浅谈旧沥青路面上加罩水泥混凝土面层技术.doc

1、浅 谈 旧 沥 青 路 面 上 加 罩 水 泥 混 凝 土 面 层 技 术时 间 : 2013 年 01 月 05 日 来 源 ： 未 知 作 者 ： admin摘 要 ： 在 旧 沥 青 路 面 上 加 铺 水 泥 混 凝 土 面 层 ， 是 一 项 充 分 利 用 旧 路 面 的 剩 余 强 度 ， 可在 较 长 时 期 内 恢 复 或 提 高 路 面 使 用 性 能 的 有 效 技 术 措 施 。 以 吉 林 油 田 某 采 油 厂 旧 沥 青 路改 造 工 程 的 经 验 为 基 础 ， 提 出 旧 沥 青 路 面 加 铺 水 泥 混 凝 土 路 面 前 的 病 害 处 理 措 施 及

2、 防 止混 凝 土 板 早 期 断 裂 的 措 施 。关 键 词 ： 旧 沥 青 路 面 ;水 泥 混 凝 土 面 层 ;病 害 处 理 ;防 止 断 裂Abstract: In the old asphalt cement concrete surface layer that add a store, is a make full use of the residual strength of the old pavement, can be in a long period of recovery or improve pavement performance of the effect

3、ive technical measures. Jilin oilfield production in a old asphalt pavement of the reconstruction project experience is presented on the basis of old asphalt road surface and cement concrete road spread before the disease of measures and prevent concrete board early fracture of the measures.Keywords

4、: old asphalt road surface; Cement concrete road surface; Disease treatment; Prevent fracture中 图 分 类 号 ： U415.52+8 文 献 标 识 码 ： A 文 章 编 号 ：前 言随 着 吉 林 油 田 的 基 础 设 施 的 不 断 完 善 ， 许 多 采 油 厂 早 期 修 建 的 沥 青 路 面 已 出 现 不 同程 度 的 龟 裂 、 坑 槽 、 松 散 、 泛 油 以 及 车 辙 、 拥 包 等 病 害 ， 如 何 对 这 些 旧 沥 青 路 面 进 行 维修 ， 既 节 约 成 本

5、 ， 又 能 提 高 道 路 的 使 用 寿 命 ， 本 文 就 此 问 题 ， 以 某 采 油 厂 旧 沥 青 路 面 加铺 水 泥 混 凝 土 面 层 改 造 工 程 为 基 础 ， 通 过 对 影 响 混 凝 土 加 铺 层 的 各 种 因 素 的 力 学 分 析 ，提 出 旧 沥 青 路 面 加 铺 水 泥 混 凝 土 路 面 前 的 病 害 处 理 措 施 ， 通 过 对 水 泥 混 凝 土 板 早 期 断 裂的 原 因 分 析 ， 提 出 防 止 混 凝 土 板 早 期 断 裂 的 措 施 ， 最 终 确 定 适 合 吉 林 油 田 油 区 的 水 泥 混凝 土 板 最 小 厚 度

6、 ， 为 今 后 指 导 吉 林 油 田 旧 沥 青 路 面 维 修 工 作 提 供 宝 贵 经 验 。1 影 响 水 泥 混 凝 土 加 铺 层 的 力 学 因 素 分 析根 据 吉 林 油 田 某 采 油 厂 试 验 路 段 的 具 体 情 况 ， 采 用 三 维 实 体 模 型 ， 计 算 分 析 旧 路 面因 素 对 加 铺 层 的 力 学 影 响 。1.1 路 面 坑 槽 修 补 位 置 对 加 铺 层 影 响 的 力 学 分 析取 相 对 加 铺 层 板 板 角 、 板 中 、 纵 缝 边 缘 有 坑 槽 修 补 时 ， 对 路 面 进 行 力 学 分 析 ， 应 力计 算 结 果

7、 见 表 1。表 1 应 力 计 算 结 果修 补 面 积 （ ）（ 车 辆 荷 载 ）修 补 面 积 （ ）（ 车 辆 荷 载 ）修 补 面 积 （ ）（ 车 辆 荷 载 ）修 补位 置1 2 4 1 2 4 1 2 4纵 缝 边 缘 1.49 1.40 1.38 1.14 1.12 1.09 2.19 2.09 1.99板 角 1.64 1.56 1.55 1.24 1.17 1.13 2.57 2.50 2.46板 中 1.7 1.69 1.68 1.05 0.97 0.90 2.39 2.37 2.30由 以 上 数 据 可 以 看 出 ， 水 泥 混 凝 土 板 板 中 修 补 时

