第一篇:甘肅黃土地區(qū)高等級公路瀝青路面典型結構研究
甘肅黃土地區(qū)高等級公路瀝青路面典型結構研究.txt臺灣一日不收復,我一日不過4級!如果太陽不出來了,我就不去上班了;如果出來了,我就繼續(xù)睡覺!甘肅黃土地區(qū)高等級公路瀝青路面典型結構研究
楊永紅1王選倉1韓國杰2常學亮
31.長安大學公路學院,陜西 西安 71006
42.甘肅省交通廳,甘肅 蘭州 730030
3.甘肅省交通科學研究所,甘肅 蘭州 730050
摘要:基于甘肅黃土分布,通過詳細調查和分析計算,進行了交通量等級和土基強度等級劃分,實測影響路面設計的主要材料參數,提出了甘肅黃土地區(qū)高等級公路瀝青路面典型結構,供設計單位選用,科學簡便地解決了該地區(qū)的瀝青路面設計問題。
關鍵詞:交通量等級;設計參數;典型結構
0 引言
甘肅省地處我國中部,東西長達1000多km,與其它各省相比較,地理、氣候、地貌等特征較為復雜。黃土主要分布于省內中、東部地區(qū),面積約12萬km2。黃土地區(qū)典型的地貌是山大溝深、殘塬、梁峁較多,給公路建設帶來了一定困難。如按現行《公路瀝青路面設計規(guī)范》進行瀝青路面設計,特別是在高等級公路路面設計時,對于一個缺少經驗的路面設計者,難以確切掌握,這將直接影響路面使用性能和工程造價。甘肅黃土地區(qū)高等級公路路面結構調查匯總
路面結構調查要求選擇的路線及路段具有典型性,公路等級要求是二級或二級以上的新建或已建的路面結構,其施工質量達到一定的水平。
本文收集了近10年甘肅黃土地區(qū)的在建或已建高等級公路資料,共15條,其中高速公路有5條,一幅高速公路2條,一級公路1條,二級公路7條,如表1所示。
表1 甘肅柔性路面結構調查匯總表
注:調研時間是在2000~2001年。
調查路段結論:
(1)本次調查涉及高速、一級、二級公路結構,對提出典型結構具有指導意義。
(2)高速公路路面結構,面層厚度15cm,基層底基層厚度總厚度40~60cm。調查還有2條一幅高速公路,面層厚度為7~10cm,基層厚度為37~44cm。
(3)一級公路路面結構,面層厚度12cm,基層底基層總厚度48cm(調查只有1條一級公路)。
(4)二級公路路面結構,面層厚度3~10cm,基層底基層總厚度34~51cm。
(5)調查的15個路段氣候資料統(tǒng)計:極端最高氣溫在34~37.9℃,極端最低氣溫-27.1~-8.7℃,年降水量約為261.1~565.1mm,蒸發(fā)量為963.3~1879.9mm,年平均氣溫6.4~10.7℃。
(6)各路段沿線大部分為風積黃土和沖洪積黃土所覆蓋,即主要為Q3和Q4第三系和第四系新黃土。道路使用情況分析
甘肅黃土地區(qū)的高等級公路路面結構和全國其它地區(qū)相差不大,尤其是高速公路,近幾年才開始修建,路面結構型式單一,主要還在嘗試階段。二級公路有些路面采用次高級路面,隨著以后的修建,瀝青混凝土路面將成為主要的面層結構型式?;鶎雍偷谆鶎又饕捎冒雱傂圆牧?,其強度高,適應甘肅的行車使用條件。現階段半剛性基層瀝青路面仍是甘肅黃土地區(qū)高等級公路路面的主要結構類型。
從本地區(qū)瀝青路面使用狀況調查資料可以看出,現已通車的公路,有的半剛性基層瀝青路面在行車荷載和自然因素的作用下,出現了一些損壞。由于環(huán)境、材料組成、結構層組合、荷載、施工和養(yǎng)護等條件的變異,損壞的形態(tài)是多種多樣的。從表面上看,有許多裂縫出現,也有各種類型的變形,如凹陷、隆起和車轍等。這些損壞現象,單獨出現或幾種形態(tài)同時出現。由于在黃土地區(qū)修路,路基土質一般為第三、第四系黃土,雖然在干時有一定的結構強度,但浸水后在外荷載與土自重的作用下發(fā)生下沉,即濕陷。有些路段排水設施及坡面防護的結構不合理,遇水很容易對路基造成損壞,土基強度降低,發(fā)生沉陷而導致路面凹凸不平。交通分級
本文根據甘肅黃土地區(qū)交通量觀測站調查資料、工程可行性研究報告和路面計算說明書等,共14條高等級公路,經大量計算確定了路面設計交通量取值范圍,如表2所示。在此基礎上綜合考慮該省的交通發(fā)展狀況,進行了交通分級。若一個車道的設計交通量為500輛/d(BZZ-100),年平均當量軸次增長率r=7%,設計使用年限n=12年,則有累計當量軸次高速公路二為:Ne=3.26×106(軸次),結合表2所示設計交通量資料,在交通量等級劃分中,分界線最小值取3.5×106(軸次)。
交通劃分時以不同交通等級對基層或底基層厚度產生大致相同的效應和相鄰分級對其厚度不產生較大的變化(5cm左右)為依據,由表2和其它高等級公路交通量數據資料,同時考慮到甘肅省經濟狀況和交通迅速增長的需要,確定各分級界限,將交通量等級劃分為4級,如表3所示。土基強度分級
4.1 土基回彈摸量測試
本文選取甘肅省有代表性的幾條路,采用承載板、貝克曼彎沉梁、FWD測試車3種方法實測土基回彈模量。匯總利用承載板測試5條路資料,如表4所示。
因承載板測定費時、較笨重,在甘肅省有些單位利用彎沉儀測定。彎沉儀測定是用標準車在土基表面,測定輪隙中心下的回彈彎沉值,通過計算求得土基的回彈模量值。
落錘式彎沉儀(簡稱FWD)產生于上世紀70年代初,與傳統(tǒng)的貝克曼梁測試彎沉相比,具有使用方便、快速、安全、節(jié)省人力的特點,其模擬實際情況施加動態(tài)荷載,適于長距離、連續(xù)測定。由于篇幅所限,本文未列出貝克曼梁和FWD測試試驗數據。
表2 甘肅柔性路面設計交通量匯總表
表3交通量等級劃分表
注:設計年限為15年,交通量年平均增長率采用5%,車道系數取0.4。
表4 承載板測試路基回彈模量E0匯總表
注:土基回彈模量三列括號中數據84.1%、90%和97.7%代表保證率。
以承載板測試得出甘肅黃土地區(qū)土基回彈模量設計參數范圍,考慮97.7%保證率,在30~82MPa之間,比規(guī)范的取值偏大,比較能反映路基實際的強度,在此基礎上提出了土基強度分級。
4.2 土基分級
從本文調研及實測的結果來看,土基回彈模量低限取30MPa是合理的。如果達不到要求,則要求進行處治。土基等級劃分以土基模量E0為劃分指標,以不同土基等級對路面基層或底
基層厚度產生大致相同的效應和相鄰分級對其厚度不產生較大的變化(5cm左右)為分級原則,將土基強度等級劃分3個等級為S1、S2、S3,見表5所示。
表5 土基強度等級劃分路面材料設計參數
