摘
要
随着高等级公路和大跨径桥梁的发展,沥青混合料桥面铺装得到了广泛的应用。虽然桥面铺装取得了一些成功的经验,但如何避免早期破损预防桥面铺装病害(如高温车辙、疲劳开裂、层间脱离等)仍是需深入研究的课题。如今交通压力增加,要求桥面铺装具有更长的使用寿命,性能更可靠。我国有许多桥梁正在建设中或即将建设,大量旧桥桥面铺装需要维修,因此桥面铺装存在的问题迫切需要进一步研究解决,以指导工程实践。
本论文以哈双高速公路黎明湖大桥桥面铺装维修为依托,从改性沥青、博尼维纤维等材料控制着手,以实验为基础,从博尼维聚酯纤维沥青混合料的原材料选择,矿料级配确定、马歇尔实验配合比设计,并对沥青混合料高温稳定性、水稳性、低温抗裂性方面的路用性能进行了检验,同时模拟在行车荷载作用下沥青混合料与混凝土板见粘结层破坏性质进行抗剪强度实验,提出合理的粘结层用量。本文讨论沥青桥面施工过程中的技术问题,包括沥青混凝土拌制、运输、摊铺、碾压施工工艺和质量控制, 施工现场质量检查等方面技术要点,总结对博尼维沥青桥面施工中出现的问题及解决办法,为沥青混凝土桥面铺装施工,尤其是在北方寒区施工提供借鉴。
关键词: 桥面铺装;博尼维;沥青混合料;施工控制
Asphalt mixture surfacing construction control
Abstract
With the highway and the development of long-span bridges, asphalt pavement has been widely used. Although the bridge deck had some successful experiences, but how to avoid early damage prevention Deck disease (such as high temperature rutting, fatigue cracking, interlayer detachment, etc.) still need further study. Now the pressure to increase traffic to require a longer pavement life, performance and more reliable. Many of our bridges are under construction or about the building needs a lot of the old bridge deck pavement repair, bridge deck problems, therefore an urgent need for further research to resolve, to guide the engineering practice.
This thesis hashuang highway liminghu bridge Deck repairs backed. from the modified asphalt, such as material control BoniFiber proceed, based on experiment, from the Influence of Polyester Polyester fiber asphalt mixture of raw materials selection , mineral aggregate gradation Queding, Marshall experimental Peihe ratio design, and high temperature stability of asphalt materials, water stability, low temperature crack in terms of the Road,
At the same time to simulate traffic loading asphalt and concrete board, see the nature of adhesive layer shear strength damage experiment, a reasonable amount of bonding layer. This article discusses the process of asphalt on bridge construction technology, including asphalt concrete mixing, transport, paving, rolling construction technology and quality control, quality inspection and other aspects of the construction site technical points, summary of the Influence of Polyester Asphalt Bridge Construction problems and solutions for the construction of asphalt concrete pavement, especially in the northern cold region construction for reference.
Key words:Bridge deck pavement, Representatives recently dimension,
Asphalt mixture, The construction control
目 录
摘要 Abstract
1绪论 ............................................................................................................................ 1 1.1前言 ......................................................................................................................... 1 1.2常见病害分析 ......................................................................................................... 1 1.3国内外研究状况及分析 ......................................................................................... 2 1.4进行桥面铺装的目的和意义 ................................................................................. 3 1.5本论文主要内容 ..................................................................................................... 3 2材料的质量控制及混合料配合比设计 .................................................................... 5 2.1原材料的基本指标 ................................................................................................. 5 2.1.1 SBS改性沥青 ........................................................................................................ 5 2.1.2 粗集料 ................................................................................................................. 5 2.1.3 细集料 ................................................................................................................. 6 2.1.4 矿粉 ..................................................................................................................... 6 2.1.5 博尼维聚酯纤维 ................................................................................................. 6 2.2沥青混合料配合比设计 ......................................................................................... 7 2.2.1 矿料级配的确定 ................................................................................................. 7 2.2.2 AC-5型下铺装层 矿料配比及合成级配 ............................................................ 8 2.2.3 AC-16C型上铺装层 矿料配比及合成级配 ..................................................... 9 2.3马歇尔试验 ........................................................................................................... 10 2.3.1试件制作及试验方法 ........................................................................................ 10 2.3.2 AC-5型沥青混合料最佳油石比确定 ............................................................. 10 2.3.3 AC-16C型沥青混合料最佳油石比确定 ......................................................... 12 2.4本章小结 ............................................................................................................... 13 3配合比路用的性能检验 .......................................................................................... 14 3.1 高温稳定性能检验 ............................................................................................ 14 3.2 水稳定性检验 ...................................................................................................... 15 3.2.1浸水马歇尔实验 ................................................................................................ 15 3.2.2 冻融劈裂实验 ................................................................................................... 16 3.3 低温抗裂性检验 ................................................................................................ 17 3.3.1低温弯曲试验 .................................................................................................... 17 3.3.2低温拉伸实验 .................................................................................................... 18 3.3.3沥青混合料的线收缩系数 ................................................................................ 19 3.4本章总结 ............................................................................................................... 20 4 粘结层结构体系试验研究 ..................................................................................... 21 4.1引言 ....................................................................................................................... 21 4.2沥青混合料粘结层抗剪强度试验 ....................................................................... 21 4.2.1抗剪强度试件成型 ............................................................................................ 21 4.2.2 试验过程 ........................................................................................................... 22 4.3 粘结层性能影响试验研究 ................................................................................ 22
