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中图分类号:TU74 文献标识码: A
0 引 言
水泥路面是路面结构的主要形式之一, 我国在20世纪末大量修建的水泥混凝土路面大多已达到其服役年限或超期服役,迫切需要进行改造。目前,水泥路面的改造往往先对旧路面进行处治,包括原位利用和原位移除两种方法。我国当前正处于倡导环保、资源再利用的大环境下,堆放原位移除的旧水泥混凝土板无疑会占用大量土地、不利环保、浪费石材资源,因此这种处治方式已逐渐被淘汰。原位利用技术主要包括以下3种:直接加铺技术、破碎稳固技术、碎石化技术。
直接加铺即在经过病害处理的旧水泥路面上直接加铺结构层,能够提高路面的承载能力,并使路面的服务水平大幅提高,行车更加舒适;破碎稳固技术利用机械的冲击能量使旧水泥板产生大量贯通裂缝,破碎成约30~100cm的碎块,路面其失去了板体性,整体刚度降低[1];碎石化技术是采用机械多个锤头的冲击作用将旧水泥路面板破碎成许多混凝土小块,破碎后块体粒径相对较小,力学模式类似于级配碎石[2];
考虑到行车噪音及舒适性的要求,处治后的旧水泥路面上通常加铺沥青层。两种结构间较大的刚度差使反射裂缝的问题更加突显。以上所述的四种水泥路面改造技术中,直接加铺与破碎稳固技术处理过的水泥板,原有缺陷依然存在,只能推迟而不能彻底消除反射裂缝。碎石化技术处理过的旧水泥路面,能够彻底地消除加铺层的反射裂缝,能够显著降低改建路面后期的养护费用,因此,碎石化技术在旧水泥路面的改造工程中被逐步的推广使用。
1旧路的调查与评价
为了对旧水泥路面的技术状况进行科学的评价和判断,以确定是否适用碎石化技术,需要对其实际状况进行实地调查分析。
水泥路面的调查主要包括使用性能调查和结构性能调查[3]。使用性能从道路使用者或形式车辆的角度出发,要求表面平整,行车舒适,评价指标一般采用路面的服务能力。使用性能不满足要求,一般进行表面修复或加铺表面功能层;结构性能的调查则注重路面结构的承载能力及其受力情况,通常采用结构受力分析进行评价,主要从路面结构刚度、接缝的传荷能力、路面板下地基脱空情况三方面进行评定。旧水泥路面结构性能不满足要求,根据路面的损害状况不同,进行大修改造或挖除重建。
2 碎石化技术的适用性
碎石化技术是水泥路面处治的最终手段,如果对水泥路面采用了碎石化技术将无法采取其他处治技术,因此,要慎重选用碎石化技术。在旧水泥路面改造工程中的适用性主要从技术条件和经济条件两方面来考虑。
2.1 技术条件
碎石化技术适用的首要因素主要有3方面:较强的土基的承载能力、基层相对稳定、路面呈板体不出现表面松散,其中,土基的承载能力用CBR值来表征,一般需满足CBR>5。根据前文所述对旧路进行调查与评价,若旧水泥路面技术上满足以上3个条件,即可采用碎石化技术。
另外,碎石化的施工采用的多锤头破碎机(MHB,Multi-Head Breaker),利用 MHB多个锤头下落的冲击作用破碎水泥板,势必会产生较大的振动和噪音,因此,周围有不能经受较大振动的敏感设备和建筑物的路段不适合采用碎石化技术[4]。
2.1 经济条件
碎石化技术与原水泥路面修补之间存在一个经济平衡点,一般用修补比率来反映[2]。水泥路面损坏严重,若修补比率大于此经济平衡点,碎石化技术适用合理,否则在水泥路面在可以采取其他处治措施继续利用的情况下,过早采取不可逆的方式处治,将会造成路面结构强度的浪费,进一步造成经济上的浪费。
3 碎石化强度形成机理
采用碎石化工艺时,路面板从上至下吸收的锤击能量逐渐减弱,相对应破碎粒径也逐渐变大。根据破碎板物理特性沿深度的变化情况将其简化为3个层次:表面松散层、碎石化层上部、碎石化层下部[5],各层厚度大约分别为3cm、10cm、10cm,不同层次强度形成机理各异。
表面松散层经过Z型压路机压实,加之透层油的的稳定作用,形成具有一定强度和稳定性的嵌挤薄层;随着深度的增加,破碎的混凝土颗粒粒径具有了一定的尺寸,尺寸越大,颗粒间的内摩阻角越大,因此,碎石化层上部强度主要来源于其内摩阻角;由于吸收锤击能量较小,碎石化层下部裂而不碎,相邻碎块之间形状上契合较好,容易形成“联锁咬合块体”结构,一般为静定结构并且其自身通常具有相应的稳定能力,相比于普通嵌锁作用,这种结构拥有更强的咬合嵌挤作用。
4 碎石化的施工工艺
碎石化技术的施工工艺为:清除水泥路面杂物―修复增设排水设施―不稳固特殊路段挖补处治―路线内外及地下的构造物标记处理―施工测量控制点的设置―施工区段交通管制及分流―碎石化工艺施工―处治软弱基层或路基―废弃材料清除―碾压―接缝处治―透层或封层施工―加铺新路面。
5 实体工程应用
河南省洛阳市小浪底专用公路修建于1992年,起点位于洛阳市西工区红山乡(桩号K0+000)与G310丁字交叉口,在孟津县内由南向北延伸,终点位于小浪底镇的官桩村(桩号K24+020),是小浪底水利枢纽建设期间施工专用路,属于二级公路,设计速度60km/h,采用水泥混凝土路面结构,如图1(a)所示。
小浪底专用公路超期服役,路肩坍塌损坏严重,水泥路面出现裂缝、断板等病害,沿线工业园的兴起和发展,交通量骤增,专用公路面临着更大的挑战。经过对专用公路的调查与评价,并从技术和经济两方面进行了综合考察,确定了采用碎石化技术并加铺结构层对其进行改造处治,破碎后的旧水泥路面作为新路面结构的底基层,改造后路面结构如图(b)。
(a)原水泥路面结构图 (b)改造后水泥路面结构图
图1 小浪底专用公路路面结构示意图
小浪底专用公路2012年10月改造完成,至今使用性能良好,表明碎石化技术是旧水泥路面改造工程中一种行之有效的处治措施。
6 结论
论文介绍了水泥路面改造工程通常采用的3种原位利用技术,从减缓或消除反射裂缝的角度出发,碎石化技术效果更优;从使用性能和结构性能两方面对旧水泥路面进行调查与评价,并应分别采取不同的处治措施;从技术条件和经济条件出发分析了碎石化技术的适用性;碎石化后的表面松散层、碎石化层上部、碎石化层下部强度分别来源于压实和透层油的稳定作用、内摩阻角、块体间的咬合嵌挤作用;碎石化技术应用于小浪底专用公路的大修改造工程中,效果良好,可以推广使用。
参考文献:
[1]张世强. 水泥混凝土路面碎石化技术研究[D]. 长安大学, 2008
[2]张玉宏. 水泥混凝土路面碎石化综合技术研究[D]. 东南大学, 2006.
