如何提高沥青路面的平整度和稳定度沥青混凝土路面以其行车舒适、噪音低、扬尘少、养护维修方便等优点得到了广泛应用。国外大部分高等级公路路面采用沥青混凝土面层,我国高等级公路建设中,沥青混凝土路面占主导地位。但要保持行车舒适性,就必须要有良好的路面质量作保证。沥青路面的密实性、平整度、稳定性尤其重要。结合多个工程的实践,就如何保证和提高沥青混凝土路面的稳定度和平整度,在施工中应注意的关键环节,作如下分析。1.施工准备阶段沥青混凝土路面施工准备阶段包括:a. 基层验收;b. 材料、机械设备的检查;基层验收基层分新建和利用原路面两种。高等级公路要求除临土基第一层底基层可路拌施工外,均采用集中拌和、机械摊铺的方法进行施工。为提高路面的平整度从基层开始就严格挂线施工,达到施工技术规范要求的各项指标。目前为提高工程质量减少路面裂缝多在上基层上每隔15—20米切缝铺设土工格栅或土工布撒布改性沥青处理。在原有路面上铺筑沥青混凝土也应严格验收,对沥青混凝土路面有坑槽、沉陷、泛油、混凝土路面碎裂等病害加以处理。对有较大波浪的地方应在凹陷处预先铺上一层混合料,并予以压实,不必考虑摊铺厚度的均一性。材料、机械设备的检查原材料沥青混合料拌和前应严格按照设计文件及规范要求选择好各种材料。必须对材料来源、材料质量、数量、供应计划、材料场堆放及储存条件等进行检查。沥青混合料中使用的粗集料,通常是2—3种不同规格的石料经掺配组成。在施工过程中要保证有稳定的合格矿料级配,就要求在石料的供料和收料过程中,保证不同规格碎石颗粒要有一致性。保持沥青混合料级配组成的一致性对沥青混合料各项技术指标的稳定性非常重要。路面施工所用的矿料数量较大,加之施工单位流动性强,施工单位很少有自己组织的石料加工厂。同时按照“因地制宜,就地取材”的原则利用当地生产的材料。现在社会上生产碎石材料的厂家都属于建材部门或地方的集体或个人所有,生产的材料又是常用于水泥混凝土。而水泥混凝土对集料规格的要求与沥青混凝土对集料的要求是不同的,沥青混凝土路面材料对砂、石料的质量和规格要求更高,因为它在相当程度上要依靠集料的嵌挤作用形成路面强度并保证结构的稳定性。实践中认识到,同一个工程从多个厂家购进石料,会出现品种杂,而且规格上参差不齐的现象。名义上是同一规格粒径的石料,出自不同厂家,甚至是一个厂家由不同型号机器加工的石料,其材料级配也是有差异的。用这些碎石直接掺配后生产的沥青混凝土混合料,由于不同规格集料级配的不均匀性,常导致混凝土的质量难以保证。因此在室内实验认定的各厂家生产的石料性质、强度等指标合格的基础上,选取生产量能满足需用的一或二个厂家的石料。如能采用对进场的各家不同规格的集料进行二次筛分的工程措施,使分离出的不同规格的集料配比均匀一致。就更多可保证拌制的沥青混凝土混合料矿料级配组成的均匀性,从而保证沥青混凝土质量的稳定性。施工机械施工前应对拌和厂及沥青路面施工机械和设备的配套情况、性能 、计量精度等进行检查。拌和前特别要注意沥青拌和楼电子秤的准确度。从而保证骨料、粉料、沥青等各种物料配比精度。摊铺设备的选型也很重要,德国ABG423型全自动找平摊铺机,整幅一次摊铺(全宽12M),能很好控制摊铺厚度和表面平整度。2.试验段的试铺高级公路面层在施工前应铺筑试验段。试验段的长度应根据实验目的确定,宜为100~200M。试验段宜在直线上铺筑。分试拌及试铺两个阶段,包括下列实验内容:据沥青路面各种施工机械相匹配的原则,确定合理的施工机械、机械数量及组合方式。试拌确定拌和机的上料速度、拌和时间、拌和温度等操作工艺。通过试铺确定:透层沥青的标号与用量、喷洒方式、喷洒温度;摊铺机的摊铺温度、摊铺速度、摊铺宽度、自动找平方式等操作工艺;压路机的压实顺序、碾压温度、碾压速度及遍数等压实工艺;以及确定松铺系数、接缝方法等。范规定的方法验证沥青混合料配合比设计结果,提出生产用的矿料配比和沥青用量。建立用钻孔法及核子密度仪法测定密度的对比关系。确定沥青混凝土或沥青碎石面层的压实标准密度。定施工产量及作业段的长度,制订施工进度计划。全面检查材料及施工质量。定施工组织及管理体系、人员、通讯联络及指挥方式。在试验段的铺筑过程中,应认真做好记录分析,直接取得一手施工资料。在正式路段上施工时,要按照试验段施工时所取得的试验数据进行施工。3.施工阶段施工阶段包括:沥青混凝土混合料的拌和、运输、摊铺、接缝处理及碾压。沥青混凝土混合料的拌和沥青混合料的拌和机械、拌和时间、拌和温度、热矿料二次筛分、沥青用量等是影响沥青混凝土路面稳定性和平整度的重要因素沥青混合料必须在沥青拌和厂采用拌和机械拌制。可采用间歇式拌和机或连续式拌和机拌制。当工程材料从多处供料、来源或质量不稳定时,不宜采用连续式拌和机。沥青混合料拌制时,沥青和矿料的加热温度应调节到能使拌和的沥青混合料出厂温度(石油沥青120~165摄氏度;煤沥青80~120摄氏度)。混合料温度过高时,影响沥青与集料的粘结力,从而影响到混合料的稳定性。沥青混合料拌和时间要以混合料拌和均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度,并经试拌确定。间歇式拌和机每锅拌和时间宜为30~50s(其中干拌时间不得少于5s),连续式拌和的拌和时间由上料速度及拌和温度调节。拌和厂拌和的沥青混合料应均匀一致、无花白料、无结团成块或严重的粗细料分离现象。如发现不合格时应及时调整 。沥青混凝土混合料的运输混合料的运输采用较大吨位的自卸汽车运输。从拌和机向运料车上放料时,应每卸一斗混合料挪动一下汽车位置,以减少粗细集料的离析现象。运输过程中注意加盖蓬布,用以保温、防雨、防污染。沥青混合料运输车的用量应较拌和能力或摊铺速度有所富余,保证摊铺机连续不间断摊铺。注意卸料与摊铺机之间的距离,防止碰撞摊铺机或倒在摊铺机外,引起摊铺不均匀,影响路面的平整度。沥青混凝土混合料的摊铺在合格的基层上按规定撒布透层、粘层、铺筑下封层后,可进行混合料的摊铺。首先进行施工放样。准确的施工放样避免基准钢线的重度影响,其钢支柱纵向间距不宜过大,一般5~10米并用紧线器拉紧。同时要加强监视,防止现场人员扰动,造成摊铺面的波动。摊铺前,还要及时进行立柱、横坡度、厚度等项指标的检查,发现问题及时处理。摊铺机摊铺速度匀速行使不间断,借以减少波浪和施工缝,试验人员随时检测成品料的配比和沥青含量,及时反馈拌和厂,及时调整。设专人消除粗细集料离析现象,如发现粗集料窝应予铲除,并用新料填补。此项工作必须在碾压之前进行,严禁用薄层贴补法找平,以免贴补层在使用过程中脱落压碎,引起面层推移破裂。摊铺中的质量缺陷主要有:厚度不均,平整度差(小波浪,台阶),混合料离析、裂纹、拉沟等。① 粉料过多,温度不当,砂石未完全烘干,机械猛烈起步和紧急刹车,刮料护板安装不当均可引起裂纹。② 沥青含量过多或过少,矿粉含量不足;骨料尺寸与摊铺厚度不协调;振捣梁与熨平板的相互位置调整不当,振捣梁、熨平板底面磨损;刮料护板安装不当,熨平板接缝处理不当等引起拉沟。③ 供料速度不匀;机械起步和刹车过猛;摊铺速度不均匀;熨平板工作迎角调整过当摊铺机发动机或驱动链条松紧度未调好均会引起小波浪。④ 熨平板底面磨损或严重变型时,铺层容易产生裂纹和拉沟,故应及时变换。有时熨平板的工作迎角太小,也会使铺层的两边形成裂纹或拉沟。调整熨平板的前缘拱度,并在试铺中多次调整,直到能铺出具有良好的铺层为止。如果多次调整仍消除不了上述缺陷,就应该更换熨平板的底板。当矿料中的大颗粒尺寸大于摊铺厚度时,在摊铺过程中该大颗粒将被熨平板拖着滚动,使铺层产生裂纹、挂沟等。所以应严格控制矿料粒径,使其最大尺寸在规范之内。混合料的配比不当,会产生全铺层的裂缝,因为振捣梁在摊铺过程中混合料进行捣实的同时,还要将它向前推移。如果混合料的大颗粒过多,就会出现全铺层的大裂缝。为了消除这种裂缝,有时可将熨平板加热进行热熨,但大多数情况下需要改变混合料的配比。⑤ 轮胎摊铺机气压超限(一般为),摊铺机宜打滑;气压过低,机体会随矿料重量变化而上下变动,使摊铺层出现波浪。履带式摊铺机履带松紧超限将导致摊铺速度发生冲脉,进而使铺面出现搓板。履带或轮胎的行驶线上因卸料而洒落的粒料未清除,该部分摊铺厚度易突变。⑥ 被顶摊的运料车刹车太紧,使摊铺机负荷增大,或料车倒退撞击摊铺机或单侧轮接触、另侧脱空等会引起速度变化或偏载,使铺面出现凸楞。施工中往往第一、二车料质量较差,注意取舍或调剂使用。⑦ 自动熨平装置中,挂线不紧,中间出现挠度,会引起铺层波浪。⑧ 采用冷茬法摊铺时,其纵向接茬由于密实度不够,行车不久往往会出现坑洼和裂缝。因此必须注意接茬的重叠量,并在前一条摊铺带未被弄脏或变型之前就摊铺后一条。沥青混凝土面层的碾压保证路面达到设计的密实度和良好的平整度,是沥青路面摊铺碾压阶段的主要工作目标。达到此目的关键是要使沥青混合料在适当的温度下实施碾压。尤其是初压阶段,应尽量在规范要求的温度范围内的较高温度下短时间完成。这就要求在施工组织上拌和机和摊铺机在单位时间内的工作量必须匹配,即拌和量略大于摊铺量,使混合料铺筑在缓慢、均匀、连续不断的条件下进行,并作到边铺边压。压实分段方法应改变以前那种将路面分成对于发生推移现象的面层,要及时取样做马歇尔试验和矿料级配试验。从现场观察和试验数据上分析,推移的原因如下:① 集料过于密实,面层起骨架作用的大颗粒骨料相应较少;② 沥青混合料沥青含量相对较高;③ 下层顶面有浮料无及时清理干净或有风沙浮尘的影响,造成局部推移。对略有推移的沥青混合料,一般情况下是集料的时段性级配不均匀造成的。一般来说,其各种技术指标基本上是符合要求的。可采用调整碾压的方法。实践证明初压温度低时推移较为严重,初压在120--130℃温度条件下,短时间内完成是提高压实质量的最佳方式。几年前下载的一篇文章了,希望对楼主有用处。