4.4 本章总结 .............................................................................................................. 23 5沥青混合料施工工艺和质量控制,施工现场检查等技术要点 .......................... 24 5.1 沥青混合料拌制、运输施工工艺和质量控制 ................................................ 24 5.1.1博尼维沥青混合料的拌制 ................................................................................ 24 5.1.2沥青混合料的运输 ............................................................................................ 24 5.2 沥青混合料摊铺、碾压施工工艺和质量控制 ................................................ 25 5.2.1沥青混合料摊铺 ................................................................................................ 25 5.2.2沥青混合料的碾压 ............................................................................................ 26 5.3 施工现场质量检查等方面技术要点 ................................................................ 28 5.4 总结对施工中出现的问题及解决办法 ............................................................ 28 5.5本章小结 ............................................................................................................... 29 6结论 .......................................................................................................................... 30 参考文献...................................................................................................................... 32
中交一公局
沥青混凝土桥面铺装施工控制
1绪论
1.1前言
本论文以哈双高速公路黎明湖大桥桥面铺装维修为依托,大桥全长8m,下部结构钻孔桩基础,上部结构为40m预应力混凝土简支箱梁。桥面铺装采用桥面连续,沥青铺装铺装层厚度10cm,其中1.5cm AC-5沥青防水层,8.5cm AC-16C型改性加博尼维聚酯纤维沥青。
对沥青混合料原材料质量控制,进行配合比设计,由马歇尔实验得到最佳油石比,再通过车辙实验检验其高温稳定性,浸水马歇尔实验,冻融劈裂实验检验其水稳定性;通过低温拉伸、低温弯曲、线收缩系数等实验检验混合料的低温抗裂性;进行AC-5型沥青混合料粘结防水层抗剪强度实验;完成AC-5下铺装层和AC-16C上铺装层材料的拌制、运输,以及摊铺、碾压施工工艺和质量的控制,施工现场质量检验等工作。对施工中出现的问题进行分析总结,为今后类似工程应用提供参考。
1.2常见病害分析
桥面铺装的沥青混凝土铺装层应满足与混凝土桥面的粘结,防止渗水、抗滑及有较高抵抗振动变形能力等功能性要求。然而在实际运营使用过程中,桥面沥青混凝土开裂脱落却往往成为桥面铺装的主要病害, 并出现松散、车辙、唧浆、网裂、龟裂、坑洞等病害现象。
病害主要分:高温车辙及变形,桥面水损害,沥青桥面铺装低温收缩产生横、纵向开裂。
(1)设计上先天不足。沥青混凝土铺装层厚度宜为4~10cm ,同时必须保证不能渗水,高等级公路上的沥青混凝土铺装层应厚一些,而有的沥青混凝土铺装层设计时厚度严重不足,或为保证路面设计标高而擅自降低沥青混凝土铺装层厚度,但沥青混凝土的配比却未做相应的调整,致使铺装层的抗振变形能力减弱,造成了面层开裂脱落。
(2)沥青混凝土桥面铺装层漏水,在沥青混凝土与水泥混凝土中间形成一层水膜,在车辆荷载的反复作用下,两层分离,产生龟裂,造成脱落。有的则是自由水进入无法排出,在雨天车辆荷载下变成动力水,动水压力使沥青和石料脱离造成松散。
(3)粘层油未渗入到混凝土面层中,未起到粘结作用。雨水进入后在行车的反复作用下即形成唧浆。
(4)施工的冷接缝和与路肩结合时未按要求涂洒粘层沥青,使得这些地方雨水有机会渗入,经行车碾压把水浆挤出即形成唧浆。 (5)沥青混合料不均匀,局部地方粗、细集料不均匀,沥青铺装层的空隙率偏大,在雨天,车辆荷载作用下,由于沥青脱落很快就会冒出白浆。渗水进入难以排出,
1
中交一公局
行车反复碾压形成唧浆。
(6)施工时未按规范要求进行碾压,施工时的沥青用量偏少或沥青温度过高,沥青老化失去粘结力,石料和沥青的粘结力不够造成松散。强度不足,经重车反复振动碾压,长时间就会破碎脱落。
(7)水所引起的损坏。由于沥青的粘附性差,空隙率过大或铺装层开裂导致水分渗入,水渗入到沥青面层内部和水泥混凝土桥面与沥青面层的界面之间,在行车荷载及温度变化下产生水损害,从而出现唧浆、网裂、剥落、松散、坑洞等现象,另一方面由于界面之间存在水压力,降低了界面之间的联结强度,造成沥青层脱落、起皮等现象,使铺装层失去强度和防水能力。 (8)沥青性能不好,油层老化,路面使用疲劳、衰减,反复多次的微裂,即会形成较大面积的网裂,严重时形成龟裂。施工时沥青混合料温度过高,沥青老化,失去粘性。
(9)温度条件所引起的损坏桥面结构直接承受气候条件的影响,相同的气候条件对铺装结构材料的影响更苛刻,因此在普通路面中使用良好的材料,用在铺装结构中往往会由于温度产生损坏。同时由于桥面板或梁结构产生过大挠度也易引起沥青混合料铺装层开裂,水渗入后易造成面层松散和坑槽破坏。
(10)沥青混凝土铺装层结构受力所引起的损坏沥青混凝土桥面铺装层同桥梁结构在材料性能上差异较大,即一柔一刚,因此在外力作用下会导致应力与变形的不连续。铺装层内部容易产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移以致剪切破坏,产生车辙、推移、拥包、波浪等病害。
(11)交通荷载所引起的损坏车辆超载造成桥面铺装层结构应力增大,加剧结构的损坏。目前车辆超载严重,轴载高达200~300kN,而路面设计标准轴载为100kN,超载是桥面严重损坏的一个重要方面。因此,一方面应严格大型超载车上桥,另一方面要提高铺装层材料的性能等级与设计标准。
(12)沥青混凝土的热稳定性差(软化点低) ,沥青混合料级配不佳,沥青用量过多,在夏季高温,容易形成车辙,车辙深度均不深,一般不大于2cm。
(13)沥青混凝土车辙形成后,容易形成积水,积水后形成动水压力,使路面容易生其他病态。
(14)桥面排水孔不能排出水泥混凝土铺装层和沥青混凝土铺装层之间的渗水。
1.3国内外研究状况及分析
国外,尤其是一些发达国家,其交通建设发展较早,在桥面铺装方面技术较成熟。随着我国桥梁建设的发展,桥面铺装技术的研究也逐渐受到重视,并逐渐开展了广泛而深入的研究。各国道路工作者主要从铺装结构分析、材料设计、及施工等方面进行桥面铺装的研究工作。通过桥面铺装结构力学分析明确铺装层结构的受力状态,进而确定铺装层材料的性能指标要求。沥青混凝土桥面铺装相对水泥混凝土桥面铺装,具有良好的柔韧性、抗裂抗疲劳性能及行驶舒适性,且具有维修方便、自重轻等优点,在大中型桥梁桥面铺装中应用较多。
国内,50年代我国公路主要是砂石桥面,砂石和粘土是基本材料,沥青桥面很少。60年代随着大庆油田的开发,道路渣油这种不合格的沥青材料,登上了历史舞台。70年代,胜利油田923原油和孤岛原油的开发,使胜利油田生产出符合一定规格的沥青。沥青碎石结构、贯入式桥面或上拌下贯式桥面得到发展。
2
中交一公局
80年代中期,以京津塘高速建设为契机,我国进入了高等级公路发展的新时期。提出了 “重交通道路石油沥青技术要求”,并开始进口国外高等级沥青。同时我国也研制出符合要求的重交通道路沥青,为高等级公路崭新结构形式发挥了重要作用。
随着国民经济的发展,交通量迅速增长,车辆大型化,超载也越来越严重。使沥青桥面经受严峻的考研,特别是大跨径桥梁尤为重要。为了提高服务质量,保证桥面的耐久性,目前国际上采用的桥面铺装材料有以下几种:浇注式沥青混凝土(Gussasphalt)、沥青玛蹄脂混合料(Masticasphalt)、沥青玛蹄脂碎石(SMA)、环氧沥青混凝土、增强纤维沥青混凝土等。对上层采用AK-13或SMA13,下层采用AC-2级配结构,在使用改性沥青或添加聚酯纤维、聚丙烯酸组成的不同沥青混凝土铺装的桥面进行沥青混合料力学和路用性能实验分析,实验数据表明:聚酯纤维对桥面铺装上层力学性能改善作用较好,而聚丙烯酸纤维对桥面下层力学性能改善作用较好,两种纤维对沥青混合料的改善作用不明显;两种纤维对铺装上、下层沥青混凝土路用性能改善作用不大,且纤维对普通沥青混合料的改善幅度明显大于改性沥青混合料;沥青混合料中加入增强聚丙烯纤维能显著增加铺装结构的疲劳寿命。在实验基础上,借鉴发达国家桥面铺装经验,纤维加筋沥青混凝土在我国桥面铺装中应该得到更大程度的重视。
1.4进行桥面铺装的目的和意义
桥面铺装装对桥梁具有重要意义。其不仅应具备高速行车所必须的安全性与舒适性, 同时也应为桥面板提供可靠的保护。实践表明, 桥面铺装是一项与环境气候、交通状况、桥梁结构与桥面板构造等密切相关的系统工程。为保证桥面铺装的使用功能, 需对其使用条件、铺装用原材料与混合料、铺装结构体系、施工工艺进行系统研究, 制定合适的桥面铺装技术标准, 并设计出合理的铺装结构体系及可行的工艺与质量控制方案, 以切实解决不同气候、不同桥型及不同交通条件下桥面铺装的设计施工成套技术问题。
由于桥面铺装直接铺筑在桥面板上,其受力、变形及使用环境远较道路路面或机场道面复杂,因而对其强度、柔韧性、高温稳定性及疲劳耐久性等均有较高的要求。同时由于桥面铺装的特殊位置及作用,又提出重量轻、不透水等特殊性能要求。但是目前我国还没有桥面铺装具体明确的设计及施工规范。桥面铺装的性能直接影响到行车安全性、舒适性及桥梁结构的耐久性,桥面铺装技术已成为桥梁建设的一项关键技术难题
本课题研究将为相关混凝土桥梁桥面铺装设计与施工提供理论与试验参考依据,同时也将为桥面铺装的规范化积累数据,促进桥面铺装技术水平的进步。桥面铺装问题的解决将提高桥面铺装使用寿命及路用性能,有效的保护桥面板,减少桥面维修费用及因维修造成的交通延误损失,提供更加舒适可靠的交通环境,该课题具有重要的经济效益及社会效益。
1.5本论文主要内容
本论文以哈双高速黎明湖大桥桥面铺装维修为依托,对AC-5防水层,AC-16C型改性加博尼维聚酯纤维沥青在桥面铺装中的应用进行以下内容的工作:
(1)对桥面铺装所用原材料进行优选,并验证各种材料路用性能控制指标; (2)通过沥青混合料配合比设计,确定出合理的矿料级配和最佳沥青用量; (3)对高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性路用性能进行检验,判断其应用
3
中交一公局
于北方桥梁的可能性; (4)针对沥青混合料与混凝土板间粘结防水层的破坏形式,提出控制指标为抗剪强度,进行抗剪强度试验,提出黎明湖大桥粘结防水层的合理用量 (5)对博尼维沥青混合料施工工艺和质量控制中的要点进行阐述,并对施工中出现的问题进行分析总结,为今后类似工程提供参考。
4
中交一公局
2材料的质量控制及混合料配合比设计
2.1原材料的基本指标
2.1.1 SBS改性沥青
本论文所用基质沥青为盘锦110,改性剂为5%SBS,经改性后形成SBS改性沥青,要求具有以下性能:
1)改善沥青混合料抵抗高温永久变形的能力(提高刚度) 2提高沥青混合料抵抗低温变形的能力(改善韧性) 3)改善密级配路面抵抗疲劳裂缝的能力
4)改善沥青混合料的抗老化性能:改性沥青的抗老化性能良好,薄膜加热后的针入度保留90%以上,软化点只增加1.5℃.
通过对其各项指标结合《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)进行试验,其结果见表2-1
表2-1 SBS改性沥青性能实验结果 指标
针入度(25℃,5s,100g) 延度(5℃),不小于 软化点,不小于 闪电,不小于
运动粘度(135℃)不大于 弹性恢复(25℃) 不小于 溶解度(三聚乙烯) TFOT后质量损失 TFOT后针入度比
TFOT后残留物延度(5℃)
单位 0.1mm CM ℃ ℃ Pa.s % % % % CM
实验结果 75 75 250 1.2 71 99.6 0.1 75 43
技术指标 60-80 70 230 3 65 99 1.0 60 20
实验结果表明沥青各项指标符合《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)规定。
2.1.2 粗集料
粗集料在沥青混合料中起骨架作用,并对整个混合料起主要的承重角色,集料嵌挤作用的好坏在很大程度上取决于集料石质的坚韧性、集料的颗粒形状和棱角性。
本试验的粗集料为玄武岩,下铺铺装层AC-5选用(5~10mm)粒径玄武岩;上铺装层AC-16C选用两种规格玄武岩碎石:(5~10mm)、(10~20mm)粗集料洁净、无风化、无杂质,经过实验测定其性能指标符合《公路沥青路面施工技术规范》
5
中交一公局
(JTG F40-2004)中规定的沥青面层用粗集料质量要求。
表2-2 粗集料主要质量指标
指标 毛体积密度 吸水率
水洗法<0.075mm颗粒含量
单位 t/m % %
3
技术指标
≤2.0 ≤1.0
(10~20mm)
2.708 0.41 0.26
(5~10mm)
2.663 0.94 0.66
试验方法 T0304-2000 T0304-2000 T0310-2000
2.1.3 细集料
本论文中下铺装层AC-5混合料细集料中无砂,仅石屑;上铺装层AC-16C混合料中包括石屑和砂。要求细集料洁净、干燥、无风化、无有害杂质,有适当的颗粒组成,并与SBS改性沥青有良好的粘附力。
砂由于质量变化大(大部分为中粗砂),形状叫圆滑,与沥青的粘附性差,对沥青混合料影响较大。对于高速公路、一级公路沥青混合料,砂的含量不宜超过20%,可用0~0.3cm的石屑粉代替砂。试验结果见表2-3
表2-3 沥青混合料中细集料砂、石屑试验结果
试验指标
毛体积密度(t/m),不小于 砂当量(%),不小于
含泥量(<0.075mm的含量)%,不大于
3
规范要求 2.50 60 3
石屑 2.70 73 1.2
砂 2.70 76 0.8
试验方法 T0328 T0334 T0340
2.1.4 矿粉
改性沥青混合料填充料宜采用强基性岩石(石灰岩、岩浆岩)等憎水性石料,
经磨细得到的矿粉,矿粉要求干燥、洁净。其技术指标应符合《公路沥青路面技术规范》(JTG F40-2004)规定的技术要求,试验结果见表2-4.
