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路面加筋网在沥青路面病害治理中的应用
2019年03月04日    阅读量:1145    新闻来源:网络  |  投稿

7

开元东路东延线路面性能评价


路面性能评价是对路面状况进行调查并测量其性能指标数据根据调查情况和实测数据对路面性能满足使用要求的程度做出判断能否对路面性能做出正确评价直接影响到路面养护维修计划的制定和投资决策是路面养护系统中最为重要的一环对分析沥青路面病害的成因改进道路建设质量有重要指导意义


湖南长沙县开元东路东延线为二级公路设计速度60km/h路基宽15.0m路面宽13.5m双向两车道沥青混凝土路面中国沥青网sinoasphalt.com路线全长4.475km201012月下旬开放交通


项目在进行路面施工时温度较低为了能在规定时间通车路面水稳基层在摊铺养生方面没有做到位再加上通车后交通量较大道路通车不到1年即出现大面积路面破损经委托长沙理工大公路工程试验检测中心对该项目路面进行了试验检测初次检测内容包括路况调查弯沉测试承载板试验路面渗水检测钻芯取样检测等结论如下


(1)通过对调查检测资料的分析目前该路段主要病害为龟裂沉陷车辙和修补等其他病害数量较少但各个调查单元路面损坏情况不一


(2)该路面设计弯沉为31而根据弯沉检测结果全线5个调查单元的弯沉代表值均大于设计容许弯沉说明路面结构整体承载能力已经不能满足设计要求


(3)根据承载板试验结果所抽查的位置上基层顶面的综合回弹模量全部比面层顶面大沥青面层产生了横向蠕变以及向下的不能恢复的变形说明沥青面层空隙率较大不密实


(4)渗水系数合格率低说明沥青路面空隙率大施工过程中压实度不够和沥青混合料不

均匀


(5)根据钻芯检测结果得知沥青路面上面层厚度和总厚度的合格率均相对偏低并且K1+156~K1+856段上面层厚度和总厚度评定均不合格


路面基层厚度均满足设计要求但部分路段基层芯样松散松散颗粒中存在超粒径碎石取不出完整钻件(芯样)说明这些路段路面结构已经破坏基层整体强度不足难以对沥青面层形成较好的支撑


(6)油石比实测值普遍较低大部分段落的油石比均超出规范允许偏差


综上所述长沙县开元东路东延线原沥青路面部分路段厚度达不到规范要求且沥青路面实测油石比偏低压实度不足材料不均匀空隙率大部分路段下面层级配偏粗细料较少导致路面渗水严重以致出现各种病害甚至造成了部分路段路面结构破坏


施工方根据该分析结果对路面出现的各种病害均进行了修复但是路面依然存在少量沉陷车辙等病害20118月中旬湖南中大设计院有限公司接受委托再次对该段路面进行中桩高程测量及路况进行调查并由中南大学土木工程试验检测中心进行二次路面弯沉检测


此次共布置1632个弯沉检测点检测结果表明较上一次检测结果弯沉代表值有所降低但大部分路段仍达不到设计弯沉要求


路面灾害原因调查


油石比偏低级配不良


长沙县开元东路东延线沥青路面面层设计为4cm厚细粒式沥青混凝土(AC-13C)+6cm厚中粒式沥青混凝土但根据检测试验结果施工单位在施工过程中未进行生产配合比设计和生产配合比验证也未完全按照目标配合比进行拌和生产油石比偏低且部分段落的下面层级配偏粗细料较少胶结差甚至取不出完整的芯样


沥青路面厚度不足


部分路段如Kl+156~Kl+856沥青路面上面层厚度和面层总厚度的偏差超过规范要求面层厚度不足导致沥青面层不能满足设计的轴载作用要求抵抗交通荷载作用能力明显不足从而导致路面产生结构性破坏


压实度不足沥青路面空隙率大


压实度不足沥青路面空隙率大导致路面水分不断下渗而沥青结构层内水分无法尽快蒸发出来导致整个路面结构层长期处于富水状态随着交通量的增大和轴重的增加经受交通荷载和温度胀缩的反复作用一方面水分逐步侵入沥青与集料的界面上另一方面由于动水压力不断冲刷作用沥青膜渐渐地从集料表面剥离导致集料间的粘结力丧失而发生路面破坏


