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土工布在旧砼路面改造中的应用
 
消息来源:安徽路桥路面    录入时间:2008-08-05 08:37:01    作者:安徽路桥路面

土工布在旧砼路面改造中的应用I.前言
在长期使用水泥混凝土路面时,由于种种原因,各种疾病如表面光滑,损坏和破损都是不可避免的。用于加固和加固此类疾病,水泥混凝土覆盖层和沥青覆盖层。由于高等级道路上的交通量大,在修复过程中不允许全面中断交通,而且沥青加铺层具有维修周期短,驾驶舒适的优点。因此,在旧水泥混凝土路面上添加沥青覆盖层已成为一体。一种实用,简单而有效的修复措施。 TR 这种修复方法的传统做法是直接在旧路面上添加表面层。但是,由于原水混凝土板的温度收缩和负荷下的变形,沥青类表层在原始接缝处反射和破裂,大的反射裂缝会引起雨淋。渗透人,在沥青大衣中引起新的疾病。多年来,如何减缓反射裂缝一直是许多道路工程师和科学家的热门话题。国内外研究人员对反射裂缝进行了广泛而广泛的研究。最初,采用了添加一层沥青砾石连接层的方法。根据试验,当连接层的厚度达到6cm或更大时,抗反射裂纹效果随厚度的增加而增加。因为该方法成本高,所以不适合。规模推广申请。随着相关材料科学的发展,通过大量的研究和实验比较,使用特殊的土工布是减缓沥青外涂层反射和开裂的有效且经济的方法。本文结合土工织物在广西旧路中的应用研究和分析,探讨了土工布在旧水泥混凝土路面改造中的应用。 TR 2.沥青覆盖层开裂的分析计算方法 分析了沥青覆盖层的开裂主要是由于旧水泥混凝土板的水平和垂直位移引起的反射裂缝。旧水泥混凝土板的水平位移主要是由水泥混凝土的水平收缩和热膨胀引起的,垂直位移主要是由驱动荷载引起的。由于覆盖层的计算和分析不仅涉及旧路面的结构状况,破坏程度,改造状态和环境因素,还需要采用适用的力学分析模型,选择准确合理的材料参数等,内容广泛,复杂和多变。目前,虽然国内外有许多计算方法,但仍然没有成熟好的计算和设计方法。作者仅简要介绍了目前使用的计算和设计方法如下:
(1)COE方法
美国工程师部队(COE)根据补充厚度不足的概念,提出了旧水泥混凝土表层沥青层经验厚度计算公式:
H=A(FHD-cbho)(1)
其中:hd是单层混凝土表面层所需的厚度(cm),由新的混凝土路面设计方法根据现有地基承载力和未来交通要求确定; h0是旧混凝土板的厚度(cm); cb是旧的表面层的条件系数,当有一个精细的初始裂缝时,cb=l;当有多个裂缝或角裂缝时,cb=0.75; f是控制覆盖后旧表面层裂纹进一步发展的系数。交通和路基强度从0.6到1.0不等; A是混凝土层厚度和沥青层厚度的等效转换系数,A=2.5;高压不仅与交通量和地基承载力有关,还与板长和温差有关。准确的计算很困难。对于沥青覆盖层设计,h0可以参考表1.cb值变化的范围很大,并且在使用时难以正确掌握。根据旧混凝土路面状况指标的评级结果,建议按表2取值。 TR 表1混凝土板的厚度
交通等级非常重,中等亮度。 HD/cm28252321
TR 表2旧混凝土板条件系数表
道路等级评级的良好等级差异
Cb10.92〜0.990.83〜0.910.74〜0.820.65〜0.73