表2-4 AC-5,AC-16C型沥青用矿粉试验结果
试验指标
视密度(t/m),不小于 外观
粒度范围(%)<0.6mm
3
规范要求 2.50 无团粒结块 100
试验数据 2.70 无团粒结块 100 99.3 86.2 0.3 0.7
试验方法 T0352 -- T0351 T0103 T0353
粒度范围(%)<0.15mm 90~100 粒度范围(%)<0.075mm 75~100 含水量(%),不大于 亲水系数
1 <1
2.1.5 博尼维聚酯纤维
本论文中对AC-16C型沥青混合料桥面上铺装层改性沥青中掺加博尼维聚酯纤维。以下是博尼维聚酯纤维的物理化学特性
博尼维聚酯在-40℃~250℃的温度内不脆化、不软化变形。每根纤维都是的,与同是石油产品的沥青有极强的吸附性,且不缠绕,能提供巨大内聚力,可大大抑制沥青混凝土的开裂、剥落。
6
中交一公局
表2-5 博尼维的物理化学特性
指标 物理化学特性 原材料 聚合聚酯 颜色 自然色(白色) 卷曲性 无 长度mm 6左右 直径mm 0.016 比重 1.36±0.04 溶点℃ 大于250 燃点℃ 大于0 抗拉强度Mpa 大于517 断裂延伸率 50%
2.2沥青混合料配合比设计
2.2.1 矿料级配的确定
沥青混合料的集料是由粒径大小不等但按一定比例组合而成的,这种组成即为级配。根据集料级配类型基本上分为连续级配沥青混合料和间断级配混合料。集料级配不同,使混合料形成不同的结构,如悬浮密实结构、骨架空隙结构及骨架密实结构。连续级配是集料按粒径大小分级,由大到小逐级按一定的重量比组合而成,由于各级粒径的石料都有,所以级配曲线平滑,连续不间断。连续级配沥青混合料是密实型混合料,空隙率在5%~6%以下。由于这种级配中粗集料相对较少,粗集料悬浮在细集料之中,因此这种连续级配的混合料在组成结构上属于悬浮密实结构。连续级配一般不会发生粗细粒料离析,便于施工,故广泛应用。
AC-16C 是传统的密级配,级配曲线比较平滑,各级粒径矿料比较适当,粗集料较少,细集料较多,基本上遵循最佳级配原理,其构成的混合料一般为悬浮密实结构,粘聚力较高,而内摩擦角较小。因而本论文选用AC-16C型密级配类型。
沥青混合料配合比设计级配应采用贝雷法进行设计,AC-16C型混合料4.75mm以下筛孔通过量应取级配下限以达到密实、嵌挤,小于0.075mm含量的多少对沥青混合料体积指标和性能影响很大,混合料级配中小于0.075mm的含量必须考虑粗集料本应含有的矿粉部分。要求矿粉含量不超过沥青含量,小于0.075mm部分与沥青含量之间的比值即粉料比应在1~1.2之间,对沥青面层混合料矿粉含量宜取4.5%~5.0%.
配合比设计方法很多,归纳起来主要有数解法和图解法两大类,图解法更简明、直观,故本试验选择图解法。
电动筛分仪将各种矿料分别进行筛分,将各种矿料分别进行筛分,称量不同孔径筛子上的矿料质量,计算出各筛孔的通过率。
7
中交一公局
2.2.2 AC-5型下铺装层 矿料配比及合成级配
1.材料选择:沥青,选用SBS改性沥青掺加博尼维聚酯纤维;粗集料,目标配合比时选用玄武岩碎石:(5~10mm);细集料,采用0~5mm石灰岩石屑;矿粉
2.通过筛分试验,得到的组成AC-5的三种矿料的配合比(5~10mm):石屑:矿粉=10.5:83.5:6.0,筛分结果见表2-6。
表2-6 AC-5型筛分记录
筛孔尺寸(mm) 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
各种材料级配在混合料中的通过百分率(%) 5~10mm 10.5 10.4 2.2 0.4 0.3 0.3 0.2 0.2 0.2
石屑 83.5 83.5 82.2 60.1 42.3 28.1 16.4 8.3 3.8
砂 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
矿粉 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 5.7 5.0 3.4
级配范围 上限 下限 100 100 100 70 50 40 28 18 10
100 100 90 58 36 20 12 7 5
级配 中值 100.0 100.0 95.0 .0 43.0 30.0 20.0 12.5 7.5
调整各种矿料的用量,使级配曲线在要求的上下限之间,越靠近中值说明比较理想,选择合理的级配曲线,绘制出级配曲线见图2-1,最后确定出的矿料级配比例见表2-7.
图2-1 AC-5型级配曲线图
8
中交一公局
表2-7 AC-5 级配调整其各档配料比例表
沥青用量 6.2%
5~10mm 10.5%
石屑 83.5%
砂 0.0%
矿粉 6.0%
2.2.3 AC-16C型上铺装层 矿料配比及合成级配
1.材料选择:沥青仍选用SBS改性沥青掺加博尼维聚酯纤维。粗集料采用两种规格玄武岩:1号(10~20mm)、2号(5~10mm)。 细集料采用洁净的、与沥青有良好粘结力的石灰岩石屑(0~5mm)、砂、矿粉。
2.将组成AC-16C目标配合比的矿料进行筛分,根据筛分结果用点算法计算适用于AC-16C的矿料配比(10~20mm):(5~10mm):石屑:砂:矿粉=34:23:31:6:6,其矿料筛分结果见表2-4。
AC-16C目标配合比设计 各档集料筛分试验结果见表2-4
2-8 AC-16型筛分记录
筛孔尺寸(mm) 26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
10~20mm 34.0 33.7 28.4 16.4 2.7 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
各种材料级配在混合料中的通过百分率(%) 5~10mm 23.0 23.0 23.0 23.0 22.8 4.9 0.9 0.7 0.6 0.5 0.5 0.4
石屑 31.0 31.0 31.0 31.0 31.0 30.5 22.3 15.7 10.4 6.1 3.1 1.4
砂 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 5.8 5.3 4.6 3.1 1.0 0.1 0.0
矿粉 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 6.0 5.7 5.0 3.4
级配范围 上限 下限 100 100 100 90 76 55 40 28 23 18 14 9
100 100 90 75 65 40 30 20 13 9 7 4
级配 中值 100.0 100.0 95.0 82.5 70.5 47.5 35.0 24.0 18.0 13.5 10.5 6.5
调整各种矿料的用量,使级配曲线在要求的上下限之间,越靠近中值说明比较理想,选择合理的级配曲线,绘制出级配曲线见图2-2,最后确定出的矿料级配比例见表2-8。
9
中交一公局
图2-2 AC-16型级配曲线图
表2-8 AC-16矿料级配调整其各档配料比例表:
沥青用量 5.2%
1-2cm 34.0%
0.5-1cm 23.0%
石屑 31.0%
砂 6.0%
矿粉 6.0%
2.3马歇尔试验
2.3.1试件制作及试验方法
试件尺寸101.6mm×63.5mm,圆柱体试件。试件直径不小于集料公称,最大粒径不大于26.5。制作前先把矿料放进烘箱烘干至恒重(一般不小于4h~6h)将烘干分级的粗细集料,按每个试件设计级配称其质量,放进搅拌器搅拌,搅拌温度控制在190℃.先放入矿料搅拌1min~1.5min,看到博尼维如细丝状均匀包裹在矿料上,再加入沥青搅拌1min~1.5min。
将搅拌好的沥青混合料,均匀称取一试件所需要的用量(经过多次试验确定一个试件约1160g),把混合料放入预热的试模 套筒,用沾有少许黄油的棉纱擦拭套筒、底座、及击实锤底面,用四分法从四个方向用小铲将混合料铲入试模中,用插刀沿周边插倒15次,中间10次。在装料的过程中要控制好温度,因为加入博尼维后温度降低会在击实过程中发生反弹。
混合料装好后,将装有击实锤及导向棒的压实头插入试模中,然后开启电动击实锤,双面击实75次,击实完毕后使用电动脱模器脱模,将圆柱形马歇尔试件缓缓推出,用马歇尔稳定仪进行测试。
2.3.2 AC-5型沥青混合料最佳油石比确定
选择沥青用量,确定最佳油石比 按《公路沥青路面施工技术规范》,对AC-5型沥青混合料选择了从5.0%~7.5%的六个油石比进行室内马歇尔实验。
马歇尔试件(击实法)的制作:
10
中交一公局
马歇尔实验结果见表2-5。在计算最大理论密度时,集料采用毛体积密度,马歇尔试件为表干法测定的毛体积密度。
AC-5试件双面各击实75下,油量确定结果如表2-9: 表2-9 沥青用量与各力学指标关系图