无有效的下封层基层与面层之间有软弱夹层


沥青面层在车辆的竖向荷载和横向冲击力作用下面层将产生相对于基层的位移趋势如果面层本身的内部摩阻力和粘结力以及面层底部弯拉应力抵抗不了这种应力时面层将出现波浪拥包车辙甚至松散剥落等病害必须有一个力来阻止这种层间的移动采用下封层后层间就产生了阻止移动的摩阻力与粘结力承担了与半刚性基层之间的粘结过渡任务使面层与基层垫层和土基一起抵抗荷载作用从而达到提高路面整体强度的目的并且还可以防止路面水下渗造成基层顶面的软化进而引起沥青路面的开裂和坑槽


按照公路路面基层施工技术规范》,基层施工完成后应及时进行养生通常应养生7d待其达到一定强度后再开始下一道工序在进行下封层施工前应扫除基层表面的松散颗粒和尘土然后按照施工图设计设置0.6cm厚乳化沥青稀浆封层但从钻芯检测结果以及开挖修补的坑槽来看基层与面层之间有软弱夹层(泥砂甚至还有基层养护使用的土工布)未发现下封层或有效的下封层经分析原因如下基层施工后未及时进行封闭养护未实施有效的交通管制致使基层特别是基层顶面初步形成的强度彻底破坏无法形成板体从而导致基层顶面松散形成一层泥砂层因为早期开放了交通运输车辆带来了大量的尘土与基层顶面松散层形成一层泥砂层在进行面层施工前施工单位未对基层顶面的泥砂层进行清理扫除也未对基层整体强度不足处予以补强致使基层与面层之间形成软弱夹层导致路面破坏


部分基层级配


超标通过钻芯检测发现部分路段基层中存在着大量的超粒径碎石难以形成集料嵌挤对基层整体强度及板体性均不利同时由于沥青路面压实度不足空隙率大路面水下渗并长期积聚造成基层顶面软化加速了这些路段基层的破坏直接导致沥青面层缺乏有效的支撑从而导致弯沉测试时路表弯沉值普遍偏大说明这些路段路面结构己经产生破坏承载能力下降


沥青混合料摊铺温度过低


施工温度是沥青路面施工的重要参数通过路况调查发现部分路段上面层松散严重的己经形成坑槽说明沥青混合料摊铺施工温度控制不严未进行热拌沥青混合料最低施工温度控制致使碾压时混合料温度过低无法压实从而导致路面细集料散失脱皮剥落等松散现象甚至形成坑槽


在检测过程中通过走访调查得知热拌沥青混合料最低施工温度过低除了施工控制不严外还有另外两个原因冬季施工外界气温很低碾压未及时跟上导致沥青混合料温度下降太快运距太远导致摊铺温度无法控制


由于路基基层面层厚度及抗压模量均达不到设计要求等原因导致路表实际弯沉值大于设计值


路面处治方案


完善排水设施疏干路面内部积水


原设计全断面铺设15cm厚未筛分碎石垫层路堤地段路面内部积水通过垫层直接排出路基路堑地段一般在两侧边沟下设置0.6m×0.6m的碎石盲沟与垫层共同作用排除路面内部积水减少车辆荷载作用下的动水压力由于公路两侧新建民居及接线较多部分地段可能堵塞了盲沟出口路堤坡面修整不当等导致垫层盲沟排水不畅应结合此次处治工作进一步完善路基路面排水设施确保排水通畅


加铺沥青混合料


由于路基基层面层厚度及抗压模量均达不到设计要求等原因导致路表实际弯沉值大于设计值经测算当路表计算弯沉值分别为28405060708090100120140160180200


对于实测弯沉值大于设计弯沉值的路段考虑采取在原沥青路面加铺细粒式~中粒式沥青混合料的措施经测算在满足设计弯沉的前提下


结果表明为了满足设计弯沉当实测路表弯沉为40加铺层厚度为8.3cm当实测路表弯沉为50加铺层厚度为16.0cm当实测路表弯沉为60加铺层厚度为20.2cm因此仅仅依靠加铺沥青层不能解决全部问题


