1、水泥混凝土路面加铺沥青层施工技术研究F水泥混凝土路面维修一般采用养护、修复和改建三种形式。F及时选择恰当的养护与修复措施,可以延长水泥路面的使用寿命,降低路面寿命周期费用。 问题的提出问题的提出大量工程实践表明,水泥混凝土路面加铺所采用的预防反射裂缝技术措施的效果除了与所采用的材料性能有关外还在很大程度上决定于机械化施工工艺与质量控制技术。技术难点技术难点F旧水泥混凝土路面多存在严重错台、沉降、变形等现象,加铺沥青混凝土路面的平整度控制成技术难点;F由于旧水泥路面纵坡和横坡变形大,为了达到较高的平整度,铺层厚度会有较大的变化,在不同的铺层厚度下如何达到较高的均匀的密实度是施工控制技术关键FST
2、RATA应力吸收层由大量的细集料、矿物填料和高含量 聚 合 物 改 性 沥 青 胶 结 料 组 成 , 要 求 铺 层 厚 度2.5cm0.5cm,铺层空隙率4%1%,施工难度大。研究与解决的主要问题研究与解决的主要问题FSTRATA应力吸收层的材料特性和施工技术研究路面平整度的传递规律研究,确定提高加铺层平整度的施工工艺;F沥青混合料的压实特性研究,确定提高铺层压实度的控制工艺;F沥青混合料搅拌设备、摊铺设备、碾压设备的性能研究,确定水泥路面加铺沥青层的机械化施工设备匹配技术。 一、反射裂缝的预防措施施工技术反射裂缝产生机理反射裂缝产生机理方式一:水平移动 混凝土路面的接、裂缝处承受剪应力和
3、拉应力的能力很弱,在温度应力和车轮载荷周期性重复作用下,旧水泥混凝土面板会产生三种不同形式的运动。方式二:垂直移动 方式三:平行移动 沥青加铺层在与接、裂缝相应的位置上出现应力集中,随着时间的推移,在交通与环境载荷的反复作用下,产生反射裂缝。 温度型反射裂缝温度型反射裂缝 在日变化温度和年变化温度共同反复作用下,沥青加铺层不断地承受压应力和弯拉应力,进而发生疲劳损伤,产生反射裂缝。载荷型反射裂缝载荷型反射裂缝 车轮载荷引起的沥青加铺层剪切、弯拉应力 国内外预防反射裂缝的常用措国内外预防反射裂缝的常用措施施 F增加加铺层厚度 F预锯缝 F设置分离层 F强化沥青混凝土 F破碎和稳定原有水泥混凝土路
4、面 F设置防裂夹层 F设置防裂夹层的主要形式有土工布、土工格栅、改性沥青防水油毡、改性(橡胶)沥青砂、橡胶沥青混合料、沥青碎石、应力吸收层SAMI (Stress Absorbing Membrane Interlayer)和STRATA。F工程实践表明:STRATA可以有效地延缓反射裂缝的发生和防止路面水渗入基层造成面层破坏。STRATA级配特征与施工控制级配特征与施工控制 FStrata应力吸收层是美国科氏公司为延缓沥青路面出现反射裂缝时间而设计的高弹性聚合物改性沥青混合料,沥青含量高且不渗透。F防反射裂缝效果优于玻纤格栅等土工织物,比格栅、土工布等土工织物夹层罩面和热拌沥青罩面晚3-5年
5、出现反射裂缝,延长路面使用寿命5年。F该混合料由大量的细集料、矿物填料和高含量聚合物改性沥青胶结料组成,要求铺层厚度2.5cm0.5cm,铺层空隙率4%1%。 strata混合料集配要求与性能指标混合料集配要求与性能指标 矿料级配范围和生产配合比允许变动范围 筛孔mm0.0750.150.300.601.182.364.759.50通过率美国规范714818183230554065608580100100科氏推荐614820153225554070608580100100变动范围144注:砂当量45%,吸水率3%,棱角性35% 沥青及沥青混合料技术指标沥青及沥青混合料技术指标沥青沥青混合料项目