[3]张亮, 金宴, 黄晓明等. 水泥混凝土路面结构状况评价[J]. 城市道桥与防洪, 1998 (1): 10-13
1 引言
MHB(Multi-Head Breaker)多锤头碎石化是美国Antigo公司研发的技术并于1995年应用于实践,主要用于板块完整性和结构性较差的各种混凝土路面的改扩建工程。我国于2002年引进MHB碎石化技术。MHB碎石化技术是通过重锤的下落产生低频高幅的波动冲击力对旧水泥混凝土板块产生瞬时、点状的冲击作用,由于破碎时砼板块吸收能量从近到远依次递减,因此碎石化后砼土颗粒沿深度方向依次递增,根据物理特性将其分为表面层、碎石化上部层、碎石化下部层。
本文结合某一级公路升级改造(高速)工程,介绍了多锤头碎石化技术的特点、适用条件、不同落锤高度对弯沉及其标准差的影响、破碎前后弯沉对比以及多锤头碎石化粒料级配与规范要求的对比,为类似工程提供参考。
2 MHB碎石化技术特点
1、有效防止反射裂缝的发生与发展。原混凝土面板由于其基层及面板的损坏,处于一种不稳定状态。碎石化并碾压后形成级配良好,表层密实,强度较高且分布均,内部形成咬合嵌挤结构,因此不会产生应力集中现象,可有效防止反射裂缝。
2、参数方便调节,破碎效率高。破碎机重锤下落高度、重锤数量(有效工作宽度0.8~4m)、锤击频率、机械行走速度都可以根据设定自动实现。
3、施工简便、速度快、工期短。在半幅范围内可以边施工边通车,多锤头破碎机工作速度在600-900m/h,每小时破碎面积为1600-2400m2,特别是地震对路面破坏后,能快速恢复路面功能,迅速开放交通。
4、综合造价低。MHB采用就地再生,与重建或其他加铺措施相比,节约了路基材料及运输成本,提高了工程进度,同时消减了反射裂缝,既经济又环保,大大降低了工程的总费用。
3 MHB碎石化路面适用条件
1、适用范使用条件
当旧路的损坏等级和接缝传荷能力为次或差时,其评定表见表1.,采用碎石化技术才是经济可行的。
④水泥混凝土路面基层与面层的总厚度大于30cm。
2、不宜使用条件
1、湿软路基、采空区、挡墙、桥梁等受力敏感路段。
2、旧路基层严重破坏路段。碎石化后板块容易丧失颗粒间的嵌挤作用,导致模量下降,新建路面容易出现疲劳破坏。
3、涵洞、地下管线构造物埋藏深度在1.5m以内或地下有重要管线时。
4、对噪音分贝控制要求高的路段,如政府机关、学校、居民集中等路段。
5、旧路等级评为中及以上的旧水泥混凝土路面改造。
4 MHB碎石化的应用
4.1 旧路面状况调查
清(远)连(州)一级公路升级改造(高速)工程(连州至凤埠段全长27.5km。从路况调查统计表知,由于超重车辆、填挖交接路段多,路面整体破坏严重,除各种裂缝外,还伴有严重沉陷和错台。路面断板状况统计汇总表1。本项目面层接缝传荷能力检测采用梁式弯沉仪和标准轴载车,通过测得接缝两侧边缘的弯沉值,计算得出接缝的传荷系数,并评定传荷能力等级,评价标准见表5。
4.2碎石化的基本要求
碎石化后颗粒粒径不能太细,也不能太粗。粒径太细会使旧路面强度降低太多,满足不了路面承载能力的要求;粒径太粗,由于应力的集中,不利于路面反射裂缝的消除。碎石化后应满足75%面积内的颗粒满足板块顶面上碎石化后表层约(2~5cm),粒径不超过7.5cm,上部1/2厚度最大粒径不超过22.5cm,下部1/2厚度不超过37.5cm的粒径。为了达到上述要求,应根据碎石化机械类型、路面破坏程度、水泥砼板强度和厚度、板块位置和尺寸、路基强度和含水量等因素选择合适落锤高度和锤迹间距。根据国内外施工经验,落锤高度一般在1.0~1.2m之间,锤迹间距在8~12cm之间,路面、路基强度高时取高值,反之取低值。
4.3 MHB碎石化试验段检测结果分析
4 破碎后板块粒径分析
旧路面破碎后,先用专用Z型轮压路机振动压实2-3遍后,再用18吨振动压路机振动压实2-3遍。为了确保路面被破碎成规定的尺寸,在路段段内随机选取独立的位置开挖1m2的试坑,检查碎石化后的颗粒级配是否在规定的级配范围内。如果破碎的粒径没有达到设计或规范要求,应根据实际情况相应调整设备参数,直至满足要求
为了对MHB碎石化后破碎板块粒径与《公路路面基层施工技术规范 JTJ034-2000》级配碎石与未筛分碎石粒料之间的级配比对,取碎石化层上面层20cm以内的破碎粒料进行筛分试验,其试验结果与规范值列表如下:
通过上表分析可知,MHB碎石化的破碎料基本满足规范要求级配碎石与未筛分碎石的要求,其值偏离相差不大;矿粉含量较低,仅占1.9%,远远低于级配碎石或未筛分碎石的上限值,由此可知,MHB碎石化后破碎料是较好的基层或低基层。