分析公路沥青路面裂缝成因和措施论文
沥青路面产生裂缝是路面较常见的病害之一。裂缝产生的类型主要有四大类型:①横向裂缝:②纵向裂缝;⑧块状裂缝:④龟裂。无论是哪种裂缝,都是对路面的一种结构性破坏,在其发展的初期对路面的行车功能还未产生大的影响,但在行车荷载,温度以及雨水等的作用下,其破坏程度必将进一步扩大,最终会引起路面结构的破坏,导致行驶功能降低,影响行车安全。
1 横向裂缝
横向裂缝是指与行车路线近于垂直的裂缝,偶尔会伴有少量支缝。横向裂缝在沥青路面中发生次数最多,通常情况下,沥青路面的横向裂缝都能通过面层显现出来,但有时侯半刚性本身的横向开裂并未影响到面层,这种情况下虽然基层的横向裂缝已经存在,但如果不对路面进行开挖或者进行无破损检测是不能知道的。
反射裂缝
沥青面层的特点是强度和刚度较大,变形能力较差,在温度或湿度变化时易产生开裂缝。基层开裂时,如果面层与基层之间的粘结作用好,面层则给予基层约束作用,这一约束导致基层的开裂在沥青面层内部产生拉应力和拉应变,再加上行车荷载产生的应力叠加作用,当面层内部拉应力或拉应变超过沥青的允许拉应力或拉应变时,沥青层就会在对应基层裂缝的位置发生底部的开裂;如果面层比较薄,裂缝就会自下而上地发展到面层表面,形成“路面反射裂缝”。
温缩裂缝
温缩裂缝是横向裂缝的一种重要表现形式,主要包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。低温收缩裂缝是由于沥青面层的温度较低或温度骤然下降导致沥青面层温度的梯度变化较快造成的。当温度应力超过道路材料的抗拉强度时便发生开裂导致裂缝,低温收缩首先发生在温度较低,沥青面层质量有缺陷的局部地区。先从表面开始向深度方向,最薄弱的路基横断面扩展。
2 纵向裂缝
纵向裂缝是与道路中线大致平行的裂缝,有时伴有少量支缝。在半填半挖或高填方路段,常由于压实得不好,路基出现不均匀沉降从而产生纵向裂缝;道路加宽的新旧路基结合部位如果处理不好可能产生纵向裂缝。这两类纵向裂缝的长度一般较长,深度可自路面表面深入到路基内部,产生的危害性很大。
3 块状裂缝
一般认为裂缝间距在—3米、面积为—10平方的裂缝为块状裂缝。块状裂缝也是路面常见的一种病害,常见于运营多年的公路。其发生的主要原因可分为两类:一是因为基层强度较低,二是面层强度不足。
基层强度低导致的块裂
荷载作用下导致基层破碎,破碎后的'基层荷载变形量较大,反映到了面层导致面层发生块状裂缝,同时伴有沉陷病害发生;一般情况下,是该原因造成的块状裂缝居多。
面层强度低导致的块裂
有时基层整体性完好,但沥青面层本身因种种原因造成强度不足,这种情况同样可导致块状裂缝发生。当然,面层与基层同时出现问题更易造成块状裂缝。不管是哪种情况,在块状裂缝的形成、发展过程中,雨水的浸入起到了“催化”的作用。
龟裂
龟裂是在路面局部区域内,发生的类似龟纹状的裂缝:龟裂往往伴有沉陷和唧浆现象。一般认为,龟裂是路面结构在重复荷载作用下的疲劳破坏,是结构强度不足的体现。
(1)基层强度太高导致的龟裂
基层强度太高,不仅导致更多的干缩、温缩裂缝产生,而且使反射裂缝发生的更为严重,还会造成龟裂发生。这类因基层强度高而发生的龟裂,开裂时首先从基层开始,然后向上发展。
(2)层间粘结不良导致的龟裂
有一类龟裂的发生是出于层间粘结不良造成的。即由于沥青层与其下的沥青层粘结不好,上下层脱开,导致表面层的沥青混合料单独承受荷载和温度的作用,从而发生轻微龟裂。
(3)疲劳导致的龟裂
但还有一类发生在上面层的龟裂,并非因为层间粘结不良造成。而是路面运营若干年后,路面经受行车荷载和温度升降的反复作用,导致沥青结合料老化、沥青混合料劲度模量增大、疲劳性能下降造成的。
4 沥青路面裂缝的预防措施
采用合理的防裂性能好的材料
采用优质沥青,采用密实型沥青混凝土面层,因为较小的空隙率使沥青混凝土路面具有透水性小,水稳性好,耐久性高,有较大的抵抗自然因素的能力,同时可以延缓裂缝的扩展。基层选用干缩系数和温缩系数小,抗拉强度高的半刚性材料。用橡胶沥青或聚合物改性沥青做沥青混凝土表面的封层,可提高表面层的抗温度裂缝能力。
沥青面层应有足够的厚度
使用稠度较低、温度敏感性低的沥青,可以减少或延缓路面的开裂。路面所在地区的气温越低,开裂则越严重。沥青材料的老化,对低温更为敏感,使路面产生开裂的可能性增大。增加沥青面层的厚度可以减少或者延缓路面的开裂,但不能完全阻止裂缝再次发生。
提高路基的强度和稳定性
路基是路面结构的基础,路基具有足够的强度和整体稳定性,为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要的保证,路基的强度与稳定性在很大程度上影响了路面的使用性能。因此必须采取有效措施处理好影响路基稳定性和强度的关键环节,否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。
严格施工工序,精心组织施工
路基施工时,要严格控制路基的填筑工艺,施工中要严格检验压实度,确保路基的强度。基层施工时,要充分压实横缝和纵缝,严格控制施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或规范容许的范围内。碾压完成后需及时养生,碾压完成后或最迟在养生结束后立即用乳化沥青做透层或封层,透层或封层完成后应尽快铺筑沥青面层,以减少因干缩而产生的裂缝。
5 结语
在沥青混凝土路面施工中,只要采取有效的措施,严格规范施工,科学合理养护,采取防治结合,就能有效控制沥青路面开裂的问题,提高沥青路面的质量,延长使用寿命。
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沥青在路面运用中常见问题的探讨论文
【摘 要】 近几年交通作为国家基础设施重点投资,全国各地一级路、二级路、三级路、高速公路和城市道路等不断筑建和整修。而沥青作为路面工程的一种结合料,在世界各国得到了广泛的应用,成为公路建设长久使用不衰的一种材料。但由于沥青材质本身的差异,以及受设计和施工水平的影响,沥青路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽等常见病害,这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全,加大了汽车磨损,缩短了沥青路面使用寿命,影响了道路投资效益。本文将对沥青运用在路面过程常见的问题进行探讨。
【关键词】 沥青 路面应用 问题
一、沥青碎石形成离析带问题
1.沥青碎石形成离析带的可能原因
(1)沥青混合料从贮料罐向运输车里输送时,由于高度原因,大骨料滚落在车厢附近,形成粗集料第一次集中。
(2)运输车里的混合料卸向摊铺机时,大骨料滚落在摊铺机半厢附近,形成粗集料的第二次集中。
(3)摊铺机送料器在送料过程中,先将中间集料送于布料器,剩余粗集料留存在料斗中,摊铺机收斗时,形成粗集料的第三次集中。
2.沥青碎石离析的危害
(1)沥青碎石粗集料一旦形成集中,在碾压过程中,集料非常容易被压碎,骨料表面积增大,改变了原设计的路面配合比,油料偏少,造成集料碾压成型后松散,破坏路面结构,影响路面强度、行车安全和行车效果以及道路使用寿命。
(2)粗集料集中,局部密实度差,孔隙率高,容易在路面形成积水,影响路面质量。
(3)粗集料集中,影响路面平整度及路面外观美感。
3.解决沥青碎石形成离析带方法
(1)从运输车辆方面来解决
从拌和机贮料罐向运料车上卸料时,分三层放料,即每卸一斗混合料,汽车挪动一个位置。等一层放完后,再逐次进行第二、三层放料,从而减少粗集料的集中。
施工过程中摊铺机前有运料车在等候卸料,即摊铺沥青混合料运输车的运量较摊辅速度有所富裕。
(2)从摊铺机本身操作方面来解决
在摊铺机螺旋二分之一处,边端装反向螺旋叶片;控制布料器处于中挡或高挡位置;控制适宜的送料仓口开度;均匀操作送料器和布料器;摊铺机摊铺一车料将完时,控制摊铺机速度,关闭送料器,等下车料倒入后再进行均匀送料和布料;在铺筑过程中保持摊铺机布料器不停转动,摊铺机两侧保持有不少于送料器高度三分之二混合料。
(3)从混合料本身来解决
减少混合料粒径大小悬差。控制沥青用量,使之偏高于设计用量。
(4)混合料摊铺过程控制其平整度
沥青混合料必须缓慢、均匀,连续不间断地摊铺,摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。摊铺机摊铺时,操作人员注意前后、左右的变化,根据既定的摊铺速度进行摊铺。我们使用的两台帕克1000型沥青混凝土拌合楼,其产量为每台70t/h,根据拌和楼产量来确定摊铺速度,运输车数量,每车发车时间间隔及合适的作业段长度,来保证混合料摊铺的连续性,以确保沥青路面平整度。拌和机5个成品料仓贮料380t,5辆太脱拉扩容贮料100t,共480t,混合料总重量达到480t时,前场摊铺机开始摊铺。
二、沥青运用在路面病害的问题
1.路面病害的原因
(1)气候的影响
近年来,由于温室效应影响全球,在我国也不例外气温普遍提高气候反常,北方气候发生显著变化,冬季气候变暖夏天持续高温时间增长,由于气温的提高,而导致华北地区沥青软化点的不适宜是否应降低标号,值得考虑。
(2)沥青砼配合比设计存在的问题
