甘肃黄土地区高等级公路沥青路面典型结构研究

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第一篇:甘肃黄土地区高等级公路沥青路面典型结构研究

甘肃黄土地区高等级公路沥青路面典型结构研究.txt台湾一日不收复,我一日不过4级!如果太阳不出来了,我就不去上班了;如果出来了,我就继续睡觉!甘肃黄土地区高等级公路沥青路面典型结构研究

杨永红1王选仓1韩国杰2常学亮

31.长安大学公路学院,陕西 西安 71006

42.甘肃省交通厅,甘肃 兰州 730030

3.甘肃省交通科学研究所,甘肃 兰州 730050

摘要:基于甘肃黄土分布,通过详细调查和分析计算,进行了交通量等级和土基强度等级划分,实测影响路面设计的主要材料参数,提出了甘肃黄土地区高等级公路沥青路面典型结构,供设计单位选用,科学简便地解决了该地区的沥青路面设计问题。

关键词:交通量等级;设计参数;典型结构

0 引言

甘肃省地处我国中部,东西长达1000多km,与其它各省相比较,地理、气候、地貌等特征较为复杂。黄土主要分布于省内中、东部地区,面积约12万km2。黄土地区典型的地貌是山大沟深、残塬、梁峁较多,给公路建设带来了一定困难。如按现行《公路沥青路面设计规范》进行沥青路面设计,特别是在高等级公路路面设计时,对于一个缺少经验的路面设计者,难以确切掌握,这将直接影响路面使用性能和工程造价。甘肃黄土地区高等级公路路面结构调查汇总

路面结构调查要求选择的路线及路段具有典型性,公路等级要求是二级或二级以上的新建或已建的路面结构,其施工质量达到一定的水平。

本文收集了近10年甘肃黄土地区的在建或已建高等级公路资料,共15条,其中高速公路有5条,一幅高速公路2条,一级公路1条,二级公路7条,如表1所示。

表1 甘肃柔性路面结构调查汇总表

注:调研时间是在2000~2001年。

调查路段结论:

(1)本次调查涉及高速、一级、二级公路结构,对提出典型结构具有指导意义。

(2)高速公路路面结构,面层厚度15cm,基层底基层厚度总厚度40~60cm。调查还有2条一幅高速公路,面层厚度为7~10cm,基层厚度为37~44cm。

(3)一级公路路面结构,面层厚度12cm,基层底基层总厚度48cm(调查只有1条一级公路)。

(4)二级公路路面结构,面层厚度3~10cm,基层底基层总厚度34~51cm。

(5)调查的15个路段气候资料统计:极端最高气温在34~37.9℃,极端最低气温-27.1~-8.7℃,年降水量约为261.1~565.1mm,蒸发量为963.3~1879.9mm,年平均气温6.4~10.7℃。

(6)各路段沿线大部分为风积黄土和冲洪积黄土所覆盖,即主要为Q3和Q4第三系和第四系新黄土。道路使用情况分析

甘肃黄土地区的高等级公路路面结构和全国其它地区相差不大,尤其是高速公路,近几年才开始修建,路面结构型式单一,主要还在尝试阶段。二级公路有些路面采用次高级路面,随着以后的修建,沥青混凝土路面将成为主要的面层结构型式。基层和底基层主要采用半刚性材料,其强度高,适应甘肃的行车使用条件。现阶段半刚性基层沥青路面仍是甘肃黄土地区高等级公路路面的主要结构类型。

从本地区沥青路面使用状况调查资料可以看出,现已通车的公路,有的半刚性基层沥青路面在行车荷载和自然因素的作用下,出现了一些损坏。由于环境、材料组成、结构层组合、荷载、施工和养护等条件的变异,损坏的形态是多种多样的。从表面上看,有许多裂缝出现,也有各种类型的变形,如凹陷、隆起和车辙等。这些损坏现象,单独出现或几种形态同时出现。由于在黄土地区修路,路基土质一般为第三、第四系黄土,虽然在干时有一定的结构强度,但浸水后在外荷载与土自重的作用下发生下沉,即湿陷。有些路段排水设施及坡面防护的结构不合理,遇水很容易对路基造成损坏,土基强度降低,发生沉陷而导致路面凹凸不平。交通分级

本文根据甘肃黄土地区交通量观测站调查资料、工程可行性研究报告和路面计算说明书等,共14条高等级公路,经大量计算确定了路面设计交通量取值范围,如表2所示。在此基础上综合考虑该省的交通发展状况,进行了交通分级。若一个车道的设计交通量为500辆/d(BZZ-100),年平均当量轴次增长率r=7%,设计使用年限n=12年,则有累计当量轴次高速公路二为:Ne=3.26×106(轴次),结合表2所示设计交通量资料,在交通量等级划分中,分界线最小值取3.5×106(轴次)。

交通划分时以不同交通等级对基层或底基层厚度产生大致相同的效应和相邻分级对其厚度不产生较大的变化(5cm左右)为依据,由表2和其它高等级公路交通量数据资料,同时考虑到甘肃省经济状况和交通迅速增长的需要,确定各分级界限,将交通量等级划分为4级,如表3所示。土基强度分级

4.1 土基回弹摸量测试

本文选取甘肃省有代表性的几条路,采用承载板、贝克曼弯沉梁、FWD测试车3种方法实测土基回弹模量。汇总利用承载板测试5条路资料,如表4所示。

因承载板测定费时、较笨重,在甘肃省有些单位利用弯沉仪测定。弯沉仪测定是用标准车在土基表面,测定轮隙中心下的回弹弯沉值,通过计算求得土基的回弹模量值。

落锤式弯沉仪(简称FWD)产生于上世纪70年代初,与传统的贝克曼梁测试弯沉相比,具有使用方便、快速、安全、节省人力的特点,其模拟实际情况施加动态荷载,适于长距离、连续测定。由于篇幅所限,本文未列出贝克曼梁和FWD测试试验数据。

表2 甘肃柔性路面设计交通量汇总表

表3交通量等级划分表

注:设计年限为15年,交通量年平均增长率采用5%,车道系数取0.4。

表4 承载板测试路基回弹模量E0汇总表

注:土基回弹模量三列括号中数据84.1%、90%和97.7%代表保证率。

以承载板测试得出甘肃黄土地区土基回弹模量设计参数范围,考虑97.7%保证率,在30~82MPa之间,比规范的取值偏大,比较能反映路基实际的强度,在此基础上提出了土基强度分级。

4.2 土基分级

从本文调研及实测的结果来看,土基回弹模量低限取30MPa是合理的。如果达不到要求,则要求进行处治。土基等级划分以土基模量E0为划分指标,以不同土基等级对路面基层或底

基层厚度产生大致相同的效应和相邻分级对其厚度不产生较大的变化(5cm左右)为分级原则,将土基强度等级划分3个等级为S1、S2、S3,见表5所示。

表5 土基强度等级划分路面材料设计参数

在路面结构设计时,路面材料设计参数是比较重要的参数,其取值的大小直接影响路面厚度的选择。但目前国内在路面设计时大多数仍然依靠查规范推荐表,一些路在设计中实测样本量也常常较少,加之不同测试方法之间有较大的差异性,因此,很有必要对甘肃黄土地区常用路面材料设计参数进行深入研究。