6、指标项目指标针入度(25 100g 5s 0.1mm)85100沥青含量%7延度(5cm/min 5 cm)50空隙率%0.52.5软化点()65矿料间隙率%16粘度(135)2.23.0HVEEN稳定度(T246,60)18闪点()230弯曲疲劳10HZ 20(次)100000弹性恢复(RTFO,25)80%strata混合料的施工与质量控制混合料的施工与质量控制 Fstrata混合料细集料含量高达70%左右F合成级配变动范围要求严格F细集料中 常含较多的粉尘F沥青粘度大,软化点高F混合料的以上特点,使用传统搅拌设备施工难度相当大1) 振动筛筛孔的选择 strata混合料生产混合料生产 标准
7、筛筛孔mm2.364.759.513.216振动筛筛孔mm3.56.5111519振动筛与标准筛对应值参考表 2) 拌和时间调整 strata的拌和时间,应较中粒式沥青混合料的拌和时间延长20%30% 3) 拌和温度控制Fstrata施工时铺层很薄降温很快,要求出料温度控制在允许出料温度的上限附近,温度波动控制在5以内。F环境温度影响大,由34(系列2)降至26(系列1)时,允许碾压时间(碾压终了温度120)缩短了4分钟。4)粉尘处理筛孔(mm)各种规格料通过百分比(%)合成值矿粉天然砂03石屑35石屑510碎石9.5100100100(100)4.7598(97.3)10096.1(96.0
8、)36.1(35.8)(92.6)2.3696.3(93.6)98.5(98.4)19.8(18.2)1.9(1.5)(74.6)1.1875.7(75.5)68.2(66.1)4.6(2.9)1.2(0.8)(52.0)0.610038.6(38.2)40.6(36.6)4.1(2.3)1.0(0.6)(31.0)0.399.422.2(21.7)30.9(26.3)4.0(2.2)0.9(0.5)(23.0)0.1597.76.6(5.9)19.7(14.3)3.8(2.0)0.9(0.5)(13.4)0.07585.71.4(0.7)12.6(6.3)3.6(1.8)0.8(0.4)(8
9、.9)6145317105)级配控制6) 混合料生产控制 序号项目要求控制范围1石料加热温度1801901851902沥青加热温度1701801701753混和料拌和温度1701801751804拌和时间s4060505沥青含量偏差%0.3-0.30 6级配偏差%(筛孔)0.075mm112.36mm444.75mm547砂当量%45858天然砂变动%53混合料摊铺与碾压混合料摊铺与碾压 摊铺碾压作业时,应解决如下问题1)铺层薄strata应力吸收层的主要功能是预防水泥板间的反射裂缝,铺层厚度为2.5cm0.5cm,要求旧水泥板块上铺筑的沥青混合料薄层厚度均匀2)温降快801001201401
10、6018012345678910 11 12 13时间(min)温度()系列1系列2STRATA 摊铺摊铺 1)找平基准 F摊铺机具有自动调平功能(自调平、控制系统调平);F等厚摊铺(自身、传感器)当找平基准靠近熨平板时,角0,此时在旧水泥板上可铺出厚度均匀的沥青薄层。 2) 摊铺施工要点 :F摊铺前熨平板需预热至100以上,否则无法正常起步。F摊铺速度应控制在4m/min以内;F首台压路机应尽可能靠近摊铺机,如混合料出现开裂现象,压路机应该退回至开裂停止处;F路幅宽超过7m时宜采用两台摊铺机同步零距离摊铺;F纵向接缝应重叠、互搭,重叠宽度20cm以上,施工缝须与原水泥板接缝错开30cm以上;
11、F常规摊铺温度为120-177 ;F混合料温度超过177时,摊铺机后混合料可能出现推挤现象;F混合料温度低于120时,摊铺机后的混合料可能出现开裂现象;F气温低于10不得摊铺;3) Strata混合料碾压 Strata铺层温降检测结果 时间min0123456789101112备注测点1温降1661611541371291231181151101041009794环境温度26,厚度3cm测点2温降165161154142138133130126123121118116113环境温度34,厚度3cmFStrata混合料含油量较高,铺层薄,宜采用静压,不宜用胶轮压路机,以免出现泛油或振坏。F碾压中