沥青砼配合比设计按规范要求应经过四个阶段,即目标配合比设计阶段,生产配合比设计阶段,生产配合比验证阶段和试拌试铺阶段,各阶段要达到的目的都有明确的要求。在施工时,有的单位压缩两至三个阶段,有的干脆凭经验进行施工,因此,从理论和实践来讲存在较大的偏差,从而导致沥青砼内在质量存在先天不足,另一方面由于目前国家现状所致,高速公路工期较短加上标价偏低,碎石料场不规范,大多地材都由个体企业承担,料场分散,设备落后,材料的均质性,稳定性均有较大的差别,虽然大部分单位在开工前都取样做了筛分分析符合要求,在施工过程中也检测并予调整配合比,但由于变化大,差异性大不可能做到十分准确,油石比级配都在变化,这是导致路面出现一些常见病害的原因之一。
(3)沥青砼拌合温度的控制
沥青砼拌合温度的控制,从规范角度控制比较严格对石油沥青拌合出厂温度要求在120-165℃,而实际上有些施工单位和个别商品沥青砼厂家,在拌合温度控制方面不是那么严格,时高时低很不稳定,有的沥青砼拉到工地量测将近180℃,而有时不足110℃,温度过高可能导致沥青变质,没有粘性使沥青砼松散,温度过低,沥青混合料拌合不匀,影响级配,这些也是导致沥青路面有时局部松散或其他病害的一个原因。
(4)沥青砼的摊铺
目前,国内沥青砼的摊铺的`问题比较大,总的来说走两个极端,一方面高速公路摊铺要求全断面摊铺设备如ABG或费格勒2000型,另一方面个别地市交通部门用的还是过去60-70年代的摊铺设备,面过窄,没有自动找平系统,完全凭经验凭操作人员的感觉进行施工,事实上高速公路有些监理工程师对双向四车道的高速公路要求全断面摊铺,只考虑到了横坡容易掌握和消除了纵向接缝,所带来的弊端却是显而易见的,首先,由于摊铺断面宽,沥青混合料从中间通过铰轮输送到两侧由于距离大必然产生离析,这种离析改变了沥青砼生产配合比,其次由于烫平板从机心向两侧悬臂较长,随着摊铺次数的增加产生变形,对路面横坡的控制也有较大影响,此外,由于全断面摊铺需要较大拌合能力,当拌合站较小时,容易造成摊铺机时开时停使路面控制。因此,欧美一些国家和澳洲国家并不主张全断面摊铺,而是两台摊铺机平行作业。
2.沥青在路面运用中的病害根治
高等级公路在选材方面应有严格的标准要求,路面结构层承载能力应适应当前和在设计年限内交通发展的需要,不能片面追求路面的里程量,而降低路面标准,在这方面应进行科学的比较,有的高速公路通车不到一年,大面积返工,太旧、京石、昌九高速都出现了这种情况,原因何在,一方面是为了省钱用国产沥青替代进口沥青,另一方面结构层的设计偏薄,路面基层底基层满足不了行车荷载的作用,因此,在这方面应计算一下是一次到位好,还是为了节省点钱多修几公里路好,从综合效益来看,由于节省资金造成的路面破坏远比多修几公里路所产生的经济效益大得多。
此外,在设计方面也应作一些大胆的探讨,如减薄沥青面层,增厚基层或底基层,比如采用4-6cm沥青面层,20-25cm水泥砼或者是15-20cm沥青稳定碎石基层的结构形式,其造价比现在普通采用的15cm沥青砼面层,15-20cm水泥稳定碎石半刚性基础基本相当,这就解决了基层是主要承载层的问题,适应当前交通流量大超重车行驶的交通状况,同时4-6cm厚沥青面层可以做成开级配的中粒式沥青砼,这种设计形式有几个方面的好处:
一是优质沥青用量减少,仅仅是面层用4-6cm沥青砼,缓解了国内优质沥青供不应求的矛盾;
二是由于基层采用的水泥砼或沥青稳定碎石是水稳材料不怕雨水浸入,因此,即使在雨天不致于下雨路面过多积水影响行车(排水分成路面纵横坡排水,面层渗水);
三是消除了沥青泛油,车辙等一系列病害;
四是由于开级配中沥青砼具有良好的抗滑性。
沥青的选用十分关键,要挑选符合规范各项要求的沥青,特别是沥青针入度,延度指标必须严格把关,在北方施工由于近些年的气候偏暖,因此,沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青,此外,透层油,粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青,特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其影响。在沥青混合料配合比设计上要特别重视。除了常规的几组马歇尔试验外,还应增加抗车辙的动稳定度试验,并衡量是否满足规范要求的一个条件,由于我国目前也引进这一指标值,虽然国内有关科研院校在搞这方面的研究,并出了一些成果,而作为施工企业现在采用并不普及,因此,作为交通行业标准,从立法角度来讲,应尽快推广执行。沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行,合理安排工期,避开不利天气施工。
沥青路面泛油现象的分析及防治论文
【摘 要】 本文分析了沥青路面泛油现象的危害性及传统和现代定义的不同。综合国内外研究对沥青路面泛油现象,按照原因和机理的不同分为空隙率过小型、压密型、动水作用型和施工不当型四种,并分别阐述了其判别性特征和原因机理。结合新、旧规范对比分析,按泛油型式不同提出了相应的预防措施。
【关键词】 沥青 路面 泛油 分型 预防措施
一、沥青路面泛油的定义和危害
(一)沥青路面泛油的定义
传统型定义为:沥青面层中的自由沥青受热膨胀,直至沥青混凝,空隙无法容纳,溢出路表的现象;新型定义为:路表水侵入面层内部并长期滞留在沥青层底部,在行车荷载的反复作用和动压水冲刷下,集料表面的沥青膜剥落成为自由沥青,并在水的作用下被迫向上部迁移,从而导致面层上部泛油而底部松散的沥青迁移现象。
(二)沥青路面泛油的危害
路面泛油会造成三种直接后果:一是路面滑溜,对行车安全构成严重威胁,特别是雨天。二是上面层混合料中的沥青含量愈来愈高,而中面层及下面层的沥青含量愈来愈低,直接损害中、下面层的低温抗裂性能、抗疲劳性能。三是沥青迁移造成路面空隙率的不利性改变,上面层空隙率愈来愈小而中、下层空隙率愈来愈大,中下面层空隙率的增大往往伴随着负压的产生及空隙的连通,路面的雨水极容易透过微观裂纹或面层空隙进入基层,甚至击穿上面层,形成水损害。
二、泛油现象分型及其机理
(一)空隙率过小型
1.现象特征
空隙率过小型泛油的现象特征是高温季节,整条路段地出现泛油现象,不管是轮迹带还是非轮迹带,只不过程度轻重不同而已。路表如镜面光滑,雨天车辆易打滑。钻心取样表明,空隙率过小型泛油的内部空隙充满了沥青,表面层厚度方向不存在明显沥青含量差异。
2.泛油的机理
该型泛油的机理是沥青混合料的设计空隙率过小,油石比偏大,在高温季节,沥青受热膨胀,在填满混合料中的空隙后溢出路表面形成泛油。因此,泛油现象的内因是空隙率过小,而诱发的直接外因是高温。空隙率过小型泛油的原因有二。一是规范标准的不合理导致设计空隙率过小。如我国刚开始推行SMA路面时,照搬国外规范,没有考虑环境条件的差别,将设计空隙率的标准规定为2%-4%,而我国不论北方还是南方,夏季都十分炎热,因此,路面出现泛油成为必然。二是沥青混合料配比设计不当,经验不足,对规范理解不深,没有考虑具体工程的实际情况而造成。
(二)压密型
1.现象特征
压密型泛油的表观特征是伴随有明显的车辙病害,泛油只发生在轮迹带,表面油膜分布较均匀。由于车辙的存在,车辆往往被迫变道行驶,而雨天容易形成积水,这些易对交通安全构成威胁。
2.泛油的机理
压密型泛油的机理:沥青混合料由于压实度标准偏低或压实度不足,路面开放交通后在重载车辆的再次压密作用下,沥青混合料内的集料不断嵌挤而空隙率减少,最终沥青胶浆被挤压到路表而发生泛油。在高温季节,沥青受热体积膨胀,会进一步加剧轮迹带的泛油现象。压实度标准偏低的原因通常是刚引进国外新技术时,对技术标准吃不透,加之缺乏经验造成;而压实度不足是压实功不够造成。
(三)动水作用型
1.现象特征
动水作用型泛油有两种表观形式:一是点状的油斑,由小到大发展;二是沿轮迹带分布的带状泛油。点状油斑的发展过程是,首先在某段轮迹带上出现小块油斑,直径1~2cm左右;随后,轮迹带上的小块油斑逐渐增多、增大,油斑的直径增大到2~5cm不等,继续沿轮迹分布;油斑发展的最后阶段,油斑的直径、面积和爆发密度进一步增大,直至各块油斑逐渐联通成片。带状泛油现象是沿轮迹带分布的。外观考察和钻芯抽提试验发现此类泛油的路段沥青用量正常,不存在过量沥青。
2.泛油的机理
该型泛油的机理是:路面积水在高速行驶的汽车轮胎下形成很高的动水压,这种动水压力随车速的提高呈现几何级数增长。当车速较高时,所产生的动水压足以击穿表面层沥青混凝土,进入面层底部;路表水侵入面层内部并长期滞留在沥青层底部,在行车荷载的反复作用和动压水冲刷下,集料表面的沥青膜剥落成为自由沥青,并在水的作用下被迫向上部迁移,从而导致面层上部泛油而底部松散。
(四)施工不当型
1.现象特征
根据美国热拌沥青混合料铺筑手册,施工不当型泛油一般表现为点状油斑或片状油膜,油斑或油膜的`分布较随机,不具规律性,油斑的发生与有无车辙无关。油斑处钻心试验表明仅该处的沥青含量偏高。
2.泛油的机理
由于原因的复杂性和现象的多样性,施工不当型泛油无法归结为统一的泛油机理。常见的施工不当型泛油的原因有:
(1)骨料离析;
(2)混合料中矿料含水量超标;
(3)石油或柴油污染基层顶面;
(4)施工时改性沥青结合料易聚积在施工机械上,机械碾压过程中这些聚集的沥青从机械掉落下来,从而导致油斑现象。
三、泛油现象的防治
(一)空隙率过小型
空隙过小型泛油是系统性泛油现象,一旦发生,危害严重,影响范围大。预防关键是做好两方面的工作:一是国家主管部门要把好技术规范或标准关;二是国家应尽快实行行业准入制度,无资格认定的不准从事相关技术工作。