当加铺时拟采取在加铺的中粒式沥青混凝土上加铺一层MACCAFERRI路面加筋网时


经类比分析当实测弯沉值为50加筋后中粒式沥青混凝土计算模量由1200MPa调整为4000MPa加铺层为4cm厚细粒式沥青混凝土+7cm厚中粒式沥青混凝土或者4cm厚细粒式沥青混凝土+12cm厚中粒式沥青混凝土经过经济比较加筋方案比不加筋方案可节省造价约30/m2所以推荐采用加筋方案


根据计算结果对于实测弯沉值小于50的路段拟采取加铺两层沥青层的方法处治其中实测弯沉值为31~40的路段采用加铺5cm厚中粒式沥青混凝土及4cm厚细粒式沥青混凝土的措施进行处治实测弯沉值为40~50的路段采用加铺7cm厚中粒式沥青混凝土及4cm厚细粒式沥青混凝土的措施进行处治且在中粒式沥青混凝土中加铺MACCAFERRI路面加筋网MACCAFERRI路面加筋网是一种铺设于路面结构层中的三维结构它通过连续的网面结构使路面结为整体可大幅度地提高路面结构的承载能力


挖除重建


对于实测弯沉值大于5的路段表明既有路面过于软弱不宜采用加铺措施拟全部采用挖除既有路面面层及基层重新铺筑路面结构的方案在铺筑路面前应检测底基层是否满足设计要求如底基层已损坏则挖除基底层必要时应对路床进行换填处理换填后具体的重铺厚度根据实测弯沉值的不同分别采用不同的底基层厚度


硬路肩的处理


此次对硬路肩也进行了弯沉检测根据弯沉检测结果结合现场路面表观状况分别采取不同的处理方式当硬路肩弯沉值大于31或表观有裂纹及沉陷等病害的路段采取挖除重铺的方案且重铺的结构层厚度与行车道保持一致其余不挖除重铺路段统一在原沥青路面上再加铺一层4cm厚细粒式沥青混凝土


施工注意事项


(1)施工过程中纵断面的控制挖除重铺路段基本与原设计路面保持一致加铺路段在路段两端往外延伸20m使加铺的9~11cm沥青面层高差消除在这20m距离范围内相对纵坡0.5%左右


(2)在进行重铺的过程中为使行车道标高与硬路肩标高保持一致需通过重铺路面结构层厚度来反算开挖深度使路面标高比原来高出4cm保证与加铺后的硬路肩高程一致


(3)开挖后的基层水泥稳定碎石及底基层水泥稳定砂砾捣碎后回填到路基上路床级配比较好的还可以在清理干净后利用掺入规定比例水泥后作为新铺路段的底基层


(4)挖除重铺路段每开挖完一层必须检测下一层的压实度弯沉等指标如不满足设计要求需继续挖除直到下铺层满足要求如果路基压实度弯沉达不到设计及规范要求的应对路基采用粗粒土换填重新压实处理直至满足要求


(5)加铺路段在进行加铺施工前必须对原路面清理干净应对原路面表观病害按规范事先进行处理浇洒粘层沥青然后再加铺沥青层加铺路段路面加筋网的规格钢丝材料必须符合设计图纸要求施工过程中必要时须请专业技术人员指导


(6)沥青混合料均采用密级配沥青混合料粗型级配 


(7)沥青混合料必须进行目标配合比和生产配合比设计严格按照设计的油石比矿料级配进行拌和施工严格控制拌和温度和路面压实温度铺筑厚度必须满足设计要求


(8)其他施工过程中的质量控制及材料要求按原设计文件执行


施工完成后应对处治后的路面进行全面检测对于加铺沥青混合料及挖除重建的路段则按新铺路面进行质量检验与评定


路面治理结论


施工完成后应对处治后的路面进行全面检测对于加铺沥青混合料及挖除重建的路段则按新铺路面进行质量检验与评定经过严密的质量监测认为开元东路东延线采用加铺MACCAFERRI路面加筋网治理之后可以达到通车要求并得出以下结论


(1)对既有沥青路面进行病害处治之前应对既有道路的路基路面情况进行细致的系统调查同时对既有路的各项指标进行综合检测及分析


(2)路面实测弯沉数据是确定路面改造方案的重要依据应根据实测数据的不同制定不同的路面处治措施


(3)通过项目实践对既有沥青路面采用加铺MACCAFERRI路面加筋网治理的方法进行了验证能以较少的投资满足路面承载能力要求


标签:技术中心沥青混凝土
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