所屬欄目:交通運輸論文 發布日期:2011-04-21 08:01 熱度:
摘要:瀝青路面的層間處治技術已越來越多引起人們廣泛重視。瀝青路面的層間結合既需要有較高的粘結性能,又需具備較好的防水性能。本文從分析瀝青路面的層間受力著手,重點介紹了瀝青路面層間處治的材料選用、施工技術及工藝。
關鍵詞:瀝青路面,層間處治,粘結性,防水性
1前言
隨著我國國民經濟的迅速增長,高速公路建設也正在快速發展。近幾年來,為了謀求更高的質量標準和應用全壽命周期成本的理念,在路基、路面材料以及路面結構方面都進行了許多優化和改進,并且為了使瀝青路面多層組合體系具有良好的結構承載力和耐久性,以及提高路面抗水害能力,對于層間處治技術也越來越多的引起人們廣泛重視。
2瀝青路面層間受力分析
高速公路路面按照不同的混合料組成設計分為面層、基層、底基層。高速公路路面結構優化設計如圖-1:
2.1粘結性能
壓實成型的瀝青混合料的強度構成來源于瀝青材料的粘結力(C)和骨料的內阻力(Φ),同時材料本身的均質性和連續性也是強度構成的根本條件。但是,實際上在每一個結構層的鋪筑時,都需要進行足夠的振動碾壓。因此這些結構層的表面都具有一個相對密實平整狀態。在如圖-1中a、b、c、d四個結合面上的摩阻力(Φ)會很大程度低于混合料本身,其強度構成變為對粘結力(C)的依賴。如果沒有更加優質的材料來進行粘結處治,建立一個等于或大于混合料強度的條件,層間結合面就會成為一個薄弱環節。作用于路面的行車荷載是復雜的,尤其行車荷載的水平作用對瀝青路面所產生的影響較大。在車輪的重力作用下,(見圖-2)A點承受壓應力作用,而路面下B點受到全拉應力作用。當車輪沿徑向移動時,B點相應連續移動,即荷載下的面層底部將依次受到拉應力作用。如果路面層間水平方向存在抗剪強度上的薄弱環節,就會使路面在結合面上發生位移,嚴重時形成擁包、開裂和車轍等早期病害。
2.2防水性能
瀝青路面層間處治重要性的另一方面是提高路面的防水性。與粘結層相比,封層更具有水密性,主要作用是防止地表水滲入和路基水上升,尤其對于空隙率較大路面面層其防水作用更加不容忽視。它往往是避免災害性破壞的有力保證。如果大量的降水,無阻隔的直接進入路面,就會造成路面承載力的大幅度下降,造成路面板體的嚴重破壞。因此在高速公路建設中,設立良好的封層都是非常重要的。
3瀝青路面層間處治的材料選用
粘結層和封層的共同點在于提高路面層間結合力,需要滿足溫度以及應力應變等不利條件下的影響。這就對所使用的材料提出了很高的要求。透層可選用滲透性好的液體瀝青、乳化瀝青、煤瀝青,而最普遍采用的是乳化瀝青透層油。下封層可選用熱瀝青單層表處、稀漿封層。稀漿封層可選用乳化瀝青、改性乳化瀝青作結合料。粘層可選擇用快裂或中裂乳化瀝青、改性乳化瀝青和快、中凝液體石油瀝青,而一般采用的是乳化瀝青。為提高熱瀝青單層表處下封層質量,可選用瀝青用量0.4%的預拌碎石。
4層間處治技術及工藝
4.1透層
透層是適用于無機結合料基層表面的滲透層。所謂透層油首先是要“透”。理想的滲透深度應為3~5mm。經過透層油滲透成型以后的基層表面其開口空隙被填充,因而得到一個滲透深度上的防水層。這個薄層既有基層材料的強度和穩定性,又具良好粘結性和水密性。同時在緊接基層碾壓成型后表面稍變干燥,噴灑透層油還可以大量的減少基層養生費用,提高養生質量。經過養生成型后的透層不容易受到后續工程施工的破壞,其作用的確是不容忽視。
透層油最普遍采用乳化瀝青。透層油的灑布速度和噴灑量通過試灑確定,乳化瀝青用量控制在每平方米0.7~1.5kg,殘留物含量不少于50%,而作為養生作用的透層油用量要以高限控制。噴灑后通過鉆孔或挖掘確認透層油滲透入基層的深度,要求透層能與基層聯結成為一個整體。透層油達不到滲透要求時,應更換透層油稠度或品種。透層油的稠度和用量最終要以試驗段試驗結果為標準。
半剛性基層鋪筑完成后,透層油噴灑應及時跟進,既可實現透層油的最佳效果也有利于基層養生。但是對于存在浮漿和污染的基層表面,噴施透層油之前必須進行嚴格的清理,這是十分重要的,也可以說是所有層間處治技術的一個關鍵環節。再好的結合料,如果不是作用在潔凈的界面上,就不可能達到預期的效果。
4.2下封層
下封層一般是設在瀝青面層與基層間有一定厚度的隔水層。與透層油結合,在基層和面層之間形成一道抵御水害(包括動水壓破壞)的防護層。
下封層應使用粘結力和溫度穩定性很好的材料,在荷載應力應變作用下不僅要保持良好水密性,還應使面層和基層間形成足夠的結合力。基層與面層良好結合可以使薄瀝青面層不產生滑動、推移等破壞。為此,基層表面應穩定并且具有一定的粗糙度。
下封層施工一般使用熱瀝青表面處治。在噴灑透層油后的基層表面適量噴灑熱瀝青。瀝青灑布量采用每平方米1.2±0.2kg。然后用石屑撒布機撒布碎石并以輕型膠輪壓路機穩壓。碎石覆蓋率一般是整個面積的60-65%,粒徑采用5~10mm,灑布量為6~8m3/1000m2。為提高熱瀝青單層表處封層質量,可選用瀝青含量0.4%預拌碎石。
4.3粘層
粘層油主要用來提高瀝青路面多層體系的結構性,雖然用量較少,但其作用不容忽視。所有瀝青層之間均要噴灑粘層油,不能認為瀝青層未受污染就省略粘層結構。在高速公路瀝青路面粘層處治中,普遍采用乳化瀝青,一般用量為每平方米0.3~0.5kg。粘層油最好在瀝青層施工當天灑布,待乳化瀝青破乳、水分蒸發完成后,緊接著鋪筑瀝青層,確保粘層油不受污染。
5結語
總而言之,瀝青路面的層間處治離不開精心的優化設計和嚴密施工,只有提高對層間處治的重視程度,加強施工質量控制,才能真正使層間達到應有的粘結性和防水性,增強瀝青路面多層組合體系的結構承載力和耐久性,提高路面整體抗水害能力。
文章標題:淺析瀝青路面層間的處治技術
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