(二)压密型
压实度标准偏低或压实度不足,不仅造成车辙和压密型泛油,还造成水损害等早期破坏,影响交通安全和路面耐久性。我国新规范明确指出:沥青路面的成败与否,压实是最重要的工序,许多高速公路沥青路面发生早期损坏,多与压实不足有关,因此压实度的评定至关重要。针对原规范在压实度和压实工艺方面的不足,新规范采取了两项措施:一是将原来的压实度标准提高了1%;二是对沥青路面的压实度采取重点对碾压工艺进行过程控制,并适度钻孔抽检压实度的方法。新规范在压实度控制方面是观念上的重大转变,从原来的钻孔试件测定压实度改为以压实工艺控制为主、钻孔检测作为抽检校核的手段,将事后检查转变为过程控制,即实行施工过程中的在线监测。
(三)动水作用型
由于大空隙率、高速行车和水的综合作用是动水作用型泛油的主要原因。因此,在混合料设计上对不同空隙率的混合料不应使用相同的粘附性标准,应根据沥青混凝土面层中各层孔隙率的不同,对沥青与集料的粘附性要求应随设计空隙率的变化而变化。混合料的空隙率越大,其内部遭受水侵蚀的影响越大,沥青与集料的粘附性要求应越高。对于孔隙率与路面水损害之间的关系,新规范认为孔隙率过大会造成“路面渗水情况严重,并造成严重的水损坏”,如“桥面沥青昆合料的空隙率过大,残余空隙率超过6%-8%,在汽车荷载作用下会产生很强的动水压力,加速铺装层的水损害破坏”。因此,“沥青混合料配合比设计时,最重要的指标莫过于空隙率”。新规范认为原规范的II型沥青混合料空隙率普遍偏大,不适用于多雨潮湿地区的路面使用。对于设计孔隙率指标,新规范结合我国实际情况,规定一个空隙率范围,以适应于不同的需要,这个范围根据公路等级、气候、交通条件不同而有所不同。
(四)施工不当型
防范施工不当型泛油的关键是观念转变,重点抓施工质量过程控制,而不仅是传统的最终质量,在材料和施工工艺两个方面严把质量关。
四、结语
由于泛油现象的多样性和原因的复杂性,所以应是按不同原因和机理对沥青路面的泛油现象进行分类,然后提出针对性的预防措施从根本上解决问题。
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名】沥青路面早期破坏原因的初步探讨【作 者】蒋合型【刊 名】交通世界.2005(4).-70-7195/100【题 名】浅谈沥青路面早期破坏的原因及防治措施【作 者】王静【刊 名】交通科技与经济.2005(5).-20-2196/100【题 名】浅析沥青路面早期破坏的成因及防治措施【作 者】姚卓【刊 名】辽宁交通科技.2005(3).-24-2697/100【题 名】温度差异破坏对沥青路面质量的影响【作 者】刘信功[1] 张健健[2]【刊 名】建设机械技术与管理.2005,18(2).-73-7498/100【题 名】自由水对高等级沥青路面破坏的成因及防治【作 者】李晋安【刊 名】山西建筑.2005,31(6).-210-21199/100【题 名】沥青路面层间滑移破坏分析【作 者】苏凯[1] 武建民[2] 姚红云[1] 徐小坤[3]【刊 名】重庆交通学院学报.2005,24(3).-35-38,43100/100【题 名】浅析沥青路面早期破坏的原因【作 者】溥学峰【刊 名】科技情报开发与经济.2005,15(2).-180-1811/53【题 名】高等级公路沥青路面水破坏分析及防治措施【作 者】赵香华[1] 张福生[2]【刊 名】辽宁交通科技.2005(1).-16-172/53【题 名】沥青路面辙槽破坏分析及车辙试验改进【作 者】谢俊伟【刊 名】城市道桥与防洪.2004(6).-109-1123/53【题 名】高等级公路沥青路面早期破坏现象的原因及防治【作 者】汪晓青[1] 程东文[2]【刊 名】矿业快报.2004,20(12).-38-404/53【题 名】高速公路沥青路面早期破坏的试验检测及加固处理【作 者】李爱国[1] 吴景海[2]【刊 名】天津市政工程.2004,16(3).-1-45/53【题 名】软土地基公路沥青路面早期破坏的原因与对策【作 者】李爱国[1] 吴景海[2]【刊 名】天津建设科技.2004,14(4).-43-456/53【题 名】高速公路沥青路面主要早期破坏的现象、原因和预防【作 者】沙庆林【刊 名】交通世界.2004(U09).-17-187/53【题 名】沥青路面的早期破坏及其防治措施【作 者】刘桂强【刊 名】城市道桥与防洪.2004(3).-25-288/53【题 名】沥青路面早期破坏原因浅探【作 者】韩立新【刊 名】山西建筑.2004,30(7).-98-999/53【题 名】广东省沥青路面常见的早期破坏形式及措施建议【作 者】潘艳珠[1] 谭积青[2]【刊 名】广东交通职业技术学院学报.2004,3(4).-16-1810/53【题 名】浅析沥青路面早期破坏原因【作 者】王福君【刊 名】呼伦贝尔学院学报.2004,12(3).-112-11411/53【题 名】浅析沥青路面早期破坏原因【作 者】赵永成【刊 名】河北建筑工程学院学报.2004,22(3).-43-44,5212/53【题 名】沥青路面水破坏原因分析与设计探讨【作 者】张有安【刊 名】中国公路.2004(20).-129-13013/53【题 名】防微杜渐——沥青路面水因破坏的综合治理【作 者】王祖东【刊 名】交通标准化.2004(11).-95-9814/53【题 名】半刚性基层沥青路面破坏分析与路面结构优化【作 者】陈湘华【刊 名】广东公路勘察设计.2004(3).-14-2215/53【题 名】沥青路面局部早期破坏分析【作 者】张红利 宋惠民【刊 名】公路交通技术.2004(5).-49-50,7216/53【题 名】浅谈沥青路面早期破坏的原因【作 者】王涝谦【刊 名】山西交通科技.2004(A01).-19-2017/53【题 名】塘龙公路沥青路面早期破坏原因及处治【作 者】龙锦松【刊 名】广东交通职业技术学院学报.2004,3(3).-8-1018/53【题 名】转运料车沥青路面离析破坏的克星【作 者】孙颖【刊 名】中国公路.2004(17).-83-8419/53【题 名】浅谈沥青路面早期破坏的原因【作 者】徐立国 徐立君【刊 名】黑龙江科技信息.2004(7).-258-25820/53【题 名】浅析沥青路面的早期破坏及防治【作 者】薛连旭 林江淮【刊 名】广东公路交通.2004(2).-35-3721/53【题 名】沥青路面的水破坏及其防治【作 者】何玉波【刊 名】云南现代交通.2004,1(2).-22-2422/53【题 名】沥青路面雨水侵渗破坏的防治措施【作 者】彭亚荣【刊 名】中国公路.2004(10).-62-6323/53【题 名】沥青路面的早期破坏及其防治措施【作 者】陈湘华【刊 名】广东公路勘察设计.2004(1).-30-3724/53【题 名】沥青路面早期破坏原因及预防措施探讨【作 者】赵保平【刊 名】山西交通科技.2004(2).-37-3825/53【题 名】超载车辆对高速公路沥青路面破坏原因的分析及对策【作 者】王志萍【刊 名】黑龙江科技信息.2004(4).-134-13426/53【题 名】沥青路面早期破坏分析及防治措施【作 者】郭天龙【刊 名】云南现代交通.2004,1(1).-33-3927/53【题 名】高速公路沥青路面早期破坏浅析【作 者】刘军勤[1] 张玉花[2]【刊 名】山西交通科技.2003(A02).-58-59,6328/53【题 名】轮胎在超载下对沥青路面的破坏与橡胶改性沥青【作 者】张安强 王炼石 林雅铃【刊 名】合成材料老化与应用.2003,32(4).-16-2029/53【题 名】沥青路面水损破坏分析【作 者】何慧斌 郭铜元 刘丽【刊 名】湖南城市学院学报.2003,24(6).-30-3330/53【题 名】沥青路面早期破坏成因【作 者】丁玉录【刊 名】中国公路.2003(22).-64-6531/53【题 名】城市沥青路面破坏的原因及其防治【作 者】徐洪润【刊 名】辽宁交通科技.2003(6).-9-1232/53【题 名】沥青路面早期破坏原因分析【作 者】李建才 韩丽馥【刊 名】辽宁交通科技.2003(6).-17-1933/53【题 名】深圳城市道路沥青路面早期破坏研究【作 者】林少扬【刊 名】城市道桥与防洪.2003(5).-19-2234/53【题 名】高等级公路沥青路面水破坏的原因和解决措施【作 者】李延慧【刊 名】东北公路.2003,26(2).-9-1135/53【题 名】沥青路面早期破坏的原因及预防措施【作 者】王淑平【刊 名】山西建筑.2003,29(9).-126-12736/53【题 名】我国高速公路沥青路面早期破坏的现状及对策——中国公路学会七省市高速公路沥青路面调研报告【作 者】无【刊 名】中国公路.建设市场专刊.2003(3).-33-3937/53【题 名】沥青路面水破坏的成因及防治【作 者】李鹏飞[1] 王伟霞[2] 王庆波[1]【刊 名】黑龙江交通科技.2003,26(3).-1-238/53【题 名】浅谈高速公路沥青路面水破坏的成因及预防措施【作 者】刘淑红 刘振国 尹同江【刊 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白晓芸[2]【刊 名】西北公路.2001(3).-10-12
浅谈路基回弹模量对沥青路论文
目前,沥青路面的早期病害问题突出,除重载和施工因素外,大多与路面性能及排水有关。下面是我整理的浅谈路基回弹模量对沥青路论文,欢迎来参考!