沥青用量 沥青密度 实测密度 理论密度 沥青体积百分率 空隙率 矿料间隙率 稳定度 流值 饱和度 (%) 5 5.5 6 6.5 7 7.5 标准 (g/cm3) 1.006 1.006 1.006 1.006 1.006 1.006 (g/cm3) 2.329 2.409 2.451 2.449 2.401 2.347 / (g/cm3) 2.2 2.536 2.531 2.516 2.453 2.387 / (%) 11.7 13.3 14.8 16.0 16.9 17.7 / (%) 8.4 5.0 3.2 2.7 2.1 1.7 2-4 (%) 20.1 18.3 17.9 18.7 19.0 19.4 >14 (kN) 0.1mm (%) 7.10
15.60 58.3
12.40 17.60 72.7 14.70 20.90 82.4 14.90 27.30 85.7 12.03 35.60 88.9 7.50 >8 46.30 91.4 20-45 70-85 根据马歇尔试验数据,分别绘制出密度、稳定度、空隙率、流值、饱和度与沥青用量的关系曲线如下图2-3、2-4、2-5、2-6、2-7。 2.45515.50 2.40514.5013.5012.5011.50 2.35510.509.508.50 2.3057.506.504.555.566.577.58 4.555.566.577.5沥青用量(%)沥青用量(%) 密度(g/m3)稳定度(KN)8图2-3密度-沥青用量曲线 图2-4 稳定度-沥青用量曲线
8.07.06.05.04.03.02.01.04.5饱和度(%)95.090.085.080.075.070.065.060.055.04.55 空隙率(%)55.566.577.585.566.57沥青用量(%)7.58沥青用量(%)图2-5空隙率-沥青用量曲线 图2-6 流值-沥青用量曲线
稳定度 空隙率 流值 饱和度
820567 4.5沥青用量(%) 流值(0.1mm)45.00 40.00 35.00 30.00 25.00 20.00 15.00 55.566.57沥青用量(%)7.58图2-7 饱和度-沥青用量曲线
从曲线得出相应于稳定度最大值的沥青用量a1,相对于密度最大沥青用量a2,相对于空隙率范围的中值的沥青用量a3,相对于饱和度最大值的沥青用量a4 。
按照马歇尔试验确定AC-5沥青用量最佳用量的方法计算OAC1=6.18%;OACmin=5.9% ;OACmax=6.4%;可得OAC2=6.15%,综合考虑以上试验结果并考虑施
11
中交一公局
工地所处为寒区的特点,其最终结果见表2-10:
表2-10 马歇尔确定最佳沥青用量表
最佳用量(%) 密 度(g/cm) 稳定度(KN) 流 值(0.1mm) 空隙率(%) 饱和度(%) 6.2 2.45 15.06 24.9 2.9 83.7 标准 >8 20-45 2-4 70-85
3
从表2-6可看出,沥青用量 5%~7.5%之间,最佳油石比取6.2%,对应毛体积密度ρf=2.45g/cm3,空隙率为2.9%,饱和度83.7%,均满足标准。
2.3.3 AC-16C型沥青混合料最佳油石比确定
同理,按《公路沥青路面施工技术规范》,对AC-5型沥青混合料选择了从5.0%~7.5%的六个油石比进行室内马歇尔实验。
马歇尔试件(击实法)的制作:
马歇尔实验结果见表2-7。在计算最大理论密度时,集料采用毛体积密度,马歇尔试件为表干法测定的毛体积密度。
选择沥青用量,确定最佳油石比
根据实践经验,AC-16C型沥青混凝土最佳油石比一般在4%~6%间,选五组进行马歇尔实验。根据以上所确定的AC-16C型级配,进行马歇尔试验,确定最佳沥青用量,AC-16C型以五组油石比进行制件四个,试件双面击实75下,油量确定结果如表2-11:
表2-11 沥青用量与各力学指标关系图
沥青用量 (%) 4 4.5 5 5.5 6 标准 沥青密度 (g/cm3) 1.006 1.006 1.006 1.006 1.006 沥青体
实测密度 理论密度
积百分率 (g/cm3) (g/cm3) (%) 2.362 2.479 2.527 2.524 2.444 / 2.613 2.614 2.607 2.581 2.481 / 9.5 11.2 12.7 14.0 14.7 / 空隙率 (%) 9.6 5.2 3.1 2.2 1.5 2-4 矿料 间隙率 (%) 19.1 16.4 15.8 16.2 16.2 >14 稳定度 (kN) 7.36 10.90 12.52 12.30 7.86 >8 流值 0.1mm 19.40 24.60 30.20 37.90 46.70 20-45 饱和度 (%) 49.8 68.5 80.5 86.3 90.8 70-85 密度(%)根据马歇尔试验数据,分别绘制出密度、稳定度、空隙率、流值、饱和度与沥青用量的关系曲线如下图2-8、2-9、2-10、2-11、2-12。
2.550 2.500 10.0 9.08.07.06.0 2.4505.04.02.4003.0 2.3502.01.0 3.4.555.566.53.4.555.56沥青用量(%)沥青用量(%) 空隙率(%)6.5 图2-8密度-沥青用量曲线 图2-9 空隙率-沥青用量曲线
12
中交一公局
流值(0.1mmm)44.555.566.513.0012.0011.0010.009.008.007.003.8.0043.0038.0033.0028.0023.0018.003.4.555.566.5沥青用量(%)稳定度(KN)沥青用量(%)图2-10稳定度-沥青用量曲线 图2-11 流值-沥青用量曲线 稳定度 流值 空隙率 饱和度
6321044.555.5690.085.080.075.070.065.060.055.050.045.03.5饱和度(%)44.555.566.5 沥青用量(%)图2-12 饱和度-沥青用量曲线 从曲线得出相应于稳定度最大值的沥青用量a1,相对于密度最大沥青用量a2,相对于空隙率范围的中值的沥青用量a3,相对于饱和度最大值的沥青用量a4 。
按照马歇尔试验确定AC-16沥青用量最佳用量的方法计算OAC1=5.183%;OACmin=4.8% ;OACmax=5.45%;可得OAC2=5.125%,综合考虑以上试验结果并考虑施工地所处为寒区的特点,其最终结果见下表:
表2-12马歇尔试验结果
最佳用量(%) 密 度(g/cm) 稳定度(KN) 流 值(0.1mm) 空隙率(%) 饱和度(%) 5.2 2.535 12.45 32.7 2.6 82.7 标准 >8 20-45 2-4 70-85
3
最佳油石比取5.2%,对应毛体积密度为2.535 g/cm3,空隙率为2.6%,沥青饱和度为82.7% 。
2.4本章小结
(1)本论文所用基质沥青为盘锦110,改性剂为5%SBS,经改性后形成SBS改性沥青,它与同是石油产品的沥青有极强的吸附性,且不缠绕,能提供巨大内聚力,可大大抑制沥青混凝土的开裂、剥落。通过原材料技术性能指标检验,分析得出所用原材料各项性能良好,符合规范要求
(2)根据施工现场所用材料采用下铺装层AC-5,上铺装层AC-16C密级配类型,进行了目标配合比设计,由马歇尔实验得出AC-5沥青用量6.2%,AC-16C沥青用量5.2%。
13
中交一公局
3配合比路用的性能检验
3.1 高温稳定性能检验
我国采用车辙试验的动稳定度指标作为衡量混合料高温性能的一个间接指标, 主要是基于实践的试验认识过程。在整个变形中, 开始阶段的几次碾压可产生很大的变形, 与试件接触的好坏是数据波动的重要原因。
车辙实验
沥青混合料车辙试验是用一块碾压成型的板块试件( 300 mm×300 mm×50 mm) , 在规定温度条件( 60 ℃) 下, 以1 个轮压为0.7 MPa 的实心橡胶轮胎在其上行走, 测量试件在变形稳定期时, 每1 mm变形需要行走的次数, 即称为动稳定度, 次/mm。沥青混合料试件的动稳定度按下式(3-1)计算,
式中:DS—沥青混合料的动稳定度,次/mm; D1—对应于时间T1的变形量,mm D2—对应于时间T2的变形量,mm;
C1—试验机类型修正系数,曲柄连杆驱动试件的变速行走方式为1.0,链驱动试验轮的等速方式为1.5
C2—试件系数,试验室制备的宽300mm的试件为1.0, 从路面切割的宽150mm的试件为0.8
N—实验轮往返碾压速度,通常为42次/min
车辙试验另一个评价高温稳定性性能的指标是相对变形指标, 即在规定作用次数、时间下所产生的变形与试件总厚度的比值, 这个次数根据实际交通荷载和沥青混合料使用要求的不同而不同, 计算公式(3-2):
由于AC-5下铺装层不受力,在此仅对AC-16上铺装层博尼维沥青进行车辙试验。
车辙试验结果:混合料类型采用AC-16,车辙试验结果作为评价沥青混合料高温稳定性能指标。试验依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000;试验条件:试验温度为60℃,轮压为P=0.7Mpa,试验采用标准试件轮碾成型。试验结果,见下表:
表3-1车辙实验
实验项目 实验结果 本项目技术要求
14
中交一公局
动稳定度(次/mm) 4550 >3500
可见动稳定度4550次/mm大于3500次/mm,可见沥青混合料动稳定性良好。
从实验结果可以看出博尼维沥青混合料的动稳定度明显提高,说明纤维混凝土具有很好的抗车辙性能。其原因是因为纤维的吸附作用,使沥青的粘稠度和粘聚力增大,同时由于纵横交错的交筋和桥接作用,降低了沥青的流动性能,了集料的侧向位移或流动,使纤维沥青混凝土的稳定度得到了很大的提高。这说明博尼维的掺入对提高沥青路面的抗车辙性能相当有利。
