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1反射裂縫分析
近10年來，各國對“白加黑”路面反射裂縫產(chǎn)生氣理進(jìn)行了大量的研究，并得到了基本一致的共識：反射裂縫的形成和發(fā)展是一個連續(xù)的過程，面板接縫或裂縫可以看成原始的缺陷;在車輛通過接縫或裂縫時，加鋪層受到2次剪切1次彎曲，過程是連續(xù)的，由于原路面的裂縫和接縫處無抗剪能力，本來應(yīng)由原裂縫或接縫承擔(dān)的應(yīng)力轉(zhuǎn)移到加鋪層當(dāng)中，從而在裂縫上方的加鋪層中產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致加鋪層在此處沿原裂縫開裂反射。國內(nèi)外針對反射裂縫問題提出了許多處理措施，各種措施具有不同的優(yōu)缺點。
同時大量的研究都指出，反射裂縫不可能消除，只是出現(xiàn)得遲早而已。在水泥混凝土路面上成功鋪筑瀝青混凝土面層，將反射裂縫的出現(xiàn)時間、頻率降至最低值，延長路面使用壽命，是本工程的一個研究重點。根據(jù)研究，結(jié)合國內(nèi)外成功的經(jīng)驗，擬采用在舊水泥混凝土路面與瀝青混凝土加鋪層之間設(shè)置高強度和高模量的玻纖格柵的方案，對瀝青混凝土面層進(jìn)行加強處理。2材料性能試驗
2.1土工格柵材料性能試驗
試驗段擬采用玻璃纖維格柵來防治反射裂縫。與聚酯和聚丙烯纖維格柵、土工布相比，玻纖格柵具有以下優(yōu)點：抗拉強度大，在20℃時的彈性模量是瀝青混凝土彈性模量的20倍，能將反射裂縫應(yīng)力由垂直方向轉(zhuǎn)為水平方向，從而增強瀝青混合料的整體抗拉強度。有研究還表明模量越大，越有利于降低加鋪層的溫度應(yīng)力;延伸性低，具有很高的抗變形能力，斷裂時的延伸率小于4%;高溫穩(wěn)定性良好，物理化學(xué)性能穩(wěn)定，玻璃熔點在1000℃左右，保證了其在高溫攤鋪時的穩(wěn)定性;與瀝青混合料相容性好，保證其與瀝青混合料之間不產(chǎn)生滑動;嵌鎖和限制作用好，瀝青混合料中的集料能穿過玻纖格柵結(jié)構(gòu)，形成一個復(fù)合的力學(xué)嵌鎖體系，并能提高傳荷能力，減少變形。經(jīng)試驗檢測，東南玻纖格柵物理力學(xué)性能如表2所示。
2.2防水卷材材料性能
防水卷材既能阻止地下水及水泥混凝土路面板縫的水進(jìn)入新加鋪瀝青混凝土層，又能防止反射裂縫的產(chǎn)生。通過比選，擬采用的防水卷材為YN一自粘型彈性體瀝青路橋用防水卷材。材料具有的特征有：抗老化性能好，具有良好的低溫柔韌性，具有極好的不透水性，抗腐蝕性好，抗穿孔性好，粘結(jié)性好，施工方便，輕易修補。通過直剪試驗，可以確定不同溫度下不同層間接觸條件時的粘結(jié)性能。試驗結(jié)果如
2.3土工格柵加筋試驗評價
為了對土工格柵加筋設(shè)在瀝青底部進(jìn)行試驗研究，選用不切口試件參照已有試驗方法，對土工格柵加筋瀝青混凝土進(jìn)行彎曲試驗。為考慮溫度的影響，選擇0℃和-10℃兩種試驗溫度，進(jìn)行試驗比較。未加土工格柵試件用1號表示，底面鋪設(shè)土工格柵試件用2號表示。
由彎曲試驗可知，在加載初期，2號試件的應(yīng)變增長較快，消耗的能量較大，其相應(yīng)的應(yīng)力值小于1號試件相同時刻的應(yīng)力值。隨著加荷時間的延長，土工格柵承受拉應(yīng)變，使混凝土的應(yīng)變速率減小，此時應(yīng)力增長較快，且由于土工格柵的存在，2號試件破壞應(yīng)變較1號試件增大一倍多，說明加筋瀝青混合料所需的能量大。根據(jù)彎曲試驗的應(yīng)力一應(yīng)變曲線，破壞時應(yīng)變能U由彈性應(yīng)變能和塑性應(yīng)變能兩部分組成，可通過積分求得。從表4中可以看出，在O℃時，2號破壞時應(yīng)變能比1號大42.1%，-10℃效果更明顯，應(yīng)變能大180.6%。因此土工格柵加筋瀝青混凝土的整體穩(wěn)定性比原瀝青混凝土有較大提高，具有更好的防裂性能。
3防裂措施的施工工藝
試驗路原為一級公路，寬32m，四車道，擬改建為六車道。加鋪后的路面結(jié)構(gòu)如圖2所示。由于道路拓寬，存在新老路基結(jié)合問題，在制定防治反射裂縫措施時不僅要考慮舊水泥混凝土板上瀝青混凝土加鋪層的反射裂縫問題，同時需考慮新老路基處由于沉降差異引起的裂縫問題。
3.1加鋪層厚度確定
有限元分析表明：適當(dāng)增加加鋪層厚度對防治反射裂縫是十分有效的，但當(dāng)罩面層厚度大于12cm時再增加厚度對防治反射裂縫效果并不顯著，也不經(jīng)濟。根據(jù)有關(guān)研究和工程實例，10cm左右的加鋪層厚度能有效防治或延緩荷載型和溫度型反射裂縫，并且經(jīng)濟合理。3.2試驗路施工工藝
