修改后论文1
毕 业 论 文
论文题目:混凝土裂缝的原因及防治措施 学 院: 远程继续教育学院 专 业:建筑工程技术姓 名: 何云勋
目 录
标题..................................................1
摘要..................................................1
关键词................................................1
一概述................................................1
二高速公路沥青混凝土路面病害分类、形成原因............1
2.1裂缝................................................1
2.2车辙................................................3
2.3坑槽................................................4
2.4沉陷................................................5
2.5拥包................................................6
三处理措施.............................................7
3.1裂缝的处理措施........................................7
3.1.1龟裂的处理措施......................................7
3.1.2横裂的处理措施......................................7
3.1.3纵向裂缝的处理措施...................................7
3.2车辙的处理措施........................................8
3.3坑槽的处理措施........................................8
3.4沉陷的处理措施........................................8
3.5拥包的处理措施........................................9
四施工技术.............................................9
4.1裂缝.................................................9
4.2车辙................................................10
4.3坑槽................................................11
五结语.................................................11
参考文献...............................................11
高速公路沥青混凝土路面常见病害处理措施及施工技术
摘 要:我国高速公路中沥青混凝土路面约占85%以上。沥青混凝土路面因具有地质条件适应性强、行车舒适、维护方便等优点而被广泛用于高速公路。在高速公路通车后,因交通量大、汽车轴载重、交通渠化严重,行车速度快,行车荷载作用、外界环境影响以及设计、施工中存在的不足,沥青混凝土路面会逐步出现多种路面病害,主要有裂缝(纵向裂缝、横向裂缝、龟裂)、变形(车辙、波浪或搓板、沉陷、隆起)、松散(磨光、松散、剥落、坑槽)及其它(泛油)四大类。高速公路一出现路面病害,就应及时分析病害成因,及时采取有效措施进行处治,否则不仅会降低道路的使用性能、影响行车的安全、舒适、快捷、畅通,而且会因处理不及时或措施不当导致道路结构性破坏。经过查阅资料并且跟师傅学习,我根据近几年的本地区高速公路建设和养护的实践,分析了高速公路沥青路面各种病害的形成原因,提出了路面病害的处理措施及施工技术。 关键词:沥青混凝土路面 病害 措施 施工技术
1.概述
经过大学三年的学习,我在课本中了解了高速公路沥青混凝土路面常见病害处理措施及施工技术,现在,我通过亲身实践并且与市政养护工作人员在实际工程应用中的交流探讨,及查阅调研相关资料,现对优缺点总结如下:
通过我亲身实践及相关工作人员探讨并查阅资料,使我知道了沥青混凝土路面的优点是,首先是沥青路面的风噪声小,对车子的胎面磨损小一些,同时也有利于提高车子的抓地力。其次是沥青路面的物理特性,主要表现在韧性方面比较好,抗压性和拉伸性好,能够较好适应不是很稳定的路基。再次是后期维护简易,可以进行部分重建,而不用像混泥土路面那样要大规模的修建,维护成本价低,这是进行基础建设工程不得不考虑得问题。最后是环保方面来讲,虽然沥青路面再铺设得过程中会造成一定得环境污染,但是沥青材料只要不发生化学上的反应,是可以进行反复利用的,这有效地提高乐资源地利用率。
沥青混凝土路面虽然有很多优点,但是也有缺点,主要有温度稳定性较差,在高温季节不仅强度下降,而且易出现裂缝、车辙、坑槽、推移、拥包、沉陷等破坏;在低温季节路面易产生开裂等质量问题。
病害的处理及施工技术与病害产生的原因有关,下面讲下病害的分类、形成的原因、处理措施及施工技术。
2.高速公路沥青混凝土路面病害分类、形成原因
高速公路通车后,在行车载荷和自然因素作用下,路面可能发生裂缝、车辙、坑槽、推移、拥包、沉陷等常见病害。
2.1裂缝
路面裂缝可分为龟裂(网裂)、纵裂缝、横裂缝。
在这次实习过程中,我们就遇到了纵裂缝和横裂缝的病害,通过和工作人员
探讨交流以及查阅资料我知道了裂缝的形成原因,如下:
(1)龟裂又称网裂,通常由于路面整体强度不足、基层湿软、稳定性不良等原因引起。沥青路面老化变脆,也会发展成网状裂缝。
龟裂的病害图如下图1所示:
图1 龟裂
(2)横裂缝通常是由于温度、湿度的变化,路面结构层产生收缩而弓愧的;半刚性基层的收缩裂缝及其面层的反射裂缝,大多是横向裂缝。不论什么样的裂缝,在行车载荷和气温、雨雪等自然因素反复作用下,都有加速和扩展的趋势。
横裂病害如下图2所示:
图2 横裂
(3)纵裂缝通常产生在拓宽的新旧路面交界处或路基半填半挖处,由路面不均匀沉陷引起。;或在沥青路面施工的纵向接缝处,由施工接茬处理不善引起;
在行车载荷作用下,车辙边缘也易形成纵缝
纵向裂缝的病害如下图3所示:
图3 主车道连续纵裂
2.2 车辙
车辙的病害如下图4所示:
车辙在高速公路上形成是比较多的一种病害。
图4 车辙
车辙是在行车载荷重复作用下,路面产生积累永久性的带状凹槽。车辙的产生受内因和外因的综影响,内因包括路面结构层次及材料组成,外因包括设计、
施工、交通条件和气象条件。
(1)路面结构及材料组成
沥青材料在路面结构中厚度越大,在行车作用下发生永久变形的变形量越大。故路面结构厚度既要有足够的承载能力,又要有较好的抗车辙能力。采用刚性或半刚性基层,可以大大减少基层和路基的变形,从而减少路面的整体车辙。沥青混合料具有一定的蠕变和应力松弛现象,在行车载荷作用下,当沥青混合料的受力超过其弹性极限和屈服点,就可能产生塑性变形,不断积累形成车辙。车辙的形成还与混合料的选择有一定的关系。
(2)设计与施工
沥青混合料配合比、基层材料配合比以及路基土壤组成等设计,都可能影响车辙的产生。施工时路基的压实度、排水性能、基层压实度、路面热稳定性等是否达到规范要求也都会影响车辙的产生。
(3)道路交通条件
大量重型或超载车辆在路上行驶,由于其单轴载荷加大,从而更容易产生车辙。
同时车轮在不断地磨损路面,特别是在车辆行驶较多的主车道上,也是产生车辙的原因。
(4)气象条件
由于沥青混合料是弹塑性材料,沥青路面是黑色路面,吸收热量能力强,所以在气温较高时,路面在行车载荷反复作用下极易产生车辙。在下雨或下雪时,由于雨水渗透侵蚀了基层材料,使其软化,从而使车辙扩大。
2.3 坑槽
坑槽是沥青混凝土路面常见的病害,其产生的原因有:
(1)施工时混合料温度太高,使沥青老化,粘结力降低,脆性增加,在行车载荷作用下易形成坑槽;混合料温度太低,使摊铺不够均匀,压实不充分,导致压实度不够,也易形成坑槽。
(2)路面的下面层标高控制不严,导致沥青上面层结构厚度不够,从而在行车载荷作用下,这部分混合料易被“带走”,形成坑槽。
(3)路面裂缝后,水渗到基层,在行车载荷作用下,基层可能发生松散、沉陷,从而造成面层进一步龟裂。如此反复循环,沥青面层将发生脱落沉陷,形成坑槽。
坑槽的病害如下图5所示
图5 坑槽
2.4 沉陷
路面发生的沉陷可分为两类:局部沉陷和大面积的下陷。
