半刚性基层和柔性基层路面运营期养护对比分析
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3计算结果分析
3.1路表弯沉分析
路表弯沉数据是影响路面总体刚度的一个非常重要的指标,直接影响了路面的质量和后期的可靠性。
一般而言,路表弯沉与
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小。
层层
果车
,说
感。
疲劳
[2]郑惠虹.路用水基聚合物SRX稳定道路基层应用优势与经济技术指标分析[J].科技展望.2014.21.
[3]陈静云,刘佳音,刘云全,周长红.加速加载条件下沥青路面结构动力响应[J].哈尔滨工程大学学报.2014.06.
[4]李安,郑南翔,甘新立.沥青路面结构转换基层合理模量范围研究[J].武汉理工大学学报.2014.01.
作者简介
赵瑾(1985.08.01-),男,项目总工,公路工程。
112|CHINA HOUSING FACILITIES。
浅谈柔性基层与半刚性基层沥青路面抗疲劳性能的差异摘要:近年来,我国高等级公路沥青路面早期破坏比较严重,半刚性基层沥青路面结构缺陷是其原因之一。
柔性基层沥青路面由于其良好的使用性能在许多国家得到应用,而在我国应用甚少。
疲劳失效问题是沥青路面结构设计的一个重要问题。
本文通过研究沥青路面面层疲劳损伤机理,介绍了沥青混凝土路面设计中沥青稳定基层与半刚性基层的疲劳设计方法,并利用BISAR软件进行了分析,从而得出了两个不同基层沥青路面的抗疲劳性能间的差异。
关键词:沥青路面;柔性基层;半刚性基层;疲劳性能。
前言半刚性基层被广泛用于修建公路沥青路面的基层或底基层。
在我国已建成的高速公路路面中就有90%以上是半刚性基层沥青路面,在今后的国道主干线建设中,半刚性基层沥青路面仍将是主要的路面结构形式。
半刚性基层沥青路面其优点主要表现在:强度高、承载力大、整体性好、刚性大。
但半刚性基层也有自身不足之处,其抗温、抗湿变形能力较差,易形成干缩裂缝及湿缩裂缝,进而使路面产生反射裂缝,导致沥青面层开裂,影响路面使用质量,缩短路面使用寿命。
由于国内高等级的公路基本上都采用半刚性基层沥青路面,而对柔性基层沥青路面采用较少。
但是从世界各国高等级公路路面结构来看,以柔性基层沥青路面为主,对路面基层要求较高,一般用沥青稳定碎石做基层的上层,而且用沥青做结合料的结构层的总厚度常大于20cm。
国外的使用经验表明,柔性基层沥青路面使用性能良好。
根据国内外使用经验,柔性基层沥青路面主要病害有疲劳开裂、车辙和低温开裂,其中车辙和低温开裂均可以通过选择合适的沥青结合料和合理的混合料设计加以解决。
疲劳开裂是唯一可以通过路面结构设计进行控制的破坏模式。
综上所述,对两种不同基层沥青路面的疲劳性能差异的分析,对我们进行路面设计及工程应用都具有相当大益处。
1.沥青路面面层疲劳损伤机理沥青路面的疲劳性是指在汽车轮载作用下,路面在长期使用过程中均存在压应力、拉应力,且处于两种应力交迭变化状态,当荷载重复作用超过路面面层材料所能承受的疲劳次数后,就会使结构强度抵抗力下降,产生疲劳破坏的性能。
路基路面材料一、基层的基本类型及其适用范围路面基层按结构组合设计可分为四种类型:第一类是柔性基层材料,包括级配型集料、嵌锁型碎石以及沥青碎石混合料等;第二类是半刚性基层材料,包括水泥稳定类、石灰稳定类和石灰工业废渣稳定类等综合稳定类;第三类是刚性基层材料,包括水泥混凝土、贫混凝土和碾压混凝土等;第四类是复(混)合式基层,即上部使用柔性基层,下部使用半刚性基层。
1.柔性基层:用热拌或冷拌沥青混合料(大粒径沥青碎石)、沥青贯入碎石、以及不加任何结合料的粒料类等材料铺筑的基层。
柔性基层可用于各级公路。
2.半刚性基层半刚性基层用无机结合料稳定土类的材料铺筑一定厚度的基层。
半刚性材料基层、底基层按其组成结构状态分为均匀密实结构、悬浮密实结构、骨架密实结构和骨架空隙结构。
均匀密实型是指无机结合料稳定细粒土,如石灰土、水泥土、二灰土等。
悬浮密实、骨架密实和骨架空隙结构均是指无机结合料稳定中、粗粒土。
三种类型的区分主要是根据混合料压实后,集料中粗颗粒间空隙体积与压实后起填充作用的细料体积之间的关系来确定。
半刚性材料基层适用于以下范围:(1)水泥稳定类适用于各级公路的基层、底基层。