本文对常用的半刚性基层材料设计和施工主要指标进行了较全面地试验研究,对主要材料进行室内试验、野外承载板实测以及工程实际劈裂强度对比试验(在一些高等级公路上进行钻芯取样),同国内外已研究资料进行综合对比分析,提出了适合甘肃黄土地区高等级公路路面典型结构的材料设计参数值,如水泥石灰稳定砂砾土,抗压模量E在900~1300MPa,劈裂强度σ在0.3~0.5MPa等。甘肃黄土地区沥青路面典型结构推荐

合理的沥青路面结构设计应全面考虑使用性能、安全性和必要的经济性。本文在建立沥青路面结构优化设计数学模型基础上,利用非数值优化算法—改进的遗传算法(AGA)求解,编制了计算机程序AGA-LQ,算法简单,收敛速度快,取得了良好的效果,进而节省造价。

根据甘肃黄土地区工程实践,参考国内外路面结构设计原则,经过造价优化计算,推荐出甘肃省黄土地区高等级公路沥青路面典型结构,共23种,供有关单位设计时选用,具体结构见鉴定报告。

推荐路面典型结构适用范围:

(1)适用于甘肃省黄土地区高等级公路沥青路面,即适用于二级及二级以上公路设计年限内一个车道上的累计当量轴次为20×105~180×105的沥青路面设计。当设计年限内一个车道上的累计当量轴次Ne>180×105时,路面结构厚度应另行计算确定。

(2)土基回弹模量E0<30MPa时,应采取工程措施,使E0≥30MPa后,再运用路面典型结构进行设计。结束语

目前,我国西部地区高等级公路建设发展迅速,需要有较切合实际的典型结构或标准结构供设计人员选用,以避免随意性和盲目性。本文对在建和已建的高等级公路进行资料调查的基础上,进行交通和土基强度等级划分,实测了影响路面设计的材料参数。此外,利用改进的遗传算法进行路面结构造价优化,以期得出费用低又满足各项使用性能的路面结构,推荐了适合甘肃黄土地区筑路特点的路面典型结构。研究成果对于充分利用地方筑路资源、提高路面结构设计质量和路面的使用品质、延长路面的使用寿命具有现实意义和使用价值。

参考文献:

[1] 沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面[M].北京:人民交通出版社,1998.[2] 武和平.高等级公路路面结构设计方法[M].北京:人民交通出版社,2000.[3] 叶成.甘肃黄土分类分区与公路区划研究[D].长安大学硕士学位论文,2000.[4] 陈忠达,等.干线公路沥青路面典型结构的研究[J].公路交通科技,2001(2):9-12.[5] 杨永红.甘肃黄土地区高等级公路沥青路面典型结构研究[D].长安大学硕士学位论文,2002

(摘自:《公路交通科技》2004年10月)

第二篇:高等级公路沥青路面预防性养护

高等级公路沥青路面预防性养护

1.沥青路面的破损类型及其产生原因

1.1 破损类型

沥青路面的破损可分为:裂缝类、松散类、变形类及其他类等4大类。

1.2 产生原因

(1)横向裂缝:这种病害比较普通,主要由于沥青面层温度收缩和半刚性基层的干缩或温缩引起。路基压实度不足也会引起这种病害。

(2)纵向裂缝:大多发生在半填半挖路基或路面加宽处,主要由路基的不均匀沉降造成。

(3)龟裂:其初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝,逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝形成龟裂。主要是由于路面结构强度不足引起。

(4)车辙:表现为沿行车带出现横向高差,主要是由于沥青混合料级配设计不合理,稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足,使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起。另外,重载和超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。

(5)波浪:主要原因是路面组成材料设计不合理或施工质量差,导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用;在纵坡段,由于高温的原因也会出现这种病害。

(6)松散:主要出现在水损坏严重的路段上。

(7)坑槽:是龟裂和松散等其他损坏进一步发展的结果。

(8)沉陷:主要是路基压实度不足引起的,特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现。

(9)剥落:如果沥青混合料中使用了中性或酸性石料,会造成集料与沥青之间的粘附性不足,在行车荷载的作用下,集料从路面剥落,使路面形成麻面,进而可能发展成为坑槽、松散等病害;施工时混合料离析也是产生剥落的原因之一。

(10)泛油:沥青混合料中沥青含量过多,空隙率较小,高温稳定性差,是产生泛油的主要原因。

2.沥青路面预防性养护技术

沥青路面预防性养护技术有:裂缝修补、稀浆封层、石屑封层、微表封层和热薄层罩面(包括开

级配、密级配和间断级配)等。这里重点分析裂缝修补和稀浆封层技术。

2.1 裂缝修补工艺及方法

2.1.1 开槽修补法

开槽修补法适合中小裂缝,是较好的裂缝处理方法,使用的设备包括开槽机和灌缝机,补缝材料采用针对裂缝修补专门设计的密封胶(改性沥青聚合物),开槽尺寸至少为lcm宽,l~3cm深,开槽的深度比不应超过2:l,深度比越小越好。开槽修补法的施工工艺流程如下:

(1)准备工作:检查开槽机和灌缝机,确保其技术状况良好:根据路面裂缝的具体情况,确定补缝设计方案;启动灌缝机并向密封胶加热罐内添加密封胶,将密封胶加热、搅拌至l90℃,不能超过200℃ ;加热期间将灌缝机拖挂在卡车后面,并把密封胶、隔离墩、安全指示标牌、开槽机和肩背式吹风机等装在卡车上,拖到预定施T地点,按《公路养护安全作业规程》(JTG H30—2004)的规定作为施工区进行作业。

(2)开槽:按照设计的开槽尺寸,预先调节好开槽机开槽深度,然后进行开槽作业。作业时,根据裂缝宽度种类情况,及时调节开槽尺寸,满足最低设计要求。

(3)清槽:用肩背式吹风机将槽内的碎渣及裂缝两侧至少l0cm范围内的灰尘彻底清扫干净。

(4)灌缝: 若在气温低于4℃时灌缝,灌缝机须配有预热设备对开槽部位进行预热,若在此温度下不预热就进行补缝,会降低密封胶的粘结力;如果在气温高于4℃时灌缝,可不进行预热,一般预热后的补缝效果要好、在密封胶加热温度达到190℃左右时,用灌缝机带有刮平器的压力喷头将密封胶均匀地灌入槽内,并在裂缝两侧拖成一定宽度与厚度的封层。

(5)养护:密封胶灌缝后,在密封胶充分冷却并把路面上的碎渣清扫干净以后,才能开放交通。一般冷却时间为15分钟左右,具体开放交通时间可根据气温情况灵活掌握。

2.1.2 非开槽修补法即传统修补法

非开槽修补法适合对微裂缝进行修补,根据使用材料的不同,这种修补法可以分为热补和冷补2种。

(1)AH—110#重交通石油沥青热补施工

机具设备沥青热熔和喷涂设备(安装在工程车上)。

施工工艺:准备工作→备料→加热熔解AH—110#重交通石油沥青→清除裂缝四周灰尘→骑缝喷涂热熔石油沥青→抹板抹平自然冷却→开放交通。

(2)改性乳化沥青冷补施工

改性乳化沥青是液态的混合冷补材料,对机具设备无特殊要求,现场搅拌后人工刮涂封缝(最少3遍).施工工艺:准备工作→清缝→人工拌料→人工刮涂一次→固化→二次刮涂→固化→三次刮涂→固化→开放交通(固化时间l5~20 min)。