8、， 板 底 最 大 车 辆 荷 载 应 力 最 大 ;修补 位 置 从 板 中 向 板 边 靠 近 时 ， 路 面 车 辆 荷 载 应 力 随 之 减 小 ， 板 角 修 补 时 ， 板 底 最 大 耦 合应 力 最 大 。 应 力 最 大 位 置 位 于 板 底 纵 缝 边 缘 中 部 ， 对 于 旧 沥 青 坑 槽 部 分 修 补 后 加 铺 与 不修 补 直 接 加 铺 相 比 ， 板 底 最 大 弯 拉 应 力 要 小 于 无 修 补 直 接 加 铺 时 的 应 力 。 因 此 对 于 旧 路坑 槽 病 害 ， 建 议 加 铺 前 进 行 修 补 ， 以 利 于 加 铺 后 水 泥 混

9、 凝 土 面 层 的 受 力 。对 于 路 面 弯 沉 突 变 ， 取 旧 沥 青 路 面 相 对 水 泥 混 凝 土 板 中 和 板 角 的 1 凹 陷 ， 取其 模 量 为 30Mpa ,计 算 其 车 辆 荷 载 应 力 为 1.70Mpa， 小 于 在 原 路 面 无 破 坏 直 接 加 铺 水泥 混 凝 土 层 情 况 下 的 计 算 结 果 1.72Mpa;另 外 对 旧 路 沥 青 路 面 相 对 水 泥 混 凝 土 板 角 有1 凹 陷 ， 取 其 模 量 为 30Mpa ,计 算 其 耦 合 荷 载 应 力 为 2.56Mpa， 小 于 在 原 路 面 无 破坏 直 接 加

10、铺 水 泥 混 凝 土 层 情 况 下 的 计 算 结 果 2.62Mpa， 说 明 其 不 会 对 路 面 受 力 产 生 大的 影 响 。1.2 修 补 材 料 参 数 变 化 对 加 铺 层 荷 载 应 力 的 影 响 ：考 虑 车 辆 荷 载 和 温 度 荷 载 作 用 情 况 ， 由 于 温 度 变 化 作 用 的 次 数 远 低 于 汽 车 荷 载 作 用的 次 数 ， 即 温 度 荷 载 对 疲 劳 寿 命 的 权 重 比 车 辆 荷 载 低 ， 所 以 取 板 中 修 补 时 考 虑 坑 槽 部 分填 补 二 灰 碎 石 代 替 水 泥 混 凝 土 ， 旧 沥 青 路 面 模

11、量 参 数 变 化 对 路 面 受 力 影 响 计 算 结 果 见 表2。表 2 修 补 材 料 参 数 对 路 面 应 力 影 响 分 析 计 算 结 果层 间 连 续 层 间 光 滑旧 沥 青 路 面模 量 （ Mpa） 荷 载 应 力 温 度 应 力 耦 合 应 力 荷 载 应 力 温 度 应 力 耦 合 应 力500 1.71 1.06 2.42 1.84 1.14 2.691000 1.63 0.99 2.23 1.84 1.15 2.68从 以 上 数 据 可 以 看 出 ， 旧 沥 青 路 面 坑 槽 位 于 加 铺 层 板 中 ， 填 补 二 灰 碎 石 坑 槽 进 行 修补

12、时 路 面 应 力 稍 小 于 同 时 浇 筑 水 泥 混 凝 土 时 路 面 应 力 ;层 间 光 滑 时 板 底 最 大 拉 应 力 较层 间 连 续 时 要 大 ;车 辆 荷 载 及 温 度 荷 载 引 起 的 路 面 应 力 随 旧 沥 青 路 面 模 量 较 小 ;层 间光 滑 时 板 底 最 大 车 辆 荷 载 应 力 、 温 度 应 力 、 耦 合 应 力 基 本 不 受 旧 沥 青 层 模 量 影 响 。 因 此 ，在 旧 路 加 铺 前 ， 应 先 用 二 灰 碎 石 来 填 补 坑 槽 等 病 害 部 位 ， 然 后 再 加 铺 水 泥 混 凝 土 面 层 。1.3 旧 路