石灰粉煤灰稳定类材料,对冰冻地区、多雨潮湿地区宜用于下基层或底基层。
石灰稳定类材料适用于各级公路的底基层以及三、四级公路的基层。
(2)高速公路、一级公路的基层和上基层骨架密实型的稳定集料。
(3)二级及二级以下公路的基层和各级公路的底基层均可采用悬浮密实型混合料。
(4)骨架空隙结构型混合料具有较高的空隙率,适用于考虑路面内部排水要求的基层。
3.刚性基层用普通混凝土、低强度等级混凝土、贫混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土等材料做的基层。
贫混凝土基层与其它基层相比具有较高的强度、刚度,较好的整体性和稳定性,良好的抗冲刷性和抗裂性,多孔透水贫混凝土还兼有内部排水功能。
二、基层组成材料及要求1、路面基层用土的分类土作为半刚性基层材料的骨架,按照土中单个颗粒(指碎石、砾石和砂等颗粒)的粒径大小和组成,将土分为下列三种,即:细粒土、中粒土和粗粒土。
柔性基层在城市道路的应用研究为贯彻“低碳、绿色、可持续发展”的设计理念,必须走结构材料高利用率的节约型发展道路,需要从建设速度及建设成本的控制理念逐渐向长寿命沥青路面设计理念的转变。
随着国民经济发展及国际石油市场的变化,沥青修筑基层的技术经济条件已逐渐完善,沥青材料的供应与施工设备已发生了重大的变化。
文章通过对柔性基层路面特点的阐述,主要结合城市道路中柔性基层的具体应用进行探讨。
标签:基层柔性基层;城市道路一直以来我国城市路面在结构设计方面的设计理念是“强基薄面”,很多沥青路面新建的时候,基层采用都是半刚性基层,柔性基层使用较少。
随着我国机动车保有量的不断增加,城市面临的交通压力也越来越大,城市道路的病害也不断出现,特别是北方地区,道路冻害、裂纹成为了较普遍的问题,需要经常进行改造。
半刚性基层虽然优点很多,但比较突出的缺点就是养生期较长,容易出现基础病害。
因此,有必要在城市道路上研究利用柔性基層,适应快速、重复荷载对路面结构化使用性能与功能性使用性能的全面要求,丰富沥青路面结构形式。
1、路面基层基层在沥青路面结构中起到承上启下的作用,一般会分设两层,分别为基层和底基层,主要有四方面作用,一是承受行车荷载,作为道路的主要承重层和面层一起将车轮的荷载传到下层的结构中去。
二是增加了道路的整体强度和面层的疲劳抗力和承载力。
三是可以缓解土基不均匀冻胀或不均匀体积变形对面层的不利影响。
四是为面层施工机械提供稳定的行驶面和工作面。
路面基层按刚度差异分为柔性基层、半刚性基层和刚性基层三类,其中柔性基层的路面从结构来看,主要包含级配碎石类材料和沥青稳定碎石类材料。
2、柔性基层特点分析柔性基层能够很好的避免反射裂缝产生,排水性较好,温度稳定性和水温性较好,施工时间短,对交通影响小,可再生利用,耐久性好,使用寿命较长。
缺点是抗疲劳性差,抗变形能力较差,建设成本较高。
国内应用相对较少,路面设计规范、施工规范不够成熟。
3、柔性基层应用案例沥青稳定碎石基层最早出现在欧洲,从1949年英国开始研究这种基层结构,他们通过铺筑试验路来对比不同类型和厚度的基层性能。
浅谈沥青碎石柔性基层摘要:沥青路面基层结构包括半刚性基层及柔性基层两部分。
本文主要针对沥青路面柔性基层路用性进行探讨,相比半刚性基层减少沥青面层的温度收缩裂缝,防止或延缓反射裂缝的发生,从而提高沥青路面使用寿命。
关键词:沥青碎石柔性基层的路用性;防止或延缓反射裂缝1.引言与全国各地一样,广东省高速公路以往全部采用半刚性基层,往往通车没几年,许多没有达到设计年限的高速公路沥青路面出现了早期损害,沥青路面病害呈不断加剧趋势,路面使用性能急剧衰变,主车道出现了裂缝、坑槽、唧浆、沉陷、车辙等比较严重的病害,对道路和行车安全构成了严重威胁。
养护部门虽已采取了多种技术措施进行路面养护,但往往是一场大雨过后,就出现大面积的裂缝、坑槽、唧浆、沉陷等病害,令养护部门应接不暇,防不胜防,造成了极大的经济损失和社会影响,也给广大道路使用者造成了极大的不便。
国际上绝大部分国家早在20世纪70年代起,就采用柔性基层——沥青碎石作为重载交通路段的常用路面结构。
沥青碎石属于粘弹性材料,韧性强,有一定的自愈能力,对反射裂缝有较好的抑制。
在柔性基层路面结构中,基层层底的拉应力较大,在弯拉应力的反复作用下出现层底疲劳开裂的可能性也最大,因此要求具有很好的耐久性,特别具有优良的抗疲劳性能,而且作为承重层要求有一定的抗车辙能力。
