所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2020-10-14 09:01 熱度:
灌入式復合路面是路面施工中的新技術,在路面結構中,綜合了瀝青、水泥路面性能,是利用大孔隙瀝青混合料和水泥砂漿填充而成的路面。彎沉檢測實驗結果表明,其高溫穩定性能、抗水損害性能整體滿足既定設計目標要求。本文結合奎頓某公路工程建設實踐,分析了灌入式復合新型路面設計流程、施工工藝和彎沉實驗結果。
1工程概況
奎頓某公路工程路面施工路段,路面結構總厚度為75cm:4cm改性瀝青混凝土(SMA-13)+6cm中粒式瀝青混凝土(AC-16C)+8cm粗粒式瀝青混凝土(AC-25C)+1cmES-3型稀漿封層+36cm5%水泥穩定級配砂礫+20cm級配砂礫墊層;非機動車道路面結構總厚度44cm:5cm細粒式瀝青混凝土(AC-13F)+1cmES-3型稀漿封層+18cm5%水泥穩定級配砂礫+20cm級配砂礫墊層;人行道路面結構總厚度43cm:6cm彩色混凝土人行道花磚+2cm干鋪細砂+15cm5%水泥穩定級配砂礫+20cm級配砂礫墊層。鑒于此前路面車轍病害頻發,是由于灌入式復合路面與常規瀝青混合料路面結構設計和施工工藝不一致的影響,該段施工又處于重載交通荷載狀況,因此,應通過試驗驗證其性能,為灌入式復合路面的推廣提供技術依據。
2施工方案選擇
灌入式復合路面施工工藝流程為基體瀝青混合料施工、水泥砂漿生產和灌入、表面處理及養護等內容。
2.1基體瀝青混合料施工
估算和確定灌漿用水泥漿數量,路面基體瀝青混合料的總體積×空隙率=所需水泥漿數量。路面結構形式總厚度為75cm,面積為1m2,基體瀝青混合料連通空隙率為24.3%,則路面的水泥膠漿總用量為0.75m×1m×0.243m=0.18225m3,根據水泥漿拌和體積與質量,計算出密度為1.959g·cm3,延伸出各種組成材料用量。具體施工工序為鋪設基體瀝青混合料、攪拌水泥膠漿、浸透水泥膠漿、刮除整平表面水泥膠漿、養生使用等�;w瀝青混合料拌和與鋪筑中,嚴格控制瀝青混凝土路面施工方法、嚴格控制平整度,多選用寬幅攤鋪設備以減少接縫痕跡;使用低噸位的雙鋼輪壓路機靜壓,攤鋪中嚴格控制骨架空隙率;拌制水泥膠漿按照水、礦粉(顏料)、水泥、細砂、外加劑的順序在3min內完成,各工序銜接應連續、緊湊�?墒褂肕arsh筒法測量砂漿流動時間或進行水泥漿體流動度試驗;灌漿采用冷卻至50℃以下的多孔基體瀝青混合料,將設計用量的水泥膠漿反復在鋪裝層表面鋪撒;刮除多余膠漿,確保灌漿表面平整,避免硬化后收縮開裂。養生漿料硬化時間約為3h~3d,待耐磨和抗車轍性與水泥抗壓強度實驗確定后方可確保車輛和人員通行,水泥抗壓強度標準>4.9MPa。具體施工流程如圖1所示。
2.2施工關鍵技術
應做好施工前的準備工作,包括應用木條與填縫劑對路面灌漿區域進行封邊處理;基體瀝青混合料灑水降溫防快速硬化處理;灌漿機、吊裝灌漿材料、鋪設灌漿管道等準備工作。灌漿施工中配合比設計和現場檢測,對驗證灌漿料灌入效果具有突出的作用。
3灌入式復合路面在重載交通路況下的彎沉實驗