13、 面 裂 缝 对 路 面 应 力 的 影 响旧 沥 青 路 面 裂 缝 位 置 不 同 反 应 在 加 铺 水 泥 混 凝 土 板 上 ， 而 相 对 于 板 不 同 的 裂 缝 位 置路 面 受 力 会 受 到 一 定 影 响 ， 车 辆 荷 载 作 用 计 算 模 型 分 别 取 裂 缝 位 于 加 铺 水 泥 混 凝 土 板 板中 、 1/4 板 处 、 板 边 分 析 裂 缝 位 置 对 路 面 受 力 影 响 ， 有 限 元 计 算 结 果 见 表 3。 当 横缝 位 于 板 中 时 水 泥 混 凝 土 加 铺 层 模 量 对 路 面 在 车 辆 荷 载 、 温 度 荷 载 及 两

14、者 共 同 作 用 下 的受 力 影 响 ， 加 铺 层 厚 度 为 22cm 时 有 限 元 模 型 计 算 结 果 见 表 4。 加 铺 层 厚 度 为 20cm时 有 限 元 模 型 计 算 结 果 见 表 5。表 3 应 力 计 算 结 果 （ Mpa）裂 缝 位 置 板 中 1/4 板 处 板 边车 辆 应 力 1.95 1.64 1.63温 度 应 力 2.15 1.78 1.10耦 合 应 力 3.77 2.65 2.63表 4 应 力 计 算 结 果 （ Mpa）混 凝 土 模 量 车 辆 应 力 温 度 应 力 耦 合 应 力2800 2.13 2.64 4.423100 2

15、.17 2.71 4.533400 2.22 2.78 4.643700 2.25 2.85 4.74表 5 应 力 计 算 结 果 （ Mpa）混 凝 土 模 量 车 辆 应 力 温 度 应 力 耦 合 应 力1500 1.56 0.92 2.06 1.84 1.17 2.682800 2.34 2.71 4.703100 2.40 2.94 4.993400 2.45 3.16 5.273700 2.51 3.40 5.54由 以 上 数 据 可 以 看 出 ， 板 底 车 辆 应 力 、 温 度 应 力 及 二 者 耦 合 应 力 随 加 铺 水 泥 混 凝 土板 模 量 增 加 而 增

16、 大 ， 耦 合 应 力 增 大 幅 度 较 荷 载 应 力 、 温 度 应 力 大 ;旧 路 面 存 在 横 向 裂缝 时 板 底 弯 拉 应 力 均 比 直 接 加 铺 、 旧 路 面 坑 槽 修 补 时 的 板 底 弯 拉 应 力 大 ;当 水 泥 混凝 土 加 铺 层 厚 度 为 22cm 时 ， 板 底 车 辆 应 力 、 温 度 应 力 及 二 者 耦 合 应 力 均 小 于 水 泥 混 凝土 路 面 设 计 规 范 中 容 许 弯 拉 应 力 5 Mpa， 受 力 满 足 要 求 。 当 水 泥 混 凝 土 加 铺 层 厚 度 为20cm 时 ， 板 底 车 辆 应 力 、 温

17、度 应 力 及 二 者 耦 合 应 力 已 经 超 过 了 设 计 规 范 中 容 许 弯 拉 应 力 。因 此 ， 单 从 受 力 角 度 考 虑 水 泥 混 凝 土 加 铺 层 最 小 厚 度 为 22cm。1.4 车 载 对 水 泥 混 凝 土 路 面 的 影 响当 考 虑 车 载 单 轮 与 路 面 接 触 单 位 压 力 时 ， 加 铺 层 厚 度 22cm， 路 面 耦 合 应 力 接 近允 许 弯 拉 应 力 ， 基 本 能 克 服 直 接 加 铺 所 带 来 的 厚 度 不 均 匀 问 题 ， 原 则 上 保 证 最 小 厚 度22cm， 又 能 满 足 交 通 荷 载 的 要