本文重点介绍沥青柔性基层路用性的要求,相比半刚性基层减少沥青层的温度收缩裂缝,防止或延缓反射裂缝的发生,改善沥青路面的使用性能,提高其使用寿命。
2.沥青碎石柔性基层沥青路面也称为全厚式沥青路面,是上世纪在西方国家出现的一种路面结构。
经实践验证该路面结构对于缓解基层反射裂缝,延长道路使用寿命有巨大作用,故也称为长寿命沥青路面,但同时也对这种柔性基层提出路用性能的要求,包括高温稳定性、低温抗裂性、疲劳性能和施工和易性。
2.1沥青碎石基层路用性能沥青碎石也是一种粘弹性的材料,对不同的时间和温度下也具有不同的力学特性。
文章编号:100926825(2009)2920252203半刚性和半柔性基层沥青路面的受力对比分析收稿日期:2009206208作者简介:李志远(19852),男,长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室硕士研究生,陕西西安 710064吕子丰(19792),男,工程师,中铁十五局集团五公司,河南洛阳 471000唐吉利(19842),男,助理工程师,中交四公局公路试验检测科技有限公司,北京 100022李志远 吕子丰 唐吉利摘 要:通过拟定典型结构,并假设层间连续,采用BISAR3.0计算分析了半柔性基层沥青路面和半刚性基层沥青路面的受力状态,提出半柔性材料比半刚性材料更适合于作为超载严重路段沥青路面的基层。
关键词:沥青路面,半柔性基层,半刚性基层,车辙,疲劳中图分类号:U416.217文献标识码:A 近年来,伴随着路面材料技术的发展出现了一种新型的基层材料———半柔性材料,它是在集料中加入了2%左右的水泥以及6%左右的沥青形成的一种混合料,因此,既保持了部分沥青混合料的柔性,又有半刚性基层的刚性。
半柔性基层中含有沥青保持了类似于沥青混合料的变形能力及应变松弛能力,而且其水泥用量远小于半刚性基层中的水泥用量,可以改进目前半刚性基层沥青路面温度收缩和湿度收缩等的不足,减少基层的裂缝产生,进而减少了沥青面层反射裂缝的产生。
本文通过对半刚性基层沥青路面与半柔性基层沥青路面受力状态的对比分析,说明半柔性基层沥青路面的优势,以期为路面3.3 进行堤岸防护与加固,防治水流冲刷和约束路基侧向位移表2 挡土墙的设置桩号项目名称位置数量/m 3K 2+137~K 2+182仰斜式路肩墙左侧268K 2+540~K 2+590仰斜式路肩墙左侧283K 2+660~K 2+704.3重力式路肩墙左右侧280K 2+791.3~K 2+831重力式路肩墙左右侧290K 3+100~K 3+182仰斜式路肩墙左侧353K 3+365~K 3+485仰斜式路肩墙右侧351K 3+467~K 3+580仰斜式路肩墙右侧456K 4+680~K 4+885仰斜式路肩墙右侧392K 4+850~K 4+905衡重式路肩墙左侧398K 5+220~K 5+280仰斜式路肩墙右侧312K 7+139~K 7+265仰斜式路肩墙右侧445K 7+607~K 7+662仰斜式路肩墙左侧324K 7+840~K 8+000仰斜式路肩墙左侧329 1)植草防护、石砌防护。
详析柔性基层沥青路面结构特点一、前言近些年来,随着市政道路建设的大力发展以及其技术的更新,我们发现柔性基层结构的沥青路面的成本比半刚性的成本要高,但是其使用寿命远远高于后者,而且它的维护费用也比较低。
在节约能源和减轻环境污染方面,柔性基层沥青可以带来更高的社会和经济效益,有着广阔的应用前景。
二、关于市政道路柔性基层沥青路面结构特征研究柔性基层材料与半刚性基层材料有一定的区别,集中表现咋材料构成以及稳定性等方面。
通常来说,柔性基层材料指的是级配碎石粒料与沥青稳定随时等混合料基层。
这样便把柔性基层路面的结构和半刚性基层沥青路面结构特性相互补充,而且这已经成为避免沥青路面结构早期被破坏的一种有效技术。
经过大量实践结果证明:柔性基层沥青路面除具有良好承载力之外,它的耐久性与稳定性也十分的稳定。
1、大大减少沥青路面反射裂缝出现级配碎石基层的铺设可以大大减少沥青路面因温度的变化出现的裂缝,从根本上改善路面性能,以全面提升路面使用年限。
然而,根据当前国内外发展情况分析,一般来说,级配碎石的过渡层约在15-18cm范围内为最佳。
而且级配碎石施工的一个重要技术则是保证材料清洁,且内部不能含有泥土,从而保证柔性基层有良好的嵌挤能力。