3.2 水稳定性检验
水损害是沥青桥面铺装的主要病害之一,除了荷载及水分供给条件等外在因素外,沥青混合料的抗水损坏能力是决定桥面铺装水稳性的根本性因素。它主要取决于矿料的性质、沥青与矿料之间相互作用的性质、沥青混合料的孔隙率以及沥青膜的厚度等。沥青混合料的水稳定性是决定沥青路面抗水损害能力的根本因素。
评价沥青混凝土混合料水稳性方法主要有: 浸水马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验、浸水劈裂试验、真空饱水劈裂试验、冻融劈裂试验及浸水车辙试验。上述试验方法中有的试件空隙率与现场路面沥青混凝土混合料空隙率出入较大,如浸水马歇尔试验等。
本论文采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来评价沥青混合料的抗水损害能力
3.2.1浸水马歇尔实验
该方法是通过两组马歇尔试件:一组在室温15℃水浴中保养30min后测定其马歇尔稳定度MS1,另一组在室温60℃水浴中保养48h后测定其马歇尔稳定度MS2,用残留稳定度MS0=MS2/MS1×100%来表征混合料的水稳性,MS0值越大,水稳性越好。
按《公路改性沥青路面施工技术规范》的规定,采用浸水马歇尔试验,检验水稳定性。
浸水马歇尔实验结果间表3-2、3-3
表3-2 AC-5浸水马歇尔试验结果
沥青用量(%) 状态 稳定度平均值(KN) 残留稳定度值(%) 标准(%) 浸水 13.320
6.2 87.33 ≧85 室温 15.253
残留稳定度为87%,符合大于85%的规范要求。
表3-3 AC-16C浸水马歇尔实验结果
沥青用量(%) 状态 稳定度平均值(KN) 残留稳定度值(%) 标准(%)
15
中交一公局
浸水 13.143
5.2 93.52 ≧85 室温 14.053
按规范规定,浸水马歇尔残留稳定度为93.52%,满足大于85%的规范要求。
3.2.2 冻融劈裂实验
我国的冻融劈裂实验是根据美国的洛特曼实验简化而成。按实验规程规定,将沥青混凝土分成两组,一组是室温未冻融试件,在25℃下进行劈裂实验;另一组是冻融试件,先经过真空饱水,在-18℃条件下冰冻16小时,再在60℃条件下浸泡24h,最后再在25℃条件下劈裂,其破坏强度与未冻融试件的破坏强度的比值就是劈裂强度比。
冻融劈裂实验结果按下式3-3、3-4、3-5 。
(3-3)
(3-4)
TSR=( RT2/ RT1)×100% (3-5)
式中: RT1—未进行冻融循环的第一组试件的劈裂抗拉强度(KPa) RT2—经受冻融循环的第二组试件的劈裂抗拉强度(KPa)
PT1 、PT2 —分别为第一组和第二组的试验荷载的最大值(N) TSR—冻融劈裂试验强度比,% 冻融劈裂实验结果见表3-4、3-5
表3-4 AC-5冻融劈裂试验结果
沥青用量(%) 状态 稳定度平均值(KN) 残留稳定度值(%) 标准(%) 冻融 31.193
6.2 99.81 ≧80 室温 31.253
冻融劈裂试验抗拉强度比为99.81%,符合75%规范要求,也符合本论文≧80的标准。
表3-5 AC-16冻融劈裂试验结果
沥青用量(%) 状态 稳定度平均值(KN) 残留稳定度值(%) 标准(%)
16
中交一公局
冻融 31.333
5.2 81.53 ≧80 室温 38.433
AC-16冻融劈裂残留稳定度81.53%,大于标准≧80%,满足要求。
以上实验可看出:在沥青混凝土掺入博尼维后,水稳定性相对《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)明显有所提高。它主要是由于加入博尼维后,因为纤维可以西服部分沥青,相应的沥青用量提高到0.2%~0.3%, 提高沥青饱和度,再加上纤维的吸附作用使沥青的粘滞度变大,从而使沥青混凝土的水稳定性提高。在相同击实条件下,纤维混合料的空隙率大,而空隙率对抗冻融破坏影响较大,故施工中特别强调压实变数比普通混合料要多,以保证纤维沥青混合料的水稳性比较好,抵抗水损害能力比较强。
3.3 低温抗裂性检验
沥青混合料的低温抗裂性能与沥青桥面铺装的开裂相关,是沥青混合料的重要路用性能。沥青开裂有两种形式:低温缩裂和疲劳开裂。裂缝的产生会使水分下渗,影响桥面使用寿命。
尤其在高寒低温地区,该性能指标是沥青混合料配合比设计与路面施工质量检验的一项必不可少的验证参数。疲劳开裂在南方温度变化频繁的地区也时有发生。低温开裂裂缝的产生会使水分下渗,导致桥面承载能力下降,影响桥面铺装使用寿命。
影响沥青混合料低温开裂因素很多,主要因素有:沥青性质,包括沥青油源、温度敏感、劲度、针入度、延度、感时性、老化性能、含腊量等;改性沥青混合料的组成,包括沥青用量、改性剂类型和剂量、矿料组成级配、集料品种、剥落率、矿粉细度。
低温条件下产生裂缝的原因主要是沥青混合料抗拉强度和变形能力问题。目前采用评价沥青混凝土低温性能的试验方法主要有直接拉伸试验,求出沥青混合料的抗拉强度与预估沥青面层可能出现的拉应力进行对比,预估沥青面层可能出现低温收缩的可能性;可采用劈裂抗拉实验、低温弯曲蠕变试验、低温收缩试验、温度应力试验等,通过这些试验可以求出破坏强度、劲度模量、应变速率、蠕变劲度模量、断裂温度等指标
3.3.1低温弯曲试验
沥青混合料低温拉伸能反映了抵抗温缩裂缝扩展的能力。本实验按照沥青混合料弯曲试验规程进行,将轮辙成型的试件切割成30mm×35mm×250mm的小梁,跨径为200mm,试验温度为-10℃,加载速率为500mm/min,采用MTS材料试验机进行试验。
试验准备:按马歇尔法确定的最佳沥青用量和视密度成型300mm×300mm×60mm的板,切成30mm×35mm×250mm的棱柱体小梁备用。
小梁弯曲试验结果,见下表:试验采用弯曲试验来评价沥青混合料的低温抗裂性能,按照沥青混合料试验规程T0702试件制作方法由轮碾成型的板块状试件上切割试件,在-10℃的恒温空气浴中养生3小时以上,试验结果,见下表:
表3-6 小梁弯曲试验结果
17
中交一公局
混合料种类 抗弯拉强度RB(Mpa) 弯曲劲度模量SB(Mpa) 极限弯拉应变(µ) AC-16C 9.37 6045 1.55
根据改性沥青混合料低温抗裂性技术的要求,按照规范要求弯曲试验破坏微应变不小于3000。
3.3.2低温拉伸实验
低温拉伸实验即通常所说的劈裂实验,实验温度为-10℃,试件采用标准马歇尔试件尺寸,即直径101.6mm,高度63.5mm,压条宽度为12.7mm,加载速率采用1mm/min
Rr=0.006287Pt/h (3-5)
(3-6)
(3-7)
式中:
Rr ——劈裂抗拉强度(Mpa) ——破坏拉伸应变
St——破坏进度模量(Mpa) μ——泊松比
Pt——试验荷载的最大值(N) h——试验高度(mm)
Yt ——试件相应于最大破坏荷载时的垂直方向总变形(mm) Xt——试件相应于最大破坏荷载时的水平总变形(mm)
(3-8)
尽管有计算泊松比的计算方法,但在实际实验时,由于水平变形往往测量不准确,通常采用假定泊松比μ的方法,由实测的垂直变形及μ反算水平变形,再求取劲度模量St 。
我国《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTG F40-2004)规定的不同试验温度下的泊松比 按下表3-2
表3-7不同温度下泊松比对比表
试验温度℃ ≤10 15 20 25 30 泊松比μ 0.25 0.30 0.35 0.40 0.45
表3-8 AC-16C沥青混合料劈裂强度实验数据表:
试件编号 破坏应力(Mpa) 破坏应力 劲度模量(Mpa) 1
4.38 5.01 1505.8
2 4.94 5.02 1694.9 3 5.23 5.24 1606.4
18
中交一公局
4 4.96 5.31 1699.6 平均 4.88 5.15 1626.7
3.3.3沥青混合料的线收缩系数
混合料的线收缩系数是沥青路面温度应力计算必不可少的参数,它与沥青路面的温度收缩开裂密切相关,本研究对其也进行了测试,测试温度区间为20℃~ -20℃,降温速率为 5℃/h 。
用轮碾法成型制作300mm×300mm×50mm的板块状试件。然后用锯石机 顺序切割成 20mm×20mm×200mm的棱柱形试件,一组试件不应少于3个。将试件两端正粘上金属测头,与千分表接触的一端为平头形测头,另一端为
半球测头,用502粘接剂粘好。在恒温水槽中注入甲醇水溶液作为冷媒,深度应在试件上方20mm以上,并将水槽的温度控制至试验开始温度(+l0℃)保温。
将玻璃板及试件(一组3个)移置在恒温水槽中,在开始试验温度的水槽中恒温30min。
恒温后,将试件迅速从水槽中取出,一手拔出收缩仪千分表(或位移计)测杆, 一手将试件置于试件架的左端紧靠测杆,里测紧靠定位挡板,右手轻轻松开测杆与测头接触,在无受力状态下读取千分表(或位移计)读数(L。)作为收缩零点,准确至0.00lmm。然后,迅速地将试件放回甲醇水溶液中。将试件放回水槽中原来位置,3个试件全部测量完后,水槽开始降温,降温速率为5℃/h(或其他规定降温速率),直至规定的终点温度-20℃,停止降温,并在此温度下保温30min。读取最终读数Le,准确至0.00lmm。