施工前預(yù)備工作。
第一階段試驗路整個施工工序包括：板底注漿、填縫料換填、防水卷材鋪設(shè)、找平層鋪筑、土工格柵貼鋪、SMA瀝青加鋪層鋪筑。由于施工期間溫度較低，且陰雨天氣較多，在施工之前把握好未來天氣變化情況，制定相應(yīng)的施工進(jìn)度。注漿。
根據(jù)路況調(diào)查，在綜合考慮對漿液要求的基礎(chǔ)上，再加上經(jīng)濟分析，本試驗段采用配比為：水泥：粉煤灰：水=1：O.7：O.8，添加0.5%的SN一Ⅱ早強減水劑。注漿前后都進(jìn)行了彎沉測量，并通過鉆芯取樣，以保證舊水泥混凝土板的地基強度達(dá)到設(shè)計要求。清縫、更換填縫料。
根據(jù)路況調(diào)查，接縫處的損壞較嚴(yán)重，填縫料損失較多。因此在進(jìn)行加鋪之前，需對填縫料進(jìn)行換填。清縫后，需重新在縫內(nèi)壓入背襯帶。最后進(jìn)行聚氨酯填縫料的配料、攪拌和灌縫。鋪設(shè)防水卷材。
鋪設(shè)防水卷材時應(yīng)非凡注重其與舊板的粘結(jié)程度，這主要受舊板干凈程度及潮濕程度影響。首先清掃接縫兩側(cè)，然后采用專用的清潔劑在接縫兩側(cè)50cm范圍內(nèi)涂刷，以提高粘結(jié)強度。清潔劑表面干燥后，即可鋪貼防水卷材。使卷材平坦地鋪貼在舊水泥混凝土板上，同時，用橡皮壓碾按卷材縱向鋪貼方向壓實。防水卷材鋪貼后，嚴(yán)禁車輛在其上轉(zhuǎn)彎、掉頭。試驗段南側(cè)的縱向和橫向接縫全部鋪貼寬度為33cm的防水卷材，而北側(cè)除縱縫鋪貼防水卷材外，在主點彎沉大于0.2mm和差異彎沉大于O.06mm的接縫處鋪貼防水卷材。灑布粘層瀝青。
為保證瀝青混凝土加鋪層與舊水泥混凝土板的良好聯(lián)結(jié)，在找平層鋪筑之前，應(yīng)灑布一定的粘層瀝青。粘層瀝青采用乳化瀝青，用量控制在0.3～O.5kg/m。之間。鋪筑瀝青找平層。
在乳化瀝青完全破乳之后施工瀝青找平層，可采用瀝青砂或稀漿封層材料。在施工前，對路面標(biāo)高重新測量一次。攤鋪時，控制不同的松鋪厚度，對本層頂面高程進(jìn)行嚴(yán)格控制?；|(zhì)瀝青采用國產(chǎn)70號石油瀝青。養(yǎng)護(hù)成型后厚度為5～7mm，因此其最大公稱粒徑為4.75mm，集料石質(zhì)為湖州輝綠巖，屬中封層。它的干礦料攤鋪量為5～8kg/m2。乳化瀝青用量為干礦料質(zhì)量百分比的10%～12%。瀝青稀漿封層施工后應(yīng)立即施工玻纖格柵和瀝青混凝土面層，間隔時間過長會影響粘接質(zhì)量。鋪設(shè)土工格柵。
鋪設(shè)土工格柵關(guān)鍵在于與上下層的緊密粘結(jié)，不能滑動。試驗段采用的土工格柵帶自粘膠，可直接在已平整的找平層上鋪設(shè)。格柵鋪設(shè)采用汽車改裝的專用設(shè)備進(jìn)行鋪設(shè)，壓路機碾壓一遍。格柵搭接距離為縱向接頭時搭接距離不小于20cm，橫向搭接距離不小于15cm。攤鋪瀝青混凝土?xí)r，運料車不能在格柵上調(diào)頭或轉(zhuǎn)彎，以免損壞玻纖格柵或引起局部起拱現(xiàn)象。鋪設(shè)的土工格柵為單層，即鋪設(shè)在舊水泥混凝土板上瀝青砂找平層與AC-20瀝青混凝土加鋪層之間。最后分兩層攤鋪瀝青混凝土加鋪層。應(yīng)該注重的是，上述各道工序應(yīng)盡量選擇在較好的天氣進(jìn)行，否則輕易造成防水卷材與舊水泥混凝土板、土工格柵與整平層和加鋪層之間的不完全聯(lián)結(jié)，影響材料的粘結(jié)強度和路面結(jié)構(gòu)的整體強度。防水卷材和土工格柵的鋪設(shè)都建議由該公司的熟練工人來進(jìn)行，以保證施工質(zhì)量。而保持施工現(xiàn)場的清潔也是不容忽視的問題。
4小結(jié)
舊水泥混凝土板塊之間接縫或裂縫引起的加鋪層反射裂縫問題仍是目前路面工程中的一個難題，本文重點從防裂材料的選擇、材料性能試驗、施工工藝的角度出發(fā)，對防治反射裂縫的技術(shù)進(jìn)行研究。本文研究成果運用于上海A30東南郊高速公路中的水泥混凝土路面加罩瀝青混凝土面層工程。該路通車一年多后，2005年12月有關(guān)單位采用先進(jìn)的車載全自動檢測設(shè)備，對試驗段與相鄰路段進(jìn)行全面和系統(tǒng)地測量和檢驗。調(diào)查結(jié)果表明，路面總體使用狀況良好，沒有出現(xiàn)反射裂縫，進(jìn)一步的檢測還將繼續(xù)進(jìn)行。
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水泥混凝土路面瀝青加鋪罩面層反射裂縫的防治 最新評論:
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