除此之外,选择沥青稳定碎石基层,必然会使沥青层厚度增加,同时能够避免贯穿性裂缝的产生,而此时路面的裂缝主要集中在路面表层。
因此,通过对面层的维护便能快速恢复路面的应用功能。
2、减少沥青路面车辙数量铺设级配碎石基层对抗车辙性能不会产生较大的影响。
这是因为沥青层厚度较大,使碎石表层压力得以降低,而且也可在级配碎石层以下,铺设一层稳定土,这样一来,既能够增强路基土整体强度,而且又减轻路基顶面垂直应力,防止沥青路面出现较大的结构性变形,所以,柔性基层并不会增加路面车辙数量。
此外,碎石基层的铺设尽管使沥青厚度增加,但这并不代表车辙数量会增多,反之,如此厚度的沥青路面结构并不会对车辙数量产生任何的影响,而且所有现象都不能证明结构性车辙的出现。
公路工程项目半刚性与半柔性基层材料差异性及适用性分析发布时间:2021-05-07T15:44:45.730Z 来源:《工程管理前沿》2021年3期作者:曾献文[导读] 半刚性基层沥青混凝土路面病害一直困扰着工程界,尤其是早期破坏,曾献文广东承信公路工程检验有限公司 511400摘要:半刚性基层沥青混凝土路面病害一直困扰着工程界,尤其是早期破坏,其防治一直是工程行业攻关的重点,由于半刚性基层沥青路面早期病害难以发现,一旦早期病害出现,其后续劣化进程较快,直接威胁到沥青路面的正常服役年限;本文通过对比半刚性和半柔性基层材料之间的特性,提出了选用半柔性基层和复合基层用于路面承重结构层的工程方案,希望能够解决当前半刚性基层沥青路面早期破坏的现实难题。
关键词:公路工程;半刚性基层;半柔性基层;复合式基层;结构适用性0引言经实践调研发现,国内在役公路项目有超过90%的路面采用了半刚性基层,半刚性基层与沥青面层一度成为公路结构层的“黄金组合”;虽然半刚性基层拥有承载力高、抗变形能力强、荷载稳定性佳等优势,但依旧存在自身的“硬伤”,其中,半刚性基层沥青路面早期病害就是典型的“硬伤”之一。
1半刚性基层和半柔性基层的材料特点(1)半刚性基层的用料取材广泛,只要满足荷载稳定性即可,常用的半刚性基层原材料有粉煤灰、水泥、矿渣、碎石等;(2)半柔性基层材料较全柔性基层材料而言,其对环境温度变化的反馈不明显,自身稳定性良好,基层的后期强度增长显著;较全刚性基层材料而言,在温度变化条件下的脆性特性不明显,不容易出现脆性开裂,早期强度更高;(3)半柔性基层不仅具备良好的塑性和应力松弛性能,同时兼具较高的抗变形刚度,且水泥掺加量明显低于半刚性基层,满足低碳绿色的选材宗旨。
半柔性基层目前已经在大量的公路施工项目中得到应用,通过工程实践检验,其工程适用性良好,满足推广应用的条件。
2材料性能差异2.1强度特性(1)半柔性基层混合料中的乳化沥青含量对其力学特性的影响较为明显,通过分析半柔性基层混合料在7天饱水条件下的无侧限抗压强度指标发现,试验试件饱水条件下的吸水能力较差,侧面证明了半柔性基层混合料的水稳特性;半柔性基层混合料在60℃条件下的动稳定度超过6000次/mm,充分说明半柔性基层混合料在抗车辙方面的优异性能。
H IGHWAY现代公路半刚性基层沥青路面己成为我国高等级公路沥青路面的主要结构类型,半刚性材料得到广泛应用,提高了路面承载能力,但同时也造成了目前我国高速公路沥青路面结构形式单一,破坏类型相似的情况。
这种单一的路面结构形式很难适应在不同气候环境下的使用要求。
多年来的实践表明,半刚性基层沥青路面结构暴露出一些不容忽视的缺陷和不足,其主要表现在:半刚性基层材料具有的干缩和温缩特征,使得沥青路面不可避免要产生反射裂缝,最终导致沥青路面的破坏;半刚性基层的抗冲刷能力差,易引起水损害等不利影响;在多雨潮湿地区,渗入沥青层的水分滞留在基层表面逐渐使基层软化,形成泥浆使沥青层与基层之间的界面条件从连续状态变成滑动或半连续半滑动状态。
因此,不论是考虑到半刚性基层沥青路面的反射裂缝问题,还是考虑到我国地形地质条件和气候条件的多变性,都需要发展和研究更多样化的基层材料,丰富高速公路的路面结构形式,供设计选择。
这将有利于公路工作者根据实际情况选择合适的路面结构形式,推动我国的公路建设技术取得新的进步。
这种情况下,柔性基层沥青路面结构形式的研究就提上了日程。
柔性基层是采用热拌或冷拌沥青混合料、沥青贯入碎石,以及不加任何结合料的粒料类等材料铺筑的基层。
两种路面结构破坏模式比较半刚性基层路面的破坏模式由于半刚性基层材料温缩和干缩特性,以及材料本身的脆性,裂缝的产生不可避免。