2.1.3 传统修补法和开槽式修补法的比较

(1)对于传统修补法,无论是采用重交通石油沥青还是改性乳化沥青灌缝,虽然施工设备费用投入几乎没有,初期施工造价较低,但随着表层及基层的温度收缩,最多不超过1年,维修后的裂缝又在原灌缝位置重新开裂,其失效率占80%以上,只好第二年重新修补。这样经常的维修,不仅增加了养护费用,而且频繁的养护作业会造成行车的诸多不便和不安全因素。5年内每延米工程总造价为l5元左右。

(2)对于开槽式修补法,虽然初期施工设备费用投入较高,初期施工造价较高,但其使用寿命大为延长,裂缝密封的效果好,有效率大为提高,使用5年后,开槽式修补处理裂缝的有效率为85%,5年内每延米工程总造价为ll元左右。

(3)传统修补法适合处理微裂缝和对中小裂缝进行临时应急处理;开槽式修补对中小裂缝进行一次修补可以保持5年以上,一次修补多年受益。

2.2 稀浆封层

稀浆封层技术对于新、旧路面的老化、裂缝、光滑、松散、坑槽等病害能起到预防和维修的作用,使路面的防水、抗滑、平整、耐磨性能迅速提高。近年来。由于稀浆封层施工的规范化、标准化,施工质量提高和成本的降低,稀浆封层已广泛应用于高等级公路的早期维修养护上。

2.2.1 改性乳化沥青稀浆封层

改性乳化沥青是一种高温抗流变、低温抗脆裂,耐候性、抗磨性、抗老化性优良的路面铺筑材料,对于降低路面的透水系数,治理路面的初期病害,增大路面的平整度和摩擦系数,起到很好的作用。改性乳化沥青稀浆封层是一种由水质高分子改性乳化沥青与轧碎密集料、矿物填料、水和添加剂组成的表面处治层,特点是可以进行薄层摊铺,凝固快,主要用于路面构造修整、龟裂、车辙等病害的处治,也可用于密封和提高路面的抗滑处治。但改性乳化沥青稀浆和其他薄层处治一样,只适用现有结构稳定的路段,弯沉值不够时必须补强后再施工。

2.2.2 与其他道路养护方法相比较

(1)与热沥青混合料铺筑相比,热沥青混合料摊铺厚度2.5cm,每平方米造价l8~2O元;改性乳化沥青稀浆封层摊铺厚度1cm,每平方米造价l3元左右,平均使用寿命为6~8年,可节约沥青15%~20%,按路面11m宽计算每公里节约资金8.8~11万元。因为改性乳化沥青稀浆封层在5℃以上即可施工,因此可以延长施工时间1~2个月,且减少环境污染、施工简便、降低劳动强度、节约设备能源。改善施工条件。

(2)普通乳化沥青稀浆封层开放交通时间需要4h,改性乳化沥青稀浆封层开放时间只要0.5~1h,中断交通时间大大缩短或半幅施工,半幅开放交通,使成本直接下降。

(3)改性乳化沥青自身有较好的弹性和高低温性能,改性稀浆封层混合料有较好的物理性能,因此,改性乳化沥青稀浆封层可以修复或减少路面病害,延长封层的使用年限,年使用成本比普通乳化沥青稀浆封层要低

(4)由于改性乳化沥青稀浆封层具有较好的防水和抗滑性能,而且缩短了开放交通时间。提高了路面的使用性能和机械设备利用率及劳动效率。极大地避免了夏季突然暴雨造成的水毁损失,每年可节约2~3万元。从缩短车辆停滞方面考虑。节约运输时间、减少车辆、商品在途中费用。其经济和社会效益不可估量。结语

本文就沥青路面裂缝修补方法等作了简述。预防性养护作为高等级公路经常性、周期性的保养措施,应引起足够的重视。

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第三篇:高寒地区黄土公路隧道施工

高寒地区土质公路隧道施工

随着国民经济的迅速发展,公路隧道在公路建设中地位越来越显示出重要作用,而在全国范围内,黄土的分布十分广泛,所以黄土隧道的建设在所难免,其设计与施工难度也渐趋复杂。黄土隧道有其自身的特点:易塌方,遇水产生湿陷性,;同时,黄土隧道造价高昂,修建的经验非常少,这些都制约着土质隧道向更高层次发展。

关键词 土质隧道 施工 质量 控制 1 黄土隧道开挖

a.隧道开挖施工工艺流程图

管棚作业一洞室开挖——初喷4—6cm厚混凝土一铺设钢筋网一架立钢拱架一锚杆作业一喷射混凝土至设计厚。

b.隧道开挖严格按预留核心土七步流水作业法施工,上导坑开挖进尺以1~2榀钢拱架间距为宜。上半断面开挖应预留2-3m的核心土,并严格控制拱部开挖,严禁欠挖,避免超挖。下半断面开挖应采用先拉中心槽(中心槽不宜超过10m),在没有施做中导支护前,坚决不允许拉中槽;左右侧马口开挖交错施工距离应大于5.0m;并严格控制开挖进尺,严禁长距离开挖。

c.刷坡进洞阶段,在满足正常施工空间和土体自身稳定的情况下,拱顶以下曲墙之外应保留一部分土体,作为仰坡挡土平衡块,有利于洞身安全稳定;

d.对于掌子面出水量大,超挖较严重的情况应采取下述措施解决上述隐患:在开挖结束之后,立即在岩面敷设一层钢筋网,钢筋网紧贴岩面设置,用钢管、方木等临时性支撑顶紧,然后初喷混凝土,达到初喷设计厚度,然后再立钢拱架,施作初期支护。

e.掌子面距仰拱最大距离不超过30m,仰拱距二衬最大距离不超过30m(如果地质条件变差,则施工步距须进一步缩短)。

f.临近贯通时,一侧须停止向前掘进,掌子面后面设扇行工字钢支撑;同时,仰拱及衬砌要抓紧跟进(在未跟进的情况下,坚决不允许贯通);贯通前最后一个循环要达到1.5m左右,不致贯通时土体过薄,出现坍塌,造成安全事故;在剩余3m左右时,在拱部开挖通气孔,缓慢释放能量,转移受力。初期支护 2.1 超前管棚

a.超前大管棚作业前,应先标出开挖线,并对管位按设计要求进行布眼。超前大管棚的连接,优先考虑丝扣连接,也可以采用套管焊接,不允许对焊后直接使用。

b.为确保管棚的外插倾角能满足规范要求,第二循环管棚需预留工作室。具体为:距第二循环管棚末端4m处,开始将钢拱架按0-30cm线形逐渐抬高,这样给第二循环管棚作业创造一个4m长、0.3m高的三角形空间,便于钻机作业。在两环节接头处设计高度上增设一榀钢拱架与管棚尾端焊接,前后两循环管棚搭接应满足设计要求直径89的管棚搭接长度不小于1.5m,预留工作室先以喷射混凝土喷成弧形面,其余部分待二衬时用衬砌混凝土补平。