12、或碾压完成后若遇连续高温天气,strata铺层可能出现气泡,可将将其刺破或覆盖,也可用压路机去除,不会对使用性能造成影响。F成功的strata混合料碾压后每隔几米会出现30cm30cm左右的油斑或轻微的油带,不出现油斑表明油量偏低,大面积出现油斑则表明油量偏高。F压实完成后铺层空隙率应控制在3%5%以内。F提高摊铺初压密实度,对压实质量有重要作用。STRATA应力吸收层碾压施工现场 路面检测结果路面检测结果 序号项目目标值变化范围1沥青含量9.0-0.3+0.0 2矿料级配通过百分率9.5mm10004.75mm92.6-2.5+3.62.36mm74.6-2.2+3.50.075mm8.9-
13、0.6+0.93 3铺层厚度(mm)25.0-1+44空隙率(%)4.0-0.9+0.4Strata 铺层检测结果 二、路用土工布的材料特性与施工技术 土工布是一种采用特殊的挤压和定向拉伸技术加工而成用于防止反射裂缝的主要土工合成材料,有聚乙烯土工布、平布、有纺土工布和无纺土工布等。铺设土工布减缓反射裂缝的效果相当于铺设约30mm的沥青混凝土的效果,使用土工布还可有效减少加铺沥青层的厚度,是一种比较经济的减缓反射裂缝的措施。 路面结构用土工布特性路面结构用土工布特性 F良好的耐温性,能耐170 以上的高温 F抗拉强度8kN/m,单位面积质量200g/m2 F良好的沥青吸附性和柔性 F耐酸碱、
14、抗老化 F良好的均匀性,双向强度比不大于1.2,厚度小于3mm无纺土工布 F准备下承层,保证路面无污染,接触面整齐F喷洒粘层油,粘层油一般选用改性沥青或乳化沥青,采用沥青洒布车洒布F采用人工或机械铺设土工布,烧毛土工布烧毛的一面朝上,专用铺设机械可由装载机改装。乳化沥青完全破乳时,将土工布拉展紧压在机械的橡胶板下,开始铺设,铺设速度6m/min左右。土工布铺设施工工艺土工布铺设施工工艺洒布粘层油铺设土工布三、路面平整度传递规律 路面平整度是高速公路主要使用性能之一,不仅体现公路施工质量的总体水平,还直接影响车辆的行驶质量和路面使用寿命和养护维修费用,美国MichaelsJanoff的研究表明:
15、F平整度好的路面10年内衰减较小;F平整度好的路面10年内裂纹较少;F平整度好的路面10年内养护费用少。初始平整度与长期裂缝改善率的关系初始平整度与平均年养护费用的关系 影响沥青路面平整度的基本因素影响沥青路面平整度的基本因素 摊铺作业与基准方面的因素 F摊铺速度波动 F料堆推移阻力及其作用高度波动 F牵引点高度变化 碾压作业方面的因素 F施加给铺层材料的压实作用不均匀 F松铺层混合料密度和力学特性不均匀 F松铺层厚度不均匀 平整度传递机理平整度传递机理V所考察柱体压实后的体积;V 所考察柱体压实前的体积;1 路面结构材料的竖向应变 路面结构材料的横向和竖向应变之 比(泊 桑比)。)21 (1
16、1VV132HHF作为摊铺机行驶的支承表面,下层路面凹凸不平将使熨平板大臂牵引点的高程发生变化,导致熨平板仰角的变化影响摊铺层表面平整度;F作为移动基准的支承表面,下层路面凹凸不平将引起基准本身误差,影响摊铺层表面的平整度;F以上两方面因素均通过松铺层表面的不平整传递给成型路面;F下层路面凹凸不平使松铺层厚度发生变化,导致混合料压缩量的变化,并反映到成型路面上,其影响通过碾压过程压缩量的不同,传递给成型路面。 下层路面不平整的影响下层路面不平整的影响沥青路面平整度传递机理沥青路面平整度传递机理HH2H H2 H2 H11H理想情况下下层路面平整度的传递原理 1)理想条件下,下层路面平整度的传递