降温区间的平均线收缩应变及平均收缩系数按式(3-9)计算: =
;
(3-9)
式中:εe—平均收缩应变;
Le─-20℃时试件收缩后的长度,mm; L0—+10℃时试件的原始长度,mm; C—沥青棍合料的平均线收缩系数;
△T—温度区间,从起始温度(+20至最终温度(-20℃)的差,即为40℃。 如分温度区间测定时,可按上式的办法计算各温度区间的收缩系数。以该区间的温度中值为代表温度,由此得出不同温度区间的收缩系数变化曲线见表3-9。 表3-9不同温度区间的沥青混合料的收缩系数(×10-4)
混合料类型 20~10℃ 20~0℃ 20~-10℃ 20~-20℃ AC-16C SBS盘锦 110+0.3%博尼维 0.59 0.52 0.41 0.35
通过实验综合分析可以看出,掺入博尼维聚酯纤维的沥青混合料要高于普通的沥青混合料,说明具有很好的低温抗裂性。其原因是混合料内部具有大量纵横交错、均匀分布的博尼维聚酯纤维,起到加筋作用,会使博尼维聚酯纤维沥青混合料的劲度模量增加,且其延伸率达50%,使其具有良好的抗拉、抗变形能力,
19
中交一公局
弹性也得到很好的提高,以及SBS改性沥青用量的增大,使博尼维聚酯纤维沥青混合料在-40℃的低温下仍然保持柔韧性和较高的抗拉强度,使混合料的低温抗裂性能增强,能有效地抵抗应力,减少温缩裂缝的产生以及可以防治反射裂缝的发展。随着温度的降低,博尼维聚酯纤维沥青混合料的收缩试验的基本规定,本混合料配合比设计的低温稳定性检验符合要求。
综上,博尼维聚酯纤维沥青混合料不但满足规范要求,而且还有较好的高温稳定性、水稳性和低温稳定性等路用性能。工程性能良好。
3.4本章总结
(1)通过高温稳定性检验,通过车辙试验对沥青混合料的高温稳定性进行了验证,AC-16C 动稳定度4550次/mm对博尼维沥青混合料的高温稳定性进行了验证,对试验过程及方法进行了阐述,由配合比设计中实验结果可知,其具有良好的高温稳定性。
(2)从水稳定性能来看,AC-5浸水马歇尔残留稳定度90%,AC-16C残留稳定度95.7%,可见沥青混合料由于添加了博尼维聚酯纤维,从而增大沥青用量提高沥青饱和度,使纤维沥青混合料抗水损害能力增强,水稳性良好。沥青混合料由于填加了博尼维纤维,从而增大了沥青用量,提高沥青饱和度,使沥青混合料抗水损害能力增强,水稳性能良好。
(3)低温抗裂性检验,通过劈裂实验可看出,AC-5冻融劈裂试验抗拉强度比为99.81%,AC-16C 冻融劈裂试验抗拉强度比81.53%混合料的低温性能较好。
通过对沥青混合料各项性能试验检验,对照表3-10,可见博尼维沥青各项性能良好,符合规范要求
表3-10 沥青混合料的技术要求
指 标 单位 要求 车辙实验动稳定度(60℃,0.7Mpa) 次/mm >3500 小梁弯曲试验破坏应变(-10℃,50mm/min)10
-6
>3000
残留马歇尔稳定度 % >85 冻融劈裂强度比 % >85
其原因是混合料内部具有大量纵横交错、均匀分布的博尼维聚酯纤维,起到加筋作用,会使博尼维聚酯纤维沥青混合料的劲度模量增加,且其延伸率达50%,使其具有良好的抗拉、抗变形能力,弹性也得到很好的提高,以及SBS改性沥青用量的增大,使博尼维聚酯纤维沥青混合料在-40℃的低温下仍然保持柔韧性和较高的抗拉强度,使混合料的低温抗裂性能增强,能有效地抵抗应力,减少温缩裂缝的产生以及可以防治反射裂缝的发展。随着温度的降低,博尼维聚酯纤维沥青混合料的收缩试验的基本规定,本混合料配合比设计的低温稳定性检验符合要求。
20
中交一公局
4 粘结层结构体系试验研究
4.1引言
面铺装结构体系中起着非常关键的作用。如果粘结层失效,不仅会导致桥面铺装破坏,而且会使桥面板受到侵蚀,进一步会影响桥梁结构。粘结层在桥面铺装中起着承上启下的作用,使铺装层粘附于桥面板,并追随桥面板的变形。而却还具有对桥面板与铺装防水保护功能,因此常被成为粘结防水层。
对于桥面铺装层而言,桥面板与沥青铺装层之间的粘结层至关重要。这一层破坏将直接导致桥面板与铺装各自,铺装层也会因此失去与桥面板的粘结,而承受更大的应力,因而更容易产生各种破坏。
水泥混凝土桥面板与沥青混凝土铺装层应形成一整体受力结构才能抵抗动荷载的作用,在车辆荷载的作用下,这两个层面主要收到剪力和压力的作用,因此粘结材料的抗剪强度是桥面使用质量的一个重要保证,故模拟行车荷载作用下沥青混合料与混凝土板间粘结层的抗剪强度进行试验。
本论文以黎明湖大桥维修桥面粘结防水层为依托,粘结层采用AC-5型沥青混合料,SBS改性沥青。
高温抗剪强度指标如表4-1
表4-1 防水层高温抗剪强度指标
温度(℃) 抗剪强度(Mpa) 垂直压力(Mpa)
60 >0.04 >0.1
低温抗剪强度指标如表4-2
表4-2 防水层低温抗裂性能指标
温度(℃) 抗拉强度(Mpa) 延伸率(%) -20 6~8 >10
4.2沥青混合料粘结层抗剪强度试验
实验方法采用直剪法,测试AC-5型改性沥青混凝土与不同界面间的粘结应力
4.2.1抗剪强度试件成型
成型过程
1)高20mm车辙成型板上利用车辙轮碾机成型40mm厚的沥青混凝土铺装层, 放置48h后脱模, 用切割机切割成为100mm×100mm×70mm的试块。除尘后放入60℃烘干箱中烘干12h
2)从烘干箱中取出试件,均与涂布预热的160℃沥青,在15℃条件下养生4h改性沥青的质量分别为0.8Kg/m2、1.0 Kg/m2 、1.3 Kg/m2 、1.5 Kg/m2 。
3)烘干矿料:把实验用矿料放入烘箱中烘干。
4)预热:把称好的矿料和改性沥青放入160℃烘箱中预热三小时。
5)拌和混合料:把预热好的混合料(除矿粉外)和改性沥青放入温度160℃
21
中交一公局
的拌和锅中,搅拌均匀,拌和后再放入预热的矿粉,搅拌均匀后从拌和锅中取出沥青混凝土,放入160℃烘箱中待用。
6)试件成型:从160℃烘箱中取出沥青混凝土,放入预先安装好的试模中,经初压后放入混凝土规范中规定的标准轮碾车辙成型机下压实10次。
7)拆模:在室温15℃条件下养生10小时后拆模。
4.2.2 试验过程
抗剪试件放在预定剪切温度60℃的烘箱中加热4h以上,垂直荷载为0.7MPa将加热后的试件放在抗剪夹具中以2mm/min速率剪切,记录抗剪最大荷载值
层间剪应力的计算公式如式(4-1):
τ=F/S (4-1)
式中:
τ———剪应力(MPa); F———剪切力(N);
S———剪切面面积(m2) ,
表4-3 不同垂直荷载下的层间抗剪强度
垂直荷载(MPa) 0.05 0.30 0.70 0.90 改性沥青的抗剪强度τmax(MPa) 0.30 0.36 0.44 0.50
4.3 粘结层性能影响试验研究
抗剪强度同粘结层油用量的关系表现为:试验温度为60℃时,在一定范围内随着沥青用量的增加抗剪强度有所增加。其原因在于沥青混合料在基底表面击实后,沥青混合料与基底表面紧密接触,抗剪强度源于沥青混凝土混合料中的骨料与基底的摩擦力以及力气功能的粘结力,由于沥青用量的增加,沥青混合料与基底的接触面增大,这样抗剪强度有所增加。粘结层沥青厚度超过沥青混合料纹理深度之后,使矿料与基底的摩擦力减弱,表现为抗剪强度有所下降。沥青粘结层由于击实作用使过多的粘结层沥青被挤出试件,其粘结力水平趋于稳定。实验温度为-40℃时,由于温度降低,沥青的黏度增加因而抗剪强度有所提高。
层间抗剪强度τmax受垂直荷载σZ影响较大, 随着σZ 的增大, τmax近似线性增大, 产生的水平剪应力也随之增大。水平剪切速率对层间抗剪强度有一定的影响, 抗剪强度随水平剪切速率的增大而增大。随着环境温度的上升, 抗剪强度减小, 因此, 夏季高温时节, 桥面铺装层最容易发生剪切破坏。
22
中交一公局
对剪切试验结果进行分析见表4-4
表4-4不同改性沥青用量条件下界面的粘结力(MPa)
试件类型 温度 试件编号 平均值 方差
1 2 3
涂改性沥青 60℃ 0.183 0.163 0.187 0.176 0.001 0.8kg/m试件
涂改性沥青 60℃ 0.163 0.1 0.170 0.168 0.001 1.0kg/m试件
涂改性沥青 60℃ 0.213 0.207 0.230 0.218 0.001 1.3kg/m试件
涂改性沥青 60℃ 0.210 0.193 0.203 0.198 0.001 1.5kg/m试件
2222
SBS改性沥青最佳用量为1.0kg/m2左右。两种材料的层间抗剪强度最初都是
随着防水粘结材料用量的增多而增大, 但当达到一定值后再增加防水粘结材料用量, 抗剪强度反而会减少, 这是因为: 如果防水粘结材料用量过小, 防
水粘结层就无法形成连续的薄膜, 从而影响层间的粘结力; 用量太大, 反而会使层间的摩阻力减小。层间摩阻力与层间粘结力的平衡点所对应的防水粘
结材料的用量即为最佳用量。
在涂层改性沥青用量相同的情况下,随着温度升高,界面粘结应力逐渐降低;在温度一定的条件下,不同涂层改性沥青用量,对界面粘结力的影响无明显规律。综合高温及低温条件下界面粘结应力的试验结果,认为涂层改性沥青用量选1.3kg/m2为佳。考虑到桥面铺装中粘结层的防水作用,以及撒铺沥青混合料对粘结层的“吸收”作用,因此,在实际施工中建议用量为1.0 kg/m2