在路面結構設計時,路面材料設計參數是比較重要的參數,其取值的大小直接影響路面厚度的選擇。但目前國內在路面設計時大多數仍然依靠查規(guī)范推薦表,一些路在設計中實測樣本量也常常較少,加之不同測試方法之間有較大的差異性,因此,很有必要對甘肅黃土地區(qū)常用路面材料設計參數進行深入研究。
本文對常用的半剛性基層材料設計和施工主要指標進行了較全面地試驗研究,對主要材料進行室內試驗、野外承載板實測以及工程實際劈裂強度對比試驗(在一些高等級公路上進行鉆芯取樣),同國內外已研究資料進行綜合對比分析,提出了適合甘肅黃土地區(qū)高等級公路路面典型結構的材料設計參數值,如水泥石灰穩(wěn)定砂礫土,抗壓模量E在900~1300MPa,劈裂強度σ在0.3~0.5MPa等。甘肅黃土地區(qū)瀝青路面典型結構推薦
合理的瀝青路面結構設計應全面考慮使用性能、安全性和必要的經濟性。本文在建立瀝青路面結構優(yōu)化設計數學模型基礎上,利用非數值優(yōu)化算法—改進的遺傳算法(AGA)求解,編制了計算機程序AGA-LQ,算法簡單,收斂速度快,取得了良好的效果,進而節(jié)省造價。
根據甘肅黃土地區(qū)工程實踐,參考國內外路面結構設計原則,經過造價優(yōu)化計算,推薦出甘肅省黃土地區(qū)高等級公路瀝青路面典型結構,共23種,供有關單位設計時選用,具體結構見鑒定報告。
推薦路面典型結構適用范圍:
(1)適用于甘肅省黃土地區(qū)高等級公路瀝青路面,即適用于二級及二級以上公路設計年限內一個車道上的累計當量軸次為20×105~180×105的瀝青路面設計。當設計年限內一個車道上的累計當量軸次Ne>180×105時,路面結構厚度應另行計算確定。
(2)土基回彈模量E0<30MPa時,應采取工程措施,使E0≥30MPa后,再運用路面典型結構進行設計。結束語
目前,我國西部地區(qū)高等級公路建設發(fā)展迅速,需要有較切合實際的典型結構或標準結構供設計人員選用,以避免隨意性和盲目性。本文對在建和已建的高等級公路進行資料調查的基礎上,進行交通和土基強度等級劃分,實測了影響路面設計的材料參數。此外,利用改進的遺傳算法進行路面結構造價優(yōu)化,以期得出費用低又滿足各項使用性能的路面結構,推薦了適合甘肅黃土地區(qū)筑路特點的路面典型結構。研究成果對于充分利用地方筑路資源、提高路面結構設計質量和路面的使用品質、延長路面的使用壽命具有現實意義和使用價值。
參考文獻:
[1] 沙慶林.高等級公路半剛性基層瀝青路面[M].北京:人民交通出版社,1998.[2] 武和平.高等級公路路面結構設計方法[M].北京:人民交通出版社,2000.[3] 葉成.甘肅黃土分類分區(qū)與公路區(qū)劃研究[D].長安大學碩士學位論文,2000.[4] 陳忠達,等.干線公路瀝青路面典型結構的研究[J].公路交通科技,2001(2):9-12.[5] 楊永紅.甘肅黃土地區(qū)高等級公路瀝青路面典型結構研究[D].長安大學碩士學位論文,2002
(摘自:《公路交通科技》2004年10月)
第二篇:高等級公路瀝青路面預防性養(yǎng)護
高等級公路瀝青路面預防性養(yǎng)護
1.瀝青路面的破損類型及其產生原因
1.1 破損類型
瀝青路面的破損可分為:裂縫類、松散類、變形類及其他類等4大類。
1.2 產生原因
(1)橫向裂縫:這種病害比較普通,主要由于瀝青面層溫度收縮和半剛性基層的干縮或溫縮引起。路基壓實度不足也會引起這種病害。
(2)縱向裂縫:大多發(fā)生在半填半挖路基或路面加寬處,主要由路基的不均勻沉降造成。
(3)龜裂:其初始形態(tài)是沿輪跡帶出現單條或多條平行縱縫,逐漸在縱縫間出現橫向或斜向連接縫形成龜裂。主要是由于路面結構強度不足引起。
(4)車轍:表現為沿行車帶出現橫向高差,主要是由于瀝青混合料級配設計不合理,穩(wěn)定性差或由于基層及面層施工時壓實度不足,使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反復作用下出現固結變形和側向剪切位移引起。另外,重載和超載車輛過多也是產生車轍的重要原因。
(5)波浪:主要原因是路面組成材料設計不合理或施工質量差,導致路面材料不足以抵抗車輪水平力的作用;在縱坡段,由于高溫的原因也會出現這種病害。
(6)松散:主要出現在水損壞嚴重的路段上。
(7)坑槽:是龜裂和松散等其他損壞進一步發(fā)展的結果。
(8)沉陷:主要是路基壓實度不足引起的,特別是在一些高填方和壓實困難的半填半挖路段以及構造物兩端出現。
(9)剝落:如果瀝青混合料中使用了中性或酸性石料,會造成集料與瀝青之間的粘附性不足,在行車荷載的作用下,集料從路面剝落,使路面形成麻面,進而可能發(fā)展成為坑槽、松散等病害;施工時混合料離析也是產生剝落的原因之一。
(10)泛油:瀝青混合料中瀝青含量過多,空隙率較小,高溫穩(wěn)定性差,是產生泛油的主要原因。
2.瀝青路面預防性養(yǎng)護技術
瀝青路面預防性養(yǎng)護技術有:裂縫修補、稀漿封層、石屑封層、微表封層和熱薄層罩面(包括開
級配、密級配和間斷級配)等。這里重點分析裂縫修補和稀漿封層技術。
2.1 裂縫修補工藝及方法
2.1.1 開槽修補法
開槽修補法適合中小裂縫,是較好的裂縫處理方法,使用的設備包括開槽機和灌縫機,補縫材料采用針對裂縫修補專門設計的密封膠(改性瀝青聚合物),開槽尺寸至少為lcm寬,l~3cm深,開槽的深度比不應超過2:l,深度比越小越好。開槽修補法的施工工藝流程如下:
(1)準備工作:檢查開槽機和灌縫機,確保其技術狀況良好:根據路面裂縫的具體情況,確定補縫設計方案;啟動灌縫機并向密封膠加熱罐內添加密封膠,將密封膠加熱、攪拌至l90℃,不能超過200℃ ;加熱期間將灌縫機拖掛在卡車后面,并把密封膠、隔離墩、安全指示標牌、開槽機和肩背式吹風機等裝在卡車上,拖到預定施T地點,按《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》(JTG H30—2004)的規(guī)定作為施工區(qū)進行作業(yè)。
(2)開槽:按照設計的開槽尺寸,預先調節(jié)好開槽機開槽深度,然后進行開槽作業(yè)。作業(yè)時,根據裂縫寬度種類情況,及時調節(jié)開槽尺寸,滿足最低設計要求。
(3)清槽:用肩背式吹風機將槽內的碎渣及裂縫兩側至少l0cm范圍內的灰塵徹底清掃干凈。
(4)灌縫: 若在氣溫低于4℃時灌縫,灌縫機須配有預熱設備對開槽部位進行預熱,若在此溫度下不預熱就進行補縫,會降低密封膠的粘結力;如果在氣溫高于4℃時灌縫,可不進行預熱,一般預熱后的補縫效果要好、在密封膠加熱溫度達到190℃左右時,用灌縫機帶有刮平器的壓力噴頭將密封膠均勻地灌入槽內,并在裂縫兩側拖成一定寬度與厚度的封層。
