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水泥混凝土路面
水泥混凝土路面是指以水泥混凝土為主要材料做面層的路面,簡(jiǎn)稱混凝土路面。亦稱剛性路面,俗稱白色路面,它是一種高及路面。水泥混凝土路面有素混凝土、鋼筋混凝土、連續(xù)配筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土等各種路面。
中文名:水泥混凝土路面
外文名:cement concrete pavement
建筑分類:道路工程
組 成:路基,墊層,基層,面層。
特 點(diǎn):抗滑耐用養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低 工程造價(jià)
發(fā)展簡(jiǎn)史組成分類有素混凝土 / 鋼筋路面 / 連續(xù)配筋 /纖維土路面 / 碾壓土路面 /塊料土路面
預(yù)應(yīng)力//鋼纖維//裝配式 //土基基//材料要求//路面施工//補(bǔ)強(qiáng)加層//傳力桿//水泥路面特性//水泥特點(diǎn)
發(fā)展簡(jiǎn)史
國(guó)外
1868年,蘇格蘭收詞在因弗內(nèi)斯通往某堆貨場(chǎng)道路上鋪筑混凝土路面,19世紀(jì)末傳入美國(guó)和德國(guó)。早年混凝土路面大多用素混凝土按單層就地澆筑而成,少數(shù)也有做成雙層式或配設(shè)鋼筋的。20世紀(jì)20年代,歐、美各國(guó)在公路、城市道路和飛機(jī)場(chǎng)跑道上大量發(fā)展混凝土路面,美國(guó)還開始試鋪裝配式預(yù)制塊混凝土路面和連續(xù)配筋混凝土路面。至于預(yù)應(yīng)力混凝土路面,美、法兩國(guó)分別于30年代和40年代中期開始試鋪。70年代初,美國(guó)和荷蘭開始試鋪鋼纖維混凝土路面。
中國(guó)
水泥混凝土路面
中國(guó)于20世紀(jì)20年代末開始在少數(shù)大城市的道路和飛機(jī)場(chǎng)跑道上鋪筑混凝土路面。1932~1933年在南京至杭州國(guó)道上鋪筑了長(zhǎng)500米、寬5.5米的混凝土路面試驗(yàn)段。1940年在北京至天津公路上鋪筑了長(zhǎng)120公里、寬3米的混凝土路面。1948年在南京飛機(jī)場(chǎng)跑道上鋪筑長(zhǎng)2200米、 寬45米、 厚30厘米的鋼筋混凝土道面。到50年代,隨著水泥工業(yè)的發(fā)展,在中國(guó)的一些大、中城市的干道以及飛機(jī)場(chǎng)跑道上,開始大規(guī)模鋪筑混凝土路面。70年代初以來(lái),某些省在公路干線上開始鋪筑混凝土路面。中國(guó)的飛機(jī)場(chǎng)跑道,幾乎全部都采用混凝土道面。中國(guó)混凝土路面大多是用素混凝土按單層就地澆筑而成,但少數(shù)也有采用裝配式預(yù)制板,或做成雙層式,或配有鋼筋。
廠拌瀝青碎石路面 :
也稱黑色碎石路面或開級(jí)配瀝青混凝土路面。其加工工藝和鋪筑工藝接近瀝青混凝土路面,但其孔隙較大(兩者的分界線并不嚴(yán)格,中國(guó)以孔隙率10%為分界)。瀝青碎石混合料可以熱拌熱鋪,也可熱拌冷鋪;熱鋪質(zhì)量較好,用得較普遍。集料的顆粒有同顆粒及有級(jí)配之分,多采用有級(jí)配者。和瀝青混凝土相比,瀝青碎石的細(xì)集料和礦粉含量較少,粗集料的比例較大,瀝青用量相應(yīng)也較少。瀝青碎石混合料的熱穩(wěn)定性主要依靠集料顆粒間的鎖結(jié)力,故對(duì)瀝青用量、稠度、混合料的配合比和集料級(jí)配的變動(dòng)范圍可比瀝青混凝土為寬,而仍能保持其熱穩(wěn)定性。但因多孔之故,路面容易滲水和老化,故瀝青碎石常用于面層的下層、聯(lián)結(jié)層、整平層和基層。若用于路面的上層時(shí),須加瀝青封層或嵌撒細(xì)粒瀝青混合料。但也有把它鋪在密實(shí)的瀝青面層之上,作透水的防滑層用的。瀝青碎石路面的使用壽命一般短于瀝青混凝土路面,但其工程造價(jià)常較廉。
瀝青貫入式路面