裂缝的存在导致三种结果:首先当车轮从裂缝的一侧经过到达裂缝的另一侧时,形成突变,并在裂缝处产生较大应力集中,表现为面层在裂缝处的上下剪切和层底弯拉,这些应力,加之温度应力的综合、反复作用,最终导致面层疲劳破坏而产生反射裂缝;其二,水沿裂缝渗入路面结构内,在行车荷载作用下,对基层、底基层、路基形成水力冲刷,将材料中的细料唧出,材料松散并形成坑槽,半刚性基层失去板体性,弯沉迅速增大,最终导致结构破损;第三,界面上水的存在改变了界面接触条件,于是结构不再连续,界面成为半连续甚至光滑接触模式,这种情况使得路面的受力状态变得十分不利,沥青层底有可能出现超过极限拉应力,导致沥青面层开裂,承载力降低,产生车辙等病害,成为导致路面破坏的又一原因。
作者简介:徐全亮(1980-),男,河北迁安人,助理研究员,从事路面结构性能研究。
半刚性基层和柔性基层沥青路面加速加载试验研究徐全亮(交通运输部公路科学研究院,北京100088)摘要:半刚性基层路面暴露出一些缺陷和不足成为公路路面结构的早期破坏原因之一,根据半刚性基层和柔性基层沥青路面结构的野外加速加载试验结果,对比分析两种结构的沥青路面的车辙、承载能力和对水的适应性,从而对半刚性基层路面和柔性基层沥青路面结构的使用性能进行评价。
关键词:半刚性基层;柔性基层;沥青路面;加速加载试验中图分类号:U416.217文献标识码:B半刚性基层结构具有整体强度高、板体性好的优点,具有较好的承载能力。
但是,半刚性基层材料容易发生干缩而形成反射裂缝;而且对水的稳定差,是沥青路面结构发生早期损坏的重要原因。
柔性基层结构对水的稳定性好;能够减少路面开裂,提高路面长期使用性能;缺点是车辙较大,同时路面初期的投入较高。
但是柔性结构只需罩面改善表面功能就可继续使用,体现出巨大的经济效益。
本文通过野外足尺加速加载试验对半刚性基层沥青路面和柔性基层沥青路面的使用性能进行对比评价。
1试验介绍足尺加速加载路面试验就是通过可控制的实际轮载,在基于或超过法定允许荷载下对实际的层状路面结构系统进行加载,在可确定的荷载条件、气候因素(例如温度含水量)等综合因素条件下通过重复荷载,在一个压缩的时间段内累积路面的损坏,实现路面的加速损坏。
试验通过对采用正常施工工艺修建的路面工程或专门的试验路进行加速加载试验,对表征路面结构使用性能的各个指标进行连续观测,从而获得路面结构性能的变化规律。
1.1加速加载试验设备加速加载试验设备ALF (Accelerated Loading Fa-cility )是一套大型可移动式的、能够在工程现场模拟实际交通情况的野外直线式足尺路面综合加速加载试验设备。
它能够在工程现场模拟实际交通情况,通过可控制轴载在短时间内对足尺路面进行加速加载,从而模拟较长时间内实际交通荷载对路面结构的破坏作用。
黑龙江交通科技HEILONGJIANG JIAOTONG KEJINo.2,2021 (Sum No32)2021年第2期(总第324期)柔性基层沥青混凝土路面施工质量控制分析聂元元(扬州天达建设集团有限公司,江苏扬州211440/摘要:国内高速公路路段几乎都是采用半刚性基层沥青建造的,半刚性基层建造的路面,长期使用下来出现了反射裂缝的现象,针对这一情况国家开始大力研发,现有柔性基层沥青,与半刚性基层相比,施工工艺更复杂,施工期间质量控制非常关键,但是具有较其他基层沥青更好的路用性能。
基于柔性基层沥青混凝土施工进行阐述,对其施工期间的质量控制问题进行分析和论述,以供参考。
关键词:柔性基层;沥青混凝土;路面施工;施工质量控制中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:24O8-3333(2021)02-0037-021大粒径沥青混合料大粒沥青混合料的英文缩写为LSM,具体指的是本身富含矿料的最大粒径超出22.5mm以上,用LSM作为热拌沥青混合料的原材料。
通常是为路面构建基层,因为粒径大的缘故构成骨架比较适合,再用一定量的细集料在骨架内部进行填充。
LSM本身具有较好的排水性能,能达到的空隙率为13%~18%之间,是一种排水效果好,耐久性强的径沥混料。
