城市旧水泥混凝土路面加铺沥青面层裂缝病害研究.pdf
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1、第2 7卷第2期 2 0 1 0年 6月 华中科技大学学报( 城市科学版) J o f H U S T ( U r b a n S c i e n c e E d i t i o n ) Vol _ 2 7 No 2 J u n 2 0 1 0 城市 旧水泥混凝土路 面加铺沥青面层 裂缝病 害研 究 彭自 强 , 李 辉 , 徐一心 , 李纲 ( 1 武汉理工大学土木工程与建筑学院, 湖北武汉4 3 0 0 7 0 ; 2 武汉市市政工程质量监督站, 湖北武汉4 3 0 0 1 0 ; 3 武汉钢铁股份公司运输部,湖北武汉4 3 0 0 8 1 ) 摘要: 旧路面加铺沥青面层越来越多地出现在城
2、市道路中, 加铺路面病害也 13 益显著, 极大影响了城市形象 以及交通行车质量。经调查 , 旧水泥混凝土加铺沥青路面裂缝类病害最严重, 也最普遍; 另外 , 城市道路由于其 不同的行 车特点 以及施工周 期 , 破坏特点和机理 有不同于一般 的高速公路之处 , 而 国内的研究更注重高 速公路 病害。本文首先对武汉市几条 主干道 的病害规律进行 了统计 , 列出典型反射裂缝 照片 , 并通过路面钻取 芯样进 行了室内试验 , 论证了反射裂缝是加铺层设计中主要应该面对的问题, 并提出一些沥青加铺层改进措施。 关键词: 加铺层反射裂缝: 旧水泥混凝土路面; 城市道路; 基层 中图分类号 : U 4
3、 1 8 8 文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 2 - 7 0 3 7 ( 2 0 1 0 ) 0 2 - 0 0 4 0 - 0 4 近年来 , 城市 旧混凝土路面加铺沥青面层越 来越多 , 特别在水泥混凝土路面较 多的南方 城市 尤为普遍 。但经过 7年左右 的使用期后, 路 面病 害以裂缝类尤为突出 , 严重影响城市形象以及交 通行车质量。在加铺沥青路 面病害分析方面 , 国 内对高速公路做的 比较多, 而城 市道路 由于其路 况复杂 , 基层多样 , 交通渠化 , 行车速度 、 方向以及 行车载重都具有不确定性 等因素 , 其病害因素与 高速公路有着很大 的区别 。 1 项
4、 目背景 为了解武汉市加铺路 面病 害成 因,“ 武汉市 城市道路沥青路面病害成因及 防治对策研究” 项 目组通过现场统计得到路面沥青病害的类别与分 布规律 , 并通过路面钻芯取样和室内试验分析, 拟 提出关于沥青路面设计施工的合理建议, 推行先 进的技术 和工 艺。本项研 究选择 了武汉市洪 山 路 、 武珞路 、 关 山大道、 解放大道 、 建设大道 、 中山 大道、 白沙洲大桥、 长江一桥 、 长江二桥作为研究 对象, 下文中编号 1 9的路段 即为此 9条路 ( 无 对应 关 系 ) 。 2路面调查结果及分析 2 1 各路段各类病害扣分情况 依据 城镇道路养护技术规范 C J J 3
5、6 - 2 0 0 6 ) ) , 得到如下各路段扣分值 的调查结果 ( 依据病害密 度得到扣分值 ) , 见图 1 图4 。 8 9 9 7 8 4 2 盘3 6 5 1 0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4 1 6 l 8 扣分 值 图 1 裂缝类破 坏扣分值对 比 扣分 值 图 2 松散类破坏扣分值对比 8 L 5 1 - _ _ _ _ _ - - - - _ 6 _ - _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ l 塞 1 1 _ _ _ _ _ _ _ - _ - _ - - - - - 3 1 _ _ _ - _ _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _
6、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 4 2 0 2 4 6 8 l 0 l 2 14 1 6 18 扣分 值 图 3 变形类破坏扣分值对 比 收稿 日期 : 2 0 1 0 - 0 3 - 2 2 作者简介 :彭 自强( 1 9 7 5 一 ), 男 , 湖北 黄陂人 , 副教授 , 工学博士 , 研究方向为结构理论与计算, p e n g z q q 1 2 6 c o rn。 第2期 彭 自强等: 城市旧水泥混凝土路面加铺沥青面层裂缝病害研究 4 1 7 9 5 8 6 酱 4 2 3 l o 2 4 6 8 1 o l 2 l 4 1 6 1 8 扣分 值 图4 其他类破坏