摘要:
以半刚性基层方案为研究对象,采用软件,分析20~100MPa路基回弹模量条件下的路表弯沉值与面层剪应力变化,最后根据数据结果,得出以下结论:①伴随回弹模量不断增大,其对路表弯沉值带来的影响逐渐减弱,新建公路回弹模量应确定在40MPa以上;②路基的回弹模量并不会对面层上剪应力造成太大影响。
关键词: 路基;回弹模量;路表弯沉值;面层剪应力
0引言
回弹模量在沥青路面的结构设计中十分重要,其数值大小不仅会对工程造价造成影响,还关系到公路整体使用品质。本文借助计算软件,深入分析不同回弹模量对公路弯沉值和剪应力造成的实际影响。
1路面结构方案确定
对半刚性基层而言,其拥有良好的刚度、稳定性和强度,适宜作为路面主要承载层,同时还具有造价低、设计与施工成熟等诸多优势,是国内常用的典型路面结构。运用单轴双圆均匀荷载条件下的弹性层状连续体系及其基本理论分析各种回弹模量水平下弯沉、剪应力、面层压应力、基底拉应力实际变化规律,以此明确回弹模量对于公路路面带来的实际影响。此次分析过程中涉及到的参数有标准轴承、垂直荷载等,如果当量圆的半径等于,则轮间距可确定为3倍当量圆半径。采用软件进行计算和分析,为方便计算,给出的假定条件有:路面的横向用y轴表示;车辆行驶的方向用x轴表示,也就是路面的纵向;路面深度方向用z轴表示。在计算得出的结果当中,拉应力与压应力分别为正、负值。在对某个参数所具有的敏感性进行分析时,其余参数均不发生变化。
2回弹模量的实际影响分析
弯沉影响分析
弯沉值是指路面中各个结构层次和路基整体变形的总和。为分析弯沉值受回弹模量变化的影响,路基的回弹模量分别选择九种情况,变化区间为20~100MPa(以10MPa标准递增),各结构层除弯沉值外的参数均不发生变化,通过对比深入分析路面结构的受力,以此得出回弹模量实际变化趋势。当路基的回弹模量为20MPa时,路表和路基顶面的弯沉值分别为和,后者占前者92%;当路基的回弹模量为30MPa时,路表和路基顶面的弯沉值分别为和,后者占前者90%;当路基的回弹模量为40MPa时,路表和路基顶面的弯沉值分别为和,后者占前者87%;当路基的回弹模量为50MPa时,路表和路基顶面的弯沉值分别为和,后者占前者85%;当路基的回弹模量为60MPa时,路表和路基顶面的弯沉值分别为和,后者占前者83%;当路基的回弹模量为70MPa时,路表和路基顶面的`弯沉值分别为和,后者占前者82%;当路基的回弹模量为80MPa时,路表和路基顶面的弯沉值分别为和,后者占前者80%;当路基的回弹模量为90MPa时,路表和路基顶面的弯沉值分别为和,后者占前者79%;当路基的回弹模量为100MPa时,路表和路基顶面的弯沉值分别为和,后者占前者77%。(1)路表弯沉值下降约62%,路基顶面弯沉值下降约67%,路基顶面弯沉值占路表弯沉值的百分比在77%~92%范围内,伴随回弹模量不断增大,其对路表弯沉值带来的影响逐渐减弱;(2)相比较小的回弹模量所带来的弯沉值实际影响较大,若回弹模量在40MPa以内,弯沉值的曲线有较大陡度;而超过40MPa后,曲线较为平缓[2]。
剪应力影响分析
在车轮施加的横向作用力下,面层将产生一定剪应力。同样借助软件,对不同回弹模量造成的剪应力影响进行分析。在回弹模量小于30MPa的情况下,将单圆荷载的中心位置作为控制基准点,重点探讨深度和回弹模量对剪应力带来的影响。
面层压应力影响分析
采用软件,对双圆荷载中心各个位置上的面层底部竖向应力进行计算,此时路基的回弹模量确定在30MPa。通过计算可得,在双圆荷载中心外的位置上,面层底部竖向应力达到最大值。选择不同层位,对深度造成的竖向应力实际影响进行分析,选择6cm,9cm和15cm层位,深入研究竖向应力受基层模量的实际影响。从分析结果中可以看出,面层竖向应力和深度成反比关系,即伴随深度不断增加,面层竖向应力减少。路基的回弹模量不会对压应力造成太大影响。
基底拉应力影响分析
在半刚性基层中,无论层间连续或滑动,面层通常都处在受压区,无法发挥控制作用,所以基底拉应力为路面结构的主要控制因素。实践表明,基底拉应力是结构层产生开裂现象的主要原因,路面使用时会受到荷载长期作用,长时间处在应力和应变的交迭变化情况下,导致结构强度不断降低。在荷载达到一定作用次数以后,基底拉应力就会造成路面开裂。通过对基底拉应力受路基回弹模量变化影响的分析可知,回弹模量由20MPa以10MPa标准上升至100MPa,基底拉应力共降低31%。
3结论
本文借助计算软件,将半刚性基层方案作为主要研究对象,探讨了不同回弹模量对于弯沉和剪应力带来的实际影响,最终可得出下列结论:(1)路基顶面的弯沉值约占路表弯沉值的80%~90%,而且伴随回弹模量不断增大,其对路表弯沉值带来的影响逐渐减弱,回弹模量在40MPa以内时,弯沉值的曲线有较大陡度,而超过40MPa后,曲线较为平缓。基于此,新建公路回弹模量应确定在40MPa以上,以此提升路面整体承载力。(2)深度在10cm以上时,面层剪应力在深度不断增大的情况下明显降低,说明路基的回弹模量并不会对面层上剪应力造成太大影响,提高回弹模量不是解决波浪、堆挤等病害的有效措施。(3)随深度不断增加,面层竖向应力减少。路基回弹模量不会对压应力造成太大影响。(4)基底拉应力是结构层产生开裂现象的主要原因,路基回弹模量的不断增大,会降低对基底拉应力造成的实际影响。
参考文献:
[1]亢建勋.路基回弹模量变化规律及对沥青路面结构的影响[J].交通世界,2015(7):108-109.
[2]苏红敏.路基回弹模量对沥青路面设计参数的影响[J].黑龙江交通科技,2013(8):9-10.
[3]李会勋.路基回弹模量对沥青路面结构设计的影响分析[J].交通世界,2016(32):34-35.
沥青在路面运用中常见问题的探讨论文
【摘 要】 近几年交通作为国家基础设施重点投资,全国各地一级路、二级路、三级路、高速公路和城市道路等不断筑建和整修。而沥青作为路面工程的一种结合料,在世界各国得到了广泛的应用,成为公路建设长久使用不衰的一种材料。但由于沥青材质本身的差异,以及受设计和施工水平的影响,沥青路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽等常见病害,这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全,加大了汽车磨损,缩短了沥青路面使用寿命,影响了道路投资效益。本文将对沥青运用在路面过程常见的问题进行探讨。
【关键词】 沥青 路面应用 问题
一、沥青碎石形成离析带问题
1.沥青碎石形成离析带的可能原因
(1)沥青混合料从贮料罐向运输车里输送时,由于高度原因,大骨料滚落在车厢附近,形成粗集料第一次集中。
(2)运输车里的混合料卸向摊铺机时,大骨料滚落在摊铺机半厢附近,形成粗集料的第二次集中。
(3)摊铺机送料器在送料过程中,先将中间集料送于布料器,剩余粗集料留存在料斗中,摊铺机收斗时,形成粗集料的第三次集中。
2.沥青碎石离析的危害
(1)沥青碎石粗集料一旦形成集中,在碾压过程中,集料非常容易被压碎,骨料表面积增大,改变了原设计的路面配合比,油料偏少,造成集料碾压成型后松散,破坏路面结构,影响路面强度、行车安全和行车效果以及道路使用寿命。
(2)粗集料集中,局部密实度差,孔隙率高,容易在路面形成积水,影响路面质量。
(3)粗集料集中,影响路面平整度及路面外观美感。
3.解决沥青碎石形成离析带方法
(1)从运输车辆方面来解决
从拌和机贮料罐向运料车上卸料时,分三层放料,即每卸一斗混合料,汽车挪动一个位置。等一层放完后,再逐次进行第二、三层放料,从而减少粗集料的集中。
施工过程中摊铺机前有运料车在等候卸料,即摊铺沥青混合料运输车的运量较摊辅速度有所富裕。
(2)从摊铺机本身操作方面来解决
在摊铺机螺旋二分之一处,边端装反向螺旋叶片;控制布料器处于中挡或高挡位置;控制适宜的送料仓口开度;均匀操作送料器和布料器;摊铺机摊铺一车料将完时,控制摊铺机速度,关闭送料器,等下车料倒入后再进行均匀送料和布料;在铺筑过程中保持摊铺机布料器不停转动,摊铺机两侧保持有不少于送料器高度三分之二混合料。
(3)从混合料本身来解决
减少混合料粒径大小悬差。控制沥青用量,使之偏高于设计用量。
(4)混合料摊铺过程控制其平整度
沥青混合料必须缓慢、均匀,连续不间断地摊铺,摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。摊铺机摊铺时,操作人员注意前后、左右的变化,根据既定的摊铺速度进行摊铺。我们使用的两台帕克1000型沥青混凝土拌合楼,其产量为每台70t/h,根据拌和楼产量来确定摊铺速度,运输车数量,每车发车时间间隔及合适的作业段长度,来保证混合料摊铺的连续性,以确保沥青路面平整度。拌和机5个成品料仓贮料380t,5辆太脱拉扩容贮料100t,共480t,混合料总重量达到480t时,前场摊铺机开始摊铺。
二、沥青运用在路面病害的问题
1.路面病害的原因
(1)气候的影响
近年来,由于温室效应影响全球,在我国也不例外气温普遍提高气候反常,北方气候发生显著变化,冬季气候变暖夏天持续高温时间增长,由于气温的提高,而导致华北地区沥青软化点的不适宜是否应降低标号,值得考虑。
(2)沥青砼配合比设计存在的问题
沥青砼配合比设计按规范要求应经过四个阶段,即目标配合比设计阶段,生产配合比设计阶段,生产配合比验证阶段和试拌试铺阶段,各阶段要达到的目的都有明确的要求。在施工时,有的单位压缩两至三个阶段,有的干脆凭经验进行施工,因此,从理论和实践来讲存在较大的偏差,从而导致沥青砼内在质量存在先天不足,另一方面由于目前国家现状所致,高速公路工期较短加上标价偏低,碎石料场不规范,大多地材都由个体企业承担,料场分散,设备落后,材料的均质性,稳定性均有较大的差别,虽然大部分单位在开工前都取样做了筛分分析符合要求,在施工过程中也检测并予调整配合比,但由于变化大,差异性大不可能做到十分准确,油石比级配都在变化,这是导致路面出现一些常见病害的原因之一。
(3)沥青砼拌合温度的控制
沥青砼拌合温度的控制,从规范角度控制比较严格对石油沥青拌合出厂温度要求在120-165℃,而实际上有些施工单位和个别商品沥青砼厂家,在拌合温度控制方面不是那么严格,时高时低很不稳定,有的沥青砼拉到工地量测将近180℃,而有时不足110℃,温度过高可能导致沥青变质,没有粘性使沥青砼松散,温度过低,沥青混合料拌合不匀,影响级配,这些也是导致沥青路面有时局部松散或其他病害的一个原因。
(4)沥青砼的摊铺