2设计要求2.2严格控制材料质量(1)粗集料LSM的构成中,粗集料在其构成中可以充当骨架,粗集料本身的物理性能会影响其使用性能丄SM 中的粗集料颗粒本身性能优良,将其与沥青混合后需要具有良好的粘结力,又根据公路出现的问题多是水损害,这里混合后的粘结力不得低于五级,低于五级的时候,应该适当进行剥落,保证两者混合后的指标符合设计标准。
(2料细集料包含的都是比较精细的材料,如石屑、人工砂。
LSM中可以适当的挑选这些原材料作为细集料,但是天然砂经过研究后发现不是很设计要求。
棱角性大于43%o(3)沥青混合料进行拌制的沥青混合料中使用的原材料,需要根据实际施工的气候、交通情况、施工技术等条件进行判定。
浅谈半柔性基层在普通公路养护中的应用摘要:由于半柔性基层新技术的自身优点及作用机理,为普通公路养护修补病害寻找了另一条途径并经现场施工的摸索证实此半柔性基层技术的可操作性,大大的改善了普通公路养护修补病害的内在质量,提高了普通公路的通行能力及使用寿命。
关键词: Photoshop 抠图图像合成我地区属于工业重区,矿产资源非常丰富。
由于日益的重交通荷载的作用,原有路面出现了大面积的翻浆、龟裂、推移等病害。
使得近几年修补病害往往是“前面修、后面补”,给日常养护带来了极大的压力,引用新技术修补病害显得尤为重要。
半刚性基层的主要优点是抗压强度高不易产生车辙但低温弯拉能力差易引起强度破坏裂缝、材料收缩性大易产生收缩裂缝、基层与面层的连接性差易产生推移(我们现在修补病害的基层常采用此种方法);柔性基层的主要优点是抵御温度裂缝能力好、抗弯拉能力强但其缺点是高温易产生变形,抗压强度低;如果恰当的利用水泥和乳化沥青的共同作用,使其兼具水泥稳定类材料和柔性基层材料的共同特性即半柔性基层的应用将是对普通公路修补病害一种新的探索与尝试。
半柔性基层是由乳化沥青和水泥为结合料的一种冷拌混合料,其中乳化沥青破乳脱水表现出结合力,水泥则需要经过水化热过程结晶固化,两者互成条件,在混合料中形成立体网状的微观结构,因而兼有有机和无机材料胶结混凝土产品的双重优点。
沥青和水泥不是对立体,乳化沥青乳液迅速破乳后混合料中含有水分,水泥能够主动吸水,并促使氢氧化钙分离出来,氢氧化钙能改善沥青与材料间的相互作用,水泥在沥青与石料之间起着活化作用,水泥颗粒与水的相互作用会导致碱性介质的生成,促使有机结合料沥青的进一步乳化,从而更加促进水化作用的进行。
乳液具有高稳定性与分散性,水泥与沥青具有良好的相互渗透性,从而使材料的细微结构具有了足够刚度的同时又具有可塑性和弹性。
该混合料能够形成水泥结晶结构,混合料材料显现出它们之间过渡特性。
该结合料的弹性模量和弯曲极限值同普通沥青混凝土相比提高了50%-70%,降低了沥青的粘度,具有较好的施工和易性。
半刚性基层和柔性基层路面运营期养护对比分析半刚性基层和柔性基层路面运营期养护对比分析摘要:公路半刚性基层和柔性基层路面由于力学性能的不同,在运营期间会出现不同的路面病害,通过对公路运营期间养护的对比分析,为公路改建和新建沥青路面方案比选提供参考意义。
结合安徽省宣城市S322水仙路宣城至泾县段的运营期养护工作,从半刚性基层路面和柔性基层路面受力特性、路面病害类型、养护对策和费用等方面进行了对比分析,全面阐述了半刚性基层和柔性基层路面的优缺点。
关键词:半刚性基层;柔性基层;路面养护;对比Abstract: The highway semi-rigid and flexible base pavement due to the different mechanical properties, during the operation period will appear different pavement distress, through comparative analysis of highway maintenance operation period, for the highway reconstruction and new asphalt pavement scheme selection of reference significance. Unifies the Anhui province Xuancheng city Xuancheng road to Jingxian County S322 Narcissus operation maintenance work, are compared and analyzed from the semi-rigid base pavement