝和纵缝建议采用常规的灌缝措施如果缝隙太宽灌缝难以实施,可沿裂缝两侧切割出10~15cm宽的条形槽,深度为沥青面层全厚。
随后清洁槽壁,人工填实至表层底部。
最后,涂刷粘油层,用细粒式沥青混合料填筑碾压作为路面表层。
这种处理方法属柔性连接,由于胶结材料充足,可以适应缝宽的季节性变化,宜在春融或秋冬交替季节实施。
局部网裂发生于行车轮迹位置,对路面整体结构的危害最大。
其维修原则是:(1)及时处置,以免损坏范围和程度扩大;(2)维修范围不宜定得太小,在横向至少以一个单向车道为单位,在纵向以一辆重车长度的115倍为单位。
同时,保证路面维修的横、纵向平整,减小颠簸;(3)在平面上全部清除局部网裂的影响范围;(4)与摊铺机和碾压
设备相适应;(5)维修深度以沥青面层的结构厚度为单位;(6)纵向接缝位置与车辙处理方案相同。
2、结构性损坏的维修
(1)局部凹陷龟裂虽然局部龟裂表现的是路面存在局部缺陷,但也可能是整个路段施工所存在的问题,只是该处路面裂缝出现得早、局部渗水严重而提前破坏。
因此,局部凹陷龟裂分以下两种情况进行维修。
①基层局部存在缺陷有两种备选方案:一是将损坏的基层挖出,用半刚性材料回填修补;二是将损坏的基层局部挖出,用沥青混合料回填修补。
②整个路段基层均匀存在缺陷有三种备选方案:①如果整个路段达到大修期限,则对存在缺陷的半刚性基层进行翻新重铺,同时对局部凹陷龟裂一并处置;
②虽然存在缺陷,但累计轴次远未达到使用期限,则按①方法进行处置;③如对有缺陷的路段实施整体补强措施,施工前将局部凹陷龟裂仍按①的方案先行处置。
(2)结构性辙槽这种辙槽的特点是路面承载力不足,基层损坏或板结完全丧失。
它对路面结构和交通安全的威胁较大,需专门设计维修方案。
确定维修方案时要考虑以下因素:(1)辙槽虽然只在轮迹处发生,但它反映了整幅路面均有缺陷;(2)辙槽的产生表明了半刚性基层已受侵害或已破坏;(3)两侧车道未出现辙槽,表明两侧车道与行车道实际上成为拥有不同承载能力的“两种路面”,此时行车道的结构承载力已达到极限,而两侧车道的结构承载力有较多富余,尚有较长的使用寿命。
因此,拟定两种维修方案:(1)一次性整幅重铺基层,彻底消除缺陷,使整个路段的路面完全恢复其正常的使用性能;(2)两侧车道与行车道分期维修,先维修行车道。
根据两侧车道的承载能力,结合已有的交通资料分析确定其剩余使用寿命,以此作为行车道辙槽损坏维修方案的设计使用寿命。
待两侧车道与行车道同时达到使用寿命末期时再一并整幅处置。
半刚性基层沥青路面的早期破坏有材料、设计方面的原因也有施工方面的原因,有些因素是可控的,如施工管理、设计参数等,也有一些因素是不可控的,如半刚性材料的温缩和干缩,但是只要我们从那些可控的因素着手分析研究就一定能解决或在很大程度上缓解路面的早期破坏,同时也能降低不可控因素的影响最终达到改善半刚性基层沥青路面早期破坏的状况。