TR 实施例1:某高速公路的混凝土板的厚度为25厘米,板长为5米。目前的交通等级特别重,旧路况为中等,道路年平均温差为39°C。计算沥青覆盖层。厚度。 TR 从表1 hd取28 cm,从表5cb取0.86,用A.取2.5.对于f值,我们通常希望在添加沥青层后,旧混凝土面板的裂缝不会进一步发展。因此,当取1时,沥青覆盖层的厚度通过公式(1)计算为16.3cm。 TR将该厚度与覆盖层厚度的一般设计进行比较以满足最小厚度要求,因此路段的沥青覆盖层的厚度可为16cm。 (2)AASHT0方法
美国AASHT0路面设计指南还使用补充厚度不足的概念来确定沥青覆盖层的厚度,但放弃了对f校正因子的考虑。其计算公式为:
h=B(hd-he)(2)
他=c1c2c3h0(3)
其中:c1是考虑接头和裂缝是否修复的系数。当在覆盖层之前修复整个厚度时,c1=1;否则,每公里未修复的关节和裂缝的数量选择在0.6~1.0的范围内。 C2是考虑旧表面层是否具有耐久性问题(耐久性裂纹或反应性骨料病)的系数,当没有耐久性问题时,c2=1.0;当有耐久性裂纹但没有破裂时,c2=0.96-0.99当有少量破碎时,c2=0.88~0.95,严重破碎时,c2=0.80~0.87:c3是考虑疲劳损伤程度的系数,少量横向裂纹板(<5%),c3=0.97~1.0,横向裂纹板较多(5%~15%),c3=0.94~0.96,横向裂纹板数量较多,c3=0.90~ 0.93; B是混凝土层厚度和沥青层厚度的等效转换系数,即具体功能的厚度,由下式确定: B=2.2233 + 0.00153(高清)2-0.0604(高清)(4)
实施例2:实施例1中的混凝土板具有更多的耐久性裂缝但不破裂。 C2为0.96,横向裂纹较多,c3为0.94。在添加沥青层之前,旧路面的裂缝严重受损。并且接缝修复了全厚度,损坏更轻而且没有修复,然后c1可以达到0.9。然后,根据式(3),he=20.3,从式(4),B=1.85,和式(2),沥青覆盖层的厚度为14.2cm。 TR 由此产生的厚度小于通过COE方法计算的覆盖层的厚度,因为在施加沥青层之前,旧路面的裂缝和接缝被修复到全厚度。 TR(3)ARE方法
1.方法。在推导出静态平衡分析的类型时,对路面层进行了以下假设:
(1)材料呈线性弹性,各层变形连续,各层材料性质相同; (2)水泥混凝土的温度变化是均匀的(不考虑板顶部和底部温差引起的弯矩和变形。(3)层间相互整体移动;(4)作用在路面结构上的力满足静平衡方程 根据上述假设,计算了由旧水泥混凝土板的温度下降(开口位移模式)引起的拉应力和由裂缝附近的交通荷载的剪切变形引起的开裂造成的损坏。剪切位移模式)。 TR 2.计算由旧水泥混凝土的水平移动引起的覆盖层的拉伸应变。 TR 拉伸应变:ξoc=FOC/A0EO
其中:ξoc-外涂层中的最大拉伸应变; Foc-裂缝顶层的拉力; E0-沥青混凝土的刚度模量; A0-沥青覆盖层的横截面积。 TR 3.由于旧水泥混凝土板的接缝两侧的位移不同,计算了覆盖层的剪切应变。 TR 剪切应变:γ0=2τ0(1 +υ0)/E0
其中:外涂层中的γ0-剪切应变; τ0-外涂层的剪切应力; E0-沥青混凝土的动态模量; υ0-Poisson的沥青混凝土比例。 TR 4.使用以下疲劳方程确定外涂层的允许拉伸应变和剪切应变: 对于水平拉伸应变:
NF=9.37×10-15(1/E)5.16
对于垂直剪切应变:
Gallowable=5.2(N/9.7255×10-15)-0.1937