从表中可以看出破碎前后水泥砼层顶面的弯沉平均值分别是10.3与49.3,破碎后是破碎前的4.8倍,表明板体几乎丧失板体性,成为级配粒料层,故其顶面弯沉会大幅度下降。破碎后碎石化层顶面标准差虽然增大,但变异系数是破碎前的0.51倍,已大幅度下降,说明破碎后水泥砼面层更加稳定和均匀,作为路面结构层的基层或底基层是有利的。
结束语
由于MHB碎石化是一种较新的技术,国内更是21世纪初才引进国内,目前全国缺少统一的设计与施工规范,在实际应用时,要根据已有的《旧水泥混凝土路面碎石化技术应用指南》、相关科研院校的研究成果以及结合实际情况灵活应用。通过在清连高速公路成功应用MHB碎石化技术证明,对于破损较严重的水泥混凝土路面,在加快施工进度、缓解施工期的交通组织措施、彻底消除路面病害、延长路面的使用寿命起到良好的效果。从经济、技术、较高等多方面考虑,可以逐步推广应用此技术。
参考文献:
一、工程概况
大连石化新厂新建项目,场地位于大连石化分公司院内,拟建餐厅长36.0m,宽20.7m,二层框架结构。
二、基础以下工程地质条件及地下水
(一)基础以下工程地质条件
①素填土,黑褐色,松散,由灰岩碎石及少量粘性土等组成,层厚2.5~4.6m,属软弱土,不稳定。
②中风化石灰岩,岩体具中厚层结构,岩芯呈碎块状、短柱状,岩体较破碎,属较软岩,岩体基本质量等级为Ⅳ级。
(二)地下水
地下水稳定水位埋深2.0~3.0m,为海水和第四系潜水混合的地下水,水位受潮汐影响。
三、设计参数
由于拟建餐厅周边分布石油管线及建筑物,处理范围小,不适宜采用桩基及强夯,综合考虑,采用注浆处理后的素填土为复合地基,处理后复合地基承载力特征值fak不小于200Kpa,压缩模量Es不小于20Mpa,即可满足设计要求。
处理基础范围为36.0*20.7m,根据理正软件计算,按1.4m的等边三角形布点,共布置17排注浆孔,总孔数为434个,注浆孔径为110mm,注浆孔钻至中风化石灰岩,注浆套管管径为108mm。①注浆压力: 注浆过程中,由于填土位于上层,层顶位于地表,浆液沿水平剪切方向流动会在地表出现冒浆现象,因此注浆的极限压力值Pu须满足下式:
Pu=γhtan2(45°+φ/2)+2ctan(45°+φ/2)
式中h为注浆孔的深度。在实际注浆过程中,应考虑注浆管道的压力损耗、注浆端头浆体堵塞等影响。经调整后采用注浆压力为0.5~2.0MPa。
②注浆浆液配比为1:1(体积比),此次注浆加固法选用水泥作固相材料。免费论文。免费论文。水泥可采用425普通硅酸盐水泥,液相用一般饮用淡水。③注浆量
注浆量按单孔注浆量控制,单孔注浆量按下式计算:
Q=πLR2nη
式中:Q——单孔注浆量(m3);
L——注浆段长度(m),取全孔长减去孔口段;
R——浆液扩散半径(m),0.85;
n——注浆段土层孔隙率,取54.3%;
η——浆液损失率1.2。
单孔注浆量根据深度不同经计算在3.5~5.8 m3之间。
四、现场试验和施工要点
由于该场地地下水为海水,且受潮汐影响,为保证地基处理后,复合地基承载力满足设计要求,特选取了一块4.8*5.6m的场地进行试验,检测合格后再进行整个场地的钻孔注浆施工。①平整场地,使XY-100型钻机能够进场施工
②施放钻孔,依据设计图现场放孔,水平偏差不大于25mm,垂直偏差小于1%。
③花管制作,在无缝钢管管壁按0.5m左右切割3个孔径10mm的注浆孔,地面以下一米不用切割
④钻孔施工,钻至中风化石灰岩,钻孔应按基岩面由浅至深的地方施工,成孔后,将108mm花管下入孔中距基岩面0.5m处,孔口预留长度0.2m以上。
⑤注浆:先用水泥砂浆将花管四周密封,待封孔水泥凝固24小时后,对该孔进行高压注浆,浆体经搅拌机充分搅拌均匀后,将注浆管与花管连接上,开始加压注浆,若漏浆严重,可采取分段分次注浆。
⑥注浆压力超过设计压力,地面冒浆或注浆量小于1L/min,即注浆结束,挪至下一孔,重复上述钻孔注浆工作,注浆顺序应按跳孔间隔注浆方式进行,宜采用先外围后内部的施工方法。
⑦检验合格后进行全场施工
五、质量检验
注浆检验时间在注浆结束28d后进行,抽2~5%个孔进行重型动力触探检测,取样10组和不少于3个静力载荷试验。六、注浆加固的范围内钻孔取芯观察,浆脉呈纵向和水平分布,局部岩芯呈短柱状,与理论设计相符;动力触探检测结果:连续动探击数均大于5击,承载力特征值为200KPa;载荷试验3点结果承载力特征值为200KPa,相应沉降量为2.5~4.2mm。注浆加固地基效果满足设计要求。
六、结语
本本工程施工及检验情况均良好,证明在填土地基中进行注浆地基加固是可行的。免费论文。注浆效果的成败还在于施工管理和质量控制,须建立详细、可操作的管理程序和丰富的经验及可靠的检测手段。
参考文献
1、中华人民共和国建设部.建筑地基基础设计规范(GB50007-2002)
2、刘景政,等.地基处理与实例分析 北京:中国建筑工业出版社,1998.