7、扣分值对比 2 2数据分析 由图可知 , 裂缝类病害所 占比例最大 , 也最为 普遍 , 变形类破坏也十分严重 , 如图 3所示。变形 类破坏主要是 由于交通渠化 、 行车量大和车速慢 引起的车辙破坏。裂缝类病害普遍存在 , 即使是 关 山大道 , 由于其车辆少 , 路面宽, 路面负荷小 , 且 基层大部分为水泥稳定碎石 , 路况很好 , 但其仍有 少量的线裂病 害, 洪山路也是如此 , 基本 只有线 裂 , 无其他病害。裂缝类病害成为城市沥青路 面 中发生率最高 的病害类 型, 且线裂在车载 以及温 度的影响下应力集 中会更加 明显 , 从而进一步发 展成为网裂、 碎裂 、 坑槽以及极具破坏
8、力的病害。 其普遍性以及严重性值得我们关注与深究。 3 芯样分析 3 1 钻芯取样 现场取芯共 1 0 2个 , 观察芯样下基层情况 , 记 录裂缝状况。芯样显示 , 百分之九十的横向裂缝 、 纵向裂缝甚至网裂下均存在旧混凝土基层 的裂缝 或缺陷。几乎所有的病害处基层都可以发现明显 的缺陷或损伤 , 具体见图 5图 8 。 图 5建设大道横裂处 在调查的路段 中, 很 多路段在加铺过程 中使 用了涤纶长丝单面烧毛土工布以及玻纤格栅等防 反射裂缝措施 ; 个 别路段在旧裂缝中填灌 了 A C l O沥青砂 ; 其中一段有土工布处理 , 无其它病害 , 但也出现了相当频繁的反射裂缝 ; 某段路加铺
9、设 计 中甚至使用 了传 力杆 以及 聚氯 乙烯胶 泥填缝 , 但仍然有着严重 的裂缝病害。因此 , 此类措施在 防止城市道路反射裂缝中的作用值得商榷 。 图 6 洪山路线裂处 图7 建设大道横裂处基层 图 8 中山大道网裂处基层 3 2 强度及水稳性效验 3 2 1强度 结果 以上芯样均在病害处取得, 在其相应路 缘处 取得的完好芯样的马歇尔稳定度试验及浸水马歇 尔稳定度试验结果如表 l和表 2 。 表 1 芯样 马歇 尔残 留稳定度 武珞路 试样编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 稳 帘摩 k N 1 2 3 7 4 7 7 2 4 O l 2 5 1 0 4 1 6 3 1 4 5
10、 1 3 2 堡垫 道 试样编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 稳定度 k N 1 8 1 1 0 8】 1 0 1 7 , 8 7 6 5 2 8 1 4 1 1 6 3 中山大道 试样编号 1 2 3 4 5 稳定度 k N 1 7 5 9 9 l 1 4 1 3 3 1 3 3 注 : 本试验中为现场路 面钻取 芯样 , 非标准试 件 , 因此所得结 果均依据 J rr J 0 5 2 - 2 0 0 0 , 公路工程沥青及 沥青混合 料试验规 程, 采用现场钻取芯样试件 高度修 正系数后所得 的结果 , 后 同。 表 2 芯样浸水马歇 尔残留稳定度 试件编号 1 2 3 4 5
11、6 7 8 1 O l 1 l 2 N 川 z 1 0 8 1 1 , 4 1 3 3 s s , s s - o - s 1 1 2 6 6 1 0 8 I 1 s , s s s 4 2 华中科技大学学报( 城市科学版) 2 0 1 0年 3 2 2水 稳 性 结 果 另外 , 冻融劈 裂残 留强度 比的试验 由于取样 离散型的原因, 数据的整体趋势不强, 但在冻融劈 裂的试验中, 其强度也与未经冻融 的试样相 差无 几 , 甚至出现了冻融后试样 强度 更高的情况。旧 路面车载的碾压和剪切作用 , 路基的不平整性 , 以 及材料的不均匀性均可能是其离散的原因。 3 2 3对 比结论 根据
12、公路沥青路面施工技术规范 J T G F 4 0 2 0 0 4 , 密级配沥青混凝土马歇尔稳定度技术要求 如下: 高速公路、 一级公路不小于 8 k N, 其他 等级 公路不小于 5 k N; 浸水马歇尔试验残 留稳定度要 求不小于 0 8 。武汉按 照湿润 区算 】 , 对 比室 内 试验结果显示 , 经过 6 7年 的使用 , 百分之八十 的试样仍能满足稳定度以及残 留稳定度 的要求, 特别是对裂缝影响较大的马歇尔稳定度很好的满 足了规范要求 , 试样 的水稳性也基本达到标准要 求。可见 , 裂缝 的产生以及扩展并非强度和抗水 侵蚀能力不达标而引起的。 3 3油石 比 表 3显示 , 在
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