(5)養(yǎng)護:密封膠灌縫后,在密封膠充分冷卻并把路面上的碎渣清掃干凈以后,才能開放交通。一般冷卻時間為15分鐘左右,具體開放交通時間可根據氣溫情況靈活掌握。
2.1.2 非開槽修補法即傳統(tǒng)修補法
非開槽修補法適合對微裂縫進行修補,根據使用材料的不同,這種修補法可以分為熱補和冷補2種。
(1)AH—110#重交通石油瀝青熱補施工
機具設備瀝青熱熔和噴涂設備(安裝在工程車上)。
施工工藝:準備工作→備料→加熱熔解AH—110#重交通石油瀝青→清除裂縫四周灰塵→騎縫噴涂熱熔石油瀝青→抹板抹平自然冷卻→開放交通。
(2)改性乳化瀝青冷補施工
改性乳化瀝青是液態(tài)的混合冷補材料,對機具設備無特殊要求,現場攪拌后人工刮涂封縫(最少3遍).施工工藝:準備工作→清縫→人工拌料→人工刮涂一次→固化→二次刮涂→固化→三次刮涂→固化→開放交通(固化時間l5~20 min)。
2.1.3 傳統(tǒng)修補法和開槽式修補法的比較
(1)對于傳統(tǒng)修補法,無論是采用重交通石油瀝青還是改性乳化瀝青灌縫,雖然施工設備費用投入幾乎沒有,初期施工造價較低,但隨著表層及基層的溫度收縮,最多不超過1年,維修后的裂縫又在原灌縫位置重新開裂,其失效率占80%以上,只好第二年重新修補。這樣經常的維修,不僅增加了養(yǎng)護費用,而且頻繁的養(yǎng)護作業(yè)會造成行車的諸多不便和不安全因素。5年內每延米工程總造價為l5元左右。
(2)對于開槽式修補法,雖然初期施工設備費用投入較高,初期施工造價較高,但其使用壽命大為延長,裂縫密封的效果好,有效率大為提高,使用5年后,開槽式修補處理裂縫的有效率為85%,5年內每延米工程總造價為ll元左右。
(3)傳統(tǒng)修補法適合處理微裂縫和對中小裂縫進行臨時應急處理;開槽式修補對中小裂縫進行一次修補可以保持5年以上,一次修補多年受益。
2.2 稀漿封層
稀漿封層技術對于新、舊路面的老化、裂縫、光滑、松散、坑槽等病害能起到預防和維修的作用,使路面的防水、抗滑、平整、耐磨性能迅速提高。近年來。由于稀漿封層施工的規(guī)范化、標準化,施工質量提高和成本的降低,稀漿封層已廣泛應用于高等級公路的早期維修養(yǎng)護上。
2.2.1 改性乳化瀝青稀漿封層
改性乳化瀝青是一種高溫抗流變、低溫抗脆裂,耐候性、抗磨性、抗老化性優(yōu)良的路面鋪筑材料,對于降低路面的透水系數,治理路面的初期病害,增大路面的平整度和摩擦系數,起到很好的作用。改性乳化瀝青稀漿封層是一種由水質高分子改性乳化瀝青與軋碎密集料、礦物填料、水和添加劑組成的表面處治層,特點是可以進行薄層攤鋪,凝固快,主要用于路面構造修整、龜裂、車轍等病害的處治,也可用于密封和提高路面的抗滑處治。但改性乳化瀝青稀漿和其他薄層處治一樣,只適用現有結構穩(wěn)定的路段,彎沉值不夠時必須補強后再施工。
2.2.2 與其他道路養(yǎng)護方法相比較
(1)與熱瀝青混合料鋪筑相比,熱瀝青混合料攤鋪厚度2.5cm,每平方米造價l8~2O元;改性乳化瀝青稀漿封層攤鋪厚度1cm,每平方米造價l3元左右,平均使用壽命為6~8年,可節(jié)約瀝青15%~20%,按路面11m寬計算每公里節(jié)約資金8.8~11萬元。因為改性乳化瀝青稀漿封層在5℃以上即可施工,因此可以延長施工時間1~2個月,且減少環(huán)境污染、施工簡便、降低勞動強度、節(jié)約設備能源。改善施工條件。
(2)普通乳化瀝青稀漿封層開放交通時間需要4h,改性乳化瀝青稀漿封層開放時間只要0.5~1h,中斷交通時間大大縮短或半幅施工,半幅開放交通,使成本直接下降。
(3)改性乳化瀝青自身有較好的彈性和高低溫性能,改性稀漿封層混合料有較好的物理性能,因此,改性乳化瀝青稀漿封層可以修復或減少路面病害,延長封層的使用年限,年使用成本比普通乳化瀝青稀漿封層要低
(4)由于改性乳化瀝青稀漿封層具有較好的防水和抗滑性能,而且縮短了開放交通時間。提高了路面的使用性能和機械設備利用率及勞動效率。極大地避免了夏季突然暴雨造成的水毀損失,每年可節(jié)約2~3萬元。從縮短車輛停滯方面考慮。節(jié)約運輸時間、減少車輛、商品在途中費用。其經濟和社會效益不可估量。結語
本文就瀝青路面裂縫修補方法等作了簡述。預防性養(yǎng)護作為高等級公路經常性、周期性的保養(yǎng)措施,應引起足夠的重視。
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第三篇:高寒地區(qū)黃土公路隧道施工
高寒地區(qū)土質公路隧道施工
隨著國民經濟的迅速發(fā)展,公路隧道在公路建設中地位越來越顯示出重要作用,而在全國范圍內,黃土的分布十分廣泛,所以黃土隧道的建設在所難免,其設計與施工難度也漸趨復雜。黃土隧道有其自身的特點:易塌方,遇水產生濕陷性,;同時,黃土隧道造價高昂,修建的經驗非常少,這些都制約著土質隧道向更高層次發(fā)展。
關鍵詞 土質隧道 施工 質量 控制 1 黃土隧道開挖
a.隧道開挖施工工藝流程圖
管棚作業(yè)一洞室開挖——初噴4—6cm厚混凝土一鋪設鋼筋網一架立鋼拱架一錨桿作業(yè)一噴射混凝土至設計厚。
b.隧道開挖嚴格按預留核心土七步流水作業(yè)法施工,上導坑開挖進尺以1~2榀鋼拱架間距為宜。上半斷面開挖應預留2-3m的核心土,并嚴格控制拱部開挖,嚴禁欠挖,避免超挖。下半斷面開挖應采用先拉中心槽(中心槽不宜超過10m),在沒有施做中導支護前,堅決不允許拉中槽;左右側馬口開挖交錯施工距離應大于5.0m;并嚴格控制開挖進尺,嚴禁長距離開挖。
c.刷坡進洞階段,在滿足正常施工空間和土體自身穩(wěn)定的情況下,拱頂以下曲墻之外應保留一部分土體,作為仰坡擋土平衡塊,有利于洞身安全穩(wěn)定;
d.對于掌子面出水量大,超挖較嚴重的情況應采取下述措施解決上述隱患:在開挖結束之后,立即在巖面敷設一層鋼筋網,鋼筋網緊貼巖面設置,用鋼管、方木等臨時性支撐頂緊,然后初噴混凝土,達到初噴設計厚度,然后再立鋼拱架,施作初期支護。
e.掌子面距仰拱最大距離不超過30m,仰拱距二襯最大距離不超過30m(如果地質條件變差,則施工步距須進一步縮短)。
f.臨近貫通時,一側須停止向前掘進,掌子面后面設扇行工字鋼支撐;同時,仰拱及襯砌要抓緊跟進(在未跟進的情況下,堅決不允許貫通);貫通前最后一個循環(huán)要達到1.5m左右,不致貫通時土體過薄,出現坍塌,造成安全事故;在剩余3m左右時,在拱部開挖通氣孔,緩慢釋放能量,轉移受力。初期支護 2.1 超前管棚