(1)局部小面积沉陷一般是由基层局部成形不足、强度不够,在行车载荷作用下,路面发生龟裂,当水渗人后,将已经损坏的基层进一步软化,从而使面层形成沉陷。
局部沉陷病害如图6所示:
图6 局部沉陷
(2)大面积下陷一般是由路基不均匀沉降或局部滑移而引起的。
大面积沉陷如图7所示:
图7 大面积沉陷
2.5 拥包
拥包病害如图8所示:
拥包在高速公路上不是很常见的病害。
图8 拥包
其形成原因是:
沥青路面产生拥包的因素是多方面的,如交通量的大小、车辆超载情况温度、路线线型、路面设计、路面材料、路面施工工艺及施工机械水平等。下面主要从路面和路基两方面进行分析。
路面基层稳定,用层铺法处治的沥青路面,当油石比超过7%时,在行车水
平力作用下,沥青面层材料的抗剪强度不足则易产生推挤拥包。这类病害大多是由于所用的沥青稠度偏低,用量偏多,或因混合料中矿料级配不好,面层沥青混合料中细集料过多,逐渐推挤而形成拥包,特别是在弯道处。
在高温和荷载长时间作用下,会产生粘性流动,路面出现推挤后凸起形成拥包。基层和面层没有粘结好,在车辆高速行驶时,面层可能相对于基层发生移动,从而发生拥包推移。
如果路面基层强度不足,结构内部抗剪强度不足易抵抗行车载荷产生的剪切应力的作用是,往往造成路面沉陷,沉陷处两侧路面面层向上挤出隆起而形成拥包。
此外,如果基层中含水量过大,停留在基层表面,与面层形成两张皮。在行车的来回碾压下,也会使路面面层推拥成包。这样形成的拥包未知往往不固定,随行车的碾压而变化,因此也称为“活油包”。这里哦拥包的产生主要不是因为面层,而是基层的问题,因此也称为“假油包”。
3.处理措施
3.1裂缝的处理措施
3.1.1龟裂的处理措施
龟裂的处理措施根据龟裂情况不同采取的措施不同
① 如夹有软弱层或不稳定结构层时,应将其铲除;如因结构层积水引起
网裂时,铲除面层后,需加设将路面渗透水排除至路外的排水设施。
然后再铺筑新混合料。如强度满足要求,网状裂出自沥青面层厚度不
足时,可采用铣削网裂的面层后加铺新料来处理。加铺厚度按现行设
计规范计算确定;如在路面上加罩,为减轻反射裂缝,可采取各种“防
反”措施进行处理。
② 由于路基不稳定,导致路面网裂时,可采用石灰或水泥处理路基,或
注浆加固处理,深度可根据具体情况确定,一般为20-40cm。消石灰
用量5%-10%,或水泥用量4%-6%。待土路基处理稳定后,再重做基
层、面层。由于基层软弱或厚度不足引起路面网裂时,可根据情况,
分别采取加厚、调换或综合稳定的措施进行加强。水稳定性好、收缩
性小的半刚性材料是首选基层。基层加强后,再铺筑沥青面层。
3.1.2横裂的处理措施
横裂根据裂缝程度不同处理措施也不同,对于细裂缝( 2-5mm)可用改性乳化沥青灌缝。对大于5mm的粗裂缝,可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝。灌缝前,必须清除缝内、缝边碎粒、垃圾,并使缝内干燥。灌缝后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。
3.1.3纵向裂缝的处理措施
纵裂的处理,对于2-5mm的裂缝可用改性乳化沥青灌缝,大于5mm的裂缝可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝。灌缝前,须先清除缝内、缝边碎垃圾、垃圾,并保持缝内干燥,灌缝后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。
3.2车辙的处理措施
85%以上车辙属于面层失稳型,即由沥青面层引起的。因此,预防车辙主要针对沥青面层主要的技术措施如下:
① 加强矿料质量管理
② 采用沥青稳定碎石基层+半刚性基层组成的混合式基层
③ 在半刚性基层上采用热沥青同步碎石作下封层
④ 优化沥青混合料级配
⑤ 严格控制沥青混合料中的沥青用量
⑥ 对长大陡坡路段的路面进行特殊设计
⑦ 在沥青混合料中添加抗车辙剂
⑧ 采用沥青混合料转运车
3.3坑槽的处理措施
坑槽的处理措施分为冷料冷补、热料热补和热料冷补。