是澆灑成型的一類瀝青路面。把瀝青澆灑在鋪好的主層集料上,再分層撒布嵌縫石屑和澆灑瀝青,分層壓實(shí),形成一個(gè)較致密的瀝青結(jié)構(gòu)層。澆灑施工的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單,運(yùn)料方便;其缺點(diǎn)是施工受氣候的影響較大,而且最終成型需要一定時(shí)間,成型后的路面不如廠拌瀝青混合料路面平整和美觀,成型期又多浮動(dòng)灰砂,并可能泛油。為了克服這一缺點(diǎn),可把最后一層澆灑瀝青和撒布石屑改為鋪筑預(yù)拌細(xì)粒瀝青混合料,以加速成型和減少浮動(dòng)灰塵,并有利于表面排水。貫入式路面的熱穩(wěn)定性主要依靠粗集料間的鎖結(jié)力,故對(duì)瀝青用量和瀝青稠度也沒(méi)有瀝青混凝土路面那樣敏感,其路用性質(zhì)和適用層位與瀝青碎石路面相接近。瀝青貫入式路面可熱法施工,也可冷法施工。熱法施工時(shí)用加熱的粘稠瀝青澆在冷集料上,路面成型較快,適用于城市道路和交通繁忙的公路;冷法施工時(shí)用乳化瀝青冷澆,但需待乳化瀝青的油水分裂、水分蒸發(fā)后才能初步成型,適用于養(yǎng)護(hù)小修及設(shè)置加熱設(shè)備有困難的長(zhǎng)距離公路。貫入式用的集料顆粒宜為接近同粒徑集料,以便瀝青能充分滲入主層,并使嵌縫層厚度均勻;主層集料的罪噠粒徑應(yīng)接近面層厚度或?yàn)槊鎸雍穸鹊?.7~0.8倍;集料應(yīng)潔凈無(wú)灰,表面干燥。
路拌瀝青碎石混合料路面:
路拌法是堆料于路床上,澆灑適量瀝青,然后用機(jī)械或人工拌勻,并鋪平壓實(shí)。由于在路床上的集料無(wú)法加熱,因此需要采用稠度較稀的瀝青乳液或液體瀝青作結(jié)合料,拌和時(shí)乳化瀝青不常加熱,液體瀝青閃點(diǎn)高者可以加熱。氣候潮濕時(shí),還需要在瀝青中加入抗剝落劑或采用陽(yáng)離子瀝青乳液,或在混合料中摻入水泥、石灰等,以增加潮濕集料與瀝青的粘著力。路拌瀝青混合料因受各種條件限制,其路用性質(zhì)不如廠拌瀝青混合料,但可節(jié)約就地沙石料的往返運(yùn)輸費(fèi)和能耗,常用于次要的公路或農(nóng)村道路。
瀝青表面處治路面
表面處治的施工工藝和路用性質(zhì)接近貫入式,但因其層厚較?。ㄒ话銥?~3厘米),故不用主層集料,而是將瀝青直接澆灑在潔凈干燥的下層上,然后依次撒布集料和澆灑瀝青,最后壓實(shí)成型。表面處治按澆灑瀝青和撒布集料的遍數(shù)不同,分為單層式、雙層式、三層式。表面處治路面的使用壽命不及貫入式路面,設(shè)計(jì)時(shí)一般不考慮其承重強(qiáng)度,其作用主要是對(duì)非瀝青承重層起保護(hù)和防磨耗作用,而對(duì)舊瀝青路面,則是一種日常維護(hù)的常用措施。施工中第以次撒布的集料顆粒一般較大,然后逐層縮小粒徑;但也有相反的工藝,即先逐層用較細(xì)的集料修筑一薄的表面處治層,待積累到一定厚度后,用粗集料壓入,形式較厚而熱穩(wěn)定性較好的表面處治層;或先用細(xì)集料處治形成一層不透水的封層,然后再用較粗的集料處理,使表面粗糙。
具體應(yīng)用:
彩色瀝青路面:
彩色瀝青路面在國(guó)外已較多地應(yīng)用到城市道路中,起到美化城市和誘導(dǎo)交通的作用,但在中國(guó)道路上應(yīng)用尚少,彩色瀝青混凝土是由脫色瀝青、有色石料、色料和添加劑等材料組成,彩色瀝青混凝土面層施工工藝為。原材料質(zhì)量控制是保證彩色瀝青混凝土面層施工質(zhì)量的前提,每一批原材料進(jìn)場(chǎng)必須按品種、規(guī)格分別取樣試驗(yàn),嚴(yán)禁不合格原材料進(jìn)入施工流程;彩色瀝青施工的關(guān)鍵在于原材料的選用和配合比的設(shè)計(jì),其施工關(guān)鍵工序在于拌和與碾壓,也就是說(shuō)拌和時(shí)間控制色粉投入量和拌和次序、時(shí)間。碾壓時(shí)做到快捷;本工程采用脫色瀝青、色料和本地區(qū)集料,通過(guò)摻入抗剝落劑來(lái)提高本地酸性集料和瀝青的粘附性,采用水泥代替礦粉提高了瀝青混合料水穩(wěn)性等技術(shù)措施,成功地配制出彩色瀝青混凝土,為今后本地區(qū)彩色瀝青鋪面的施工積累了經(jīng)驗(yàn)。