a.超前大管棚作業(yè)前,應先標出開挖線,并對管位按設計要求進行布眼。超前大管棚的連接,優(yōu)先考慮絲扣連接,也可以采用套管焊接,不允許對焊后直接使用。
b.為確保管棚的外插傾角能滿足規(guī)范要求,第二循環(huán)管棚需預留工作室。具體為:距第二循環(huán)管棚末端4m處,開始將鋼拱架按0-30cm線形逐漸抬高,這樣給第二循環(huán)管棚作業(yè)創(chuàng)造一個4m長、0.3m高的三角形空間,便于鉆機作業(yè)。在兩環(huán)節(jié)接頭處設計高度上增設一榀鋼拱架與管棚尾端焊接,前后兩循環(huán)管棚搭接應滿足設計要求直徑89的管棚搭接長度不小于1.5m,預留工作室先以噴射混凝土噴成弧形面,其余部分待二襯時用襯砌混凝土補平。
2.2 超前小導管
a.在前一環(huán)鋼拱架的中隔板上環(huán)向布置注漿眼。
b,按布置的注漿眼位置焊穿隔板鉆眼(外插角可根據拱架間距調整),完成后將導管頂人巖層。
c.孔口止?jié){封堵:導管打人后用塑膠泥封堵孔口導管與孔壁間隙,并在導管附近及工作面噴混凝土,以防工作面上巖土坍塌,同時作為注漿止?jié){巖墻。
d.壓注漿液:注漿壓力控制在0.5-1.OMPa,注漿達到設計注漿量和注漿壓力時要結束注漿,切不可盲目加壓。注漿過程中要隨時觀察注漿壓力,分析注漿情況,防止堵塞、跑漿,做好注漿記錄,以便分析注漿效果。
2.3 鋼拱架架立質量控制 2.3.1 鋼拱架架立應控制好6個方面的問題:a.鋼拱架的標高;b.鋼拱架的橫向尺寸;c,鋼拱架的垂直度;d.鋼拱架的連接螺栓;e.鋼拱架各單元連接處松散物及虛碴的處理;f.鋼拱架的間距。各洞口安裝鋼拱架必須做到標高、寬度尺寸標準,上中下導鋼拱架連接弧度圓順,架立后技術干部要反復核對,確保各項數據符合設計要求。
2.3.2 鋼拱架應與圍巖緊密相貼,如不能緊貼時,應按規(guī)范要求,用高標號混凝土預制塊填塞頂實,其點數單側不得小于8個接觸點,以確保其整體受力。掌子面附近的鋼拱架外露(鋼拱架處的噴射不能噴滿,可留5cm厚左右,以便隨時檢查鋼拱架、錨桿的作業(yè)質量及數量)數米,最大不超過2m;鋼架之間的縱向連接筋應設于拱架內緣;連接筋環(huán)向間距及長度,嚴格按設計要求施工,便于與下一榀鋼架連接,同時要求鋼拱架的縱向安裝間距誤差不超過±4cm。
2.4 錨桿施做質量控制 2.4.1 鎖腳錨桿
鎖腳錨桿在黃土隧道的施工非常關鍵,必須按設計長度、數量隨鋼拱架的作業(yè)及時跟進。鎖腳錨桿要在端頭加工成L型彎鉤焊接在鋼拱架上,確實起到鎖腳作用,防止鋼拱架下沉過大。
2.4.2 系統(tǒng)錨桿
a.為了確保系統(tǒng)錨桿沿法線方向布設,系統(tǒng)錨桿的工作臺可放在上導坑核心土的后面,系統(tǒng)錨桿作業(yè)必須是噴射混凝土厚度達到10-12cm后進行,且一定要使用墊板,墊板焊接在鋼拱架的腹部,以便加強鋼拱架的穩(wěn)定性,提高其剛度;系統(tǒng)錨桿的設置及噴射混凝土達到設計厚度的斷面與掌子面的最大距離不超過6m。
b.系統(tǒng)錨桿可以在數量不變的情況下,增大環(huán)向間距;減小縱向間距;錨桿必須與鋼拱架焊接,系統(tǒng)錨桿的注漿必須按照設計要求達到注漿壓力。
2.5 鋼筋網工程質量控制
鋼筋網片必須嚴格按設計要求先在洞外定型加工,且每片加工面積不宜小于1m2,然后在洞內安裝,且相互之間的搭接長度不應小于5cm。鋼筋網應隨受噴面的起伏而鋪設,在施作前需初噴4-6cm厚混凝土形成鋼筋保護層,但對于馬蘭黃土,初噴混凝土是不現實的。
2.6 噴射混凝土質量控制
a.噴混凝土前試驗員一定要做好配合比,同時現場抓好混凝土施工操作。b.噴射混凝土時,速凝劑的添加要均勻,噴射混凝土一定要分層噴射,噴射混凝土的乎整度要求不超過5cm。
c.噴射混凝土應采用硬質潔凈的中砂或粗砂,細度模數宜大于2.5。速凝劑使用前應做速凝效果試驗,要求初凝不超過5min,終凝不超過l0min。噴射混凝土中的骨料應不小于40%。d.噴射混凝土必須表面平整、圓順;不合格處打鑿后補噴平整,尤其是上、中導和中、下導接茬部位。嚴格按2m靠尺進行量測,確保平整度達到要求,拱部噴射混凝土必須回填密實,不得有空洞。仰拱施工質量控制
仰拱基礎應在澆筑段外設置集水井,開挖立即抽水,嚴禁地基被水浸泡,同時立即噴射8-l0cm厚C25混凝土,對基底進行封閉,如仰拱混凝土為鋼筋混凝土時,噴射厚度應控制在8cm以內,以保證仰拱上部鋼筋保護層在2—3cm左右。二次襯砌質量控制 4.1 隧道防水
防水意識必須提高,重視隧道防水工作,嚴格按設計要求進行防水施工措施鋪設,加強對防水板的焊接質量要求,加大對防水板檢驗力度,在滿足設計要求的情況下對滲漏水較嚴重的地段加密排水半管,確保隧道無水,同時做好監(jiān)理簽證工作。
a.排水半管
排水半管在無水地段每5m設一道,富水地段應根據滲水痕縫加密。在噴射混凝土中打孔,將水引出后用半管排走。排水半管用高標號水泥砂漿包裹密實或用灰漿噴射密實,待初凝后再澆筑二襯混凝土,保證不滲漏水。
b.防水板搭接長度不得少于8cm,搭接部分的焊接寬度不得少于2.5cm;在粘貼防水板時若發(fā)生熱熔破壞,將破壞地方重新補粘,確保防水板的整體性和防水性。
4.2 二次襯砌
a.為確保二次襯砌的密實度和外觀質量,應在模板臺車上加設附著式振動器,并按設計要求在拱頂布設縱向注漿花管,緊貼初期支護混凝土面,孔位向上,在二襯混凝土外留注漿孔。同時應加強對襯砌臺車的支撐,為防止模板臺車整體上浮,可采用地錨,或在已完工的二襯上預留鋼筋,錨固模板。對臺車各部位螺栓進行全面檢查,變形較大應打磨,修正模板,同時對模板表面進行全面清理。
b.為避免二次襯砌施工中的收縮裂縫,除嚴格控制混凝土塌落度外,還須對其拌和時間、振搗時間嚴格要求。為防止混凝土離析,混凝土垂直落距不得大于1.2m,混凝土拌和站操作人員需配備秒表,做好拌和時間及用水量的精確控制,拆模時要求混凝土強度必須達到設計強度的70%。
c.已施工后襯砌表面缺陷部位要立即整修,重點是施工接縫部位,修整時禁止大面積抹漿粉刷,做到混凝土表面光滑平整,顏色一致。技術管理
加強圍巖觀察及觀測,對洞內初支表面裂紋進行認真分析,及時對監(jiān)控量測圍巖的各類數據(拱頂下沉、地表量測、水平收斂)進行匯總分折;確定二襯施作時間,調整支護參數。根據施工現場量測結果可以看出,黃土隧道的變形以下沉為主,收斂為輔。需要指出,有相當一部分施工、監(jiān)理單位對隧道監(jiān)控量測不重視,使得量測資料不真實、不及時,未能起到應有作用,后果很嚴重。
