概 述 水泥混凝土路 面是 一种刚度 大 、扩散 载荷能力 强 、稳 定性 好 、易于就地取材 、使用寿命相对较长 以及养护费用低 等优 点 , 被广泛地应用于高速公路和城市道路的高级路面结构 中。 随着 国民经济 的快 速发展 ,道路交通量 剧增 ,汽车轴 载 El 益重 型化 ,以及受 到地质水 文条件等多种 因素的影 响 ,许 多早 期修建的水 泥混凝土路面产生 了多种破损现象 :结 构承载力不 足 ,行车舒适性差 ,路面 出现压碎 、挤破 、裂缝 、断板 、板底脱 空 等病害。如何改变 旧水泥混凝土路面出现 的严重妨碍行车安全 的各种病 害,改善其使用性能 ,是工程界面临 的问题。而加铺 沥 青混凝 土是 当前最常用最 有效 的方法之一 ,俗称 “白改黑”。然 而 ,加铺的沥青混凝土路面经常会 因出现反射裂缝形成 面层 开 裂 、剥落以及表面水下渗 ,造成 了对路基结构的破坏。笔 者结合 省道 307线水泥混凝 土路 面防裂设计工程实 例 ,提 出了防止加 铺 沥青混凝土裂缝的方法 ,旨在为解决此类 问题提供借鉴。 2 加铺沥青混凝土产生裂缝的原 因 旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层 ,由于接缝 和裂 缝的存 在 ,以及环境 中温度 和湿度 的不 断变化 与车辆荷 载的反 复作用 ,在加铺层 的相应位置上产生裂缝 。就沥青混凝土路 面 开裂的原 因,可分为两大类 ,即荷载裂缝和非荷载裂缝 。它们是 旧水泥混凝土路面裂缝处 的竖 向和水平位 移所致 。竖向位移 (弯沉 )是接缝 、裂缝两侧板而 由于车辆荷载作用产生 的垂直方 向的相对位移。水平位移是 由于温度或湿度变化 引起 的水泥混 凝土板的胀缩产生 的水平方向位移。前者使接缝上方 的沥青混 凝土加铺层 承受较大的弯拉应力和剪切应力 ;后 者导致接缝和 裂缝上的沥青混凝土加铺层内出现集 中的拉应力 。当拉应力超 过沥青混凝土的抗拉强度时,即出现开裂。在 温度 、湿度应 力和 车辆荷载的共 同作用下 ,裂缝会不 断地向上发 展 ,使 沥青混凝 土面层 丧失整体性 ,因路面水 的不断 渗入 ,沥青混凝 土加铺层 将 出现更为严重的病 害破坏 。 3 防止沥青混凝土加铺 层裂缝产 生的方法 根据沥青混凝土加铺层裂缝产生 的机理 ,防止反射裂缝可 收稿 日期 :2011一O1—16 作者简介 :鹿 立好 (1963一),男,安徽肥西人,工程师。 以从结构和材料 两个方 面进行考虑 。 首先 ,应 该保证沥青混 凝土加铺层 有一定 的厚度 ,能够有 效防止受拉疲 劳产生 的裂缝 ,还可 以降低车辆荷载引起 的剪应 力。通 常沥青混凝土加铺面层的厚度应在 lOcm 以上,在满足承 载能力 的前 提下 ,保证 面层结构的厚度具有 良好的水稳定性和 高温强度 ,满足其使用 功能的要求 。同时,考虑原路 面纵 向线型 的需要 ,一般采用两层 密实型沥青混凝 土结构 ,即下层 为最小 厚 度 6cm 的沥青混凝土整平层 和 4cm左右 的上 面层 ,达到实 现平整 、抗滑和防水等整体使用 功能。为了防止沥青面层因车 辙等原 因而产生裂缝可 以掺人一定量 的抗车辙纤维 (或抗车辙 剂 )以达到路 面 自身 的防裂效果 。 其次 ,在路面材料适 当增加沥青用量 ,减少混合料空隙率 , 也可延缓裂缝的扩展。同时 ,设计采用应力吸收层 ,以及铺设 土 工布或玻纤格栅 ,都 可以较好 地防止反射裂缝的产生和发展 。 应力 吸收层 可以将单一粒径 的石料均 匀的满铺 在橡胶沥青层 上 ,用胶轮 压路机进行 嵌挤碾 压 ,橡 胶沥青 被挤压 到约 3/4的 石料高度 ,形成厚 lcm 的裂缝反射结构层 。橡胶沥青应力吸收 层 除使用橡胶沥青外 ,还可以使用具有同样效果的高弹性改性 沥青 。另外 ,铺设玻纤格栅 或聚酯玻纤土工布 ,与沥青混合料复 合后会提高沥青混合料的抗弯拉强度和抵抗变形 的能力 ,明显 提高 了沥青混凝土抗 疲劳性 能 ,延缓或消除反射 裂缝 。 最后 ,原材料是影响沥青 混凝土质量的关键性 因素。因此 , 应严格控制好沥青混凝土材料的质量 。在所需材料 中,沥青尤为 重要 ,要选用重交通道路石油沥青 、改性 沥青 ,必要时可掺入适 量的抗裂外加剂。集料在沥青混合料 中起 到一个用来抵抗路面 变形的整体骨架作用 ,其 本身的强度特性 、与沥青 的粘 附性 、集 料 的棱角性和集料 的级配对 沥青混凝土路 面的强度 、高温稳定 性和水稳性起决定作用 。因此 ,采用先进 的锤式破碎机的优质石 料 ,可以减少扁平状 的石料含量 ,使石料符合 良好 的颗粒形状 , 达到抗压强度指标达到三级以上。提高沥青混凝土路面的抗渗 性能是保证路面结构 的水稳定性 和耐久性 ,根据 预防水破坏的 需要 ,采用改性沥青 ,掺加抗剥 落剂 ,在矿粉 中掺入一定量 的水 泥 ,对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳性都有明显效果 。 4 旧水 泥混凝 土路面加铺 方案设计
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