嚴格控制重載交通路面設計標準,即在標準軸載作用下,應用現行規范設計指標體系進行路面結構厚度計算,通過路表彎沉指標達到對整體性結構層(包括基層與面層)的層底拉應力和路表彎沉量測作為路面設計的重要指標。為減輕重載車輛對路面的疲勞破壞病害,需綜合考慮對路面各層應力、路面各結構層層底拉應力、超重車輛對瀝青路面的車轍破壞影響。路面設計彎沉和基層底面拉應力驗算,均可作為重載瀝青路面設計中的常用設計規范。在改進方法上,通過采取增加半剛性基層厚度、改變瀝青面層強度、增加瀝青面層厚度與增強土基強度等方法來提升效果通過測試車、路面彎沉儀、接觸式路面溫度計進行彎沉實驗。具體試驗方法與步驟為:做好試驗前測定用標準車的車況及剎車性能檢查;裝載(鐵塊或集料)時確保汽車行駛及測定過程中軸重不變;測定輪胎接地面積,精確至0.1cm;檢查彎沉儀百分表測量靈敏情況;在瀝青路面上測定時,使用路表溫度計測定氣溫及路表溫度;記錄瀝青路面修建或改建時材料、結構、厚度、施工及養護等情況。主要測試步驟為:在測試路段布置測點,將試驗車后輪輪隙對準測點后約3~5cm處;將彎沉儀插入汽車后輪之間的縫隙處;測定者吹哨發令指揮汽車緩緩前進,百分表隨路面變形的增加而持續向前轉動;彎沉儀的支點變形和修正;結果計算及溫度修正;結果評定中計算平均值和標準差時,應將超出L±(2~3)s的彎沉特異值舍棄;彎沉代表值<設計要求的彎沉值時得滿分;彎沉代表值>設計要求的彎沉值時為0分。結果表明,路面結構總厚度75cm:4cm改性瀝青混凝土(SMA-13)+6cm中粒式瀝青混凝土(AC-16C)+8cm粗粒式瀝青混凝土(AC-25C)+1cmES-3型稀漿封層+36cm5%水泥穩定級配砂礫+20cm級配砂礫墊層滿足設計要求。
4研究結果
在重載交通中應用灌入式復合路面,可有效緩解重載車輛對路面的沖擊。高黏復合改性SMA-13瀝青材料以其高溫穩定性、低溫抗裂性等使用性能,可大幅提升路面的耐久性及抗裂能力,延長路面使用周期,具有可觀的經濟效益。以交叉口和重載交通路面為例,某工程灌入式復合路面和摻抗車轍劑路面的試驗段彎沉試驗,路面的實際抗車轍效果比傳統路面更具優勢。利用MTS疲勞加載試驗和滾動荷載疲勞加載試驗,總結了高抗拉復合防裂材料(DGQ材料),并通過室內MTS疲勞加載試驗對其防止反射裂縫性能和抗老化性能進行材料驗證,結果表明,鍍鋅鐵網防止反射裂縫的效果最好,可做到常溫施工,性價比高。灌入式復合路面由于其特殊的結構形式使得施工工藝相對復雜,但其施工靈活、抗車轍效果明顯,適合應用于養護工程中,尤其適用于交叉口等車轍頻發路段的養護工程中,可節約養護資金,提高經濟效益。
5灌入式復合路面應用推廣前景
灌入式復合路面配合比(150~180℃)與冷拌瀝青混合料(常溫)對比,在性能與熱拌瀝青混合料要求的新型瀝青混合料中,以其混合料保溫性優、高溫穩定性強、環保低碳的性能具有較高的應用前景。
6結語
奎頓某公路工程路面施工中采用灌入式復合路面施工工藝,通過彎沉檢測結果表明,本次路面設計能夠有效提高路面抗車轍性能和承載能力,在重載交通路況下可縮短維修時間,使該地區經濟效益和社會效益得到全面提高。
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《灌入式復合路面在重載交通路況的應用》來源:《交通世界》,作者:朱文強
文章標題:灌入式復合路面在重載交通路況的應用
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