泰安興拓工程材料有限公司
主營產(chǎn)品: 其他工地施工材料
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反射裂縫擴(kuò)展
傳統(tǒng)的強(qiáng)度理論認(rèn)為,當(dāng)瀝青罩面層中某點(diǎn)的臨界應(yīng)力超過瀝青混凝土本身的極限強(qiáng)度時(shí),瀝青罩面層即達(dá)到破壞狀態(tài)。實(shí)際上并非如此,瀝青罩面層中的反射裂縫從其產(chǎn)生到整個(gè)路面破壞,中間要經(jīng)歷一個(gè)裂縫擴(kuò)展階段,即反射裂縫在罩面層厚度方向上的縱向擴(kuò)展和在其表面的橫向擴(kuò)展。
反射裂縫的縱向擴(kuò)展
斷裂力學(xué)認(rèn)為,裂縫的擴(kuò)展有三種位移模式:張開模式、剪切模式和撕開模式。其中溫度應(yīng)力對(duì)反射裂縫影響的模式為張開模式,行車荷載對(duì)反射裂縫影響的主要模式是張開模式和剪切模式。當(dāng)車輪駛經(jīng)裂縫的正上方時(shí),以張開模式來引起反射裂縫,當(dāng)車輪駛在裂縫之前和之后的位置時(shí),以剪切模式影響反射裂縫。撕開模式在罩面層中不常出現(xiàn)。與張開模式相對(duì)應(yīng)的溫度型反射裂縫通常產(chǎn)生于罩面層的底部,而后向上逐漸擴(kuò)展到罩面層頂面。Rigo等人應(yīng)用SAPLI5程序模擬溫度應(yīng)力作用下反射裂縫的擴(kuò)展路徑,幾乎是垂直向上擴(kuò)展的,但當(dāng)氣溫非常低時(shí),Haas認(rèn)為,裂縫產(chǎn)生在罩面層的頂面和底面,而后向罩面層中間擴(kuò)展,裂縫的這種擴(kuò)展方式在Button的“罩面試驗(yàn)”中得到驗(yàn)證。對(duì)于正荷載作用下的張拉位移模式所對(duì)應(yīng)的反射裂縫,一般產(chǎn)生于罩面層的底面,在周期性荷載的作用下垂直向上擴(kuò)展。Brown和Caltabiano在室內(nèi)試驗(yàn)都證實(shí)了裂縫的這種擴(kuò)展模式。在偏荷載作用時(shí),反射裂縫以剪切模式在罩面層中向上擴(kuò)展,Rigo等人對(duì)其擴(kuò)展路徑進(jìn)行了分析,認(rèn)為裂縫在罩面層中是沿45.角的方向向上擴(kuò)展的。當(dāng)車輪荷載(偏荷載)和溫度應(yīng)力共同作用于復(fù)合罩面結(jié)構(gòu)時(shí),Rigo等人的分析結(jié)果顯示,裂縫的擴(kuò)展介于偏荷載和溫度應(yīng)力單獨(dú)作用時(shí)裂縫擴(kuò)展路徑之間,比偏荷載作用時(shí)的裂縫擴(kuò)展途徑更垂直一些
[2] 反射裂縫的橫向擴(kuò)展
反射裂縫在瞬間是不可能貫穿整個(gè)路面寬度,除非在應(yīng)力作用時(shí),裂縫的長度已經(jīng)等于或大于相對(duì)整個(gè)路面寬度的臨界長度(這里的臨界長度是指當(dāng)裂縫的長度接近或大于該長度時(shí),裂縫的擴(kuò)展非常快而且是不穩(wěn)定的)。較為合理的發(fā)展過程是裂縫首先在路表面某些位置產(chǎn)生,然后再向兩側(cè)擴(kuò)展。一般情況下,反射裂縫多出現(xiàn)在輪跡處,因?yàn)闇囟葘?duì)反射裂縫的影響在整個(gè)路面寬度內(nèi)都是相同的,而行車荷載則是以一定的頻率分布在車道上的,尤其在渠化交通的道路上。與罩面層開裂有關(guān)的問題是環(huán)境因素的負(fù)效應(yīng),反射裂縫一經(jīng)出現(xiàn),水分的浸入、氧化以及行車的反復(fù)作用,常常使得反射裂縫加速向四周擴(kuò)展,即使裂縫貫穿整個(gè)路面寬度,也不會(huì)立即影響到行車的舒適性。同時(shí),如果在罩面層與舊路面板之間加入了防反措施,如土工織物、SAMI等不透水材料,即使反射裂縫出現(xiàn)在罩面層頂面,如果這些不透水材料仍不破列,那么就可以減少環(huán)境因素的影響,使罩面層保持在一定的使用水平,直到反射裂縫處的材料出現(xiàn)惡化。因此,即使罩面層中出現(xiàn)了裂縫,路面并不就因此而“破壞”了,如何定義路面的損壞將直接關(guān)系到罩面層的設(shè)計(jì)壽命