18、 求 。2 旧 沥 青 路 面 加 铺 水 泥 混 凝 土 路 面 前 的 病 害 处 理 措 施(1)对 于 旧 路 坑 槽 病 害 ， 建 议 加 铺 前 进 行 修 补 ， 以 利 于 加 铺 后 水 泥 混 凝 土 面 层 的 受 力 。从 经 济 性 方 面 考 虑 可 用 二 灰 碎 石 等 模 量 较 低 、 价 格 较 便 宜 的 材 料 进 行 填 补 ， 然 后 再 加 铺水 泥 混 凝 土 面 层 。(2)对 于 路 面 的 大 面 积 沉 陷 ， 在 确 定 路 基 具 有 规 定 的 承 载 力 时 ， 可 以 用 二 灰 碎 石 找 平后 加 铺 ， 当 高 差 相

19、 差 不 大 时 也 可 直 接 加 铺 水 泥 混 凝 土 面 层 。(3)当 旧 路 有 裂 缝 时 ， 应 整 体 适 当 增 加 加 铺 面 层 的 厚 度 ， 最 薄 处 也 要 达 到22cm。(4)当 旧 沥 青 路 面 出 现 车 辙 、 拥 包 破 坏 ， 加 铺 前 应 整 平 处 理 。(5)对 于 路 面 承 载 力 弯 沉 突 变 的 情 况 ， 在 影 响 不 大 的 前 提 下 ， 可 以 直 接 加 铺 ， 不 必 进行 处 理 。(6)对 于 旧 路 基 的 承 载 力 不 足 时 ， 应 先 进 行 加 固 处 理 后 再 加 铺 。(7)对 旧 路 面 的

20、 平 整 度 影 响 不 大 的 各 种 开 裂 、 松 散 、 泛 油 等 轻 微 病 害 可 以 不 予 处 理 ，直 接 加 铺 。3 防 止 水 泥 混 凝 土 板 早 期 断 裂3.1 混 凝 土 板 早 期 断 裂 的 原 因 分 析(1)水 泥 混 凝 土 和 油 路 的 膨 胀 系 数 不 同 ， 水 泥 混 凝 土 路 面 在 温 度 变 化 时 ， 不 能 自 由 伸缩 ， 可 造 成 混 凝 土 板 的 早 期 断 裂 。(2)切 缝 不 及 时 或 切 缝 深 度 不 够 。 由 于 施 工 时 昼 夜 温 差 较 大 ， 锯 缝 时 间 应 该 控 制 好 ，切 缝

21、深 度 应 按 规 定 锯 够 1/4 板 厚 (5-6cm)， 真 正 起 到 缩 缝 的 作 用 。(3)施 工 工 艺 的 影 响 也 是 混 凝 土 板 早 期 断 裂 的 原 因 之 一 。 不 同 标 号 的 水 泥 初 凝 时 间 、终 凝 时 间 不 同 ， 强 度 提 高 速 度 不 一 ， 收 缩 率 也 不 同 ， 混 合 使 用 同 标 号 不 同 厂 家 生 产 的 水泥 ， 或 同 一 个 厂 家 生 产 的 同 标 号 不 同 批 号 的 水 泥 参 数 都 不 同 ， 混 合 使 用 都 会 产 生 裂 缝 。同 时 水 灰 比 过 大 ， 真 空 度 过 高

22、条 件 下 ， 混 凝 土 顶 部 水 分 过 快 脱 出 ， 在 密 封 带 附 近 干 湿 分界 处 也 会 产 生 收 缩 裂 缝 ， 因 此 必 须 严 格 控 制 水 灰 比 ， 使 其 均 匀 一 致 。(4)开 放 交 通 过 早 的 影 响 。 由 于 是 旧 路 面 改 造 ， 一 般 都 是 边 改 造 边 通 车 ， 往 往 有 车 辆不 听 从 指 挥 ， 铺 好 路 面 没 几 天 就 从 混 凝 土 路 面 通 行 ， 虽 然 表 面 当 时 看 不 到 裂 纹 ， 但 内 部已 经 受 损 ， 为 混 凝 土 板 的 断 裂 埋 了 隐 患 。(5)养 生 洒 水