冷料冷补的的施工措施主要用于应急性修补,通常先要开槽成型,将待补坑槽松散物、灰尘或淤泥清除,倒入冷补料.松铺系数为1.2-1.5,摊铺均匀,保证坑槽周边材料充足。但不要漫散至坑槽边沿外的路面。后用夯锤或振动式路碾机压实(日常施工时通常采用平板夯,如遇特殊情况可直接使用夯锤),深度在6 cm以上的坑槽必须分层投料夯实。若密实度不足,则经车辆行驶碾压,修补处会略有下沉,此时不必挖除坑内原填冷补材料,只需将更细一级的冷补料铺上压实即可。为防止此类情况的发生,通常使修补后坑槽地表面略高于周围路面约5~lO mm)。运行一段时间修补处即会与路面持平。每桶25 kg装的冷补材料可修补面积约为50 cm~50cm、深4.5 cm左右的坑槽。使用冷补材料只需要大约10 min即可开放交通。
一般情况下修路工人修补加热墙面积范围内的病害大概需要20 min,修复后接缝密合、平整、美观、耐久。
热料冷补适合于雨天抢救性修复。通常路面在通车几年后,一场雨会引起全线路面出现几百、上千个坑槽。为了确保行车安全,可以利用热修补设备的加热仓保温热料,沿线填补坑槽。此时不用对原始坑槽进行处理,填满后直接压实,待好天后用加热墙对原修补坑槽接缝处进行加热处理。这样既达到了道路安全防范的应急处理,同时也不影响路面的修补质量,此措施越来越多地被高速公路养护单位在雨天施工时所采用。
3.4沉陷的处理措施
沉陷病害分为局部沉陷和大面积沉陷
路面沉陷的处理措施有注浆法。下面讲下注浆法施工措施。
①注浆孔的布设
注浆孔的布设常用方格形、梅花形和六角形。方格形的主要优点是便于补加注浆孔,在复杂的地区宜采用这种方法,而梅花形和六角形布孔的主要缺点是不便于补加注浆孔,预计注浆后不需补加孔的地基多采用这种形式。
②注浆施工技术要点
1)采用“围、挤、压”的原则,即先将注浆区围住,再在中间插孔注浆挤密,最后逐序压实,这样易于保证注浆质量。最好采用分序注浆的办法。
2)在可能的情况下,以采用较大的压力为好。
3)注浆开始时,以稀浆开始,采用逐步加稠的方法。
③注浆液的要求
1)初始粘度要低,流动性好,可注性强。
2)固结后具有一定的抗压及抗拉强度,抗渗性好,抗冲刷,耐老化性能好。
3)凝结时间可调整度大,并能准确控制。
4)稳定性好,容易储存和运输。
5)无毒,不污染环境,对注浆设备和管道等无腐蚀性。
④注浆控制
注浆的过程控制相当重要,安直接影响到注浆的质量,因此采用注浆压力参数及注浆量双指标控制。注浆控制以注浆压力的控制为主,注浆过程中采用间歇多次注浆工艺,注浆压力逐次提高,稳定压力应在1MPa以上。注浆过程要注意边坡冒浆及边坡外撒,注浆完成后,注浆花管留在路基内,可起到对路堤的加固作用。
⑤注浆效果检查
注浆法作为地基加固和地基防渗处理,注浆效果的检查还没有比较合适的标准,但一般常用下列几个方法判断:
1)射线检测,测定密度,注浆前后对比。
2)弹性波法,测定注浆前后,地基的波速以判定弹性模量的变化。
3)浆液的灌入量,同一地区路基的差异不是很大,可以根据各孔段的单位灌入量来衡量。
4)压水试验,检查孔做压水检验,以单位吸水量值表示幕体的渗透性。
5)抽芯室内试验;现场荷载试验。
3.5拥包处理措施
拥包的治理,目前国内还是采用比较传统的方法,即对于一些小范围已趋于稳定的轻微拥包,一般是采用机械刨削或人工挖除;而对于面层沥青混合用量过多或细集料中而产生的较严重拥包,或路面连续多次出现拥包且面积较大,则是用机械全部掀刨,并低于路表面10mm,然后重新用新沥青混合料重新做面层。
在本次实习过程中我遇到了沥青混凝土路面裂缝病害、车辙病害和坑槽病害。下面我讲下这些病害的施工技术。
4.1裂缝
首先,工作人员给我简单讲了面对裂缝病害的施工技术,比如:
①合理组织施工,尽量避免冷接缝。对于冷接缝的处理,应先将接缝处沿边缘切割整齐、清除碎料,然后预热软化接缝处,涂刷乳化沥青,再铺筑新混合料。碾压时,压路机在已压实的横幅上,钢轮伸入新铺层15cm左右,每压一遍向新铺层移动15-20cm,直到压路机全部在新铺层为止。对于纵向裂缝,如分幅摊铺时,前后幅应紧跟,上、下层的施工纵缝应错开15cm以上,摊铺时控制好松铺系数,使压实后的接缝结合紧密、平整。
②沥青路面摊铺前,对下卧层需认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定。在白改黑改造工程施工时,应先对原有混凝土板块伸缩缝进行
认真处理,先清除缝内杂质,用填缝料填实,再在其上铺设防水卷材,并加铺玻纤格栅。
然后我们进行具体的施工,这次面对的是大于5mm纵缝的修补。
把有病害的路段用围挡和胶筒隔离,这次施工采用的是冷接缝的处理措施。首先先将接缝处沿着边缘切割整齐,清除路面的废料,然后预热软化接缝处,接着在接缝处刷改性乳化沥青,铺筑新的混合料。最后进行碾压,碾压后进行保养,保养后把安全设施撤离,这段路就可以运行车辆了。