and flexible base pavement stress characteristics, pavement type, maintenance and cost etc, a comprehensive exposition of the advantages and disadvantages of semi-rigid base and flexible base pavement.Key words: semi-rigid base; flexible base pavement maintenance; comparison;中图分类号:U415一、前言我市升级改造后国省干线公路绝大部分都采用半刚性基层沥青混凝土路面,半刚性基层具有一定的抗拉强度、抗疲劳强度、良好的水稳定特性。
这些都符合路面基层的要求,使得路面基层受力性能良好,并且保证了基层的稳定性。
但多年来半刚性基层的开裂问题一直是公路建设主要问题之一,还易引发横向收缩裂缝、反射裂缝、路面内滞水与基层表面冲刷、唧泥等路面病害,给后期的公路养护带来很大困难,同时也降低了公路的服务水平。
特别是近年来重型车辆不断增多,而受资金的制约大部分路段又不能及时进行路面改善和大中修,公路路况持续下降,小修难以维持。
我市S322水仙路宣泾段由于分属两个县(区),当年改造时采用了不同的路面结构形式,在运营期呈现了不同的病害特点,却提供了相近的服务水平,特别是在临近大修期和重型车辆增多的情况下,两者却却表现出了不同的承受能力。
因此,对半刚性基层和柔性基层路面运营期养护进行对比分析有一定的必要性,同时也为公路改建和新建沥青路面方案比选提供参考意义。
二、半刚性基层和柔性基层路面运营期养护对比1.省道S322水仙路宣泾段公路概况S322水仙路宣泾段是宣城市区通往革命老区泾县和旌德县及黄山风景区的一条重要干道,全长42.5公里,其中45K+400~71K+660段于2000年完成二级路改建。
改建后路基、路面宽度和路面结构分别为:路基宽15米、路面宽12米;路面结构为30cm天然砂砾+20cm 水泥稳定碎石+7cm沥青砼面层;71K+660~86K+500段于1999年完成二级路改建。
改建后路基、路面宽度和路面结构分别为:路基宽15米、路面宽12米;路面结构为30cm天然砂砾+30cm级配砂砾+5cm沥青消费满贯入+2.5cm沥青碎石。
2.半刚性基层和柔性基层路面受力特性在我市公路建设不断发展的过程中,沥青路面结构作为一种主要的路面结构形式被广泛应用。
目前我市通车的公路路面中,约95%以上的路面结构采用了沥青路面,且大部分采用了水泥稳定碎石作为基层。
半刚性基层和柔性基层路面在车辆荷载下呈现出不同的受力状态,据相关研究资料,半刚性基层和柔性基层路面的路表轮隙弯沉之比为1.01,说明半刚性基层路面的承载力要稍大于柔性基层路面承载力。
柔性基层路面的产生的拉应力和应变都比面层表面大许多,一般来说高30%左右,间接说明柔性基层路面路表出现损害的可能性高于半刚性基层路面。
在车辆荷载作用下,柔性基层路面面层底面在小区域会出现较小的拉应力,其它受力规律与半刚性基层路面相似,而半刚性基层路面和柔性基层路面面层底面都出现比较大的拉应变,对于两种结构而言出现拉应变是最不利因素,柔性面层底最大拉应变比半大80%,从基层底受力来看,半刚性基层的层底面拉应力比柔性基层底的拉应力大2 倍以上,但对应的拉应变部分,柔性基层的应变最大比半刚性基层大30%,并且沿着道路横向来看半刚性基层应变在较大范围内还比柔性基层还大。
在面层部分柔性结构的面层底拉应变比半刚性结构不利,但是在基层上半刚性基层所受的拉应变和柔性基层受的拉应变相当。
柔性基层的优点就是变形能力强,半刚性基层整体性强,抗变形能力差。
那么在大小相当拉应变反复作用下,半刚性基层必然早于柔性基层出现疲劳损坏,进而引发沥青面层的损坏。
同时,半刚性基层的损坏不仅限于疲劳损坏,由于基层材料的物理特性造成的开裂,同样导致路面结构的过早破坏。
3.路面病害类型和目前路况在常见的沥青砼路面病害中,按病害的破损类型,主要有以下几种:裂缝类病害龟裂、网裂、各类纵横向裂缝;变形类病害车辙、沉陷、拥包、搓板、波浪;松散类病害松散、剥落、脱皮、坑槽、啃边;其他病害唧浆、泛油、等。
45K+400~71K+660段路面病害主要是裂缝类和松散类,运营前期路面病害主要是少量横向裂缝和唧浆,随着运营时间的增加,横向裂缝和唧浆大量增多,并形成块状裂缝,有的发展成坑槽。