3、中华人民共和国建设部.建筑地基处理技术规范(JGJ79-2002)
2009年2月~2008年8月,我科应用钬激光经尿道切除膀胱肿瘤40例,现将手术方法及护理体会报告如下。
1资料与方法
1.1临床资料本组41例,男24例,女17例。年龄34~80岁,。均经膀胱镜及病理检查,B超、排泄性尿路造影(IVP)、部分病例盆腔CT检查,确诊为膀胱肿瘤。其中复发性肿瘤 10例,单发性肿瘤16例,多发性肿瘤24例,共87个肿瘤,左侧壁38个,右侧壁28个,后壁12个,三角区、前壁、底部各3个,顶部2个。肿瘤直径0.5~4.0cm。
1.2方法采用美国科医人公司大功率100W钬激光系统(Versa Pulse Powersuite Holm-ium Laser)。365μm或550μm直射式激光光纤,使用能量1.0~1.2J,频率10Hz~15Hz,功率10~15W。操作镜为美国ACMI Circon25.6F 带有直的操作通道的前列腺切除设备。Panasonic监视器,8.6F CirconACMI软输尿管肾镜。37例采用硬膜外麻醉,1例尿道黏膜表面麻醉。截石位,常规置入操作镜,观察肿瘤部位、大小。经前列腺切除镜的操作通道插入用4F输尿管导管固定的光纤,在红色光引导下进行深层切除,直达肌层。然后对肿瘤边缘1~2cm以内的膀胱黏膜进行切除。合并BPH者,先行肿瘤切除,切毕用100ml蒸馏水浸泡10分钟,再行钬激光前列腺剜除术。[3]肿瘤切除时用蒸馏水充盈膀胱,前列腺切除时用生理盐水冲洗。1例G3 级的肿瘤,术前经内动脉化疗,10天后行钬激光膀胱肿瘤切除术。
2结果
术后2~9个月随访,本组33例,32例肿瘤1次切除,5个月复发1例,行二次钬激光膀胱肿瘤切除术。术中无明显出血,无膀胱穿孔,无闭孔神经反射发生。术后留置尿管1~4d,平均2d。平均住院7天。
3护理
3.1术前护理
3.1.1心理护理钬激光治疗膀胱肿瘤术是一项全新的技术,患者对手术缺乏了解,针对病人的心理,护理人员应与病人沟通,介绍钬激光碎石术是目前治疗膀胱肿瘤最新的治疗技术,它具有创伤小,出血少,术后恢复快等优点。尽量安排病人接受该项治疗技术,增强患者对手术的信心,同时寻求家人的情感支持及经济支持。
3.1.2术前准备完善各项相关的辅助检查,有感染者前三天使用抗生素控制感染。对特别紧张的患者,建议医生术前晚给患者服用镇静剂,以保证充足的睡眠,同时也可预防血压偏高,影响手术顺利进行。术晨给与清洁灌肠,送腹平片检查。
3.2术后护理
3.2.1病情观察密切观察生命体征,血压,脉搏,呼吸。每2小时测尿量一次,如有发热者加强基础护理,合理使用抗生素。
3.2.2做好管道的护理防止扭曲,折迭,腹落,指导患者翻身前将各管道妥善放好。密切观察各引流液的颜色及量,并做好记录,术后2h指导病人及家属定时挤捏管道,保持引流通畅,保持尿道口清洁,干燥,每日用碘伏棉球抹洗会两次。
3.2.3指导患者卧床休息一天,尿色逐渐转清后可下床活动,若有出血可延长卧床时间,床上适当活动。
4讨论
钬激光是目前最新的外科手术激光[3]。1999年国内报告其治疗膀胱肿瘤的疗效[4 ]我们体会Ho:YAG激光治疗膀胱肿瘤有以下优势:①术前非接触切割肿瘤,减少对肿瘤的挤压,避免癌细胞扩散;同时阻断肿瘤细胞所属淋巴管的扩散。②由于Ho:YAG激光穿透深度仅为0.4mm,可以确保手术的精确性和安全性,术后随访无复发,无输尿管种植,无输尿管狭窄及尿液返流并发症,因此,Ho:YAG激光是治疗输尿管口旁浅表性肿瘤的理想方法。③由于激光能量可以控制,无电流产生,不会引起闭孔神经反射;由于作用深度为5mm,Ho:YAG激光作用深度更容易掌握,有效避免了膀胱穿孔的发生。④由于激光的可弯曲性,配合软镜可治疗常规硬质膀胱镜盲区的浅表性肿瘤。由于BPH者膀胱肿瘤发病率高于非BPH者,为避免手术时肿瘤细胞在前列腺表面种植,手术可以一次完成。先切除膀胱肿瘤,用蒸馏水浸泡防止癌细胞种植引起复发。后用Ho:YAG激光剜除前列腺(HoLRP)。剜除的人块前列腺组织用组织粉碎器(Morcellator)粉碎。应用Ho:YAG激光治疗膀胱肿瘤或合并BPH患者,操作简单,易于掌握,效果良好,值得推广应用。
参考文献
[1]易贤林,王健.泌尿外科腔内激光应用及进展.国际泌尿系统杂志,2008,8(1):76
中图分类号:TV551.4 文献标识码:A 文章编号:
一.引言
随着建设的大发展,地下空间的开发规模也不断扩大,出现了越来越多的深基坑工程。三轴深层搅拌桩止水帷幕适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石等地基,在天津石化热电厂新建铁路翻车机室的施工中,采用了一种超深三轴搅拌桩止水帷幕垂直隔断工法的关键技术。实践证明,该工法不仅节约成本,而且可以较好地解决深基坑施工时所面临的承压水危害及周边环境保护等难题,为今后本地区的深基坑止水帷幕采用该施工工艺提供一些参考经验。