目前,国内沥青砼的摊铺的`问题比较大,总的来说走两个极端,一方面高速公路摊铺要求全断面摊铺设备如ABG或费格勒2000型,另一方面个别地市交通部门用的还是过去60-70年代的摊铺设备,面过窄,没有自动找平系统,完全凭经验凭操作人员的感觉进行施工,事实上高速公路有些监理工程师对双向四车道的高速公路要求全断面摊铺,只考虑到了横坡容易掌握和消除了纵向接缝,所带来的弊端却是显而易见的,首先,由于摊铺断面宽,沥青混合料从中间通过铰轮输送到两侧由于距离大必然产生离析,这种离析改变了沥青砼生产配合比,其次由于烫平板从机心向两侧悬臂较长,随着摊铺次数的增加产生变形,对路面横坡的控制也有较大影响,此外,由于全断面摊铺需要较大拌合能力,当拌合站较小时,容易造成摊铺机时开时停使路面控制。因此,欧美一些国家和澳洲国家并不主张全断面摊铺,而是两台摊铺机平行作业。
2.沥青在路面运用中的病害根治
高等级公路在选材方面应有严格的标准要求,路面结构层承载能力应适应当前和在设计年限内交通发展的需要,不能片面追求路面的里程量,而降低路面标准,在这方面应进行科学的比较,有的高速公路通车不到一年,大面积返工,太旧、京石、昌九高速都出现了这种情况,原因何在,一方面是为了省钱用国产沥青替代进口沥青,另一方面结构层的设计偏薄,路面基层底基层满足不了行车荷载的作用,因此,在这方面应计算一下是一次到位好,还是为了节省点钱多修几公里路好,从综合效益来看,由于节省资金造成的路面破坏远比多修几公里路所产生的经济效益大得多。
此外,在设计方面也应作一些大胆的探讨,如减薄沥青面层,增厚基层或底基层,比如采用4-6cm沥青面层,20-25cm水泥砼或者是15-20cm沥青稳定碎石基层的结构形式,其造价比现在普通采用的15cm沥青砼面层,15-20cm水泥稳定碎石半刚性基础基本相当,这就解决了基层是主要承载层的问题,适应当前交通流量大超重车行驶的交通状况,同时4-6cm厚沥青面层可以做成开级配的中粒式沥青砼,这种设计形式有几个方面的好处:
一是优质沥青用量减少,仅仅是面层用4-6cm沥青砼,缓解了国内优质沥青供不应求的矛盾;
二是由于基层采用的水泥砼或沥青稳定碎石是水稳材料不怕雨水浸入,因此,即使在雨天不致于下雨路面过多积水影响行车(排水分成路面纵横坡排水,面层渗水);
三是消除了沥青泛油,车辙等一系列病害;
四是由于开级配中沥青砼具有良好的抗滑性。
沥青的选用十分关键,要挑选符合规范各项要求的沥青,特别是沥青针入度,延度指标必须严格把关,在北方施工由于近些年的气候偏暖,因此,沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青,此外,透层油,粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青,特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其影响。在沥青混合料配合比设计上要特别重视。除了常规的几组马歇尔试验外,还应增加抗车辙的动稳定度试验,并衡量是否满足规范要求的一个条件,由于我国目前也引进这一指标值,虽然国内有关科研院校在搞这方面的研究,并出了一些成果,而作为施工企业现在采用并不普及,因此,作为交通行业标准,从立法角度来讲,应尽快推广执行。沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行,合理安排工期,避开不利天气施工。
沥青路面工程材料成本控制方法探讨论文
在平时的学习、工作中,大家最不陌生的就是论文了吧,论文可以推广经验,交流认识。怎么写论文才能避免踩雷呢?以下是我整理的沥青路面工程材料成本控制方法探讨论文,欢迎大家借鉴与参考,希望对大家有所帮助。
摘要: 沥青路面工程材料的成本控制,是路面工程施工中十分重要的一环,特别是在社会主义市场经济不断发展的背景下,建设施工企业也需要做好成本控制,让企业获取经营利润,同时也可以让企业的核心竞争力得到保障。因此,非常有必要对沥青路面工程的材料成本就行控制。
关键词: 沥青路面;工程材料;成本;控制;
沥青路面工程材料的选择和控制不但直接影响着施工的质量,也对施工的成本有着非常大的影响,特别是在当前建筑行业竞争日益激烈的背景下,建筑企业需要严格控制成本,提升企业的市场竞争力,因此探讨沥青路面工程材料的成本控制方法具有非常重要的现实意义,本文就对此展开探讨。
一、沥青路面工程材料的成本控制的必要性
从目前来看,公路施工企业的生产经营面临非常大的市场竞争,企业想要在市场中谋得一席之地,就需要不断提升自身的市场竞争力,为此,企业需要完善管理模式,采取更为科学合理的方式来降低公路工程施工成本,从而让企业得以全面发展。在客观实践中,施工成本的管理,既要保证施工工程不会延误工期,也要保证施工质量,特别是沥青路面施工,其已经形成了较为系统的施工模式,因此施工工程材料的质量就成为了影响沥青路面施工质量的重要影响因素。不但要求材料符合施工需要,也需要保证材料的混合比和配比的合理性,同时施工时需要的材料质量、价格、运输、种类、机械等投入都非常大,做好管控方法,强化对工程材料成本的控制,直接关系到施工成本,也正因为如此,在沥青路面工程施工时,做好工程材料的成本控制工作无疑是非常有必要的。
二、沥青路面工程材料的成本控制方法
(一)做好设计预算同实际考察的对比管理在沥青路面工程施工前,一定要做好前期准备工作,要基于工程的设计文件以及配比情况,合理界定当前施工所需材料的数量,做好事先预估工作,并基于此对材料进行进一步考察,考察的内容不但是材料的材质和质量,也需要对其使用用途和方法做客观调查,并抽取具有代表性的样本进行试验分析,并对运输等环节的成本进行严格核算,将所有因素加以综合考量,将原材料的质量、价格、产量以及运输成本等都纳入到考察内容中,从而全面把控沥青路面工程施工材料。
(二)做好施工原材料费用的控制基于沥青路面施工的实际需要,针对性地做好备料工作。在选购原材料时,要针对性购买,注意质量和性价比,采取合理的储存方式加以储存。管理者需要全面做好日常的检查工作,保证原材料的质量,特别是在选用沥青的过程中,强化材料的采买、入库和出库等手续的管控,采买时要深入市场调研,同材料质量好的供应商展开合作。当材料进入施工现场后,工作人员要严格控制材料应用,保证材料能够科学合理的应用,并安排专门的人员记录材料使用情况,如果出现同预算差别较大的情况,应该及时核对检查,分析原因,做好处理工作,从而避免更大的问题出现,避免材料的滥用,控制成本的增加。同时,材料的采购一定要分重点,分层次,做好层层把关,对于主要的原材料,采取招标以及议标的方式加以把控,保证成本和质量的最优化选择,且在日常管理过程中,要强化验收工作,避免出现人情验收的情况,严格把控材料关和质量关,对于主要的原材料,如沥青、燃料等采用两人验收联签制度,避免一人验收材料入库情况的出现,并定时做好材料盘点工作,动态化地把控材料的使用情况,让施工单位能够全面把握各种材料的合理入库量,并针对性地构建材料采购信息和库存平台,从而提升对材料的管控效果
(三)强化施工现场以及搅拌站的成本控制沥青路面施工对于施工工艺的要求非常高和精细,因此在成本控制过程中一定要注意强化施工现场以及搅拌站的成本控制。在实际施工中,沥青路面工程对于沥青混合料以及稳定土的用量非常大,且需要应用大型设备进行拌和,需要非常大的场地。正因为如此,在实际施工中一定要做好拌和站的管控和选择,充分满足施工中的堆料、拌和以及运输需要。要做好前期基层验收和交接工作,控制基层测量标高和沥青层施工摊铺厚度,对于每层沥青沥青混合料的需要量以及尾料数量要做到系统管控,最大限度地节省混合料,在施工过程中要注意保证摊铺工作面不会被闲置,使得工序期间不会出现间断,充分保证每层沥青摊铺施工可以合理推进,严格把控每一个环节的施工质量,避免出现返工带来的成本增加问题,同时,要注意不断优化各类沥青混合料的配合比,在对沥青混合料进行搅拌的过程中,最大化降低溢料数量,降低骨料重复加热造成的燃料消耗和成本的增加,且在施工现场还要注意保证施工人员以及机械设备的安全,降低工程施工的成本。另外,要充分考虑拌合站的场址选择,分析材料供应的便利情况,拌合站同施工现场的运输合理性,对于周边居民和正常秩序是否有影响,二者间的距离是否合理等,特别是沥青路面施工中要求沥青混合料运输到现场温度不能够低于120℃—150℃,因此施工单位一定做保障拌合站和施工现场距离的合理性,避免因为距离太远造成沥青混合料温度无法满足施工需要。与此同时,沥青路面的主体工程由砂、石等地材运往拌合站,且经过拌和后的混合料运往施工现场,这决定了混合料的运输成本直接影响了整个工程的施工成本,因此要基于有效平衡生料和熟料的运输距离,保证砂石材料运输至拌和距离与拌和后的混合料运到工地现场的`合理性,让其距离既能够满足施工的要求,也可以最优化地控制成本,从而在此环节有效控制施工成本。
(四)强化对机械设备的管理在沥青路面施工工程开展过程中,会应用非常多的机械设备,这些设备大多都会消耗大量的能源,如果管控不到位的话,就非常容易出现超出预算的情况。沥青路面工程会应用大型的拌合站以及多种摊铺设备,施工单位大部分情况下都是选择租赁这些设备,因此需要承担较高的支出,且往往按日结算租赁费用,如果工期出现延误的话,机械设备的租赁费用自然就会更高。因此,一定要做好机械设备的管理工作,可以让施工人员轮班进行操作,降低机械空闲时间,从而最大化提升设备的应用效率,降低租赁费用,维护沥青路面工程的施工成本。
(五)做好施工竣工验收阶段的成本控制在沥青路面施工验收阶段,要充分做好施工竣工验收阶段的成本控制。沥青路面工程施工作为一种短平快的施工项目,前期的投入力度非常大,施工单位往往会垫款施工,因此一定要做好工程的扫尾工作,及时收集和保管各种资料,强化验收和结算工作,及时回收资金,最大化降低对于企业资金周转的影响,为企业的进一步运行和发展提供支持,保障经济效益。沥青路面工程是整个道路工程施工中非常关键的一环,其涉及到大量的原材料、人力以及机械设备的应用,一定要做好规划处理,最大化地降低施工成本,让施工企业能够获取更多的利润,要在充分保障工程质量的基础上做好成本控制工作,从多个角度强化沥青路面工程施工质量和成本控制,从而有效保障施工企业的利润。
三、参考文献
[1]靳云丛.关于沥青路面施工的成本控制措施[J].工程建设与设计,2018(24):230-231.
[2]李小凤.公路工程施工成本动态控制研究[D].华中科技大学,2014.
[3]殷爱红,杨文坚.沥青路面施工组织管理对工程成本的影响[J].公路与汽运,2012(03):224-226.