4.4 本章总结
(1)对粘结层及性能做了简要阐述,粘结层除了具有承上启下的作用,还有防水作用,容易发生剪切破坏。
(2)模拟行车荷载作用下沥青混合料与混凝土板间粘结层的抗剪强度进行试验,采用直剪法,由试验得涂层改性沥青用量选1.3kg/m2为佳。考虑到桥面铺装中粘结层的防水作用,以及撒铺沥青混合料对粘结层的“吸收”作用,因此,在实际施工中建议用量为1.0 kg/m2
23
中交一公局
5沥青混合料施工工艺和质量控制,施工现场检查等技术要点
5.1 沥青混合料拌制、运输施工工艺和质量控制
5.1.1博尼维沥青混合料的拌制
(1)严格控制沥青与集料的加热温度以及沥青混合料的拌和出厂温度。改性沥青混合料的施工温度较普通沥青混合料应提高20~30℃;
表5-1 改性沥青混合料的施工温度表(℃)
改性沥青混合料的施工阶段 温度(℃) 沥青加热温度 170~180 矿料温度 180~190 混合料出厂温度 175~190 混合料运输到现场温度 170~180 摊铺温度 >165 碾压温度 >150 碾压终了温度 >100
(2)拌和楼控制室要逐盘打印沥青及各种矿料的用量和拌和温度,并定期对拌和楼的计量和测温设备进行校核;没有材料用量和温度自动记录装置的拌和机不得使用。每天应用拌和总量检验矿料的配合比和沥青混合料油石比的误差。
(3)拌和时间由试拌确定。上铺装层AC-16C混合料不少于50s,下铺装层AC-5不少于45s。必须使所有集料颗粒全部裹覆沥青混合料,并以沥青混合料拌和均匀为准。
(4)要注意目测检查混合料的均匀性,及时分析异常现象。如混合料有无花白、冒青烟和离析等现象。如确认是质量问题,应作废料处理并及时予以纠正。
(5)要严格控制油石比和矿料级配,避免油石比不当而产生泛油和松散现象。混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验,检验油石比、矿料级配和沥青混凝土的物理力学性质。油石比与设计的允许误差为+0.2%。采用抽提法检测沥青用量,应采用下述两种方法予以校核:一是由监理检查沥青用量及混合料产量进行总校核;二是在监理监督下,测定试验室拌制沥青混合料中实用油石比与抽提法得出的油石比的差值,建立该试验室抽提法测得油石比的修正值。
5.1.2沥青混合料的运输
沥青混合料运输过程中,装车时要避免离析,车厢底部及侧面要涂少量的隔离剂以防止卸料困难。在运输过程中防止料温下降过快,建议对车加盖帆布。具体注意事项总结如下:
24
中交一公局
1)采用数字显示插入式热电偶温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场的温度。插入深度要大于150mm。在运料卡车侧面中部设专用检测孔,孔口距车厢底面约300mm
2)拌和机向运料车放料时,汽车应前后移动,分几堆装料,以减少粗集料的分离现象。
3)沥青混合料运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余,摊铺机前方应有运料车等待卸料。
4)运料车应有完整无损的篷布覆盖设施,以保湿防雨或避免污染环境,有条件的最好加棉被覆盖。
5)连续摊铺过程中,运料车在摊铺机前10~30cm处停住,不得撞击摊铺机。卸料过程中运料车应挂空档,靠摊铺机推动前进。
图5-1 沥青混合料
5.2 沥青混合料摊铺、碾压施工工艺和质量控制
5.2.1沥青混合料摊铺
连续稳定的摊铺,是提高路面平整度的最主要措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度,按2~3m/min予以调整选择,做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。
摊铺的混合料未压实前,施工人员不得进入踩踏。混合料缺陷较严重时应予铲除,并调整摊铺机。
摊铺机应调整到最佳工作状态,调试好螺旋布料器两端的自动料位器,并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转迹相匹配。螺旋布料器的料量以略高于螺旋布料器中心为度,使熨平板的挡料板前混合料在全宽范围内均匀分布,避免摊铺层出现离析现象;并随时分析、调整粗细料是否均匀,检测摊铺厚度是否符合规定,以便随时进行上述各项调整。摊铺前应将熨平板预热至规定温度(不低于85℃),摊铺时熨平板应采用中强夯等级,使铺面的初始压实度不小于85%。摊铺时熨平板必须拼接紧密,不许存有缝隙,防止卡入粒料将铺面拉出条痕。采用移动式自动找平基准装置控制摊铺厚度。
要注意摊铺机接料斗的操作程序,以减少粗细料离析。摊铺机集料斗应在刮板尚未露出,尚有约10cm厚的热料时拢料,并且在料斗两翼完全恢复原状后,下一辆运料车才开始卸料,做到连续供料。
25
中交一公局
图5-2 同步封层车
图5-3铺装上层的摊铺
5.2.2沥青混合料的碾压
碾压施工流程:碾压应紧跟摊铺机进行。碾压过程按初压、复压、终压 三个阶段进行。压路机组合及碾压遍数见下表:
表5-2 拟采用的压路机组合及碾压遍数
初压 复压 终压
铺装下层 轮胎压路机4 遍 双钢轮压路机4 遍 轮胎压路机4 遍 铺装上层 双钢轮压路机4遍 轮胎轮压路机4 遍 双钢轮压路机4遍 注:碾压一遍的定义:碾压范围内,摊铺层表面的任一点都通过了一次压路机。
使用双钢轮压路机及轮胎压路机并列成梯队的方式碾压,碾压工艺方案如下:
初压时,温度控制在150—165℃左右,采用DDll0双钢轮压路机紧跟摊铺机
26
中交一公局
静压2遍,以稳定混合料。压路机从外侧向中心碾压,由低处向高处碾压,轮迹始终与路基中线平行,相邻碾压带重叠1/3一l/2轮宽,逐步向路拱碾压过去。初压在混合料摊铺后较高温度下进行,并不得产生推移,开裂。初压后检查平整度、路拱,必要时作适当修整。
复压时,紧跟初压进行,采用 DD110双钢轮压路机振动3遍。
终压时,温度控制在90℃左右(路表温度),采用轮胎压路机碾压2遍,相邻碾压带重叠1/3—1/2轮宽度,压实成型。改性沥青混合料碾压过程控制
注意事项:
(1)为保证压实度和平整度,初压时应在混合料不产生推移、发裂等情况下尽量在摊铺后较高温度下进行。沥青混合料应抓紧碾压,使碾压温度符合规范规定。碾压段的长度应控制在20~30m为宜。
(2)压路机应以均匀速度碾压,不得产生推移。为保证碾压过程中沥青混合料温度不致降得过快,压路机的喷水装置应经过严格检修,必须使其喷出雾状水,对于胶轮压路机,可用拖把于轮胎表面涂刷1:3的柴油和水的混合液,以防止粘轮。压路机重叠宽度不应超过20cm;
(3)为避免碾压时混合料推挤产生拥包,碾压时应将驱动轮朝向摊铺机;碾压路线及方向不应突然改变;由于压路机转向或其他原因引起的任何位移都立即用路耙修整,必要时铺新混合料及时纠正;压路机启动、停止必须减速缓刑。对压路机无法压实的死角、边缘、接头等,应采用小型震动压路机或手扶式振动夯趁热压实。压路机折回不应在同一横断面上。
(4)在当天碾压的沥青混凝土层面上,不得停放压路机或其他车辆,并防治矿料、油料和杂物散落到沥青层面上。
(5)要对初压、复压、终压段落设置明显标志,以便于司机辨认。对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专岗检查。
(6)碾压完成24h,方能允许施工车辆通行
图5-4轮胎压路机对粘结层进行碾压 图5-5双钢轮压路机对铺装上层进行碾压
27
中交一公局
5.3 施工现场质量检查等方面技术要点
施工阶段质量管理:
1)原材料质量检查内容包括沥青、粗集料、填料、混合料、油石比、矿料级配、稳定度、流值、空隙率。
2)严格控制混合料出厂温度、运到现场温度、初压温度、碾压终了温度,以及混合料拌和均匀性。
3)铺装层质量检查的内容:厚度、平整度、宽度、横坡度、压实度、偏位,以及摊铺的均匀性。同时上铺装层还应进行构造深度和摆式摩擦系数的跟踪检测,铺筑完成后构造深度应不小于0.7mm,摆式摩擦系数摆值宜不小于60
4)压实度的检查以钻孔法为准。用核子仪检查时应通过以钻孔密度的标定关系进行换算,钻孔频率每层2个。核子仪检查频率不小于每层10次。
5.4 总结对施工中出现的问题及解决办法
(1) 重视沥青铺装试验段的施工工作。通过试验段施工, 进行施工各个环节的衔接和磨合, 并确定施工各项控制参数, 验证施工组织方案及施工工
艺的合理性, 以指导主桥连续施工。
(2) 合理安排铺装的施工计划。混合料摊铺必须在规定时间、规定温度下完成, 还必须严格控制“水源”和杂物, 施工对外部及气候条件要求较高, 必须靠合理的施工组织计划来确保。
(3) 重视质量关键点的控制, 把握控制好每一个施工细节。 ①原材料质量。通过科学地试验研究和分析, 择优选择材料, 满足使用要求。 ②设备凋试。关键设备包括粘结料洒布机、结合料混合机、混合料拌和楼、摊铺及碾压设备, 这些设备是否正常运转是铺装施工质量保证的关键。
③混合料和粘结料温度。铺装拌和、摊铺过程中, 需要严格按所要求幅度较窄的温度范围进行控制, 超出范围就会影响工程质量或造成经济损失。
④时间的控制。包括混合料拌和时间、运输时间、摊铺时间和碾压时间控制。在沥青混凝土混合发生化学反应形成强度的前期, 时间控制是关键。要有可靠的措施, 保证各阶段时间控制要求。