2.2 超前小导管

a.在前一环钢拱架的中隔板上环向布置注浆眼。

b,按布置的注浆眼位置焊穿隔板钻眼(外插角可根据拱架间距调整),完成后将导管顶人岩层。

c.孔口止浆封堵:导管打人后用塑胶泥封堵孔口导管与孔壁间隙,并在导管附近及工作面喷混凝土,以防工作面上岩土坍塌,同时作为注浆止浆岩墙。

d.压注浆液:注浆压力控制在0.5-1.OMPa,注浆达到设计注浆量和注浆压力时要结束注浆,切不可盲目加压。注浆过程中要随时观察注浆压力,分析注浆情况,防止堵塞、跑浆,做好注浆记录,以便分析注浆效果。

2.3 钢拱架架立质量控制 2.3.1 钢拱架架立应控制好6个方面的问题:a.钢拱架的标高;b.钢拱架的横向尺寸;c,钢拱架的垂直度;d.钢拱架的连接螺栓;e.钢拱架各单元连接处松散物及虚碴的处理;f.钢拱架的间距。各洞口安装钢拱架必须做到标高、宽度尺寸标准,上中下导钢拱架连接弧度圆顺,架立后技术干部要反复核对,确保各项数据符合设计要求。

2.3.2 钢拱架应与围岩紧密相贴,如不能紧贴时,应按规范要求,用高标号混凝土预制块填塞顶实,其点数单侧不得小于8个接触点,以确保其整体受力。掌子面附近的钢拱架外露(钢拱架处的喷射不能喷满,可留5cm厚左右,以便随时检查钢拱架、锚杆的作业质量及数量)数米,最大不超过2m;钢架之间的纵向连接筋应设于拱架内缘;连接筋环向间距及长度,严格按设计要求施工,便于与下一榀钢架连接,同时要求钢拱架的纵向安装间距误差不超过±4cm。

2.4 锚杆施做质量控制 2.4.1 锁脚锚杆

锁脚锚杆在黄土隧道的施工非常关键,必须按设计长度、数量随钢拱架的作业及时跟进。锁脚锚杆要在端头加工成L型弯钩焊接在钢拱架上,确实起到锁脚作用,防止钢拱架下沉过大。

2.4.2 系统锚杆

a.为了确保系统锚杆沿法线方向布设,系统锚杆的工作台可放在上导坑核心土的后面,系统锚杆作业必须是喷射混凝土厚度达到10-12cm后进行,且一定要使用垫板,垫板焊接在钢拱架的腹部,以便加强钢拱架的稳定性,提高其刚度;系统锚杆的设置及喷射混凝土达到设计厚度的断面与掌子面的最大距离不超过6m。

b.系统锚杆可以在数量不变的情况下,增大环向间距;减小纵向间距;锚杆必须与钢拱架焊接,系统锚杆的注浆必须按照设计要求达到注浆压力。

2.5 钢筋网工程质量控制

钢筋网片必须严格按设计要求先在洞外定型加工,且每片加工面积不宜小于1m2,然后在洞内安装,且相互之间的搭接长度不应小于5cm。钢筋网应随受喷面的起伏而铺设,在施作前需初喷4-6cm厚混凝土形成钢筋保护层,但对于马兰黄土,初喷混凝土是不现实的。

2.6 喷射混凝土质量控制

a.喷混凝土前试验员一定要做好配合比,同时现场抓好混凝土施工操作。b.喷射混凝土时,速凝剂的添加要均匀,喷射混凝土一定要分层喷射,喷射混凝土的乎整度要求不超过5cm。

c.喷射混凝土应采用硬质洁净的中砂或粗砂,细度模数宜大于2.5。速凝剂使用前应做速凝效果试验,要求初凝不超过5min,终凝不超过l0min。喷射混凝土中的骨料应不小于40%。d.喷射混凝土必须表面平整、圆顺;不合格处打凿后补喷平整,尤其是上、中导和中、下导接茬部位。严格按2m靠尺进行量测,确保平整度达到要求,拱部喷射混凝土必须回填密实,不得有空洞。仰拱施工质量控制

仰拱基础应在浇筑段外设置集水井,开挖立即抽水,严禁地基被水浸泡,同时立即喷射8-l0cm厚C25混凝土,对基底进行封闭,如仰拱混凝土为钢筋混凝土时,喷射厚度应控制在8cm以内,以保证仰拱上部钢筋保护层在2—3cm左右。二次衬砌质量控制 4.1 隧道防水

防水意识必须提高,重视隧道防水工作,严格按设计要求进行防水施工措施铺设,加强对防水板的焊接质量要求,加大对防水板检验力度,在满足设计要求的情况下对渗漏水较严重的地段加密排水半管,确保隧道无水,同时做好监理签证工作。

a.排水半管

排水半管在无水地段每5m设一道,富水地段应根据渗水痕缝加密。在喷射混凝土中打孔,将水引出后用半管排走。排水半管用高标号水泥砂浆包裹密实或用灰浆喷射密实,待初凝后再浇筑二衬混凝土,保证不渗漏水。

b.防水板搭接长度不得少于8cm,搭接部分的焊接宽度不得少于2.5cm;在粘贴防水板时若发生热熔破坏,将破坏地方重新补粘,确保防水板的整体性和防水性。

4.2 二次衬砌

a.为确保二次衬砌的密实度和外观质量,应在模板台车上加设附着式振动器,并按设计要求在拱顶布设纵向注浆花管,紧贴初期支护混凝土面,孔位向上,在二衬混凝土外留注浆孔。同时应加强对衬砌台车的支撑,为防止模板台车整体上浮,可采用地锚,或在已完工的二衬上预留钢筋,锚固模板。对台车各部位螺栓进行全面检查,变形较大应打磨,修正模板,同时对模板表面进行全面清理。

b.为避免二次衬砌施工中的收缩裂缝,除严格控制混凝土塌落度外,还须对其拌和时间、振捣时间严格要求。为防止混凝土离析,混凝土垂直落距不得大于1.2m,混凝土拌和站操作人员需配备秒表,做好拌和时间及用水量的精确控制,拆模时要求混凝土强度必须达到设计强度的70%。

c.已施工后衬砌表面缺陷部位要立即整修,重点是施工接缝部位,修整时禁止大面积抹浆粉刷,做到混凝土表面光滑平整,颜色一致。技术管理

加强围岩观察及观测,对洞内初支表面裂纹进行认真分析,及时对监控量测围岩的各类数据(拱顶下沉、地表量测、水平收敛)进行汇总分折;确定二衬施作时间,调整支护参数。根据施工现场量测结果可以看出,黄土隧道的变形以下沉为主,收敛为辅。需要指出,有相当一部分施工、监理单位对隧道监控量测不重视,使得量测资料不真实、不及时,未能起到应有作用,后果很严重。