現場監(jiān)控人員要嚴格按駐地監(jiān)理要求規(guī)范施工,及時按要求做好各項內業(yè)資料,每道工序施作后應及時報現場監(jiān)理檢查并取得簽證;施工現場必須有技術干部指導施工,同時做到24h監(jiān)控。
第四篇:淺談高等級公路瀝青路面預防性養(yǎng)護(2012年)
淺談高等級公路瀝青路面常見病害成因
及預防性養(yǎng)護
摘要:瀝青路面在交通荷載的作用下,同時經受著持續(xù)變化的各種環(huán)境因素的綜合作用,瀝青混合料的材料性能隨著時間的增長而逐步衰減,導致瀝青路面使用性能逐漸降低,并出現車轍、裂縫以及水損害等各種病害現象。關鍵詞:瀝青路面 常見病害 養(yǎng)護
一、瀝青路面常見病害現象及成因分析
我國瀝青路面主要病害形式表現為車轍病害、水損害和裂縫類病害三大類。、瀝青路面車轍病害
車轍病害嚴重影響瀝青路面的使用性能和使用壽命,它的產生直接影響路面的平整度,導致行車舒適性降低;使輪跡帶瀝青層厚度減薄,降低面層以及路面結構的整體強度,進一步引起裂縫、坑槽等其他路面破損;存在較大轍槽的路段,車輛變向難以控制;雨天時路表排水不暢、行駛車輛易發(fā)生漂滑而影響高速行車的安全;并且車轍病害難處治。
車轍分為四類,結構性車轍,指基層或路基軟弱,各結構層發(fā)生永久變形;失穩(wěn)性車轍,指瀝青混合料抗剪切能力不足,瀝青層內發(fā)生剪切流動變形;磨耗性車轍,指汽車輪胎磨耗,表面顆粒逐漸散失而形成;壓密性車轍,指瀝青混合料面層施工壓實不足,在通車后混合料繼續(xù)被壓密并逐漸趨于穩(wěn)定而形成。
在1962年美國AASHO試驗路研究期間,Hofstra提出的報告認為產生車轍的主要原因是剪切應力,而1987年Eisenman的報告指出,車轍表現出輪胎下方的下沉以及同時出現的兩側的隆起,是壓密變形和流動變形的綜合作用引起的。而車轍的形成過程,大體上可分為三個階段:
(1)初始階段的壓密過程
在瀝青路面碾壓成型開放交通以后,瀝青面層以及各結構層材料中均存在一些空隙,在汽車荷載作用下,仍會有進一步的壓密過程。
(2)瀝青混合料的流動過程
高溫下的瀝青混合料處于以粘性為主的粘彈性狀態(tài),在車輪荷載作用下,瀝青及瀝青膠漿便產生流動,從而使混合料的網絡骨架結構失穩(wěn),而向兩側隆起。
(3)礦質集料的重新排列及礦質骨架的破壞
高溫下處于半固體狀態(tài)的瀝青混合料,由于瀝青及瀝青膠漿在荷載作用下的流動,此時礦質骨架逐漸成為荷載的主要承擔者,再加上瀝青的潤滑作用,礦質集料會產生錯動,促使瀝青及膠漿向其富集區(qū)流動。
影響瀝青路面車轍及混合料高溫性能的因素是很多的,可總體歸納為內在因素和外部條件。內在因素主要反映在材料本身的質量及混合料的組成上,而外部條件則主要包括氣候條件和交通條件。當外部條件與材料的內在因素結合在一起時就會對瀝青路面產生綜合影響。此外,路基、路面基層和路面結構組成及其施工質量也會對瀝青路面車轍形成產生綜合影響。車轍影響因素主要有集料、結合料、混合料類型、荷載、環(huán)境條件等。
2、瀝青路面水損害 “公路百害水為先”,所謂水損害即降水透入路面結構層后使路面產生早期破壞的現象,它是目前瀝青混凝土路面早期病害中最常見也是破壞力最大的一種病害。水損害主要表現為路面出現松散、坑槽、唧漿、轍槽、沉陷等病害形式。水破壞的產生往往使路面平整度明顯變差,路面使用質量和服務水平顯著降低。
瀝青路面水損害表現形式多樣。一般可歸納為三類即松散類(路表麻面、松散、掉粒、坑洞)、裂縫類(唧漿、網裂、坑洞)和變形類(轍槽)。以上的早期水損害現象有時單獨出現,但大多數是組合出現的。比如產生唧漿的地方通常會出現網裂和形變,并隨著時間的推移很快會出現松散和坑洞。此外,水損害按照水對路面損害的部位,可以分為路表水對路面的損害和進入路面結構內的水對路面的損害;按照形成過程的不同,可以分為自上而下的表面層水損害和自下而上的水損害。許多初期的路面水損害都是由上往下發(fā)生的,它往往局限于表面層發(fā)生松散和坑槽,當表面的水從裂縫和孔隙較大的裂隙中進入路面內,即形成路面內自下而上的水損害。
造成瀝青路面水損害的因素很多,可分為外部因素和內部因素。外部因素主要為:水、載荷和施工方法;內部因素主要為:集料性質、瀝青性質、瀝青混合料的空隙率、瀝青混合料的離析和路面結構排水系統(tǒng)。水損害的發(fā)生往往是各種因素共同作用的結果。瀝青與石料的黏附性不足和混合料空隙率過大是造成瀝青路面水損害的主要原因。國內關于水損害的作用機理的研究主要涉及到以下幾種理論:
普遍認為黏附-剝落理論是水損害的主要作用機理。黏附是指一種物體與另一種物體黏結時的物理作用。黏附-剝落理論主要體現為兩種作用過程,即黏附力和黏結力的損失。黏附力損失是指水進入瀝青和礦料之間的界面上,礦料對水的吸力比對瀝青的吸力大,造成瀝青剝落;黏結力損失是指瀝青內部的水使瀝青軟化,黏性降低,從而使瀝青混合料的整體性與強度降低。對于瀝青與集料間的黏附性有四種理論來解釋:力學理論、化學反應理論、表面能理論和分子定向理論。
靜水壓力作用瀝青路面的水損害與軟化和剝落兩種過程有關。首先,水能進入瀝青中使瀝青黏附性減小,從而導致混合料的強度減小;其次,水能進入瀝青膜和集料之間,阻斷瀝青和集料的相互黏結。由于集料表面對水的吸附力比對瀝青的吸附力強,致使瀝青與集料表面的接觸面減少,結果瀝青從集料表面剝落。
動水壓力作用,行車車輪在瞬間通過時,輪荷對路面產生的動水壓力,先是擠壓,迫使空隙中的滯留水沿隙四周擠壓、滲流。車輪駛離時,輪后的真空抽吸、路面自身的回彈,又會促使結構內的滯留水產生抽吸和回流,如此動水壓力的擠壓、抽涮,頻繁交替作用于瀝青混合料。另外,高能量的水分子與集料的黏附力比瀝青與集料的黏附力要大,會在集料表面加速與瀝青分子的臵換,使瀝青混合料的品質迅速變壞。
3、瀝青路面裂縫病害
瀝青路面裂縫是世界各國瀝青路面使用中均會遇到的主要病害之一,無論是冰凍地區(qū),還是非冰凍地區(qū),只是各自的裂縫嚴重程度不同而已。瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的,但就瀝青路面開裂的主要原因而論,裂縫可分為兩大類,即荷載型裂縫和非荷載型裂縫。