旧沥青覆盖层设计过程中增加了旧水泥混凝土加固工艺。 TR 影响外涂层水平拉伸应变和剪切应变的主要变量是: (1)沥青混凝土或水泥混凝土的蠕变模量; (2)沥青或水泥混凝土的动态模量; (3)旧路面或外套的厚度; (4)路面材料的温度变化; (5)路面材料热膨胀系数; (6)各层之间各结构层的运动形成的相互作用力; (7)关节处的垂直位移不同; (8)粘合层的断裂宽度。 TR在重复试验和计算之后,当计算出沥青覆盖层的最大拉伸应变和最大剪切应变大于沥青覆盖层的容许拉伸应变和剪切应变时,需要重新确定外涂层的厚度。 ARE设计方法的推荐方法是:
(1)增加外涂层的厚度; (2)设置粘合剂不连续性(可以使用特殊的土工布); (3)设置应变消散夹层(可以使用特殊的土工布); 在上述叠加设计方法中,ARE叠加设计方法的机械概念简单明了,计算方便,易于设计者理解和接受,综合考虑影响反射裂缝的各种因素。然而,由于分析方法中的一些粗略假设,ARE方法不能准确地分析沥青混凝土覆盖层中的应力分布,并且不可能考虑接缝处的应力集中或裂缝对外涂层的反射裂缝。影响。在实际设计过程中,基于ARE分析方法的封面设计方法不足。在广泛应用之前,必须进行大量的测试校正。同时,由于设计方法考虑了太多原因,它不仅带来了输入。麻烦,并且一些参数的获取更加困难,可靠性更难以保证,使得ARE设计方法更难以操作。 COE方法和AASHTO方法均根据旧混凝土板裂缝的破坏情况计算覆盖层,AASHT0方法不仅考虑了裂缝损伤的严重程度和裂缝的性质,还考虑了覆盖。是否修复了损坏的接缝和裂缝以及沥青层之前未修复的接缝和裂缝的数量。可以认为,通过AASHT0方法计算的结果比通过COE方法计算的结果更可靠。 TR (4)覆盖层的推荐厚度
经处理的旧水泥混凝土板用作沥青覆盖层的基层,刚度一般较大,基层的挠度小。确定沥青表面层的合理厚度主要是为了防止反射裂纹。沥青覆盖层太薄,容易产生反射裂缝;覆盖层太厚,成本太高。根据国内和国际经验,建议沥青覆盖层的厚度为10至18厘米。 TR当沥青覆盖层的计算厚度超过18厘米时,应考虑在旧路面上添加一定厚度的半刚性基层。半刚性基层的厚度通过计算确定,但不应小于15厘米。 TR 三,土工布在防止反射裂缝中的作用 当旧水泥混凝土板的位移产生的拉应力超过沥青覆盖层的抗拉强度时,由于天然环境因素(雨水,水分)的影响,沥青覆盖层会因沥青覆盖层开裂而自然开裂。 ,灰尘等),导致更严重的疾病损害的发展。在沥青覆盖层和旧水泥混凝土路面之间添加优质中间层材料(特殊道路土工布)是防止反射裂缝的有效措施。主要行动机制如下。 TR 1.由于旧水泥混凝土路面的温度收缩位移是连续的,土工织物降低了表层与基层之间的粘合力。在计算之后,在添加土工织物之后,原始双层界面处的结合力显着降低,从而减小了外涂层的最大拉伸应变。 TR 2.由于土工织物具有较大的延展性,旧水泥混凝土的裂缝位移可以通过土工织物扩展到更宽的范围,从而减轻裂缝处的应力集中。 TR 3.由于土工织物浸有沥青,它可以有效地防止地表水渗入基层,避免基层进一步恶化。 TR 4.由于土工织物浸泡在沥青中,可有效防止地下水渗入界面,减少反射裂缝处沥青覆盖层的剥落损伤。 TR 土工织物夹层材料可以减缓水泥混凝土板的温度下降,减少水泥混凝土板的位移。 TR 四,土工布技术要求分析