二.工程概况
2. 1 基坑概况
拟建工程位于天津市大港区北围堤路北侧中国石化股份公司天津分公司厂区区域内,该场地位于十米河西路西侧。该工程由翻车机室、1#输送系统栈桥。翻车机室地下结构两层,翻车机室输送室位置处底板板顶相对标高-14.21,板厚1300,钢筋混凝土垫层300,板底开挖面相对标高-15.81;除输送室之外位置处的底板板顶相对标高-8.73。在翻车机室基坑采用位移控制较好的钻孔灌注桩支护+三道钢筋混凝土支撑方式;在1#栈桥基坑采用根据坡度变化桩长的钻孔灌注桩支护+首道钢筋混凝土支撑+两道钢管支撑方式。
排桩外侧设三轴搅拌桩止水帷幕,深度为30.3 m,水泥掺量为20%。搅拌桩加固体28 d龄期的无侧限抗压强度要求不小于1 MPa。桩底进入⑨1粉质粘土层约 2m 对⑧2粉土层进行隔断处理
2.2 基坑环境条件
本工程场地位于中石化天津分公司厂区内,临近现有煤炭卸车系统和铁路运输轨道。东侧距离新修建烯烃线最近约 14.6m,西侧距离切改后煤 1线约 16m;北侧距离现使用栈桥约 40m。场地周边距离厂区红线范围较远,东侧距离最近红线十米河西路约 75m。施工过程中需采取相应的监护措施,确保周边环境的安全。
三.三轴深层搅拌桩止水帷幕施工
3.1概述。
本工程内基坑围护采用钻孔灌注桩与三轴水泥搅拌桩相结合的方式,坑内设置一道钢筋混凝土支撑。
搅拌桩起止水帷幕的作用,设计参数为:Ф850@1200三轴水泥土搅拌桩,按连续套接一孔法施工,桩心距600mm,采用P.042.5级普通硅酸盐水泥,水灰比1.5-1.7(有必要可根据现场实际情况进行调整),水泥掺量为20%,宜通过现场试验确定确定最佳水泥掺入量,外加剂木质素磺酸钙,用量为水泥用量的0.2%。搅拌桩沿基坑四周全部设置,平面延长米约400m,搅拌桩底标高-17.7m。
3.2施工部署。
与搅拌桩和围护钻孔桩总体数量较多,是前期主要的施工内容,并且二者平面距离较近(静距为100mm)有相互影响的可能,故基于工艺考虑的施工顺序安排对于总体工期的控制都非常关键。 图纸中规定的施工顺序是先进行搅拌桩后进行钻孔灌注桩,若钻孔桩在前会出现扩孔和偏差造成搅拌桩难以下钻,若二者同时或没有足够时间间隔会由于搅拌桩对土体的扰动及形成的水压对钻孔桩成桩不利,易造成塌孔。现场拟投入一台三轴搅拌桩机,按每天两个台班施工计算,每天完成30米,单项工期约15天。期间将分段插入钻孔灌注桩的施工。
四、三轴水泥土搅拌桩施工流程。
1.成桩顺序。
为保证止水帷幕桩体的连续性和接头的施工质量,达到设计要求的防渗要求,采取套打一孔的成桩方法。
2.各种工艺环节的技术要求。
(1).障碍物清理。
因该工法要求连续施工,故在施工前应对围护施工区域地下障碍物及管线进行清理或移位,以保证施工顺利进行。
(2).测量放线。
施工前,先根据设计图纸和业主提供的坐标基准点,计算出围护中心线角点坐标(或转角点坐标),利用测量仪器精确放样出围护中心线,并进行坐标数据复核,同时做好护桩,做好工程测量复核单,提请甲方验收。
(3).开沟槽。
在三轴搅拌桩施工过程中会涌出大量的置换土,为了保证桩机的安全移位和施工现场的整洁,需要使用挖机在搅拌桩桩位上预先开挖沟槽。根据放样出的水泥土搅拌桩围护中心线,用0.4m3小挖掘机沿围护中心线平行方向开掘工作沟槽,根据本工程搅拌桩直径,取槽宽约1.0m,深度约0.6~1.0m。场地遇有地下障碍物时,利用镐头机将地下障碍物破除干净,如破除后产生过大的空洞,则需回填压实,重新开挖沟槽。开挖沟槽余土应及时处理,以保证工法正常施工,并达到文明施工工地要求。
(4).设置导架与孔位放样。
在垂直沟槽方向放置两根定位型钢,规格为200×200,长度2.5m,再在平行沟槽方向放置两根定位型钢规格为300×300,长约8~12m,转角处H型钢采取与围护结构中心线成45°插入,H型钢定位采用H型钢定位卡。由现场技术员根据设计图纸和测量控制点放出桩位,桩位平面偏差不大于2cm。本工程使用的三轴搅拌机桩径为850mm,轴心距为600mm,搅拌桩搭接250mm。三轴搅拌桩采用套打一孔工艺,因此桩心距为1200mm。在沟槽两侧定位型钢以1200mm为间距,用红色油漆做好标记,保证搅拌桩每次准确定位。
(5).桩机就位与垂直度校正。
用卷扬机和人力移动搅拌桩机到达作业位置,并调整桩架垂直度达到0.5%以上。在桩机上焊接一半径为5cm的铁圈,10m高处悬挂一铅锤,利用经纬仪校直钻杆垂直度,使铅锤正好通过铁圈中心。每次施工前必须适当调节钻杆,使铅锤位于铁圈内,即把钻杆垂直度误差控制在0.5%内。桩机移位由当班机长统一指挥,移动前必须仔细观察现场情况,移位要作到平稳、安全。桩机定位后,由当班机长负责对桩机桩位进行复核,偏差不得大于20mm。为便于成桩深度的控制,施工前应在钻杆上做好标记,控制搅拌桩桩长不得小于设计桩长,当桩长变化时擦去旧标记,做好新标记。