17、,服从相似准则。 松铺层平整度传递松铺层平整度传递 摊铺层表面不平整的传递HH1 HH H2 H22H2松铺层平整度的传递过程服从相似准则。各基本因素综合作用下平整度传各基本因素综合作用下平整度传递原理递原理 1)压缩比不均匀对平整度传递的影响 )11()11 ()11 (abbabakkHkHkHHH式中k为虚铺系数,为碾压前铺层厚度与碾压后铺层厚度之比 铺层密度变化示意图 附加不平整对平整度传递影响附加不平整对平整度传递影响 CtgSSPhhtVmF材料的抗剪能力与压路机在制动过程中产生的水平推力有关。由于压路机的质量很大,其速度变化时所产生水平推力相当大,往往会超出铺筑材料本身的剪切极限
18、FP使材料发生推移,这种情况在压路机制动、起步、转向时最易出现。 压路机转向时,a、b两端的转动速度不同,但钢轮本身是一个不能自由转动刚性整体,故而形成两端材料被推拥的现象,严重时可造成铺层撕裂。 压路机钢轮转向示意图 随机因素产生的平整度概率分布随机因素产生的平整度概率分布 随机因素产生的概率分布 各种因素作用下平整度传递各种因素作用下平整度传递 各基本因素综合作用下的平整度传递原理 影响平整度的因素十分众多,但它们的影响都是通过松铺层的平整度,下层路面的平整度,压缩比的不均匀度和碾压过程的附加不平整四个基本变量传递给成型路面的。下承层的平整度铺层的影响程度与压缩比q值关系密切,在沥青层加铺
19、施工中,应尽量提高压缩皆值,以减小其对下承层的影响;在影响路面施工平整度的各因素中,摊铺机的摊铺平整度具有重要影响,摊铺层不平,直接影响路面最终平整度。 分析结论分析结论平整度控制实用方法F摊铺沥青路面的各结构层时,下层路面宜采用挂线基准,以校正纵、横向调和,中、上层宜采用移动 式均衡梁基准,经二次平均化处理后可大大减小基准误差,保证上面层的平整度;F挂线基准是影响平整度的主要因素,应严格控制挂线基准的误差,挂线须张紧,其张力不得小于1000N,长度不宜超过200M。高程测量时尽量直接测量和调整支撑立杆高度,挂线高程误差应控制在2MM以内。F调节摊铺机工作装置的机械性能,使其与摊铺材料特征相适
20、应,进行市郊压实,降低下承层不平整对沥青加铺平整度的反射作用,减小原水泥路面对沥青层平整度的影响。四、摊铺与碾压质量控制摊铺与碾压工作装置特性 CdtetyLveytLvTtLvs由运动学理论所建立的浮动熨板运动学模型,可更清析地了解熨平板铺层厚度变化与大臂牵引点的变化关系。 1) 熨平板阶跃信号响应 如图所示,阶跃信号时,摊铺厚度呈指数曲线变化,牵引点调节后,摊铺厚度不会立即调整到位。其走过1、2、3倍牵引臂长距离后,厚度变化分别为调节量的63%、86%和95%,只有当行走距离超过5倍牵引臂后,摊铺厚度变化才与输入信号相等。 熨平板阶跃响应过程还表明,摊铺厚度调节快慢与摊铺行走速度无关,摊铺
21、速度快,抬升响应时间短,反之则抬升响应时间长,但德国距离一,均需走过5倍牵引侧臂长度。2) 熨平板正弦信号响应同样由熨平板运动力学模型,可知对牵引点输入正弦信号时,熨平板将出现滞后正弦响应,该响应的振幅与所输入信号的频率有很大关系,也即熨平板对不同输入信号的滤波作用和自找平性能不同,信号频率越高,衰减越快,则自找平功能越强。路面铺筑时的平整度受多种因素的共同作用,保持和控制摊铺机烫平板的工作角度,可有效消除各种因素对平整度的不利影响。摊铺机自动调平系统不仅解决了路基不平整对路面的影响,对于由材料、车速等变化所引起的铺层厚度变化也进行了有效地控制。自动找平系统调好后,误差检测器、传感器与基准之间
22、将保持恒定的角度(距离)。自动调平系统工作原理误差检测控制器基准电磁阀油缸扰动侧臂厚度0LL误差检测控制器基准电磁阀油缸扰动侧臂厚度00LLLF摊铺机自动找平系统由开环和闭环控制两个环节组成复合控制系统。F误差控制器安装于烫平板后沿时,系统仅由闭环控制系统对路面误差进行反应控制,滞后作用明显;F误差控制器安装于牵引点时,系统只有开环控制系统起作用,其具有超前控制功能,可提前控制,但由于缺乏反馈环节,不能自动修正已被控制量的偏差,烫 平反的扰动对控制精度有很大影响;F纵向误差检测控制器安装在距熨平板后沿距离为总长的1/42/5分之一处较为合理。调平系统配置、确定基准调平系统有一纵一横和双纵两种配