现场监控人员要严格按驻地监理要求规范施工,及时按要求做好各项内业资料,每道工序施作后应及时报现场监理检查并取得签证;施工现场必须有技术干部指导施工,同时做到24h监控。

第四篇:浅谈高等级公路沥青路面预防性养护(2012年)

浅谈高等级公路沥青路面常见病害成因

及预防性养护

摘要:沥青路面在交通荷载的作用下,同时经受着持续变化的各种环境因素的综合作用,沥青混合料的材料性能随着时间的增长而逐步衰减,导致沥青路面使用性能逐渐降低,并出现车辙、裂缝以及水损害等各种病害现象。关键词:沥青路面 常见病害 养护

一、沥青路面常见病害现象及成因分析

我国沥青路面主要病害形式表现为车辙病害、水损害和裂缝类病害三大类。、沥青路面车辙病害

车辙病害严重影响沥青路面的使用性能和使用寿命,它的产生直接影响路面的平整度,导致行车舒适性降低;使轮迹带沥青层厚度减薄,降低面层以及路面结构的整体强度,进一步引起裂缝、坑槽等其他路面破损;存在较大辙槽的路段,车辆变向难以控制;雨天时路表排水不畅、行驶车辆易发生漂滑而影响高速行车的安全;并且车辙病害难处治。

车辙分为四类,结构性车辙,指基层或路基软弱,各结构层发生永久变形;失稳性车辙,指沥青混合料抗剪切能力不足,沥青层内发生剪切流动变形;磨耗性车辙,指汽车轮胎磨耗,表面颗粒逐渐散失而形成;压密性车辙,指沥青混合料面层施工压实不足,在通车后混合料继续被压密并逐渐趋于稳定而形成。

在1962年美国AASHO试验路研究期间,Hofstra提出的报告认为产生车辙的主要原因是剪切应力,而1987年Eisenman的报告指出,车辙表现出轮胎下方的下沉以及同时出现的两侧的隆起,是压密变形和流动变形的综合作用引起的。而车辙的形成过程,大体上可分为三个阶段:

(1)初始阶段的压密过程

在沥青路面碾压成型开放交通以后,沥青面层以及各结构层材料中均存在一些空隙,在汽车荷载作用下,仍会有进一步的压密过程。

(2)沥青混合料的流动过程

高温下的沥青混合料处于以粘性为主的粘弹性状态,在车轮荷载作用下,沥青及沥青胶浆便产生流动,从而使混合料的网络骨架结构失稳,而向两侧隆起。

(3)矿质集料的重新排列及矿质骨架的破坏

高温下处于半固体状态的沥青混合料,由于沥青及沥青胶浆在荷载作用下的流动,此时矿质骨架逐渐成为荷载的主要承担者,再加上沥青的润滑作用,矿质集料会产生错动,促使沥青及胶浆向其富集区流动。

影响沥青路面车辙及混合料高温性能的因素是很多的,可总体归纳为内在因素和外部条件。内在因素主要反映在材料本身的质量及混合料的组成上,而外部条件则主要包括气候条件和交通条件。当外部条件与材料的内在因素结合在一起时就会对沥青路面产生综合影响。此外,路基、路面基层和路面结构组成及其施工质量也会对沥青路面车辙形成产生综合影响。车辙影响因素主要有集料、结合料、混合料类型、荷载、环境条件等。

2、沥青路面水损害 “公路百害水为先”,所谓水损害即降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象,它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。水损害主要表现为路面出现松散、坑槽、唧浆、辙槽、沉陷等病害形式。水破坏的产生往往使路面平整度明显变差,路面使用质量和服务水平显著降低。

沥青路面水损害表现形式多样。一般可归纳为三类即松散类(路表麻面、松散、掉粒、坑洞)、裂缝类(唧浆、网裂、坑洞)和变形类(辙槽)。以上的早期水损害现象有时单独出现,但大多数是组合出现的。比如产生唧浆的地方通常会出现网裂和形变,并随着时间的推移很快会出现松散和坑洞。此外,水损害按照水对路面损害的部位,可以分为路表水对路面的损害和进入路面结构内的水对路面的损害;按照形成过程的不同,可以分为自上而下的表面层水损害和自下而上的水损害。许多初期的路面水损害都是由上往下发生的,它往往局限于表面层发生松散和坑槽,当表面的水从裂缝和孔隙较大的裂隙中进入路面内,即形成路面内自下而上的水损害。

造成沥青路面水损害的因素很多,可分为外部因素和内部因素。外部因素主要为:水、载荷和施工方法;内部因素主要为:集料性质、沥青性质、沥青混合料的空隙率、沥青混合料的离析和路面结构排水系统。水损害的发生往往是各种因素共同作用的结果。沥青与石料的黏附性不足和混合料空隙率过大是造成沥青路面水损害的主要原因。国内关于水损害的作用机理的研究主要涉及到以下几种理论:

普遍认为黏附-剥落理论是水损害的主要作用机理。黏附是指一种物体与另一种物体黏结时的物理作用。黏附-剥落理论主要体现为两种作用过程,即黏附力和黏结力的损失。黏附力损失是指水进入沥青和矿料之间的界面上,矿料对水的吸力比对沥青的吸力大,造成沥青剥落;黏结力损失是指沥青内部的水使沥青软化,黏性降低,从而使沥青混合料的整体性与强度降低。对于沥青与集料间的黏附性有四种理论来解释:力学理论、化学反应理论、表面能理论和分子定向理论。

静水压力作用沥青路面的水损害与软化和剥落两种过程有关。首先,水能进入沥青中使沥青黏附性减小,从而导致混合料的强度减小;其次,水能进入沥青膜和集料之间,阻断沥青和集料的相互黏结。由于集料表面对水的吸附力比对沥青的吸附力强,致使沥青与集料表面的接触面减少,结果沥青从集料表面剥落。

动水压力作用,行车车轮在瞬间通过时,轮荷对路面产生的动水压力,先是挤压,迫使空隙中的滞留水沿隙四周挤压、渗流。车轮驶离时,轮后的真空抽吸、路面自身的回弹,又会促使结构内的滞留水产生抽吸和回流,如此动水压力的挤压、抽涮,频繁交替作用于沥青混合料。另外,高能量的水分子与集料的黏附力比沥青与集料的黏附力要大,会在集料表面加速与沥青分子的臵换,使沥青混合料的品质迅速变坏。

3、沥青路面裂缝病害

沥青路面裂缝是世界各国沥青路面使用中均会遇到的主要病害之一,无论是冰冻地区,还是非冰冻地区,只是各自的裂缝严重程度不同而已。沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的,但就沥青路面开裂的主要原因而论,裂缝可分为两大类,即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。