(6).水泥浆液拌制。
施工前应搭建好拌浆施工平台,平台附近搭建水泥库,对全体工人做好详细的施工技术交底工作,水泥采用P042.5级普通硅酸盐水泥,水泥浆液的水灰比严格控制在1.5~1.7,具体根据可现场实际情况调整,水泥总体掺量为20%(重量)。
(7).喷浆、搅拌成桩。
启动电动机,根据土质情况按计算速率,放松卷扬机使搅拌头自上而下切土拌和下沉,直到钻头下沉钻进至桩底标高。按照搅拌桩施工工艺要求,钻杆在下沉和提升时均需注入水泥浆液,每次下降时喷浆60%,提升时喷浆40%。钻机钻进和提升速度宜控制在0.6~1m/min,按照技术交底要求均匀、连续注入拌制好的水泥浆液,钻杆提升完毕时,设计水泥浆液全部注完。
五.特殊情况的处理措施。
有异常时,如遇无法达到设计深度进行施工时,应及时上报甲方、监理,经各方研究后,采取补救措施。在碰到地面沟或地下管线无法按设计走向施工时,宜与设计单位、业主、监理共同协商,确定解决办法。施工过程中,如遇到停电或特殊情况造成停机导致成墙工艺中断时,均应将搅拌机下降至停浆点以下0.5m处,待恢复供浆时再喷浆钻搅,以防止出现不连续墙体;如因故停机时间较长,宜先拆卸输浆管路,妥为清洗,以防止浆液硬结堵管。发现管道堵塞,应立即停泵处理。待处理结束后立即把搅拌钻具上提和下沉1.0m后方能继续注浆,等10~20秒恢复向上提升搅拌,以防断桩发生。施工过程中一旦出现冷缝则采取在冷缝处围护桩外侧补搅素桩方案,在围护桩达到一定强度后进行补桩,以防偏钻,保证补桩效果,素桩与围护桩搭接厚度约10cm。在整个基坑开挖阶段,我公司将组织工地现场小组常驻工地并备好相应设备及材料,密切注视基坑开挖情况,一旦发现墙体有漏点,及时进行封堵。
六.结语
这次在天津石化铁路翻车机室施工中应用了三轴搅拌桩止水帷幕的技术,其实践证明了在深基坑施工中,三轴搅拌桩止水帷幕具有种种优势,比如可以降低施工难度、节约成本,除此以外还可以解决复杂地质水文条件下深基坑施工抽水降压所带来的周边环境保护问题,还有深基坑止水隔水问题。所以,在市政建设过程中要进行大力推广和应用。
参考文献:
[1]朱俊坡. 基坑支护三轴搅拌桩施工方案 [期刊论文] 《科技资讯》 2012年6期
[2]杨勇勇,采用三轴搅拌桩联合降水施工隧道联络通道的施工工法
[期刊论文] 《科技资讯》 2012年3期
中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:
前言
由于气候的变化,交通的压力等原因,沥青路面在使用了一段时间之后,就会出现破损,需要翻修或重建,并由此产生大量的沥青废料,这些废料如果随便丢弃,不仅会产生造成严重的生态环境问题,还会造成极大的资源浪费。因此沥青路面再生利用技术十分重要。而所谓的沥青路面再生利用应用技术,就是将需要翻修改造的旧沥青路面材料,通过一系列的再生技术进行再利用,主要的流程是先对旧的沥青路面材料进行回收,然后用机器将他们破碎、筛分,再把它们和新的再生剂、材料、新沥青按照比例进行适当的配合,重新拌和成能够满足新道路建设需要的、符合国家以及交通行业标准的沥青混合料,最后把它们用于道路建设。它是一整套完整科学的生产技术。
沥青路面再生利用应用技术的重要意义
交通的发展关系着整个社会。保证公路的畅通,对交通运输业等各种经济的发展至关重要,可以说交通是整个国家社会保持运转的根本。从我国目前的情况来看,由于已经修建的公路的使用时间的逐年增长,许多公路开始出现破损,需要进行翻修、养护,我国的公路事业已经由以前的建设为重点转变成现在的养护建设并重的新阶段。新建、维修、重建、养护、升级这些任务重叠起来,我国的公路事业十分有压力。怎样获取每年新建,重建公路的资源,怎样处理每年废弃的沥青路面产生的废料,这些问题一直存在和困扰着公路建设人员。经过不断实践研究,终于有了沥青路面再生利用应用技术,在处理废料的同时还能产生新的资源,这一技术直接解决了公路建设的两大难题。
从全球范围来看,沥青再生利用应用技术是公路建设事业实现可持续发展战略目标的重要组成部分,具有重要的实际意义。体现在:
环境保护已经成为全球的一个共同目标,旧的沥青废料、碎石料的处理问题也是环境保护面临的一个重大问题,它的合理处理对环境保护相当重要。
从我国的国情看,我国人口基数大、数量大,对资源的需求量也是十分巨大的,优化资源的利用是我们一直追求的目标,再生利用技术恰恰就做到了资源优化利用的这一点。
3、修建公路是一项长期艰巨的工程,国家每年在它的身上投入了不少了人力、物力、财力。它的花费是巨大的。资源的多次利用就可以节省购买新材料的花费,在一定程度上减少了公路建设的成本投入。