部分路面出现松散、麻面。
71K+660~86K+500段路面病害主要是裂缝类和变形类,运营前期路面病害主要是少量网状裂缝、沉陷,随着运营时间的增加,网状裂缝、沉陷逐渐增多,有的发展成坑槽。
部分路面出现车辙、波浪。
2012年10月45K+400~71K+660段MQI为68,PQI 为55,71K+660~86K+500段MQI为80,PQI 为76,4.养护对策和费用(1)运营期内的养护小修方法:①裂缝类病害的处治:对于路面的纵向或横向的裂缝,处治时,将纵横裂缝处清扫干净,用喷灯将裂缝壁加热至粘性状态,然后用油壶或专门灌缝设备直接向裂缝内灌入加热的沥青,最后在接口表面撒布热砂或石屑进行养护或用专用灌缝设备和材料进行。
对于大面积网裂,主要采用热沥青洒布封层法和乳化沥青稀浆封层法。
块状裂缝处治主要采用挖除损坏的基层和面层再用与原路相同之处材料回填压实。
②变形类病害拥包、波浪、沉陷的处治:对于路面产生的拥包、波浪主要采用铣刨设备或人工刨削峰顶,挖出高出路面的峰顶,然后用拌和法和层铺法补低凹处。
对于路面沉陷主要采用方法是在沉陷处喷洒或涂刷黏层沥青,再用沥青混合料将沉陷部分填补,并压实平整.对于路面受横向推挤形成的横向波形车辙,将凸出的部分削除,在波谷部分喷洒或涂刷黏结沥青并填补混合料并找平,压实。
③松散类病害处治:主要是将松散部分全部挖除后,重做面层。
对于坑槽需根据大小、深度,坑槽出现的时间等,采取不同的技术措施。
1)沥青面层坑槽修补:按照“圆洞方补”的原则,划出所需修补坑槽的轮廓线。
沿所划轮廓线开凿至坑底稳定部分,清除槽度、槽壁的松动部分及粉尘、杂物,并涂刷黏层沥青。
填入沥青混合料并整平。
用小型压实机具将填补好的部分压实。
2)深层挖补式坑槽修补:对沥青面层和基层均受到破坏的坑槽,画定修补面、清理坑槽两项工序同沥青面层坑槽修补一样,所不同的是基层要用液压镐凿除,开挖时从中间向四边开挖,以免损坏边部,并注意槽底面的完好、稳定。
按原基层材料拌和均匀后,将料填入槽内,摊铺、整平、碾压。
当坑槽面积小不能用压路机碾压时,其每层厚度不应超过20cm,以保证路面整体的平整度和新旧路面接缝的平顺,对接缝处适当增加碾压次数,提高密实度,以防渗水。
在坑槽四周槽壁喷洒黏层沥青,然后填入沥青混合料,整平、压实,若分层修补时应分层填筑,分层碾压,用振动压路机进行压实。
④经初步统计,2010年-2012年45K+400~71K+660段小修费用为190万元,71K+660~86K+500段小修费用为70万元。
(2)运营期内实施的养护大中修及费用:45K+400~71K+660段在2006年以前路面病害较少,以小修保养为主,路况总体良好。
2006年由于路面老化、松散、麻面病害较多,投资600万元对18公里路面进行2.5厘米细料式沥青砼罩面。
近几年随着重载车辆增多和公路使用年限的增加,路面块状裂缝急剧增加,因一级路升级改造前期工作没完成,为维持路况,2011年投入1100万元对全路段进行3厘米细料式沥青砼挖补罩面。
71K+6600~86K+500段在2008年以前路面病害较少,以小修保养为主,路面轻微变形较多,路况总体良好。
2008年部分路段路面出现较多变形、网裂等级病害,投资220万元对5公里路面进行3厘米细料式沥青砼罩面,2011年投入200万元对4公里进行3厘米细料式沥青砼挖补罩面。
5.半刚性基层和柔性基层路面的优缺点我市在半刚性基层沥青路面的应用方面取得了较大的成就,半刚性基层具有较高的强度、承载力和使用性能,在改建后运营前期路况服务水平要优于柔性性基层沥青路面,主要原因是半刚性基层沥青路面的平整度要比柔性基层沥青路面好。
但半刚性基层沥青路面在通车1~2年后均出现不同程度的裂缝,且随着时间的增长,裂缝还将增加和扩大。
同时半刚性基层路面排水能力差,密实性结构的半刚性基层,容易使路面产生剥落、松散、坑槽、等病害。
由于大部分病害是从基层底部引发,所以病害处治大都需开膛剖肚,维修工程量大,维修费用高,柔性基层沥青路面病害大都由上往下发展,维修工程量相对较小,维修费用低。
半刚性基层修补完成后不能立即开放交通,必须等基层强度达到了一定的程度后方可开放,对交通影响较大且造成一定的安全隐患。
柔性基层沥青路面病害处治完成后即可通车,对交通影响较小。