荷载型裂缝,即主要由于交通荷载作用下产生的疲劳裂缝。在半刚性基层沥青路面设计合理、施工质量良好的条件下,单纯由荷载作用引起面层开裂的可能性不大。非荷载型裂缝,主要为温度型裂缝。沥青路面温缩型开裂包括低温收缩开裂与温度疲劳开裂,均体现为张开型开裂方式。对于沥青路面基层存在裂缝情形,按沥青面层裂缝开裂部位,可以分为反射裂缝与对应裂缝。根据裂缝方向裂缝可分为:横向裂缝(1)沥青面层的自身温缩开裂;(2)半刚性基层的开裂反射到沥青面层;(3)某些基层开挖沟槽埋设管线以及冰冻地区路基冻裂导致路面的横裂;(4)面层施工时,施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良;(5)桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降等。纵向裂缝(1)填方材料和填方的不均匀性,以及填方密实度达不到设计要求。经过一段时间的自然沉降,特别是经过雨水浸泡后,路基强度有所下降,沿边坡部分路基承载力也下降,就会出现纵向裂缝;(2)施工时,前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求认真处理,结合不紧密而脱开;(3)纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷;(4)拓宽路段的新老路面交界处土层处理不彻底,沉降不均匀引起纵向开裂;(5)边坡值小于设计值,边坡压实不够和边沟过深使实际填土高度加大而滑坡等引起的纵向开裂。网状裂缝(1)路基局部压实度不足或基层材料局部松散不成板体,使路面的承载能力下降形成的裂缝;(2)沥青与沥青混合料质量差。沥青延度低,抗裂性差。沥青混合料拌和时间过长,拌和温度过高或在储料仓仓储时间过长,使沥青变硬,对拉应变敏感而产生的裂缝;(3)沥青层厚度不足,层间粘结差,水分渗入,形成的裂缝;(4)行车荷载重复作用下引起的疲劳裂缝;(5)外界原因如污染、腐蚀等造成的局部网裂。反射裂缝基层反射裂缝是由温度收缩和干燥收缩变形引发所致。曝露时间、失水率、级配和水泥剂量对干缩性能有影响,降温时间、温度、级配和水泥剂量对温缩性能有影响。

由于环境温度、交通荷载等因素的影响,沥青路面初期产生的裂缝对沥青路面使用性能常无明显影响,但由于半刚性基层自身干缩和温缩应变胀缩产生的拉应力超过半刚性基层自身的极限抗拉强度,使其从强度薄弱处产生断裂,随着路面使用时间的延长。已有的裂缝逐渐向上扩展到路表,横向裂缝不断增加。缝宽不断增大,横向裂缝再不断附生纵向裂缝,最终形成大小不等独立板块,在表面水的作用下,致使裂缝附近基层的含水量加大,甚至饱和。其结果是路面强度明显降低,在大量行车荷载反复作用下,产生冲刷、唧浆和沉陷等现象.最终导致路面很快产生结构性破坏,使道路结构逐渐丧失承载能力。

引起沥青路面裂缝的原因很多,大体可分为三种:(1)由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝。在车轮荷载的作用下,当路面结构层底部产生的拉应力大于其材料的抗拉强度时,产生的开裂称之荷载型裂缝。(2)由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝,包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝,称之非荷载裂缝。(3)经常出现在桥涵两端的横向裂缝,或在路段上出现较长的纵缝,主要是由填土固结沉陷或地基沉陷引起,称为沉降裂缝,尽管沥青路面开裂的原因和裂缝的形式是多种多样的,但其中的行车荷载作用、沥青面层温度变化是产生裂缝的主要原因。

二、沥青路面预防性养护技术

预防性养护作为一个完整的概念于20世纪80年代提出,是是一种定期的强制保养、维修措施,在路面结构强度充足,仅表面功能衰减的情况下,为恢复表面服务功能而采取的一种养护措施;是一种在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用-效益的养护策略;是在没有提高路面结构能力的情况下,延迟路面的损坏,维持或改善路面现有的通车条件,通过延长原有路面的使用寿命来推迟昂贵的大修和重建活动;是在适当的时间,将适当的技术措施,应用在适宜的路面上。它的核心思想是要求采用最佳成本效益的养护措施,强调养护管理的主动性、计划性、合理性。

在预防性养护技术的推广应用中,需要改变“不坏不修、旧路先修”的传统观念,从传统的养护模式过渡到预防性养护模式,其基本出发点是通过早期养护,延缓路面的病害发展过程,从而推迟了后期进行维修或重建时间,延长了路面使用寿命,最终获得更高的经济效益。

沥青路面常用预防性养护技术有:灌缝、再生(热再生、冷再生)、微表处、稀浆封层、石屑封层、雾封层和热薄层罩面(包括开级配、密级配和间断级配)等。这里针对本文上述病害重点分析裂缝修补和稀浆封层技术。

1、裂缝修补工艺 1.1开槽修补法

开槽修补法适合中小裂缝.是较好的裂缝处理方法.使用的设备包括开槽机和灌缝机,补缝材料采用针对裂缝修补专门设计的密封胶(改性沥青聚合物),开槽尺寸至少为l cm宽,l~3 cm深.开槽的深度比不应超过2:l,深度比越小越好。开槽修补法的施工工艺流程如下:

(1)准备工作 检查开槽机和灌缝机,确保其技术状况良好:根据路面裂缝的具体情况,确定补缝设计方案:启动灌缝机并向密封胶加热罐内添加密封胶,将密封胶加热、搅拌至l90℃,不能超过200℃ ;加热期间将灌缝机拖挂在卡车后面,并把密封胶、隔离墩、安伞指示标牌、开槽机和肩背式吹风机等装在卡车上,拖到预定施T地点,按《公路养护安全作业规程》(JTG H30—2004)的规定作为施工区进行作业。

(2)开槽 按照设计的开槽尺寸,预先调节好歼槽机开槽深度,然后进行开槽作业、作业时,根据裂缝宽度种类情况,及时调节开槽尺寸,满足最低设计要求。

(3)清槽 用肩背式吹风机将槽内的碎渣及裂缝两侧至少l0cm范围内的灰尘彻底清扫干净。

(4)灌缝 若在气温低于4℃时补缝.灌缝机须配有预热设备对开槽部位进行预热,若在此温度下不预热就进行补缝,会降低密封胶的粘结力:如果在气温高于4℃时补缝,可不进行预热,一般预热后的补缝效果要好、在密封胶加热温度达到190℃左右时,用灌缝机带有刮平器的压力喷头将密封胶均匀地灌入槽内,并在裂缝两侧拖成一定宽度与厚度的封层。

(5)养护 密封胶灌缝后,在密封胶充分冷却并把路面上的碎渣清扫干净以后,才能开放交通。般冷却时间为15 min左右,具体开放交通时间可根据气温情况灵活掌握

1.2 非开槽修补法(传统修补法)

非开槽修补法适合对微裂缝进行修补,根据使用材料的不同,这种修补法可以分为热补和冷补2种.(1)AU—l lO^#重交通石油沥青热补施工机具设备沥青热熔和喷涂设备(安装在工程车上)。

旋工工艺 准备工作→备料→加热熔解AH—l l0^#重交通石油沥青→清除裂缝四周灰尘→骑缝喷涂热熔石油沥青→抹板抹平自然冷却→开放交通。

(2)改性乳化沥青冷补施工

改性乳化沥青是液态的混合冷补材料,对机具设备无特殊要求,现场搅拌后人工刮涂封缝(最少3遍)施工工艺准备工作→清缝→人工拌料→人上刮涂→次→固化→二次刮涂→固化→三次刮涂→闶化→开放交通(固化时间l5~20 min)。