組成:
水泥混凝土路面由墊層、基層及面層構(gòu)成。
墊,在溫度和濕度狀況不良的城鎮(zhèn)路面道路上,應(yīng)設(shè)置墊層。以改善路面結(jié)構(gòu)的使用性能。
基層,基層應(yīng)具有足夠的抗沖刷能力和較大的剛度且抗變形能力強(qiáng)且堅(jiān)實(shí)、平整、整體性好。
面層,水泥混凝土面層應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度、耐久度、表面抗滑、耐磨、平整
分類:素混凝土
在公路、城市道路及機(jī)場道面中,目前我國采用得最廣泛的是現(xiàn)場澆筑在普通混凝土路面,這類混凝土路面除接縫區(qū)和局部范圍(邊緣或角隅)外,不配置鋼筋,亦稱素混凝土路面。
用素混凝土或僅在路面板邊緣和角隅少量配筋的混凝土,就地灌筑成的路面結(jié)構(gòu),施工方便,造價(jià)低廉。素混凝土路面應(yīng)沿縱向每隔5~6米設(shè)一縮縫,滿足冬季縮裂要求;每隔20~40米設(shè)一脹縫,防止夏季熱脹,板屈曲壓裂或縫邊混凝土擠碎;沿橫向每隔3~4.5米設(shè)一縱縫。由于橫脹縫易引起路面板的破壞,增加施工和養(yǎng)護(hù)的麻煩,20世紀(jì)60年代中期以來,對(duì)夏季施工的混凝土路面,除在橋頭、隧道口、道路交叉口小半徑曲線或縱坡變換處,必須設(shè)置脹縫外,其他路段可少設(shè)或不設(shè)??v橫縫一般做成垂直相交,但也有把橫縫做成與縱縫交成70°~80°斜角,并按4、4.5、5、5.5和6米的不等間距順序布置。
脹縫間隙寬1.8~2.5厘米,為防止?jié)B水,上部5~6厘米深度內(nèi)應(yīng)灌以填
縫料,下部則設(shè)置用瀝青浸制的軟木嵌條。為傳遞荷載,混凝土板厚中央處設(shè)鋼傳力桿,桿徑20~32毫米,長40~60厘米,間距30厘米。桿的半段涂瀝青并套以套筒,筒底部填以木屑等材料。如不設(shè)傳力桿,可在混凝土板下設(shè)置墊枕。
縮縫一般做成裂口深4~6厘米的假縫形式),上部亦灌以填縫料,可不設(shè)傳力桿。但在路基軟弱或交通繁忙路段以及鄰近長間距脹縫的二三個(gè)縮縫上,也應(yīng)設(shè)置傳力桿)??v縫可做成假縫、平頭縫或企口縫形式,上部也灌以填縫料。為防止板塊向兩側(cè)滑移,板厚中央可設(shè)置鋼拉桿,桿徑14~20毫米,長40~60厘米,間距80~100厘米。
素混凝土路面板大多做成等厚斷面,厚約20~25厘米。由于板的邊緣和角隅最易遭到破壞,可設(shè)置邊緣鋼筋和角隅鋼筋予以加固,
或做成厚邊式斷面,從靠路肩1米處開始厚度逐漸增加,至板邊緣厚度較中間大25%。在高速公路和一級(jí)公路上,可做成由內(nèi)側(cè)向外側(cè)邊緣逐漸加厚的梯形斷面。路面板大多做成單層式;當(dāng)板較厚時(shí)也可做成雙層式,上層厚度不小于6~7厘米。下層使用品質(zhì)稍差的材料做成低強(qiáng)度混凝土;為使上下層結(jié)合牢固,下層表面應(yīng)清潔、粗糙并設(shè)凹槽。
維護(hù)保養(yǎng):
改良缺陷
1、瀝青混合料高溫穩(wěn)定性
影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的因素可歸納為內(nèi)在因素和外部條件。內(nèi)在因素主要反映在材料本身的質(zhì)量上,如瀝青的用量,瀝青的黏度,礦料的級(jí)配,礦料的尺寸、形態(tài)以及瀝青混合料攤鋪面積等;而外部條件則主要包括氣候條件和交通條件,當(dāng)外部條件與材料本身的內(nèi)在因素結(jié)合在一起時(shí)就會(huì)對(duì)瀝青路面產(chǎn)生綜合影響。
瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的改善措施 由于瀝青路面高溫穩(wěn)定性不足出現(xiàn)的車轍不僅影響行車的舒適性和快速性,而且影響行車的安全性。改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性應(yīng)針對(duì)下面這些因素采取相應(yīng)的措施。