国内外沥青路面再生利用应用技术的发展现状
1、国外的发展现状
美国是最新开始研究和使用沥青路面再生利用应用技术的国家,他们的试验研究最早开始于1915年,但是由于就此之后美国进入到以大规模公路建设为重点的阶段,这一技术的研究就被忽视了。直到1973石油危机爆发,才重新得到重视并开始迅速发展,得到广泛的推广和应用。随着技术的成熟这一技术在美国进入到常规实践,据最新资料的了解,美国废旧沥青路面重复利用率在近年来达到了到80%。在欧洲大陆,这一技术的研究开展比较晚。其中,联邦德国是对这一技术的研究比较成熟的国家,首先将该技术用于公路路面养护。而芬兰全国发展到现在已经进入到几乎全国都在做废料的收集和储存工作。日本是从1976年开始对这一技术进行研究的,到现在的发展水平已经极大地节约了材料、投资费用并有效保护了环境。纵观国外,他们对这一技术的研究发展都取得了很高的成就,几乎已经形成了一套完整的沥青再生利用技术,达到了规范化和标准化的程度。
该技术在我国的发展现状
我国对这一技术的试验研究开始于20世纪70年代,发展较慢。后来进入到大规模公路建设为重点的时期,这一技术的研究几乎是处在停滞状态。直到近几年,由于公路养护和重修的迫切需要,这一技术开始再发展并得到较大的进展。
四.沥青路面再生利用应用技术的关键及针对性措施
1、技术关键。沥青路面再生利用应用技术的关键在于:
沥青路面废料的变异性:不同的废料它所包含的沥青含量以及沥青的老化程度是不一样的,并且这些成分的变异性较大。这直接影响到再生沥青混合料的成分及质量;再生沥青混合料的拌和工艺:在不烧伤旧沥青的前提下,保证拌和温度并使用新旧沥青均匀混合是技术关键,这也是一个技术的难点。再生沥青混合料的配合比设计及其抗裂性能和耐久性能评价:这是确保其性能不低于普通沥青混合料的关键。
2、针对性措施
建立健全质量即时监测和快速反应系统及相关制度,以科学、针对性强、有效的统计方法评价废料的质量,对其做严格而细致的管理控制,争取较好的解决废料的变异性问题。先行直接引进国外先进的再生沥青混合料拌和设备,确保拌和工艺和质量控制满足要求,下一步再积极的开展设备的研发工作。引进专用的试验设备,解决混合料抗裂性能和耐久性能评价问题,事实上,国内一些机构已具备相应的试验能力。
五.沥青路面再生利用应用技术的发展前景
1、积极开发和研制灵活机动的再生机械
沥青路面的再生铺筑工作是很困难的,它的工艺复杂且程序多。要想高效有质量的完成这一工作,就需要大量的人力、物力、财力。因此,机械化操作就成为了关键,要想提高机械化的施工的水平,减少劳力物力财力的投入,就需要新的灵活几点到再生机械的辅助。机械的开发和研制就是相当重要的。
2、国外再生剂大都是化工部门研究提供的,我国石油部门目前尚未能顾及。由于过去我国公路大部分沥青路面结构厚度较薄,一般不用再利用,所以对再生剂总的需求量不大。然而,随着我国公路建设的发展,今后沥青路面再生利用作为公路的一项日常应用技术,对再生剂的需求量必将大大增加,为此,扩大再生剂的料源和品种,使之规格化、系列化,是石化部门和公路部门的共同研究课题。
3、废旧沥青再生效果的检测与评定
废料在热态下呈熔融状态,能够与液态的新沥青交融混和而成,这仅是一种理论推测。虽然以再生混合料的物理力学性能试验可间接分析再生效果的优劣,但仍不是一种直观的检测方法。有人提出了一种染色检验法,采用这种直观的检测方法,可以为评价混合料拌和工艺水平、再生混合料的品质等提供可靠的依据。但由于染色法较为复杂,仅限于试验研究应用。为此,还必须研究方便而快速的检测与评定方法。
六.结束语
我国公路事业的建设现在面临着巨大的压力,要想实现交通的可持续发展,处理废料和开发新能源是重中之重。沥青路面的再生利用应用技术就实现了一箭双雕。但是由于我国在这一技术的发展时期较晚,所以技术的发展并不十分成熟。鉴于我国目前的情况,引进和利用国外已有的成果是十分重要的,但是引用的同时也要注意结合自身的情况,并且要进行创新的开发研究才有可能在在这一领域得到较好的发展。
参考文献:
[1]杨平 沥青路面厂拌热再生利用研究 (被引用 4 次) [学位论文]2005 - 长沙理工大学道路与铁道工程
[2]许彬 沥青路面现场乳化沥青冷再生应用技术研究 [学位论文] 2009 - 同济大学交通运输学院 同济大学 道路与铁路工程
[3]韦琴 杨长辉 熊出华 凌天清 旧沥青路面再生利用技术概述 (被引用 3 次) [期刊论文] 《重庆建筑大学学报》 ISTIC EI PKU -2007年3期
1 钻孔压浆桩的应用
在现代的建筑工程施工中,采取桩基础,既节省了施工工期,又保证了工程质量,并取得了相应的经济效益和社会效益。