荷載型裂縫,即主要由于交通荷載作用下產生的疲勞裂縫。在半剛性基層瀝青路面設計合理、施工質量良好的條件下,單純由荷載作用引起面層開裂的可能性不大。非荷載型裂縫,主要為溫度型裂縫。瀝青路面溫縮型開裂包括低溫收縮開裂與溫度疲勞開裂,均體現為張開型開裂方式。對于瀝青路面基層存在裂縫情形,按瀝青面層裂縫開裂部位,可以分為反射裂縫與對應裂縫。根據裂縫方向裂縫可分為:橫向裂縫(1)瀝青面層的自身溫縮開裂;(2)半剛性基層的開裂反射到瀝青面層;(3)某些基層開挖溝槽埋設管線以及冰凍地區(qū)路基凍裂導致路面的橫裂;(4)面層施工時,施工縫未處理好,接縫不緊密,結合不良;(5)橋梁、涵洞或通道兩側的填土產生固結或地基沉降等??v向裂縫(1)填方材料和填方的不均勻性,以及填方密實度達不到設計要求。經過一段時間的自然沉降,特別是經過雨水浸泡后,路基強度有所下降,沿邊坡部分路基承載力也下降,就會出現縱向裂縫;(2)施工時,前后攤鋪幅相接處的冷接縫未按有關規(guī)范要求認真處理,結合不緊密而脫開;(3)縱向溝槽回填土壓實質量差而發(fā)生沉陷;(4)拓寬路段的新老路面交界處土層處理不徹底,沉降不均勻引起縱向開裂;(5)邊坡值小于設計值,邊坡壓實不夠和邊溝過深使實際填土高度加大而滑坡等引起的縱向開裂。網狀裂縫(1)路基局部壓實度不足或基層材料局部松散不成板體,使路面的承載能力下降形成的裂縫;(2)瀝青與瀝青混合料質量差。瀝青延度低,抗裂性差。瀝青混合料拌和時間過長,拌和溫度過高或在儲料倉倉儲時間過長,使瀝青變硬,對拉應變敏感而產生的裂縫;(3)瀝青層厚度不足,層間粘結差,水分滲入,形成的裂縫;(4)行車荷載重復作用下引起的疲勞裂縫;(5)外界原因如污染、腐蝕等造成的局部網裂。反射裂縫基層反射裂縫是由溫度收縮和干燥收縮變形引發(fā)所致。曝露時間、失水率、級配和水泥劑量對干縮性能有影響,降溫時間、溫度、級配和水泥劑量對溫縮性能有影響。
由于環(huán)境溫度、交通荷載等因素的影響,瀝青路面初期產生的裂縫對瀝青路面使用性能常無明顯影響,但由于半剛性基層自身干縮和溫縮應變脹縮產生的拉應力超過半剛性基層自身的極限抗拉強度,使其從強度薄弱處產生斷裂,隨著路面使用時間的延長。已有的裂縫逐漸向上擴展到路表,橫向裂縫不斷增加??p寬不斷增大,橫向裂縫再不斷附生縱向裂縫,最終形成大小不等獨立板塊,在表面水的作用下,致使裂縫附近基層的含水量加大,甚至飽和。其結果是路面強度明顯降低,在大量行車荷載反復作用下,產生沖刷、唧漿和沉陷等現象.最終導致路面很快產生結構性破壞,使道路結構逐漸喪失承載能力。
引起瀝青路面裂縫的原因很多,大體可分為三種:(1)由于行車荷載的作用而產生的結構性破壞裂縫。在車輪荷載的作用下,當路面結構層底部產生的拉應力大于其材料的抗拉強度時,產生的開裂稱之荷載型裂縫。(2)由于瀝青面層溫度變化而產生的溫度裂縫,包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫,稱之非荷載裂縫。(3)經常出現在橋涵兩端的橫向裂縫,或在路段上出現較長的縱縫,主要是由填土固結沉陷或地基沉陷引起,稱為沉降裂縫,盡管瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的,但其中的行車荷載作用、瀝青面層溫度變化是產生裂縫的主要原因。
二、瀝青路面預防性養(yǎng)護技術
預防性養(yǎng)護作為一個完整的概念于20世紀80年代提出,是是一種定期的強制保養(yǎng)、維修措施,在路面結構強度充足,僅表面功能衰減的情況下,為恢復表面服務功能而采取的一種養(yǎng)護措施;是一種在路面狀況良好的情況下采取的對現有道路系統(tǒng)進行有計劃的、基于費用-效益的養(yǎng)護策略;是在沒有提高路面結構能力的情況下,延遲路面的損壞,維持或改善路面現有的通車條件,通過延長原有路面的使用壽命來推遲昂貴的大修和重建活動;是在適當的時間,將適當的技術措施,應用在適宜的路面上。它的核心思想是要求采用最佳成本效益的養(yǎng)護措施,強調養(yǎng)護管理的主動性、計劃性、合理性。
在預防性養(yǎng)護技術的推廣應用中,需要改變“不壞不修、舊路先修”的傳統(tǒng)觀念,從傳統(tǒng)的養(yǎng)護模式過渡到預防性養(yǎng)護模式,其基本出發(fā)點是通過早期養(yǎng)護,延緩路面的病害發(fā)展過程,從而推遲了后期進行維修或重建時間,延長了路面使用壽命,最終獲得更高的經濟效益。
瀝青路面常用預防性養(yǎng)護技術有:灌縫、再生(熱再生、冷再生)、微表處、稀漿封層、石屑封層、霧封層和熱薄層罩面(包括開級配、密級配和間斷級配)等。這里針對本文上述病害重點分析裂縫修補和稀漿封層技術。
1、裂縫修補工藝 1.1開槽修補法
開槽修補法適合中小裂縫.是較好的裂縫處理方法.使用的設備包括開槽機和灌縫機,補縫材料采用針對裂縫修補專門設計的密封膠(改性瀝青聚合物),開槽尺寸至少為l cm寬,l~3 cm深.開槽的深度比不應超過2:l,深度比越小越好。開槽修補法的施工工藝流程如下:
(1)準備工作 檢查開槽機和灌縫機,確保其技術狀況良好:根據路面裂縫的具體情況,確定補縫設計方案:啟動灌縫機并向密封膠加熱罐內添加密封膠,將密封膠加熱、攪拌至l90℃,不能超過200℃ ;加熱期間將灌縫機拖掛在卡車后面,并把密封膠、隔離墩、安傘指示標牌、開槽機和肩背式吹風機等裝在卡車上,拖到預定施T地點,按《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》(JTG H30—2004)的規(guī)定作為施工區(qū)進行作業(yè)。
(2)開槽 按照設計的開槽尺寸,預先調節(jié)好殲槽機開槽深度,然后進行開槽作業(yè)、作業(yè)時,根據裂縫寬度種類情況,及時調節(jié)開槽尺寸,滿足最低設計要求。
(3)清槽 用肩背式吹風機將槽內的碎渣及裂縫兩側至少l0cm范圍內的灰塵徹底清掃干凈。
(4)灌縫 若在氣溫低于4℃時補縫.灌縫機須配有預熱設備對開槽部位進行預熱,若在此溫度下不預熱就進行補縫,會降低密封膠的粘結力:如果在氣溫高于4℃時補縫,可不進行預熱,一般預熱后的補縫效果要好、在密封膠加熱溫度達到190℃左右時,用灌縫機帶有刮平器的壓力噴頭將密封膠均勻地灌入槽內,并在裂縫兩側拖成一定寬度與厚度的封層。
(5)養(yǎng)護 密封膠灌縫后,在密封膠充分冷卻并把路面上的碎渣清掃干凈以后,才能開放交通。般冷卻時間為15 min左右,具體開放交通時間可根據氣溫情況靈活掌握
1.2 非開槽修補法(傳統(tǒng)修補法)
非開槽修補法適合對微裂縫進行修補,根據使用材料的不同,這種修補法可以分為熱補和冷補2種.(1)AU—l lO^#重交通石油瀝青熱補施工機具設備瀝青熱熔和噴涂設備(安裝在工程車上)。