总之,使用土工织物作为旧混凝土路面上沥青路面层的夹层材料是防止反射裂缝的有效措施。但是,夹层材料的性能会直接影响防反射裂缝的效果。一些土工织物抗反射裂缝模型具有明显的效果,而其他类型的土工织物对沥青覆盖层有不利影响。为避免选择不当,结合广西的使用,采用防御反光裂纹土工布的路面特性,长期跟踪观察和分析土工布材料的特点和施工方法表明 - 反射裂缝土工布应符合以下技术要求。 TR1.耐温性好。热轧时沥青混合物的温度约为150℃,因此土工织物材料不仅要在该温度下熔化或软化,而且要保持正常操作。经验表明,聚酯土工布表现最佳。 TR 2.良好的沥青胶吸附。正常的施工程序是将沥青胶均匀地喷洒在破裂的路面上,然后铺设织物夹层,然后加热其上的表层。热堆焊层应吸收织物下面的橡胶使其饱和,因此要求织物具有良好的吸附能力。 3.灵活。柔韧性具有韧性和表面硬度两个含义。韧性反映了织物吸收冲击能量的能力,其可以通过材料的拉伸强度和伸长率的乘积来近似。建议使用CBR试验破裂强度R来表示其表面硬度,并考虑R≥2kN。 TR 4.均匀性好。织物是各向异性材料。确保均匀的强度。建议经纱和纬纱的强度比对于织物不大于1.5,对于非织造织物不大于1.2。 TR 5.强度要求。织物的抗拉强度应大于400N/5cm,对抗穿刺性和抗膨胀性有要求,强度大于800N/5cm。 TR 6.耐酸碱性
7.抗衰老能力强。土工布应在路面使用寿命期间保持正常的工作条件。 TR 8.厚度要求。为了防止沥青覆盖层对土工织物的不利负面影响(外涂层的剥离损伤),应严格限制土工织物的厚度。根据实验分析,旧水泥混凝土具有沥青覆盖层的抗反射裂缝。土工织物的厚度优选小于2.0mm。 TR 五,施工工艺要求
(1)基本建设过程如下:
清理旧路面→修复裂缝和接缝→喷涂沥青胶粘剂层→铺设土工布(全部或铺设)→铺设沥青混凝土表面层→压碎。 TR (2)根据上述施工工艺,每个工艺的施工要求如下。 TR 1.清理旧路。 (1)首先清理路面; (2)拆除路面的尖锐部分; (3)对于严重裂缝和路面破损部分,应拆除破损部分,并使用C30水泥混凝土; (4)凹陷较严重在该处,应使用沥青混凝土进行填充。 TR2.接缝处理。 (1)使用高压空气清除接头上的碎屑(水,污垢,土壤,杂草,油脂,废物等); (2)用沥青混合物(沥青和石粉混合物)填充接头。 TR 3.喷涂沥青粘合剂层。 (1)采用国产70号石油沥青,加热至150-170℃均匀喷涂,喷涂量为1.15kg/m2; (2)喷涂沥青的横向范围比土工织物宽5~10cm。 TR 4.铺设土工布。要求平整,没有褶皱,皱折,及时铺设(在喷涂沥青的高温状态下),铺设可手动和机械铺设,接缝应重叠15cm。 TR 5.铺设沥青混凝土表面。适合使用热拌和热铺沥青混凝土,沥青混凝土保护层厚度不小于5cm。 TR 6.滚动。 (1)当碾压机从路边压向道路时,三轮滚轮应与后轮宽度的1/2重叠,双轮滚轮每次重叠30cm。不要转弯并向左或向右移动或突然制动新铺设的沥青混凝土。 (2)轧制初始压力为1.5~2km/h;压力为2.5~3.5km/h;最终压力为2.5~3.5 km/h。 TR 6.结论
旧路面的破坏条件非常复杂,变异性大,需要考虑附加层设计的影响,难以正确确定设计参数。但是,沥青加铺层设计中应考虑的主要因素应该是旧路面结构的强度和防止反射裂缝。对于同一部分,通过不同的计算方法获得的厚度是不同的。设计应以不同方式计算,分析和比较各种结果,并根据实际经验确定覆盖层的最终厚度。 TR 通过对广西旧水泥混凝土路面加固的长期观察和分析,得出以下结论:根据上述施工要点使用优质土工布(符合技术要求)可有效减少反射裂缝。在实施过程中,可以根据旧路的道路状况确定完整的铺路或摊铺方案。当旧的路面混凝土板不破裂时,应采用接缝方案(每侧伸缩缝宽度为0.5m,纵缝和褶缝每边0.4)。 m),否则使用一个完整的商店。

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