4.2车辙
车辙的施工技术有很多需要注意的地方:
(1)运输
SBS沥青在生产工厂装车温度必须保持在160℃以上,运到混合料拌合场的温度不应低于140℃,运输车辆须在24h内运到指定地点,并及时把沥青泵送到沥青储存罐中。SBS沥青的储存温度应保持在150℃左右,若温度低于所要求的储存温度,SBS沥青的粘度过大,从而导致沥青罐的油管路堵塞,最后只能停产修理。
(2)摊铺
SBS沥青混合料在摊铺时连续、均匀、不间断的摊铺是保证路面平正的关键。连续不断的施工,以减少摊铺机和压路机的停顿,减少裂缝,提高其面层平整度。为提高路面的平整度,表面层宜采用摊铺前后保持相同高差的雪橇式摊铺厚度控制方式。由于SBS沥青粘度较大,粘附力强,用部分摊铺机的后雪橇是胶轮式结构,胶轮易粘附混合料细颗粒,影响平整度,所以摊铺机后雪橇是胶轮式结构的必须改成钢滑靴式结构。摊铺速度应控制在2米/分钟,做到缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,禁止随意变换速度或中途停顿。
(3)压实
对于密级配型混合料,其适宜的碾压温度范围是130℃~150℃,120℃前结束碾压作业。只有在高温条件下碾压才能取得更好的效果,压实速度控制在4~5km/h(即一般人行走的速度),振动频率宜为35Hz~50Hz。压实工艺为DD110或DD130压路机2~3档各碾压3 遍,即初压1遍,高频低幅振动碾压2遍(振幅宜为0.3mm~0.8mm),终压2遍。特别注意:施工时若发现压路机粘轮时,用洗衣粉水较好。
(4)接缝
接缝施工原则上同普通热拌沥青混合料一致,纵向接缝的三种碾压方法:静载钢轮压路机先从已压实的路面边开始碾压,搭接宽度为150mm;振动压路机从未压实的边开始,搭接宽度也为150mm;振动压路机从未压实的这边开始,但不搭接,而是留约76mm宽,然后用静载钢轮压路机压实留下的这部分。首先从热混合料边开始碾压,压路机质量主要由未压实的热混合料部分承受,并产生向接缝区挤压的力,从而获得较好的效果。若首先从已压实的冷混合料这边开始碾压时,接缝区的压实度将比先从热混合料这边开始碾压低1~2。
4.3坑槽
本次实习中我遇到的坑槽病害不是很严重,我们采用了冷料冷补的施工技术,首先还是设置安全障,然后将坑槽开槽成方块形,清除待补坑槽的赃物及废料,倒入冷补料,摊铺均匀,接着用振动式路碾机压实,最后清除旁边废料,养
护后撤离安全屏障就可以投入使用。
5.结语
在本次实习中我只遇到了部分病害的施工,了解了这些病害的注意事项以及施工技术并亲身参与其中,虽然做的不是很好,但是我相信在我未来的工作学习中一定会做的更好
经过这次的现场学习,使我对沥青混凝土路面病害处理方面有了更新的认识和掌握。知道了高速公路沥青混凝土路面病害的分类,产生原因以及处理的具体措施,掌握了部分病害的处理办法。
通过这四个月的实践学习我对公路工程施工方法有了进一步的认识学到了许多书本上所没有的知识,也体验到了实际工作中所发生的问题与矛盾,学到了很多学校所没有的待人接物的方法和与人相处的经验,明白了生活的艰辛和困难,更加坚定了我要为了我自己以后能够更好的生活努力拼搏、努力奋斗的信心。
不积跬步何以至千里,如果没有老师的教导和专业工作人员的传授知识,我又怎么可能有今天的知识。不仅仅是为了我自己,也为了养育我的父母、关心我的家人、亲戚、朋友,要用我的努力让他们过上更好的生活。
参考文献:
[1] 郭 贵 平 扬 文 明:“高 速 公 路 沥 青 混 凝 土 路 面 病 害 及 机 械 化 养 护”
http://www.jdzj.com/datum/showart.asp?art_id=1715
[2] 来 源 : 《 赤 子 》 2009 年 第 10 期 供 稿 文 / 郑 良 俊(嘉兴交通投资集团有限责任公司)http://www.chinaqking.com/%D4%AD%B4%B4%D7%F7%C6%B7/2009/48823.html
[3] 彭立建 易宏伟 :“高速公路沥青混凝土路面病害处理及养护技术探讨” 来源:中国期刊网
http://www.cdxph.com/Article.asp?id=490
[4] 《公路路基面层施工技术规范》
[5] 《公路沥青路面施工技术规范》
[6] 参考课本《路基路面施工技术》
[7] 参考课本《公路工程材料》
[8] 参考课本《道路工程施工组织与管理》