23、 不 及 时 。 为 了 使 水 泥 混 凝 土 路 面 能 在 良 好 的 温 湿 条 件 下 增 长 强 度 ， 在 混凝 土 捣 实 、 抹 平 完 毕 后 2h 内 即 应 进 行 湿 治 养 生 ， 养 生 期 一 般 为 14-21d。 但 在 实 际施 工 中 有 些 没 有 在 抹 面 完 毕 2h 内 养 生 ， 有 些 隔 一 天 才 开 始 浇 水 ， 养 生 时 间 也 达 不 到14d， 致 使 水 泥 混 凝 土 路 面 水 化 发 热 时 得 不 到 充 足 的 水 分 。 这 就 使 水 泥 混 凝 土 路 面 发 生 收缩 裂 缝 ， 严 重 时 发 生 断

24、裂 。3.2 防 止 混 凝 土 板 早 期 断 裂 的 措 施针 对 混 凝 土 板 早 期 断 裂 的 原 因 分 析 ， 可 采 取 以 下 措 施 防 止 早 裂 ：(1)为 了 使 水 泥 混 凝 土 路 面 能 自 由 伸 缩 ， 克 服 由 于 油 路 和 新 铺 水 泥 混 凝 土 路 面 的 膨 胀系 数 不 同 而 造 成 的 混 凝 土 板 断 裂 ， 应 在 旧 沥 青 路 面 上 铺 一 层 几 公 分 厚 的 隔 离 层 ， 这 层 可以 用 石 粉 或 者 中 砂 ， 但 要 洒 水 镇 压 平 。(2)应 尽 量 避 免 在 高 温 季 节 施 工 ， 避 免

25、在 温 度 梯 度 大 的 时 间 锯 缝 ， 根 据 实 践 经 验 ， 如果 昼 夜 温 差 较 大 ， 锯 缝 来 不 及 时 ， 可 每 隔 50-80m 预 留 一 块 板 空 着 ， 待 其 余 板 锯 完 后 ，混 凝 土 收 缩 达 到 一 定 程 度 ， 再 补 浇 筑 这 些 预 留 板 。(3)施 工 工 艺 要 先 进 ， 施 工 设 备 要 配 套 。 每 隔 施 工 工 序 都 应 严 格 按 施 工 规 范 或 制 定 的操 作 规 程 进 行 。 在 施 工 时 ， 不 同 标 号 、 不 同 厂 家 生 产 的 水 泥 、 不 同 批 号 的 水 泥 都 不

26、能 混合 使 用 。 选 用 适 合 的 配 合 比 ， 水 灰 比 应 控 制 在 0.4-0.45 之 间 。 选 用 合 适 的 混 凝 土 外加 剂 。(4)严 格 控 制 交 通 ， 禁 止 在 混 凝 土 未 达 到 设 计 要 求 时 在 混 凝 土 路 面 上 行 车 。(5)养 生 要 采 用 可 靠 的 办 法 。 高 温 季 节 施 工 表 面 一 定 要 保 持 充 足 的 水 分 ， 应 及 时 覆 盖湿 麻 袋 、 湿 草 帘 、 湿 砂 等 保 水 性 好 的 材 料 ， 养 生 时 间 应 该 达 到 14d。4 结 论在 旧 沥 青 路 面 加 罩 水 泥 混

27、 凝 土 面 层 技 术 已 经 成 功 应 用 于 吉 林 油 田 某 采 油 厂11km 旧 沥 青 路 改 造 工 程 中 ， 经 过 6 年 多 的 运 营 使 用 ， 各 种 车 辆 运 行 情 况 正 常 ，路 面 使 用 状 况 良 好 ， 受 到 油 田 人 和 当 地 群 众 的 热 烈 欢 迎 和 好 评 ， 为 油 田 生 产 建 设 和地 方 群 众 的 安 全 出 行 提 供 了 有 力 保 障 。参 考 文 献1 中 华 人 民 共 和 国 交 通 部 . JTG D50-2006. 中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准 - 公路 沥 青 路 面 设 计 规 范 .北 京 ： 人 民 交 通 出 版 社 ， 2006-10-122 中 华 人 民 共 和 国 交 通 部 . JTG D40-2002. 中 华 人 民 共 和 国 行 业 标 准 - 公路 水 泥 混 凝 土 路 面 设 计 规 范 .北 京 ： 人 民 交 通 出 版 社 ， 2002-12-4