高性能抗车辙路面技术应用研究

高性能抗车辙路面技术应用研究

江苏东交工程检测股份有限公司江苏南京210046

摘要:针对目前交叉口和重载交通路面车辙、推移病害较严重的现象,本文提出了高性能抗车辙路面技术——灌入式复合新型路面的概念。根据灌入式复合路面的特点,结合公路养护工程的应用,对灌入式复合路面各施工步骤进行了详细叙述,同时开展了灌入式复合路面连续跟踪观测。研究表明,灌入式复合路面由于其特殊的结构形式使得施工工艺相对较复杂,但其施工灵活、抗车辙效果明显适合应用于养护工程中,尤其适用于交叉口等车辙频发路段的养护工程中,对节约养护资金,减少社会影响具有积极作用.

关键词:抗车辙;灌入式复合新型路面;灌浆饱满度

引言

沥青路面车辙病害目前是路面常见的主要病害,尤其是在重载公路上的交叉口路段。由于该地段沥青路面长期受车辆刹车、起动、转向的特殊受力作用,加之重载车辆、超载车辆的重复作用,使得道路交叉口附近极易产生车辙,也是目前困扰公路养护部门的主要问题。

灌入式复合路面是一种新型的路面,是指在基体沥青混合料(空隙率20%~28%)路面中,灌注以水泥为主要成分的特殊浆剂形成的复合路面,通过骨料之间的相互嵌挤作用和灌入的水泥胶浆共同形成材料强度,提高了结构层抵抗荷载作用的能力,具有刚柔并济的特点,其高温稳定性能大大优于普通沥青路面,并具有良好低温抗裂性能和抗滑耐磨性能。本文以盐城S233养护工程应用为例,对灌入式复合路面的施工工艺进行介绍。

1灌入式复合路面材料性能研究

1.1水稳定性能研究

采用冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验相结合的方式评价灌入式复合路面混合料的水稳定性,并与常规SBS沥青混合料进行对比。灌入式复合路面混合料的残留稳定度明显高于常规SBS沥青混合料,而冻融劈裂强度比低于常规SBS沥青混合料。出现这种情况的原因与两种试验的试验条件有一定关系。在残留稳定度试验中,混合料需进行60℃恒温水浴48,灌入沥青混合料中水泥浆的强度在高温和高湿环境下得到增长,在一定程度上抵消了灌入式复合路面混合料中基体沥青在高温和高湿条件下粘结效果的衰减,这也从另一个角度证明灌入式复合路面混合料的水稳定性较好。而在冻融劈裂试验中,混合料需真空保水后在-18℃条件下静置16h,这一冻融循环条件对水泥砂浆的强度造成较大影响,导致灌入式复合路面混合料的冻融劈裂强度比有所下降。

1.2高温性能研究

灌入式复合路面混合料由于灌入材料的加入,改变了原沥青混合料在高温状态下易发生变形的性质,大幅提高了混合料的高温性能,其高温性能远高于常规SBS改性沥青混合料,而两种不同胶结料的灌入式复合路面混合料的高温性能相差不大。这是由于灌入材料的硬化起到抵抗变形的作用,而胶结料对抗车辙性能的贡献相对较小。

1.3低温性能研究

灌入式复合路面由于其自身特点,刚度增加,与SBS改性沥青混合料相比,其具有较高的抗弯拉强度,破坏弯拉应变小、劲度模量大,其低温抗裂性能不如常规SBS改性沥青混合料,但其破坏弯拉应变能满足规范要求,说明灌入式复合路面混合料具有一定的低温抗裂性能。采用SBS改性沥青的灌入式复合路面混合料的低温性能略高于灌入式复合路面混合料。

2灌入式复合路面施工工艺

根据其特性,灌入式复合路面施工分为基体沥青混合料施工、水泥砂浆生产及灌入、表面处理及养护等阶段,与一般沥青路面的施工方法有所区别。

2.1基体沥青混合料施工

基体沥青混合料生产、运输和摊铺环节与常规一般沥青混合料的施工类似,主要是现场的碾压有所区别。基体沥青混合料的碾压应采用双钢轮压路机进行静压,碾压遍数为2~3遍。压实后的外观应铺面整体平整度较好。

2.2灌入材料生产与灌注

作为灌入材料的水泥砂浆生产方法分为两种,一种是施工现场生产,另外一种是采用拌和站进行厂拌,通过混凝土搅拌车运输至施工现场。考虑到交叉口路段养护规模较小,现场生产水泥砂浆更灵活、更方便。为了保证砂浆有效灌入基体沥青混合料中,现场根据基体沥青混合料空隙率计算每平方的砂浆灌浆量。由于砂浆有一定的稠度,现场采用平板夯通过高频低幅的振动方式将砂浆灌入基体沥青混合料中,重复多次,直至该断面表面水泥砂浆不再渗透为止。

2.3灌入式复合路面表面处理

由于路面上残余的水泥砂浆将降低灌入式复合路面的抗滑性能,因此,需要先把扫把或洒水车将残余在沥青表面上的砂浆清除干净,直至露出表面的凹凸不平为止。

2.4灌入式复合路面养生

一般来说由于灌入材料形成强度需要一定时间,因此对水泥砂浆要进行一定时间的养生。但是在盐城本项目中加入了早强剂,因此灌入施工结束后2h就进行了上面层的摊铺。

3施工后跟踪观测调查

施工后对弯沉及车辙深度进行跟踪观测。经过一年的高温季节,同一时间,施工的相邻路口出现了较为明显的车辙而灌入式复合路面的整体情况良好,无开裂、车辙等病害,服务性能良好,能有效减少后期养护成本。

4结束语

灌入式复合路面施工应用表明,灌入式复合路面具有良好的抗车辙性能,但是其工序较多,且机械化程度相对较低,大规模施工具有一定的局限性,因此在公路建设中应用有一定困难。但是对于养护工程,采用灌入式复合路面具有良好的适用性。尤其是在交叉口、公交站台等车辙频繁路段,该路面施工灵活、造价低、抗车辙效果明显,且能取得较为明显的抗车辙效果,有效延长了路面使用寿命,对节约有限的养护资金、缓解路面频繁维修带来的社会影响具有积极意义,具有较高的推广应用价值。

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