旋工工藝 準備工作→備料→加熱熔解AH—l l0^#重交通石油瀝青→清除裂縫四周灰塵→騎縫噴涂熱熔石油瀝青→抹板抹平自然冷卻→開放交通。
(2)改性乳化瀝青冷補施工
改性乳化瀝青是液態(tài)的混合冷補材料,對機具設備無特殊要求,現場攪拌后人工刮涂封縫(最少3遍)施工工藝準備工作→清縫→人工拌料→人上刮涂→次→固化→二次刮涂→固化→三次刮涂→閌化→開放交通(固化時間l5~20 min)。
1.3 傳統(tǒng)修補法和開槽式修補法的比較
(1)對于傳統(tǒng)修補法,無論是采用重交通油瀝青還是改性乳化瀝青灌縫,雖然施工設備費用投入幾乎沒有,初期施工造價較低,但隨著表層及基層的溫度收縮,最多不超過1年,維修后的裂縫又 原灌縫位臵重新開裂,其失效率占80%以上,只好第二年重新修補。這樣經常的維修,不僅增加了養(yǎng)護費用,而且頻繁的養(yǎng)護作業(yè)會造成行車的諸多不便和不安全因素。5年內每延米工程總造價為l5元左右。
(2)對于開槽式修補法,雖然初期施工設備費用投入較高.初期施工造價較高,但其使用壽命大為延長,裂縫密封的效果好,有效率,使用5年后,開槽式修補處理裂縫的有效率為85%,5年內每延米工程總造價為ll元左右。
(3)傳統(tǒng)修補法適合處理微裂縫和對中小裂縫進行臨時應急處理:開槽式修補對中小裂縫進行一次修補可以保持5年以上,一次修補多年受益。
2、微表處的施工工藝 微表處是采用專用機械設備將聚合物改性乳化瀝青、粗細集料、水和添加劑等按照設計配合比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面,并很快開放交通的具有高抗滑性能和耐久性能的薄層,在我省高速公路養(yǎng)護中尚處于起步階段。
2.1、施工前的準備工作
微表處前應該進行以下的準備工作。
攤鋪機標準 微表處攤鋪機采用的是體積計量方式,而經混合料設計得出的是各組分材料的質量比例,因此需要對攤鋪機進行標定。攤鋪機標定結果是否正確,直接關系到混合料實際油石比是否與設計油石比相符。
路面的清掃 為了保證微表處層與原路面的良好黏結,要求原路面清潔。原路面上的松散材料、泥、雜草、油污和其他雜物都會影響微表處與原路面的黏結, 造成脫皮現象。
路面的清潔方法有很多種,國內常用的是用掃帚清掃,國外也有用水清潔或用鼓風機吹等方法。用水清洗時應待裂縫干燥后再進行微表處。
放樣畫線 為了保證微表處沿路線方向攤鋪,有時候需要根據路幅寬度、攤鋪槽寬度,在保證攤鋪次為整數的條件下沿攤鋪方向畫出控制線。不過,目前國內的大多數施工企業(yè)一般不做放樣線,而是直接以車道線、路緣石等為參照,攤鋪方向可以保證。
交通管制 施工過程的交通管制十分重要,一方面是為了保證施工人員和機具安全;另一方面也可防止車輛駛入未成型的微表處層,影響路表美觀。
2.2、微表處的攤鋪步驟
施工準備工作完成后,便可以進行微表處混合料的攤鋪。(1)將攤鋪機開至施工起點處, 調整好攤鋪槽的寬度、攤鋪厚度和拱度。
(2)再次確認各材料的設定準確無誤。
(3)開動發(fā)動機,使拌和器和攤鋪槽的螺旋分料器首先轉動起來。
(4)打開各個材料的控制開關, 使各組成材料幾乎同時進人到拌和器中;應有一名施工人員用鐵鍬將最初排出的材料接走,倒入旁邊的廢料車中。
(5)調節(jié)螺旋分料器的轉動方向,使稀漿混合料均勻地分布到攤鋪槽中。當材料充滿攤鋪槽 1/2 左右深度時,操作手示意駕駛員開動攤鋪機,以1.5-3.0km/h 的速度勻速前進。攤鋪的速度變應保證攤鋪槽內混合料體積占攤鋪槽體積的1/2 左右,保證分料器能攪拌到混合料。
(6)對于攤鋪后路面的局部缺陷,應及時人工找補。手工作業(yè)可以使用橡膠拖把或者鐵鍬等工具,但不得使用掃帚。
(7)應時刻注意各組成材料的使用情況,當任何一種材料接近用完時,應立即關閉各材料的輸出,待攤鋪槽中的混合料全部攤出到路面上后, 攤鋪機停止前進。
(8)施工人員應立即將施工末段 1-2m范圍內的材料立即清除,倒入廢料車中。
(9)用高壓水槍清洗攤鋪槽,然后卸下攤鋪槽,攤鋪機開至料場裝料。
2.3、接縫處理
微表處的橫向接縫應做成對接接縫,施施工步驟為:(1)用油氈將前一施工段末端 0.5-1m 覆蓋,保證油氈末端與微表處材料層邊緣平齊。
(2)將攤鋪機后退,使攤鋪槽后緣落在油氈上。(3)啟動攤鋪機開始攤鋪。
(4)將油氈連同上面的微表處混合料取走,倒入廢料車中;清洗油氈,以備下次使用。
微表處的縱向接縫宜做成搭接接縫,為了保證接縫的平整,搭接寬度不宜過大。國際稀漿封層協會微表處技術指南規(guī)定縱向接縫搭接寬度不應超過76.2mm。接縫處高出量不應大于 6mm,因此將76.2mm取整為80mm 后可以用作我國的標準。
微表處縱向接縫的位臵直接影響路表的美觀,因此, 如果能夠將縱向接縫放在車到標線上,會最大限度地減少接縫對路表美觀的影響。但是這將對車道標線的化纖造成一定的困難,特別是接縫處的不平整和粗糙表面會造成走線不直和畫線材料用量明顯增加,因此建議將縱向接縫放在車道線一側3-5cm的地方,這樣即不會顯著影響路表的美觀,同時又不至于造成畫線困難和畫線成本增加。
2.4、微表處攤鋪機的走線
微表處攤鋪過程中的走線十分重要,直接影響縱向接縫是否順直,從而影響到攤鋪層的美觀。為了保證走線的順直,一般可事先鋪設導線。當施工路段有路緣石或車道標線作為參照物時。只要攤鋪機駕駛員可以確保走線順直,可不專門鋪設導線。
由于微表處攤鋪機與攤鋪槽間采用鏈條連接,往往在攤鋪彎道時受路面超高的影響,攤鋪槽會向彎道內側側滑,滑動距離一般在5cm 左右。在攤鋪彎道時,駕駛員走線應該考慮攤鋪槽的側滑。3稀漿封層
稀漿封層技術對于新、舊路面的老化、裂縫、光滑、松散、坑槽等病害能起到預防和維修的作用,使路面的防水、抗滑、平整、耐磨性能迅速提高。近年來。由于稀漿封層施工的規(guī)范化、標準化,施工質量提高和成本的降低,稀漿封層已廣泛應用于高等級公路的早期維修養(yǎng)護上。
3.1 改性乳化瀝青稀漿封層
改性乳化瀝青是一種高溫抗流變、低溫抗脆裂,耐候性、抗磨性、抗老化性優(yōu)良的路面鋪筑材料,對于降低路面的透水系數,治理路面的初期病害,增大路面的平整度和摩擦系數,起到很好的作用。改性乳化瀝青稀漿封層是一種由水質高分子改性乳化瀝青與軋碎密集料、礦物填料、水和添加劑組成的表面處治層,特點是可以進行薄層攤鋪,凝固快,主要用于路面構造修整、龜裂、車轍等病害的處治,也可用于密封和提高路面的抗滑處治。但改性乳化瀝青稀漿和其他薄層處治一樣,只適用現有結構穩(wěn)定的路段,彎沉值不夠時必須補強后再施工。