23、置可供选择,不同的配置对调平系统性能发挥和路面铺筑效果不同。F一纵一横配置,摊铺机两侧分别由纵、横向误差检测控制器控制。横向控制器对纵向控制器处于跟随状态,摊铺宽度小于6M时可采用这种配套形式,摊铺宽度较大时,由于横向传感器的限制,将产生较大的误差。F双纵配置,摊铺机两侧均设置由纵向基准控制的误差检测,所铺筑的路面横坡由纵向基准控制,在摊铺宽度大于6M时,采用这种配套美工工,可消除由一纵一横配置带来的控制误差。F摊铺机自动找平系统工作的参考点即为找平基准,其纵、横向误差值指所铺筑路面与基准之间的误差。实际工作中有固定基准和行走基准两种基准建立方法。F拉钢丝即为最常见的固定基准设置方法。F非接触
24、式行走基准,非接触平衡梁由2 个控制盒、8 个声纳传感器、4 组平衡梁组成,是使用当今最先进微处理技术控制的摊铺机找平系统,利用超声测距原理,使用声纳传感器,以地面为基准进行连续高精度测量。F接触式行走基准F声纳传感器与控制盒借助数字技术消除感应误差、环境误差和机械误差。F快速精准的非接触传感技术由高质量声纳传感器保证,传感器周围的气温变化可由温度补偿杆测定,并在测量结果传输至控制盒之前消除二级杠杆式的浮动均衡梁工作原理 浮动均衡梁的滤波作用F挂线基准可很好控制路面高程,但难以满足铺层对平整度的要求;F浮动均衡梁减少了架设和测量过程中的人为误差,其良好的滤波作用为有效控制铺层的平均厚度,提高铺
25、层的平整度提供了良好 的条件;F基层高程得到良好控制时,中、上面层均可采用滑靴控制;F有纵向接缝的路面,应采用热接缝梯形摊铺,梯队中第二台摊铺机靠近接缝处的自动找平传感器应采用小滑靴,对接缝进行控制。振动压路机作业速度振动压路机的作业速度对沥青路面压实效果有很大影响。试验表明,为克服沥青材料所具有的力、吸附力和嵌挤力,对某一点的受迫扰动必须连续作用三次以上,才能使材料颗粒处于振动状态。对压路机钢轮直径与材料的变形情况进行分析得知,压路机在一个振动动周期内的行驶距离小于3cm即可满足以上要求。l振动频率为45HZ的压路机,满足以上要求的作业速度为4.9km/h。l压路机一个振动周期内的行驶距离小
26、于2.5cm时,才能保证路面具有较好的平整度。45HZ的压路机,满足以上要求的作业速度为4.0km/h。由此可见,具有45HZ振动频率的压路机,作业速度不大于4.0km/h时,具有很好的压实效果并能保证路面有较高的平整度和较高的工作效率。振动压路机作业参数(1)振动压路机作业速度碾压速度对沥青混合料压实度的影响 碾压速度对压实度的影响在相同碾压遍数的情况下,碾压速度越快,所得的压实度越小。碾压速大于一定值时(10km/h),压实度达不到规定要求。为了达到同样的压实度, 碾压速度越快, 所需要的碾压遍数就越多。达到一定的碾压遍数后, 碾压遍数的增加并不能增大压实度, 反而有时会减小压实度。(2)
27、振动压路机的振动频率振动压路机一般有多个振动频率可供选择,不同的材料特性有不同的合适频率范围。振动轮的频率接近材料的固有频率时,可减少内摩阻力60%以上,材料容易趋于稳定l振动压路机的振动频率为4070之间时,对沥青混合料有很好的压实效果;l振动压路机的振动频率为30HZ以下时,对土壤和基层有较好的压实效果。(3)振动压路机的振幅一般振动压路机均有多个振幅供选用,振幅过小压实度小,压实效率低,振幅过大则易将材料压碎。一般情况下振幅与压实厚度有一定对应关系。厚度小于10cm的沥青混凝土,应采用高频低振幅方式,厚度超过10cm时,宜分层碾压。铺层厚度cm3366 10压路机拓幅mm静压单轮振动0.