⑤碾压质量。碾压阶段是铺装化学反应形成强度的关键阶段。重视碾压设备的性能, 确保及时达到压实要求。与现场摊铺的进度相协调, 对碾压方式、碾压顺序及碾压速度进行优化控制。
⑥混合料的状态跟踪控制。拌和开始后, 沥青A 、B 组分即开始化学反应, 必须全过程跟踪混合料的温度以及反应时间, 保证全部混合料按规定时间到达现场并完成摊铺。同时避免滞留在每个角落的少量已超时的混合料(死料) 进入摊铺机。
⑦接缝处理质量控制。纵向、横向施工缝均宜选择接近垂直的斜向接缝, 既便于施工, 又便于碾压密实。伸缩缝等结构交界位置接缝, 应配备专用设备,并严格按程序施工。
⑧上一道工序的交接工作。环氧沥青铺装期间,为避免其他质量隐患, 应杜绝交叉作业。
⑨养生。试验表明, 沥青混凝土自然养生条件下, 45 d 后强度不再增长。铺装摊铺完成后, 必须进行封闭养护管理, 避免重车通行损坏其内在结构而留下质量隐患。
28
中交一公局
5.5本章小结
(1)严格控制沥青与集料的加热温度以及沥青混合料的拌和出厂温度。改性沥青混合料的施工温度较普通沥青混合料应提高20~30℃;
(2)沥青混合料运输时,采用数字显示插入式热电偶温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场的温度。插入深度要大于150mm。在运料卡车侧面中部设专用检测孔,孔口距车厢底面约300mm
(3)沥青混合料连续稳定的摊铺,是提高路面平整度的最主要措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度,按2~3m/min予以调整选择,做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。
(4)沥青碾压应紧跟摊铺机进行。碾压过程按初压、复压、终压。
29
中交一公局
6结论
同路面材料相比,桥面铺装层受高温、低温及交通荷载的影响更为严重、更为复杂,致使铺装层容易出现变形开裂等损坏。
(1)本论文所用基质沥青为盘锦110,改性剂为5%SBS,经改性后形成SBS改性沥青,它与同是石油产品的沥青有极强的吸附性,且不缠绕,能提供巨大内聚力,可大大抑制沥青混凝土的开裂、剥落。通过原材料技术性能指标检验,分析得出所用原材料各项性能良好,符合规范要求
(2)本论文通过对原材料的试验以及矿料的筛分试验结果,确定了矿料的级配比例;由马歇尔实验确定了最佳沥青用量。根据施工现场所用材料采用下铺装层AC-5,上铺装层AC-16C密级配类型,进行了目标配合比设计,由马歇尔实验得出AC-5沥青用量6.2%,AC-16C沥青用量5.2%。
(3)通过试验对博尼维沥青混合料的的高温稳定性、水稳性、低温抗裂性进行检验。由试验数据可以说明掺加博尼维的沥青混合料各方面性能都很优秀。
博尼维起了加筋的作用,提高了耐磨性,抗剪能力也提高,渗水系数小,水稳定性好,经过冬季的冻融后并没有出现大病害,说明博尼维沥青适用与北方。
(4)粘结层对桥面铺装十分重要,并且具有防水作用,通过抗剪强度试验确定粘结层改性沥青用量选1.3kg/m2为佳。考虑到桥面铺装中粘结层的防水作用,以及撒铺沥青混合料对粘结层的“吸收”作用,因此,在实际施工中建议用量为1.0 kg/m2
(5)最佳沥青用量对应的稳定度和流值都满足要求,说明高温稳定性、粘韧性好,博尼维聚酯纤维沥青混合料的路用性能良好。通过车辙试验对沥青混合料的高温稳定性进行了验证,AC-5其动稳定度达到10000次/mm ,AC-16C 动稳定度4550次/mm,具有良好的高温稳定性。
(6)从水稳定性来看,AC-5浸水马歇尔残留稳定度90%,AC-16C残留稳定度95.7%,沥青混合料由于添加了博尼维聚酯纤维,从而增大沥青用量提高沥青饱和度,使纤维沥青混合料抗水损害能力增强,水稳性良好。沥青混合料由于添加了博尼维聚酯纤维,从而增大沥青用量,调高沥青饱和度,使沥青混合料抗水损害能力增强,水稳定性较好。但施工中特别强调压实遍数比普通混合料要多,以保证博尼维聚酯纤维沥青混合料空隙率减小,使其改善性能得以发挥。
(7)通过劈裂实验可以看出,通过劈裂实验可看出,AC-5冻融劈裂试验抗拉强度比为99.81%,AC-16C 冻融劈裂试验抗拉强度比81.53%博尼维纤维沥青混合料的低温性能较好,由于纤维的存在,使抗拉、抗变形能力大大地增强,有效抵抗了应力,减少了温缩裂缝,能很好的防止路面开裂。
(8)博尼维沥青混合料的桥面铺装工艺中,严格控制沥青与集料的加热温度以及沥青混合料的拌和出厂温度。改性沥青混合料的施工温度较普通沥青混合料应提高20~30℃;拌和时间要增加,看到博尼维均匀包裹在矿料表面,由于博尼维的反弹,碾压温度控制在175℃左右,碾压遍数提高3~4遍。
(9)连续稳定的摊铺,是提高路面平整度的最主要措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度,按2~3m/min予以调整选择,做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。
(10)碾压应紧跟摊铺机进行。严格控制碾碾压过程中初压、复压、终压各阶段的温度。
沥青混合料作为桥面铺装较之水泥混凝土,优点很多,尤其在像黎明湖大桥
30
中交一公局
这样的桥面维修中,更常用到,铺装完毕后24h内即可通车,在松花江公路大桥桥面维修时,更是比预计完工提前60h竣工。本文重点讨论的博尼维纤维沥青混合料在南方已有广泛的应用,其高温稳定性得到实际验证,而在北方冬季寒冷,温差较大,冻融现象严重,博尼维沥青未实际推广;本文通过试验验证其低温抗裂性良好,并且哈双高速黎明湖大桥桥面维修情况良好,证明博尼维沥青的有两性能。应该在北方也推广。
沥青混合料桥面铺装的施工工艺,从混合料的拌制、运输到摊铺、碾压都较成熟。将来桥梁施工的发展是,大型建设性工程减少,维修养护的工程增多,而桥面铺装又是最容易损坏的。因此做好沥青混凝土桥面铺装施工控制方面的研究工作尤为重要。本文作为对沥青桥面铺装的研究,因为以黎明湖大桥桥面维修为依托,材料选用有所侧重,没有广泛探讨各类改性沥青应用与桥面铺装的利弊,而且仅研究了混凝土桥面板上进行桥面铺装的问题,对于钢桥桥面铺装未涉及。建议下一步应继续做各项研究。
31
东北林业大学毕业论文
参考文献
[1] 柳俊哲.土木工程材料[M].北京:科学出版社,2005.
[2] 姚玲森 桥梁工程[M]. 北京:人民交通出版社 2008. [3] 许克斌·桥梁施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2004.
[4] 龚仕杰.混凝土工程施工技术[M]. 北京:中国环境科学出版社 2004.
[5] 徐世法.沥青铺装层病害防治与典型实例[M].北京: 人民交通出版社2005. [6] 周昌栋.悬索桥上部结构施工[M]. 北京:人民交通出版社 2004. [7] 王华廉.桥梁施工[M]. 北京:中国铁道出版社 1997. [8] 徐伟.桥梁施工 [M]. 北京:人民交通出版社2008.
[9] 沈金安.改性沥青与SMA路面 [M].北京:人民交通出版社2000. [10] 严国敏.现代悬索桥[M].北京: 人民交通出版社 2002. [11]吕维民.桥面沥青铺装的现状与发展[J].上海: 中外公路 2002.
[12]黄卫 .大跨径桥钢桥面铺装的设计与实施 [J].上海:公路交通科技 2003. [13]荀云红.沥青混凝土桥面铺装的常见病害分析也施工质量控制[J].北京:中国新技术新产品,2009.
[14]陈先华.苏通大桥环氧沥青混凝土铺装施工关键技术[J]. 公路交通科技 2008. [15]刘少文.沥青混凝土桥面铺装材料与技术研究[J].北京:中国新技术新产品,2005. [16] 许克宾,王永和.桥梁施工[M].北京: 中国建筑工业出版社 2005.
[17]张印阁,冯玉平,张宏祥.桥梁结构现场检测技术[M].哈尔滨: 东北林业大学出版
社,2003.
[18] Reg Horne .Slipform.Advanced Concrete Technology Set[J],2003.
[19] Toutanji HA.Asphalt Concrete Deck Pavement analysis of common diseases of
Construction Quality Control [J] . Advanced Concrete Technology Set,2003. [20] Masmoudi R.Modern Suspension Bridge[J].ACI Struct,200
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容
Copyright © 2019- jqkq.cn 版权所有 赣ICP备2024042794号-4
违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com
本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务