1.3 传统修补法和开槽式修补法的比较

(1)对于传统修补法,无论是采用重交通油沥青还是改性乳化沥青灌缝,虽然施工设备费用投入几乎没有,初期施工造价较低,但随着表层及基层的温度收缩,最多不超过1年,维修后的裂缝又 原灌缝位臵重新开裂,其失效率占80%以上,只好第二年重新修补。这样经常的维修,不仅增加了养护费用,而且频繁的养护作业会造成行车的诸多不便和不安全因素。5年内每延米工程总造价为l5元左右。

(2)对于开槽式修补法,虽然初期施工设备费用投入较高.初期施工造价较高,但其使用寿命大为延长,裂缝密封的效果好,有效率,使用5年后,开槽式修补处理裂缝的有效率为85%,5年内每延米工程总造价为ll元左右。

(3)传统修补法适合处理微裂缝和对中小裂缝进行临时应急处理:开槽式修补对中小裂缝进行一次修补可以保持5年以上,一次修补多年受益。

2、微表处的施工工艺 微表处是采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、水和添加剂等按照设计配合比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面,并很快开放交通的具有高抗滑性能和耐久性能的薄层,在我省高速公路养护中尚处于起步阶段。

2.1、施工前的准备工作

微表处前应该进行以下的准备工作。

摊铺机标准 微表处摊铺机采用的是体积计量方式,而经混合料设计得出的是各组分材料的质量比例,因此需要对摊铺机进行标定。摊铺机标定结果是否正确,直接关系到混合料实际油石比是否与设计油石比相符。

路面的清扫 为了保证微表处层与原路面的良好黏结,要求原路面清洁。原路面上的松散材料、泥、杂草、油污和其他杂物都会影响微表处与原路面的黏结, 造成脱皮现象。

路面的清洁方法有很多种,国内常用的是用扫帚清扫,国外也有用水清洁或用鼓风机吹等方法。用水清洗时应待裂缝干燥后再进行微表处。

放样画线 为了保证微表处沿路线方向摊铺,有时候需要根据路幅宽度、摊铺槽宽度,在保证摊铺次为整数的条件下沿摊铺方向画出控制线。不过,目前国内的大多数施工企业一般不做放样线,而是直接以车道线、路缘石等为参照,摊铺方向可以保证。

交通管制 施工过程的交通管制十分重要,一方面是为了保证施工人员和机具安全;另一方面也可防止车辆驶入未成型的微表处层,影响路表美观。

2.2、微表处的摊铺步骤

施工准备工作完成后,便可以进行微表处混合料的摊铺。(1)将摊铺机开至施工起点处, 调整好摊铺槽的宽度、摊铺厚度和拱度。

(2)再次确认各材料的设定准确无误。

(3)开动发动机,使拌和器和摊铺槽的螺旋分料器首先转动起来。

(4)打开各个材料的控制开关, 使各组成材料几乎同时进人到拌和器中;应有一名施工人员用铁锹将最初排出的材料接走,倒入旁边的废料车中。

(5)调节螺旋分料器的转动方向,使稀浆混合料均匀地分布到摊铺槽中。当材料充满摊铺槽 1/2 左右深度时,操作手示意驾驶员开动摊铺机,以1.5-3.0km/h 的速度匀速前进。摊铺的速度变应保证摊铺槽内混合料体积占摊铺槽体积的1/2 左右,保证分料器能搅拌到混合料。

(6)对于摊铺后路面的局部缺陷,应及时人工找补。手工作业可以使用橡胶拖把或者铁锹等工具,但不得使用扫帚。

(7)应时刻注意各组成材料的使用情况,当任何一种材料接近用完时,应立即关闭各材料的输出,待摊铺槽中的混合料全部摊出到路面上后, 摊铺机停止前进。

(8)施工人员应立即将施工末段 1-2m范围内的材料立即清除,倒入废料车中。

(9)用高压水枪清洗摊铺槽,然后卸下摊铺槽,摊铺机开至料场装料。

2.3、接缝处理

微表处的横向接缝应做成对接接缝,施施工步骤为:(1)用油毡将前一施工段末端 0.5-1m 覆盖,保证油毡末端与微表处材料层边缘平齐。

(2)将摊铺机后退,使摊铺槽后缘落在油毡上。(3)启动摊铺机开始摊铺。

(4)将油毡连同上面的微表处混合料取走,倒入废料车中;清洗油毡,以备下次使用。

微表处的纵向接缝宜做成搭接接缝,为了保证接缝的平整,搭接宽度不宜过大。国际稀浆封层协会微表处技术指南规定纵向接缝搭接宽度不应超过76.2mm。接缝处高出量不应大于 6mm,因此将76.2mm取整为80mm 后可以用作我国的标准。

微表处纵向接缝的位臵直接影响路表的美观,因此, 如果能够将纵向接缝放在车到标线上,会最大限度地减少接缝对路表美观的影响。但是这将对车道标线的化纤造成一定的困难,特别是接缝处的不平整和粗糙表面会造成走线不直和画线材料用量明显增加,因此建议将纵向接缝放在车道线一侧3-5cm的地方,这样即不会显著影响路表的美观,同时又不至于造成画线困难和画线成本增加。

2.4、微表处摊铺机的走线

微表处摊铺过程中的走线十分重要,直接影响纵向接缝是否顺直,从而影响到摊铺层的美观。为了保证走线的顺直,一般可事先铺设导线。当施工路段有路缘石或车道标线作为参照物时。只要摊铺机驾驶员可以确保走线顺直,可不专门铺设导线。

由于微表处摊铺机与摊铺槽间采用链条连接,往往在摊铺弯道时受路面超高的影响,摊铺槽会向弯道内侧侧滑,滑动距离一般在5cm 左右。在摊铺弯道时,驾驶员走线应该考虑摊铺槽的侧滑。3稀浆封层

稀浆封层技术对于新、旧路面的老化、裂缝、光滑、松散、坑槽等病害能起到预防和维修的作用,使路面的防水、抗滑、平整、耐磨性能迅速提高。近年来。由于稀浆封层施工的规范化、标准化,施工质量提高和成本的降低,稀浆封层已广泛应用于高等级公路的早期维修养护上。

3.1 改性乳化沥青稀浆封层

改性乳化沥青是一种高温抗流变、低温抗脆裂,耐候性、抗磨性、抗老化性优良的路面铺筑材料,对于降低路面的透水系数,治理路面的初期病害,增大路面的平整度和摩擦系数,起到很好的作用。改性乳化沥青稀浆封层是一种由水质高分子改性乳化沥青与轧碎密集料、矿物填料、水和添加剂组成的表面处治层,特点是可以进行薄层摊铺,凝固快,主要用于路面构造修整、龟裂、车辙等病害的处治,也可用于密封和提高路面的抗滑处治。但改性乳化沥青稀浆和其他薄层处治一样,只适用现有结构稳定的路段,弯沉值不够时必须补强后再施工。