分析公路沥青路面裂缝成因和措施论文
沥青路面产生裂缝是路面较常见的病害之一。裂缝产生的类型主要有四大类型:①横向裂缝:②纵向裂缝;⑧块状裂缝:④龟裂。无论是哪种裂缝,都是对路面的一种结构性破坏,在其发展的初期对路面的行车功能还未产生大的影响,但在行车荷载,温度以及雨水等的作用下,其破坏程度必将进一步扩大,最终会引起路面结构的破坏,导致行驶功能降低,影响行车安全。
1 横向裂缝
横向裂缝是指与行车路线近于垂直的裂缝,偶尔会伴有少量支缝。横向裂缝在沥青路面中发生次数最多,通常情况下,沥青路面的横向裂缝都能通过面层显现出来,但有时侯半刚性本身的横向开裂并未影响到面层,这种情况下虽然基层的横向裂缝已经存在,但如果不对路面进行开挖或者进行无破损检测是不能知道的。
反射裂缝
沥青面层的特点是强度和刚度较大,变形能力较差,在温度或湿度变化时易产生开裂缝。基层开裂时,如果面层与基层之间的粘结作用好,面层则给予基层约束作用,这一约束导致基层的开裂在沥青面层内部产生拉应力和拉应变,再加上行车荷载产生的应力叠加作用,当面层内部拉应力或拉应变超过沥青的允许拉应力或拉应变时,沥青层就会在对应基层裂缝的位置发生底部的开裂;如果面层比较薄,裂缝就会自下而上地发展到面层表面,形成“路面反射裂缝”。
温缩裂缝
温缩裂缝是横向裂缝的一种重要表现形式,主要包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。低温收缩裂缝是由于沥青面层的温度较低或温度骤然下降导致沥青面层温度的梯度变化较快造成的。当温度应力超过道路材料的抗拉强度时便发生开裂导致裂缝,低温收缩首先发生在温度较低,沥青面层质量有缺陷的局部地区。先从表面开始向深度方向,最薄弱的路基横断面扩展。
2 纵向裂缝
纵向裂缝是与道路中线大致平行的裂缝,有时伴有少量支缝。在半填半挖或高填方路段,常由于压实得不好,路基出现不均匀沉降从而产生纵向裂缝;道路加宽的新旧路基结合部位如果处理不好可能产生纵向裂缝。这两类纵向裂缝的长度一般较长,深度可自路面表面深入到路基内部,产生的危害性很大。
3 块状裂缝
一般认为裂缝间距在—3米、面积为—10平方的裂缝为块状裂缝。块状裂缝也是路面常见的一种病害,常见于运营多年的公路。其发生的主要原因可分为两类:一是因为基层强度较低,二是面层强度不足。
基层强度低导致的块裂
荷载作用下导致基层破碎,破碎后的'基层荷载变形量较大,反映到了面层导致面层发生块状裂缝,同时伴有沉陷病害发生;一般情况下,是该原因造成的块状裂缝居多。
面层强度低导致的块裂
有时基层整体性完好,但沥青面层本身因种种原因造成强度不足,这种情况同样可导致块状裂缝发生。当然,面层与基层同时出现问题更易造成块状裂缝。不管是哪种情况,在块状裂缝的形成、发展过程中,雨水的浸入起到了“催化”的作用。
龟裂
龟裂是在路面局部区域内,发生的类似龟纹状的裂缝:龟裂往往伴有沉陷和唧浆现象。一般认为,龟裂是路面结构在重复荷载作用下的疲劳破坏,是结构强度不足的体现。
(1)基层强度太高导致的龟裂
基层强度太高,不仅导致更多的干缩、温缩裂缝产生,而且使反射裂缝发生的更为严重,还会造成龟裂发生。这类因基层强度高而发生的龟裂,开裂时首先从基层开始,然后向上发展。
(2)层间粘结不良导致的龟裂
有一类龟裂的发生是出于层间粘结不良造成的。即由于沥青层与其下的沥青层粘结不好,上下层脱开,导致表面层的沥青混合料单独承受荷载和温度的作用,从而发生轻微龟裂。
(3)疲劳导致的龟裂
但还有一类发生在上面层的龟裂,并非因为层间粘结不良造成。而是路面运营若干年后,路面经受行车荷载和温度升降的反复作用,导致沥青结合料老化、沥青混合料劲度模量增大、疲劳性能下降造成的。
4 沥青路面裂缝的预防措施
采用合理的防裂性能好的材料
采用优质沥青,采用密实型沥青混凝土面层,因为较小的空隙率使沥青混凝土路面具有透水性小,水稳性好,耐久性高,有较大的抵抗自然因素的能力,同时可以延缓裂缝的扩展。基层选用干缩系数和温缩系数小,抗拉强度高的半刚性材料。用橡胶沥青或聚合物改性沥青做沥青混凝土表面的封层,可提高表面层的抗温度裂缝能力。
沥青面层应有足够的厚度
使用稠度较低、温度敏感性低的沥青,可以减少或延缓路面的开裂。路面所在地区的气温越低,开裂则越严重。沥青材料的老化,对低温更为敏感,使路面产生开裂的可能性增大。增加沥青面层的厚度可以减少或者延缓路面的开裂,但不能完全阻止裂缝再次发生。
提高路基的强度和稳定性
路基是路面结构的基础,路基具有足够的强度和整体稳定性,为路面结构长期承受汽车荷载提供了重要的保证,路基的强度与稳定性在很大程度上影响了路面的使用性能。因此必须采取有效措施处理好影响路基稳定性和强度的关键环节,否则将产生不均匀沉降使路面发生开裂。
严格施工工序,精心组织施工
路基施工时,要严格控制路基的填筑工艺,施工中要严格检验压实度,确保路基的强度。基层施工时,要充分压实横缝和纵缝,严格控制施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或规范容许的范围内。碾压完成后需及时养生,碾压完成后或最迟在养生结束后立即用乳化沥青做透层或封层,透层或封层完成后应尽快铺筑沥青面层,以减少因干缩而产生的裂缝。
5 结语
在沥青混凝土路面施工中,只要采取有效的措施,严格规范施工,科学合理养护,采取防治结合,就能有效控制沥青路面开裂的问题,提高沥青路面的质量,延长使用寿命。
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沥青在路面运用中常见问题的探讨论文
【摘 要】 近几年交通作为国家基础设施重点投资,全国各地一级路、二级路、三级路、高速公路和城市道路等不断筑建和整修。而沥青作为路面工程的一种结合料,在世界各国得到了广泛的应用,成为公路建设长久使用不衰的一种材料。但由于沥青材质本身的差异,以及受设计和施工水平的影响,沥青路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽等常见病害,这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全,加大了汽车磨损,缩短了沥青路面使用寿命,影响了道路投资效益。本文将对沥青运用在路面过程常见的问题进行探讨。
【关键词】 沥青 路面应用 问题
一、沥青碎石形成离析带问题
1.沥青碎石形成离析带的可能原因
(1)沥青混合料从贮料罐向运输车里输送时,由于高度原因,大骨料滚落在车厢附近,形成粗集料第一次集中。
(2)运输车里的混合料卸向摊铺机时,大骨料滚落在摊铺机半厢附近,形成粗集料的第二次集中。
(3)摊铺机送料器在送料过程中,先将中间集料送于布料器,剩余粗集料留存在料斗中,摊铺机收斗时,形成粗集料的第三次集中。
2.沥青碎石离析的危害
(1)沥青碎石粗集料一旦形成集中,在碾压过程中,集料非常容易被压碎,骨料表面积增大,改变了原设计的路面配合比,油料偏少,造成集料碾压成型后松散,破坏路面结构,影响路面强度、行车安全和行车效果以及道路使用寿命。
(2)粗集料集中,局部密实度差,孔隙率高,容易在路面形成积水,影响路面质量。
(3)粗集料集中,影响路面平整度及路面外观美感。
3.解决沥青碎石形成离析带方法
(1)从运输车辆方面来解决
从拌和机贮料罐向运料车上卸料时,分三层放料,即每卸一斗混合料,汽车挪动一个位置。等一层放完后,再逐次进行第二、三层放料,从而减少粗集料的集中。
施工过程中摊铺机前有运料车在等候卸料,即摊铺沥青混合料运输车的运量较摊辅速度有所富裕。
(2)从摊铺机本身操作方面来解决
在摊铺机螺旋二分之一处,边端装反向螺旋叶片;控制布料器处于中挡或高挡位置;控制适宜的送料仓口开度;均匀操作送料器和布料器;摊铺机摊铺一车料将完时,控制摊铺机速度,关闭送料器,等下车料倒入后再进行均匀送料和布料;在铺筑过程中保持摊铺机布料器不停转动,摊铺机两侧保持有不少于送料器高度三分之二混合料。
(3)从混合料本身来解决
减少混合料粒径大小悬差。控制沥青用量,使之偏高于设计用量。
(4)混合料摊铺过程控制其平整度
沥青混合料必须缓慢、均匀,连续不间断地摊铺,摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。摊铺机摊铺时,操作人员注意前后、左右的变化,根据既定的摊铺速度进行摊铺。我们使用的两台帕克1000型沥青混凝土拌合楼,其产量为每台70t/h,根据拌和楼产量来确定摊铺速度,运输车数量,每车发车时间间隔及合适的作业段长度,来保证混合料摊铺的连续性,以确保沥青路面平整度。拌和机5个成品料仓贮料380t,5辆太脱拉扩容贮料100t,共480t,混合料总重量达到480t时,前场摊铺机开始摊铺。
二、沥青运用在路面病害的问题
1.路面病害的原因
(1)气候的影响
近年来,由于温室效应影响全球,在我国也不例外气温普遍提高气候反常,北方气候发生显著变化,冬季气候变暖夏天持续高温时间增长,由于气温的提高,而导致华北地区沥青软化点的不适宜是否应降低标号,值得考虑。
(2)沥青砼配合比设计存在的问题
沥青砼配合比设计按规范要求应经过四个阶段,即目标配合比设计阶段,生产配合比设计阶段,生产配合比验证阶段和试拌试铺阶段,各阶段要达到的目的都有明确的要求。在施工时,有的单位压缩两至三个阶段,有的干脆凭经验进行施工,因此,从理论和实践来讲存在较大的偏差,从而导致沥青砼内在质量存在先天不足,另一方面由于目前国家现状所致,高速公路工期较短加上标价偏低,碎石料场不规范,大多地材都由个体企业承担,料场分散,设备落后,材料的均质性,稳定性均有较大的差别,虽然大部分单位在开工前都取样做了筛分分析符合要求,在施工过程中也检测并予调整配合比,但由于变化大,差异性大不可能做到十分准确,油石比级配都在变化,这是导致路面出现一些常见病害的原因之一。
(3)沥青砼拌合温度的控制
沥青砼拌合温度的控制,从规范角度控制比较严格对石油沥青拌合出厂温度要求在120-165℃,而实际上有些施工单位和个别商品沥青砼厂家,在拌合温度控制方面不是那么严格,时高时低很不稳定,有的沥青砼拉到工地量测将近180℃,而有时不足110℃,温度过高可能导致沥青变质,没有粘性使沥青砼松散,温度过低,沥青混合料拌合不匀,影响级配,这些也是导致沥青路面有时局部松散或其他病害的一个原因。