28、30.6双轮振动0.40.7行车道平整度检测行车道平整度检测结果序号旧水泥路面strata应力吸收层中面层上面层12.101.170.580.5223.391.340.760.4632.631.060.640.4543.911.310.730.5553.871.300.670.5864.561.200.670.6071.901.180.620.4882.061.000.660.4691.511.060.580.53102.981.970.640.49平均值2.891.260.660.51压实度检测数据压实度检测数据桩号车道应力吸收层中面层上面层压实度()空隙率()压实度()空隙率()压实度()
29、空隙率()K281+275 行车道98.83.298.85.299.64.2K282+850 超车道98.44.1100.33.7100.53.2K283+950 行车道96.75.898.35.098.94.8K284+375 超车道96.95.698.75.399.44.4K285+500 行车道96.55.099.24.599.74.1K287+750 行车道97.54.0100.73.3100.63.3K288+770 超车道97.74.899.83.597.76.0K289+460 行车道99.13.4100.33.799.54.3K290+350 超车道97.74.8100.73.
30、396.47.3K290+830 行车道97.64.8100.13.998.94.9平均值97.74.6100.23.899.14.6五、水泥路面加铺沥青层设备选型与参数匹配高速公路施工设备匹配原则:以摊铺机为核心机型,在保证施工质量的同时,发挥最佳作业性能的连续施工组合;最大限度发挥各主要机型最佳效能匹配。沥青路面设备的匹配原则与设备配套1、摊铺机的作业速度3m5m/min为宜,一般不小于2m/min 2、根据搅拌站的生产能力Q,确定运输车数量 n,以满足连续生产的要求。3、根据摊铺机的作业速度V和压路机的行走速度S,确定压路机的台数K。 CTWDVQ10060Ttttn3211)2/()(
31、nBSVEK沥青混合料搅拌设备选型间歇式搅拌法工艺流图 顺流式滚筒中燃气和骨料的温度变化ASTEC公司的双滚筒沥青搅拌设备不同结构形式的沥青混凝土搅拌站具有不同的适应范围l传统的间歇式搅拌设备混合料级配准确,沥青含量偏差小,混合料拼命均匀,在多个料场向一个搅拌站供料的情况下,具有明显的优势;l连续式滚筒式搅拌设备有利于旧路材料再生,但由于进行边疆配方和拌和,难以调整配方,对冷要求也十分严格;l双滚筒搅拌设备吸收了间歇式和滚筒式搅拌高程的优点,又避免了各自的缺点,并为旧料再生提供了理想的生产工艺,伸其对原材料的要求十分严格,如果不能保证冷集料的粒度、含水率和供给量的准确,则不能保证成品级配和沥青
32、含量的准确性。摊铺设备的配置在汉宜调整公路水泥混凝土路面加铺沥青混合料的施工中,摊铺机不再是在路面基层或是面层上作业,而是在附着力较小的土工布和应力吸收层上作业。作业介质的变化,使摊铺机原有的附着性能发生了改变,牵引性能也发生了改变。附着系数变化,摊铺机作业在路面基层或路面上时,附着系数为0.8。而在土工布上行驶的摊铺机附着系数约为0.5。附着系数改变,在附着重量不变的条件下,也使附着力减小大约40。牵引阻力变化,包括熨平板工作阻力的变化、顶推料车的阻力的变化和坡道阻力变化 减小摊铺机的牵引阻力,降低摊铺机的滑转率,可提高在土工布上作业的摊铺附着性能。滑转率小时,作业阻力对摊铺机机实际行走速度
33、的影响小,附着性能好,而在摊铺机最大摊铺宽度的情况下,每减少一米摊铺宽度,可相应降低约7.8%的行走阻力。经对以上各项影响因素的分析研究表明,土工布上作业时摊铺机的作业宽度应为摊铺机最大设计摊铺宽度的57%以内课题应用与研究结论 根据课题研究成果在汉宜高速公路K100K125路段进行了大规模的试验验证工作 。试验路段路面结构参数为:应力吸收层:STRATA混合料;中 面 层:6cm, AC20S型沥青混合料;上 面 层:4cm, SP12.5型沥青混合料。搅拌设备:ASTEC 4000 型 1台 MAR1N1 2000型 1台摊 铺 机: ABG 525型 1台 ABG 423型 1台压 路