3.2 與其他道養(yǎng)護方法相比較
(1)與熱瀝青混合料鋪筑相比,熱瀝青混合料攤鋪厚度2.5 cm,每平方米造價l8~2O元;改性乳化瀝青稀漿封層攤鋪厚度1cm,每平方米造價l3元左右,平均使用壽命為6~8年,可節(jié)約瀝青15%~20%,按路面1 1 m寬計彈每公里節(jié)約資金8.8~1 1萬元。因為改性乳化瀝青稀漿封層在5℃以上即可施工,因此可以延長施工時間1~2個月,且減少環(huán)境污染、施工簡便、降低勞動強度、節(jié)約設備能源。改善施工條件。
(2)普通乳化瀝青稀漿封層開放交通時問需要4 h,改性乳化瀝青稀漿封層開放時問只要0.5~1 h,中斷交通時間大大縮短或半幅施工,半幅開放交通施,使成本直接下降。
(3)改性乳化瀝青自身有較好的彈性和高低溫性能.改性稀漿封層混合料有較好的物理性能,因此,改性乳化瀝青稀漿封層可以修復或減少路面病害,延長封層的使用年限,年使用成本比普通乳化瀝青稀漿封層要低。
(4)由于改性乳化瀝青稀漿封層具有較好的防水和抗滑性能,而且縮短了開放交通時間。提高了路面的使用件能和機械設備利用率及勞動效率。極大地避免了夏季突然暴雨造成的水毀損失,每年可節(jié)約2~3萬元。從縮短車輛停滯方面考慮。節(jié)約運輸時問。減少車輛、商品在途中費用。其經濟和社會效益不可估量。
三、瀝青路面修補技術
雖然預防性養(yǎng)護措施能夠延長路面使用壽命,但是隨著時間延長不可避免的出現路面病害惡化現象,需要進行病害修補。按照現有的維修設備和維修工藝,路面坑槽維修主要分為填料式坑槽修補技術、挖填式坑槽修補技術、預熱式坑槽修補技術三種維修方式。在實際維修中施工人員要根據實際施工條件采取不同的修補方式。如溫度、濕度、冬季、夏季、雨季等。加強關鍵工藝的控制提高維修質量降低維修成本。無論是采取那種方式施工要求作業(yè)人員在施工作業(yè)之前按規(guī)定擺放好作業(yè)安全標志。使用的材料分為熱瀝青拌合料、冷拌瀝青混合料。
1、挖填式坑槽維修技術,挖填式坑槽維修是目前公路小修保養(yǎng)中最常用的維修方法。它是將不規(guī)則的病害坑槽用專用工具切逢機將病害路面與好的瀝青路面的結合部作徹底分割。切割成規(guī)矩的長方形或正方形,并且將病害路面的底部處理徹底一直挖到完好底面部分。這樣處理過的坑槽比較徹底。在處理后的坑槽表面噴上薄薄的一層改性乳化瀝青再添入熱瀝青混合料。然后碾壓成型。下面具體談談其具體工作步驟:1、界定作業(yè)面,首先要界定現場坑槽病害的范圍,在此基礎上界定出比實際坑槽大于 10-20 厘米的外徑為切割范圍。用切逢機規(guī)則的矩形切割。切割時的深度要根據實際病害的深度確定。切割時的要求垂直為矩形長方體。2、清理坑槽,用鐵釬將病害部分松動,然后用鐵鍬將松散的廢料清出。重點在清除的過程中要從中間向四周開挖避免傷到坑槽的四周,坑槽的四周與底面垂直。將松散的廢料全部清除一直清理到穩(wěn)定的底面為止。然后用氣泵 3-5 個壓力吹出灰塵和雜質。做到坑槽內清潔、干燥底面平整完好。3、填放新料,為了增加新料與舊料粘結度,防止雨水滲入坑槽,再添入新料前用噴槍在坑槽的四周噴上薄薄的一層瀝青膠或乳化瀝青等。噴灑的量要適度,不許在坑槽的四周與地面出現積油現象。然后添入熱瀝青混合料。添入的方法先四周填滿然后向中間填料,這樣可以避免邊緣出現縫隙。填充時中間要略高于四周高度差 3-5 厘米。碾壓成型。如果坑槽較深可采取分層添入、分層碾壓的方式。以提高密實度。碾壓后的面層與原路面水平。如果材料選擇冷補瀝青料??梢灾苯犹砣胄铝喜槐卦龠M行乳化瀝青噴涂封閉,因為冷補料中含有瀝青膠或泡沫瀝青。其粘結度達到標準。采用這種坑槽維修技術從開始的坑槽清理到碾壓成型與前一種直接填料式維修比較,在施工工藝上要比前一種時間長,但施工更徹底,使維修后的坑槽使用壽命增加了 6-8 倍以上。如果溫度在 0-25 之間通常狀況下一般都采用這種坑槽維修技術。
2、直接填料式坑槽維修技術,填料式坑槽維修的特點是及時性、廣泛性、臨時性。適用于不同的季節(jié)要求維修設備簡單維修時間短。但坑槽修補后復發(fā)的可能性較高,一般做為應急性處理辦法。它的操作方法是把坑槽內的雜物清理干凈,然后直接填充瀝青混合料或使用冷補料,經過碾壓成型即可。
3、預熱式坑槽維修技術 預熱式坑槽修補技術主要是通過養(yǎng)護王修補車上的發(fā)電機發(fā)出的電源帶動紅外線加熱墻對瀝青路面的坑槽進行加熱處理。使坑槽部分實行熱再生然后根據現場情況再加入新料攤平后進行碾壓成型開放交通。優(yōu)點是先進,快速。
四、結語
本文就瀝青路面常見病害及其處治方法作了簡述。預防性養(yǎng)護作為高等級公路經常性、周期性的保養(yǎng)措施,應引起足夠的重視。作為我們養(yǎng)護部門要建立科學的養(yǎng)護管理方法,科學地確定公路路面的養(yǎng)護對策,來提高養(yǎng)護質量,合理使用養(yǎng)護資金。并建立有效的運作機制,做到盡早發(fā)現,及時處治,使路面的養(yǎng)護工作做得更好。只有這樣,才能更好地發(fā)揮公路的社會效益和經濟效益。
第五篇:中國典型地區(qū)云系結構與輻射氣候效應研究
附件11
“中國典型地區(qū)云系結構與輻射氣候效應研究”
重大項目指南
云覆蓋了地球面積的60%左右,是天氣和氣候預測中最重要、但不確定性最大的組成部分。它不但極大地影響地氣系統(tǒng)的輻射平衡,對水循環(huán)和能量循環(huán)也具有重要影響。在過去的二、三十年里,人們對溫室氣體氣候效應的研究因長時間序列南極冰芯的獲得而取得了相當大的進展,但對云的三維結構、云-輻射過程及其對大氣環(huán)流的影響研究仍十分薄弱。云是所有氣象要素中最難以描述的變量,在氣候預測最主要的工具—全球氣候模式(GCMs)中,云及相關過程不得不被參數化處理。而這種參數化算法的建立需要基于大量的云的宏、微觀特性觀測數據基礎上對云結構、相關云物理和輻射過程的深入理解。如何得出符合我國典型地區(qū)典型云系特征的云的宏、微觀及輻射特性關鍵參數,并應用于氣候變化預測和天氣預報中,是目前我國大氣科學領域急需解決的問題。它既是當前全球變化影響與人類適應以及可持續(xù)發(fā)展的研究熱點之一,又是國家發(fā)展與安全戰(zhàn)略決策的重要需求,也是國家中長期科學和技術發(fā)展綱要中的重大前沿課題。
針對我國典型云系的云-輻射相互作用及其對我國天氣、氣候影響開展專門研究,多學科聯合攻關,獲取云、輻射與天氣、氣候變化的本質聯系并形成準確、系統(tǒng)的科學認識;通過認識云