(4)沥青砼的摊铺
目前,国内沥青砼的摊铺的`问题比较大,总的来说走两个极端,一方面高速公路摊铺要求全断面摊铺设备如ABG或费格勒2000型,另一方面个别地市交通部门用的还是过去60-70年代的摊铺设备,面过窄,没有自动找平系统,完全凭经验凭操作人员的感觉进行施工,事实上高速公路有些监理工程师对双向四车道的高速公路要求全断面摊铺,只考虑到了横坡容易掌握和消除了纵向接缝,所带来的弊端却是显而易见的,首先,由于摊铺断面宽,沥青混合料从中间通过铰轮输送到两侧由于距离大必然产生离析,这种离析改变了沥青砼生产配合比,其次由于烫平板从机心向两侧悬臂较长,随着摊铺次数的增加产生变形,对路面横坡的控制也有较大影响,此外,由于全断面摊铺需要较大拌合能力,当拌合站较小时,容易造成摊铺机时开时停使路面控制。因此,欧美一些国家和澳洲国家并不主张全断面摊铺,而是两台摊铺机平行作业。
2.沥青在路面运用中的病害根治
高等级公路在选材方面应有严格的标准要求,路面结构层承载能力应适应当前和在设计年限内交通发展的需要,不能片面追求路面的里程量,而降低路面标准,在这方面应进行科学的比较,有的高速公路通车不到一年,大面积返工,太旧、京石、昌九高速都出现了这种情况,原因何在,一方面是为了省钱用国产沥青替代进口沥青,另一方面结构层的设计偏薄,路面基层底基层满足不了行车荷载的作用,因此,在这方面应计算一下是一次到位好,还是为了节省点钱多修几公里路好,从综合效益来看,由于节省资金造成的路面破坏远比多修几公里路所产生的经济效益大得多。
此外,在设计方面也应作一些大胆的探讨,如减薄沥青面层,增厚基层或底基层,比如采用4-6cm沥青面层,20-25cm水泥砼或者是15-20cm沥青稳定碎石基层的结构形式,其造价比现在普通采用的15cm沥青砼面层,15-20cm水泥稳定碎石半刚性基础基本相当,这就解决了基层是主要承载层的问题,适应当前交通流量大超重车行驶的交通状况,同时4-6cm厚沥青面层可以做成开级配的中粒式沥青砼,这种设计形式有几个方面的好处:
一是优质沥青用量减少,仅仅是面层用4-6cm沥青砼,缓解了国内优质沥青供不应求的矛盾;
二是由于基层采用的水泥砼或沥青稳定碎石是水稳材料不怕雨水浸入,因此,即使在雨天不致于下雨路面过多积水影响行车(排水分成路面纵横坡排水,面层渗水);
三是消除了沥青泛油,车辙等一系列病害;
四是由于开级配中沥青砼具有良好的抗滑性。
沥青的选用十分关键,要挑选符合规范各项要求的沥青,特别是沥青针入度,延度指标必须严格把关,在北方施工由于近些年的气候偏暖,因此,沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青,此外,透层油,粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青,特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其影响。在沥青混合料配合比设计上要特别重视。除了常规的几组马歇尔试验外,还应增加抗车辙的动稳定度试验,并衡量是否满足规范要求的一个条件,由于我国目前也引进这一指标值,虽然国内有关科研院校在搞这方面的研究,并出了一些成果,而作为施工企业现在采用并不普及,因此,作为交通行业标准,从立法角度来讲,应尽快推广执行。沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行,合理安排工期,避开不利天气施工。
车辙试验分析论文
本文采用沥青路面分析仪(APA)对DA混合料和SMA混合料进行标准条件和重载交通条件下的车辙试验,采用车辙深度指标评价DA混合料的抗车辙能力及其对加载水平、加载次数以及温度的敏感性,分析沥青品质、混合料级配类型对DA混合料抗车辙能力的影响,分析DA混合料与SMA混合料抗车辙性能的差异,进而判别DA混合料用于重载交通道路排水性沥青路面的适应性,为排水性沥青混合料在重载交通路段的应用提供理论基础。
试验材料
本研究采用9种沥青材料。9种沥青材料的零剪切黏度(60℃)、针入度和软化点测试值见表1.
所用集料分别为10~15mm辉绿岩、5~10mm辉绿岩、0~5mm石灰岩,填料为磨细石灰岩矿粉。各档集料与矿粉主要技术指标均符合JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求。
试验方案
采用沥青路面分析仪APA试验分析沥青混合料的抗车辙能力,试件尺寸为:直径150mm、高75mm.沥青混合料采用旋转压实仪成型,标准试件的压实次数参照NCAT设计方法取为50.为了分析成型次数对DA混合料抗车辙能力的影响,另外还选取75次和100次压实次数作为对比。APA车辙试验的标准条件为:温度60℃;加载水平445N;加载次数8000次。
另外,本文还选用加载水平890N,加载次数24000次来模拟重载交通条件。沥青混合料抗车辙能力评价指标采用车辙深度RD8000.
当RD8000≤4mm时,沥青混合料抗车辙能力满足AASHTOTP63-03标准的要求。
本文的试验方案汇总于表4.采用3个平行试件同时进行APA车辙试验,得到3个平行试件车辙深度测试值,取平均值。若某个试件车辙深度测试值与平均值偏差超过30%,则剔除该测试值后再求平均值。若有2个试件车辙深度测试值与平均值偏差均超过30%,则该组数据无效。
试验结果与分析。
材料组成的影响分析当温度为60℃、加载水平为445N、加载次数为8000次时,不同材料组成DA混合料车辙深度测试结果见表5.
沥青品质的影响分析
表5中方案1数据可见,即使采用SBS改性沥青、高模量沥青、高黏度沥青-1~高黏度沥青-4,DA混合料的车辙深度也超过了4mm,不能满足AASHTOTP63-03标准的要求。图1为基于表5方案1数据(8组)和表1数据拟合得到的DA混合料车辙深度与沥青零剪切黏度(60℃)的关系曲线。
由图1可知,DA混合料车辙深度与沥青零剪切黏度相关性显着,随着沥青零剪切黏度的提高,DA混合料车辙深度降低。
沥青的胶结作用是保证DA混合料骨架空隙结构稳定的重要因素,因此在DA混合料中,采用高黏度沥青显得特别重要。根据图1,要保证DA混合料车辙深度小于4mm,沥青的零剪切黏度(60℃)不能小于70000Pa·s.级配组成的影响绘制表5方案2中3种级配组成DA混合料车辙深度与混合料通过百分率(见表2)的关系图,结果见图2;绘制3种级配组成DA混合料空隙率(见表3)与混合料通过百分率的关系图,结果见图3.
由图2可知,DA混合料车辙深度随其通过百分率的'提高而呈直线减小趋势,这似乎有悖于增加粗集料比例可以提高沥青混合料抗车辙能力的观点。进一步分析图3可见,随着通过百分率的提高、粗集料的减少,DA混合料的空隙率显着减小。
当粗集料比例过高时,集料之间缺乏足够的黏结点,沥青的黏结作用被弱化,DA混合料结构整体性不佳,从而导致了其抗车辙能力严重降低。
从此角度分析,DA混合料的设计空隙率宜在20%左右,而为了保证DA混合料试件的空隙率,矿质混合料级配组成中通过率不宜小于16%.
试验条件的影响分析
在不同的试验条件下,DA混合料车辙深度测试结果见表6.由表6可知:
(1)在温度为60℃,加载次数为8000次条件下,当加载水平由445N增加至675N时,DA混合料(50次压实)车辙深度增大1倍左右;在温度为60℃,加载水平为445N条件下,当加载次数由8000次提高至24000次时,DA混合料(75次压实)车辙深度增大约1倍。
(2)在其他条件相同条件下,当温度由60℃提高至70℃时,DA混合料车辙深度增加1倍左右。
(3)在温度为60℃,加载水平为445N,加载次数为8000次条件下,当试件压实次数由50次提高到75次再提高至100次时,DA混合料空隙率由减低至再减低至,车辙深度由减低至再减低至.
说明当DA混合料达到一定的密实状态后,继续增加压实次数对降低DA混合料空隙率和车辙深度的作用有限。对于DA混合料,成型时采用的压实次数为75次较为合理。重载交通适应性分析设计合理的SMA混合料是目前公认的重载交通道路沥青上面层的首选材料。本文选择SMA混合料作为对照材料,判断DA混合料的重载交通适应性。不同试验条件下SMA混合料车辙深度见表7.比较表6与表7数据可知:
(1)在相同加载水平、加载次数和温度条件下,SMA混合料的车辙深度均小于DA混合料。
(2)在温度为60℃,加载次数为8000次的条件下,当加载水平由445N增加至890N时,SMA混合料的车辙深度增加101%,DA混合料(压实75次)的车辙深度仅增加54%;在温度为60℃,加载水平为445N的条件下,当加载次数由8000次延长至24000次时,SMA混合料的车辙深度增加218%,而DA混合料(压实75次)的车辙深度增加123%;在加载水平为445N,加载次数为8000次条件下,当温度由60℃提高至70℃时,SMA混合料的车辙深度增加146%,DA混合料(压实75次)的车辙深度增加107%.
上述分析结果表明,在本试验条件下,DA混合料抗车辙能力对加载水平、加载次数及温度变化的敏感性均小于SMA混合料。与SMA混合料相比,DA混合料中集料颗粒之间的接触点较少、嵌锁作用相对较弱,又由于试件压实次数较少,在轮载作用的初期混合料结构较不稳定,容易产生变形,如DA混合料在加载8000次时的变形占到加载24000次时变形的,而SMA混合料仅为.
在轮载的持续作用下,DA混合料集料颗粒的排列进入稳定状态,嵌锁作用增强,抗变形能力随之增大,因而其对荷载水平和加载次数的敏感性相对较小。
结论
(1)由于DA混合料自身具有骨架空隙结构特征,因此必须采用高黏度沥青、适当级配组成及充足压实次数来保证DA混合料的抗车辙能力。为了满足重载交通道路的使用需求,DA混合料所用沥青的零剪切黏度(60℃)应大于70000Pa·s,设计空隙率宜在20%左右。
(2)在相同加载水平、加载次数和温度条件下,DA混合料车辙深度略大于SMA混合料;DA混合料抗车辙能力对加载水平、加载次数以及温度的敏感性均低于SMA混合料。
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