改性瀝青路面:
為了提高公路的使用年限,預(yù)防路面早期破壞,表面層施工引入了改性瀝青工藝,以迎合交通量的迅速增長(zhǎng)、車量大型化和嚴(yán)重超載問(wèn)題的嚴(yán)峻考驗(yàn)。在中國(guó)廣泛推廣的改性瀝青主要是摻加SBS改性劑或SBR改性劑,改性后瀝青在物理性能方面得到提高,主要表現(xiàn)在軟化點(diǎn)、針入度、脆點(diǎn)、延度等方面都得到改善。
改性瀝青路面的原料通常選擇堅(jiān)硬、粗糙有棱角的優(yōu)質(zhì)石料,而花崗巖、石英巖、玄武巖等具備這些性質(zhì),但這些石料中往往屬于酸性石料。瀝青中含有瀝青酸、瀝青酸酐等,粘附性往往難以滿足要求,為了增強(qiáng)瀝青與集料的粘附性,在基質(zhì)瀝青中摻加SBS改性劑,就能滿足粘附性的要求。在路面施工中,為了進(jìn)一步提高改性瀝青的粘附性,在改性瀝青中還摻加了抗剝落劑。在填料中摻加水泥、生石灰粉等代替礦粉,增加瀝青與石料的粘附性,大大的提高了瀝青混合料的水穩(wěn)性。
改性瀝青的粘度較高,施工難度大,與常規(guī)瀝青路面施工工藝存在較大差異,但施工實(shí)踐表明,只要嚴(yán)格控制混合料的材料、配合比、拌和、攤鋪和碾壓等關(guān)鍵工序的質(zhì)量,改性瀝青路面的路用性能可以得到充分的保障。改性瀝青混合料的出料溫度高,一般取出料溫度170℃~180℃,因此礦料的加熱溫度宜取180℃~190℃。改性瀝青混合料的拌和時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長(zhǎng)。一般拌和時(shí)間應(yīng)大于45s,其中含3~5s的干拌,以確保礦粉吸油的均勻性。拌和時(shí)間是否足夠,拌和方法是否正確,是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)瀝青混合料的關(guān)鍵環(huán)節(jié),質(zhì)量均勻的混合料表現(xiàn)為所有的集料顆粒完全均勻地被瀝青膜裹覆,瀝青均勻分布于整個(gè)混合料,以無(wú)花白石子、無(wú)瀝青團(tuán)塊,烏黑發(fā)亮為宜。
主要問(wèn)題:
1、瀝青路面的車轍:
車轍是路面結(jié)構(gòu)層及土基在行車重復(fù)荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí),以致結(jié)構(gòu)層材料的側(cè)向位移所產(chǎn)生的累積永9變形。
車轍屬變形類,是指路面上沿行車輪跡產(chǎn)生的縱向帶狀凹槽,深度1.5cm以上。車轍是在行車荷載重復(fù)作用下,路面產(chǎn)生永9性變形積累形成的帶狀凹槽。車轍降低了路面平整度,當(dāng)車轍達(dá)到一定深度時(shí),由于轍槽內(nèi)積水,極易發(fā)生汽車飄滑而導(dǎo)致交通事故。產(chǎn)生車轍的原因主要是由于設(shè)計(jì)不合理以及車輛嚴(yán)重超載導(dǎo)致的。影響瀝青路面車轍深度的主要因素是瀝青路面結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土本身的內(nèi)在因素,以及氣候和交通量及交通組成等的外界因素。車轍產(chǎn)生的主要原因有:(1)瀝青混合料油石比過(guò)大;
2、推移擁包:
主要是由于瀝青混合料路面在水平荷載作用下抗剪強(qiáng)度不足所引起的。導(dǎo)致此類瀝青混合料抗剪強(qiáng)度不足的內(nèi)在原因主要有:混合料用油量過(guò)大,細(xì)集料或填料過(guò)多,瀝青標(biāo)號(hào)選擇不合適,在瀝青混合料鋪筑之前表面平整度差,上下層間光滑接觸,無(wú)層間黏結(jié)力等,實(shí)際的原因則是其中一種或數(shù)種原因的共同作用。其外界原因可能是夏季高溫時(shí)間長(zhǎng)、交通量大、車速慢,特別是剎車較多的路段,易產(chǎn)生推移、擁包等。
3、泛油
泛油是指瀝青混合料內(nèi)部多余的瀝青在車輛荷載作用下向?yàn)r青路面表面遷移的結(jié)果。泛油的主要原因是瀝青用量過(guò)大或壓實(shí)瀝青混合料的殘留空隙率太小。