材料方面:
①集料:集料收選高質(zhì)量的集料,特別是表面兩層瀝青混合料,應(yīng)采用堅(jiān)硬、表面粗糙、破催、顆粒接近立方體的集料。
②瀝青結(jié)合料:有關(guān)研究認(rèn)為,就瀝青對(duì)瀝青混合料高溫性能的影響來說,瀝青含量的影響可能比瀝青本身特性的影響更重要,對(duì)于細(xì)粒式或中粒式密級(jí)配瀝青混合料,適當(dāng)減少瀝青用量有利于抗車轍,在考慮抗車轍因素時(shí)應(yīng)綜合考慮級(jí)配、集料對(duì)瀝青的吸收性、集料與瀝青間的粘聚力、混合料的空隙率等。
設(shè)計(jì)方面:
①級(jí)配:集料級(jí)配對(duì)瀝青混合料的高溫行能也是一個(gè)非常重要的影響因素,較粗的級(jí)配有較好的抗車轍能力,但不容易控制,而且級(jí)配過粗反而影響其高溫穩(wěn)定性,相比之下,密級(jí)配的瀝青混合料抗車轍性能較開級(jí)配混合料更加穩(wěn)定一些。
②混合料:在進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)時(shí),可有意識(shí)地按較多的重載車輛、較大的軸載、較高的輪胎氣壓進(jìn)行瀝青混合料的設(shè)計(jì)于試驗(yàn)室驗(yàn)證。
③施工:瀝青路面施工應(yīng)針對(duì)不同的混合料采用不同的施工方法,除了把握好材料質(zhì)量關(guān)以外,罪中藥的還有兩點(diǎn):一是施工溫度,包括拌和、攤鋪溫度等;二是壓實(shí),碾壓次數(shù)不能過多或過少,適當(dāng)?shù)哪雺耗塬@得最滿意的效果。
2、瀝青混合料的低溫抗裂性
低溫抗裂性是指瀝青混合料不出現(xiàn)低溫脆化、低溫縮裂、溫度疲勞等現(xiàn)象,從而導(dǎo)致出現(xiàn)低溫裂縫的性能。影響瀝青混合料低溫抗裂性的因素 影響瀝青混合料低溫抗裂性的主要因素有:材料特性如瀝青的感溫性、干時(shí)性、老化性能等,路面結(jié)構(gòu)幾何尺寸如面層的厚度等,氣溫等環(huán)境因素如溫差等。
瀝青混合料低溫抗裂性的改善措施 混凝土的低溫變形能力在很大程度上取決于瀝青材料的低溫性質(zhì)、瀝青與礦料的粘結(jié)強(qiáng)度、級(jí)配類型以及瀝青混合料的均勻性。應(yīng)從設(shè)計(jì)與施工兩個(gè)方面來進(jìn)行考慮。
設(shè)計(jì)方面 :
1、在進(jìn)行半剛性路面設(shè)計(jì)時(shí),首先應(yīng)選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小、抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料做基層。
2、選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層。在缺少優(yōu)質(zhì)瀝青的情況下,應(yīng)采取改善瀝青性質(zhì)的措施。
3、為進(jìn)一步提高表面層抗溫度裂縫性能,可采用橡膠瀝青或聚合物瀝青在瀝青混凝土表面做一封層。
4、設(shè)置應(yīng)力消減的中間層。
施工方面:
1、嚴(yán)格控制半剛性基層施工碾壓時(shí)的含水量,其不能超過壓實(shí)需要的最假含水量或控制在施工規(guī)范容許的范圍內(nèi)。
2、半剛性基層碾壓完成后或最遲在養(yǎng)生結(jié)束后應(yīng)立即用乳化瀝青做透層或封層。
3、透層或粘層完成后,應(yīng)盡快鋪筑瀝青面層。
路面再生
瀝青路面的再生工藝主要有:①在老化的瀝青路面上噴灑軟化劑,使老化發(fā)脆的瀝青重新變軟,多用于貫入式和表面處治路面的再生;②將老化了的舊瀝青層挖出,重新軋碎,必要時(shí)加入“再生劑”使瀝青質(zhì)量改進(jìn),并加入部分新的集料和瀝青,重新加工回用;該法可以就地粉碎拌和,也可以集中到工廠拌和,以廠拌熱法加工者質(zhì)量較好。舊瀝青路面材料的再生和回用可節(jié)約瀝青、集料和能耗,減少環(huán)境污染,已引起各國筑路部門的注意和推廣使用。