3.2 与其他道养护方法相比较

(1)与热沥青混合料铺筑相比,热沥青混合料摊铺厚度2.5 cm,每平方米造价l8~2O元;改性乳化沥青稀浆封层摊铺厚度1cm,每平方米造价l3元左右,平均使用寿命为6~8年,可节约沥青15%~20%,按路面1 1 m宽计弹每公里节约资金8.8~1 1万元。因为改性乳化沥青稀浆封层在5℃以上即可施工,因此可以延长施工时间1~2个月,且减少环境污染、施工简便、降低劳动强度、节约设备能源。改善施工条件。

(2)普通乳化沥青稀浆封层开放交通时问需要4 h,改性乳化沥青稀浆封层开放时问只要0.5~1 h,中断交通时间大大缩短或半幅施工,半幅开放交通施,使成本直接下降。

(3)改性乳化沥青自身有较好的弹性和高低温性能.改性稀浆封层混合料有较好的物理性能,因此,改性乳化沥青稀浆封层可以修复或减少路面病害,延长封层的使用年限,年使用成本比普通乳化沥青稀浆封层要低。

(4)由于改性乳化沥青稀浆封层具有较好的防水和抗滑性能,而且缩短了开放交通时间。提高了路面的使用件能和机械设备利用率及劳动效率。极大地避免了夏季突然暴雨造成的水毁损失,每年可节约2~3万元。从缩短车辆停滞方面考虑。节约运输时问。减少车辆、商品在途中费用。其经济和社会效益不可估量。

三、沥青路面修补技术

虽然预防性养护措施能够延长路面使用寿命,但是随着时间延长不可避免的出现路面病害恶化现象,需要进行病害修补。按照现有的维修设备和维修工艺,路面坑槽维修主要分为填料式坑槽修补技术、挖填式坑槽修补技术、预热式坑槽修补技术三种维修方式。在实际维修中施工人员要根据实际施工条件采取不同的修补方式。如温度、湿度、冬季、夏季、雨季等。加强关键工艺的控制提高维修质量降低维修成本。无论是采取那种方式施工要求作业人员在施工作业之前按规定摆放好作业安全标志。使用的材料分为热沥青拌合料、冷拌沥青混合料。

1、挖填式坑槽维修技术,挖填式坑槽维修是目前公路小修保养中最常用的维修方法。它是将不规则的病害坑槽用专用工具切逢机将病害路面与好的沥青路面的结合部作彻底分割。切割成规矩的长方形或正方形,并且将病害路面的底部处理彻底一直挖到完好底面部分。这样处理过的坑槽比较彻底。在处理后的坑槽表面喷上薄薄的一层改性乳化沥青再添入热沥青混合料。然后碾压成型。下面具体谈谈其具体工作步骤:1、界定作业面,首先要界定现场坑槽病害的范围,在此基础上界定出比实际坑槽大于 10-20 厘米的外径为切割范围。用切逢机规则的矩形切割。切割时的深度要根据实际病害的深度确定。切割时的要求垂直为矩形长方体。2、清理坑槽,用铁钎将病害部分松动,然后用铁锹将松散的废料清出。重点在清除的过程中要从中间向四周开挖避免伤到坑槽的四周,坑槽的四周与底面垂直。将松散的废料全部清除一直清理到稳定的底面为止。然后用气泵 3-5 个压力吹出灰尘和杂质。做到坑槽内清洁、干燥底面平整完好。3、填放新料,为了增加新料与旧料粘结度,防止雨水渗入坑槽,再添入新料前用喷枪在坑槽的四周喷上薄薄的一层沥青胶或乳化沥青等。喷洒的量要适度,不许在坑槽的四周与地面出现积油现象。然后添入热沥青混合料。添入的方法先四周填满然后向中间填料,这样可以避免边缘出现缝隙。填充时中间要略高于四周高度差 3-5 厘米。碾压成型。如果坑槽较深可采取分层添入、分层碾压的方式。以提高密实度。碾压后的面层与原路面水平。如果材料选择冷补沥青料。可以直接添入新料不必再进行乳化沥青喷涂封闭,因为冷补料中含有沥青胶或泡沫沥青。其粘结度达到标准。采用这种坑槽维修技术从开始的坑槽清理到碾压成型与前一种直接填料式维修比较,在施工工艺上要比前一种时间长,但施工更彻底,使维修后的坑槽使用寿命增加了 6-8 倍以上。如果温度在 0-25 之间通常状况下一般都采用这种坑槽维修技术。

2、直接填料式坑槽维修技术,填料式坑槽维修的特点是及时性、广泛性、临时性。适用于不同的季节要求维修设备简单维修时间短。但坑槽修补后复发的可能性较高,一般做为应急性处理办法。它的操作方法是把坑槽内的杂物清理干净,然后直接填充沥青混合料或使用冷补料,经过碾压成型即可。

3、预热式坑槽维修技术 预热式坑槽修补技术主要是通过养护王修补车上的发电机发出的电源带动红外线加热墙对沥青路面的坑槽进行加热处理。使坑槽部分实行热再生然后根据现场情况再加入新料摊平后进行碾压成型开放交通。优点是先进,快速。

四、结语

本文就沥青路面常见病害及其处治方法作了简述。预防性养护作为高等级公路经常性、周期性的保养措施,应引起足够的重视。作为我们养护部门要建立科学的养护管理方法,科学地确定公路路面的养护对策,来提高养护质量,合理使用养护资金。并建立有效的运作机制,做到尽早发现,及时处治,使路面的养护工作做得更好。只有这样,才能更好地发挥公路的社会效益和经济效益。

第五篇:中国典型地区云系结构与辐射气候效应研究

附件11

“中国典型地区云系结构与辐射气候效应研究”

重大项目指南

云覆盖了地球面积的60%左右,是天气和气候预测中最重要、但不确定性最大的组成部分。它不但极大地影响地气系统的辐射平衡,对水循环和能量循环也具有重要影响。在过去的二、三十年里,人们对温室气体气候效应的研究因长时间序列南极冰芯的获得而取得了相当大的进展,但对云的三维结构、云-辐射过程及其对大气环流的影响研究仍十分薄弱。云是所有气象要素中最难以描述的变量,在气候预测最主要的工具—全球气候模式(GCMs)中,云及相关过程不得不被参数化处理。而这种参数化算法的建立需要基于大量的云的宏、微观特性观测数据基础上对云结构、相关云物理和辐射过程的深入理解。如何得出符合我国典型地区典型云系特征的云的宏、微观及辐射特性关键参数,并应用于气候变化预测和天气预报中,是目前我国大气科学领域急需解决的问题。它既是当前全球变化影响与人类适应以及可持续发展的研究热点之一,又是国家发展与安全战略决策的重要需求,也是国家中长期科学和技术发展纲要中的重大前沿课题。

针对我国典型云系的云-辐射相互作用及其对我国天气、气候影响开展专门研究,多学科联合攻关,获取云、辐射与天气、气候变化的本质联系并形成准确、系统的科学认识;通过认识云

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