固化石灰土上面铺设沥青面层施工设计研究论文

摘要:通过对薄层沥青施工现状的叙述及存在问题的提出,并对产生路面工程质量病害的分析,考虑到路基防水措施、面层与基层的结合联结技术措施,提出三种施工方案。

关键词:石灰土基层有网状裂缝;面层薄层沥青;路基无防水;面层基层层间结合

1工程现状及问题的提出

1.1工程概况①已施工成型的固化石灰土基层在高温及施工工程车辆的动荷载影响下,发生程度不等、大范围的温缩和干缩裂缝。经查,最深裂缝深达30mm-50mm不等。②路基成型表层仍在继续采用湿治洒水养生,后期未考虑路基防水措施。③设计面层AC-16沥青厚度6cm,属薄层面层施工。当采用固化石灰土做基层时,应充分考虑面层与基层的结合联结应稳固的技术措施。④该广场设计使用为停车场,亦应充分考虑停车环境。当沥青混合料的高温强度不足或抗永久变形能力不强时,特别是在高温季节又有雨水易侵入内部的情况下,易产生剪切变形。轻荷载大交通量,亦可造成沥青路面发生车辙。

1.2问题的提出鉴于基层有网状裂缝,面层属薄层沥青施工,防水性能差,石灰土基层上铺筑薄层中粒式沥青混凝土,应充分关注面层与基层的结合,预控工程施工后期工程质量,提出以下可能发生的工程质量病害:①沥青面层(尤其是较薄时)与石灰加固类基层间的结合,是一个重要的问题。一些路面破坏就是由于处理层间结合失当所致。②石灰土基层产生温缩和干缩裂缝,在工程中已发生程度不等(最深裂缝达30mm-50mm)、大范围的网状裂缝,常常导致其上铺筑的较薄沥青面层发生相应的收缩性反射裂缝。

以上工程质量预防、前瞻可能发生的路面病害应在施工中予以充分关注和消除。

2工程实践施工方案

2.1提高土基回弹模量,减小基层和面层的变形,提高路面结构的疲劳寿命JTGD50-2006《公路沥青路面设计规范》规定设计宜使路基处于干燥或中湿状态,土基回弹模量应>30MPa,重交通、特重交通公路土基回弹模量应>40MPa。沥青路面结构层可简化为面层和基层两部分,垫层和土基一般可理解为基层。基层主要承受由面层传递下来的车辆垂直荷载,并把它扩散到垫层和土基中,具有足够强度和刚度的基层是路面良好使用性能的必要保证。不少研究成果表明,面层质量是保证路面初期使用性能的关键,而弯沉是保证中后期路面使用性能的关键。对于半刚性基层沥青路面结构,沥青顶部的剪应力是导致路面车辙和开裂的主要原因;弯拉应变是路面疲劳开裂的主要原因。半刚性基层、底基层的弯拉应力起主要控制作用,沥青层的弯拉应力不起控制作用,随着土基回弹模量的增加,基层和底基层层底弯拉应力有明显的减少。因此,提高土基回弹模量对减小基层底面拉应力效果明显,并且,可以减少基层和面层的变形,提高路面的疲劳寿命。

通过分析提高土基回弹模量的具体措施如下:在土基与路面层间增设垫层,是一种提高土基回弹模量的措施。此垫层材料可以充分利用当地方便而经济的材料,如碎石、砂砾、矿渣、粗砂等,厚度可根据实际而定,级配不需要太严格的要求。此方案的优点可以充分利用当地材料,不会过多的增加工程造价,还可以大大改善路面结构的使用性能。

2.2设置改性沥青防水膜下封层通过设置改性沥青防水膜下封层可以解决防水、层间结合、防止层间反射裂缝等问题,优于传统的沥青表处式等下封层。较有效的防止薄层沥青路面水下渗造成的基层顶面的软化而引起沥青路面的开裂和坑槽病害发生,预防措施是在基层顶面设置沥青防水下封层。除防水、防止软化基层外,尚有对新铺基层的养护、养生作用及冬季防冻作用,还有提高面层与基层的结合能力、增强路面的整体性和减少路面反射裂缝等优点,延长沥青路面使用寿命。

工艺流程:基层验收及顶面清理→洒布乳化改性沥青透层和石屑→洒布改性沥青和碎石→碾压成型→检查验收

对于碎石宜选用粒径16～19mm石灰岩碎石,且石料应干燥、清洁、验收符合施工技术规范的要求即可。经试验此粒径范围的石料可以较有效地解决施工碾压粘轮的问题。而且,适量的石料嵌入下面层中,增强了封层与下面层的整体连接。经济分析,造价适中。

2.3土工格栅和玻纤格栅从作用机理上分析,土路基采用土工格栅和石灰基层上采用玻纤格栅具有很高的抗拉强度、低延伸率与沥青的结合好等优点,而且物理化学性能好,耐高温与限制作用强等特点。其作用主要是改善路面结构应力分布,提高沥青结构层的强度。具有抵抗拉应力的能力,从而达到防止沥青路面开裂的目的,提高路面寿命。公务员之家

在铺设过程中,首先,对基层上可能影响格栅与底层结合的物质进行清理。格栅铺设时,应保持其平整、拉紧,不得起皱,使其具备有效的张力。严格控制运送混合料的车辆出入,在栅格层上禁止车辆急转弯、急刹车等,以防至对格栅的损坏。

3结语

在薄层沥青施工中,提高土基回弹模量减小基层和面层的变形、设置改性沥青防水膜下封层、设置土工格栅和玻纤格栅是比较经济且能有效防止和消除沥青路面病害的三种方案。在施工中可根据工程所在地及环境的不同选择不同的施工方案。随着新型材料的出现和施工工艺的不断更新,不同地区实践中还会有较为实用而经济的施工方案有待总结。

参考文献:

[1]《公路路面基层施工技术规范》(JTJ034-2000).

[2]《公路沥青路面设计规范》(JTGD50-2006).

[3]《粉煤灰石灰类道路基层施工及验收规范》(CJJ4-97).

[4]《道路交通》“改性沥青防水下封层的应用研究”一文(城市道桥与防洪2010年3月第三期).