34、机:Engersoll - rand DD110型 5台 25吨胶轮压路机 2台转 运 车: Road TEC CB2500C型 1台铣 刨 机: Wirtgen W2100型 1台机械设备配置机械设备配置平整度检测结果统计特征值 摊铺宽度平均值()标准差() 变异系数()95置信度变化范()6.5m0.660.1015.20.460.8612m0.810.1924.10.431.19压实度检测结果统计特征值摊铺宽度平均值()标准差()变异系数()95置信度变化范()6.5m98.30.610.6297.199.512m97.81.61.794.6101.0SP12.5混合料级配检测统计特值
35、筛孔尺寸mm平均值%标准差%变化范围%备 注13.295.01.32.59.578.00.91.84.7551.91.83.52.3634.41.32.51.1822.60.71.40.615.70.71.40.310.80.51.00.157.90.61.20.0756.70.51.0沥青含量%4.90.070.14注:变化范围为95%置信度下的计算值。平整度检测统计特征值 项目平均值标准差变化范围备注旧水泥路面 mm2.891.020.854.89 strata应力吸收层 mm1.260.270.721.80中面层 mm0.660.060.540.78上面层 mm0.510.050.410
36、.61注:变化范围为95%置信度下的计算值。 SP12.5沥青路面空隙率检测统计特征值 项目平均值标准差变化范围备注空隙率%4.60.753.56.1样本数22芯样高度mm40.21.283843样本数22注:变化范围为表中最大值和最小值。 AC20S沥青路面空隙率检测统计特征值 项目平均值标准差变化范围备注空隙率%4.30.843.46.5样本数16芯样高度mm58.31.815661样本数16注:变化范围为表中最大值和最小值。结论反射裂缝是沥青加铺层最主要的破坏形式,在温度和载荷的周期作用下接缝附近处于应力集中状态,由于拉应力和剪应力的交变作用是反射裂缝发生和不断扩展,降低了路面平整度和路
37、面使用性能,最终将会破坏路面结构;根据国内外最新研究成果表明,设置应力吸收层(如STRATA)的方法比使用土工织物可延缓裂缝出现35年,具有很好的效果;与新建高速公路相比,水泥路面加铺沥青层施工中应力吸收层STRATA的施工技术,路面压实度与平整度控制,及为实现质量要求所采用的设备参数匹配、施工工艺等是确保和提高加铺层质量的技术关键。 由于STRATA含有大量细集料、矿物填料和高含量聚合物改性沥青,铺层厚度(2.50.5mm)、空隙率(4%1%)等质量要求高,施工难度大,对混合料拌合、摊铺、碾压的要求不同于传统沥青混合料由于原路面存在错台、不均匀沉降、纵断面和横断面严重变形等病害使平整度严重降
38、低,加铺沥青混凝土路面的平整度和压实控制成为加铺改造的技术难点。在沥青路面施工中,搅拌设备,摊铺设备,运输车,碾压设备的性能和协调工作能力直接影响施工质量,各机种之间既相互联系又相互制约,只有正确的选择各机型的工作参数,并保证机型之间有合理的匹配关系,才能充分发挥各机型的总体效能,从而获得较高的技术经济指标和较高的施工质量。 加铺工程中在STRATA和土工布上行驶作业的摊铺机,由于土工布和粘层油的作用,摊铺机附着系数的减小和摊铺过程附着重量的变化,使原有的附着性能大大降低。摊铺机附着性能的改变严重影响了路面的平整度和压实度。为了减小铺机附着性能改变对牵引特性的影响,提高摊铺路面的平整度和压实度,可通过将摊铺机摊铺宽度减小到设计值的57%以内,改用梯形摊铺甚至多台摊铺措施,使牵引阻力配置在额定滑转率较小的位置,提高摊铺机稳定作业性能。 理论分析和工程实践证明,通过采取科学的方法和必要的措施使设备性能与材料特性相适应,可以较好的解决加铺过程中的技术难题,使混合料级配组成、平整度、压实度、空隙率等指标控制在较高水平。