钻孔压浆灌注桩系用长臂螺栓钻机钻孔,在钻杆纵向设有一个高压灌注水泥浆系统,钻孔深度达到设计深度后,开动压浆泵,使水泥浆从钻头底部喷出,借助水泥的压方,慢提起,直至出地面后,移开钻杆,在孔内放置钢筋笼,再另外放入一根直通孔底的压力塑料管或钢管,并与高压浆管接通,向桩孔内设放粒径2~4cm碎石或卵石直至桩顶,再向孔内胶管进行二次补浆,把带浆的泥浆挤压干净,至浆液溢出孔口,不再下降,桩既告完成。桩径可达300~1000mm,深30m左右,一般常用桩径为400~600mm,桩长10~20m,桩混凝土为无砂混凝土,强度等级为C20。这种钻孔压浆灌注桩的特点是;桩体密致,单桩承载能力高,沉降量小;不用泥浆护壁,可避免水下灌注混凝土;采用高压灌浆工艺,对地层有明显的扩散渗透、挤密加固和局部膨胀扩径等作用;不需清理孔底虚土,可有效地防止止断桩、缩颈、桩间虚土等情况发生,质量可靠,能在复杂的地质条件下顺利成桩。施工无噪声、无振动、无排污;施工速度快,比普通打预制板工期缩短1~2倍,费用降低10%~15%。适用于工业与民用建筑中,一般粘性土、湿陷性黄土、淤泥质土,中细纱、砂软石土层采用钻孔压浆灌注桩工程。但在厚度较大,灵感度较高的淤泥和流塑状态的软弱土层采用时,应慎重对待,采取相应措施。
2 施工准备
2.1 材料要求
2.1.1 水泥用32.5级或42.5级硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥,要求新鲜无结块。
2.1.2 焊条(接桩用):型号、性能必须符合设计要求和有关标准的规定,一般宜用E4303牌号。
2.1.3 石子:用粒径20~40mm的碎石或卵石,含泥量小于3%。
2.1.4 钢筋:品种和规格均符合设计要求,并有出厂合格证及试验报告。
2.1.5 配合比:压浆采用纯水泥浆,水灰比为0.55。石子和浆液的体积比为石子:水泥浆液=1:0.75。
2.2 主要机工具钻孔机、高压泵车,机动翻斗车以及钢筋加工系统设备,铁锹、水泥浆搅拌桶,高压输浆管、钢制灰浆过滤槽,磅称。
2.3 作业条件
2.3.1地上、地下障碍物都处理完毕,达到“三通一平”。施工用的临时设施准备就绪。
2.3.2场地标高一般应为承台梁的上皮标高,并经过夯实或碾压。
2.3.3制作好钢筋笼。
2.3.4根据图纸放出轴线及桩位点,抄上水平标高木橛,并经过预检签字。
2.3.5要选择和确定钻孔机的进出路线和钻孔顺序,制定施工方案,做好技术交底。
2.3.6 正式施工前应做成孔试验,数量不少于两根。
2.4 作业人员
2.4.1 主要作业人员:钢筋工,焊工,混凝土工,钻机工,注浆工,技术员,电工,测量工。
2.4.2 钻机工电工和焊工应持证上岗,其余工种经过严格的专业技术和安全培训,并接受了施工技术交底。
3 钻孔压浆桩的成孔工艺
成孔是混凝土压浆桩施工中的一个重要部分,其质量如控制得不好,则可能会发生塌孔、缩径、桩孔偏斜及桩端达不到设计持力层要求等,还将直接影响桩身质量和造成桩承载力下降。因此,在成孔的施工技术和施工质量控制方面应着重做好以下几项。
3.1 采取隔孔施工程序
钻孔混凝土压浆桩是先成孔,然后在孔内成桩,周围土移向桩身土体对桩产生动压力。尤其是在成桩初始,桩身混凝土的强度很低,且混凝土压浆桩的成孔是依靠泥浆来平衡的,故采取较适应的桩距对防止明孔和缩径是一项稳妥的技术措施。
3.2 确保桩身成孔垂直精度
为了保证成孔垂直精度满足设计要求,应采取扩大桩机支承面积使桩机稳固,经常校核钻架及钻杆的垂直度等措施。
3.3 确保桩位,桩顶标高和成孔深度
在护筒定位后及时复核护筒的位置,严格控制护筒中心与桩位中心线偏差不大于50mm,并认真检查回填土是否密实。以防钻孔过程中发生漏浆的现象。在施工过程中自然地坪的标高会发生一些变化,为准确地控制钻孔深度,在桩架就位后及时复核底梁的水平和桩具的总长度并作好记录,以便在成孔后根据钻杆在钻机上的留出长度来校验成孔达到深度。
3.4 钢筋笼制作与吊放规范
钢筋笼制作前,首先要检查钢材的质量保证资料。检查合格后再按设计和施工规范要求验收钢筋的的直径、长度、规格、数量和制作质量。在验收中还要特别注意钢筋笼吊环长度能否使钢筋笼准确地吊放在设计标高上,这是由于钢筋笼吊放后是暂时固定在钻架底梁土的。因此,吊环度是根据底梁标高变化而改变的,所以应根据底梁标高逐根复核吊环长度,以确保钢筋的埋入标高满足设计要求。在钢筋笼吊放过程中,应逐节验收钢筋笼的连接焊缝质量,对质量不符合规范要求的焊缝、焊口则要进行补焊。同时,要注意钢筋笼能否顺利下放,沉放时不能碰撞孔壁;当吊放受阻时不能加压强行下放,因为这将会造成明孔、钢筋笼变形等现象,应停止吊放并寻找原因。如因钢筋笼没有垂直吊放而造成的,则要求进行复钻纠偏,并在重新验收成孔质量后再吊放钢筋笼。钢筋笼接长时,要加快焊接时间,尽可能缩短沉放时间。
3.5 泥浆的制备和二次清孔要求
清孔的主要目的是清除孔底沉渣,而孔底沉渣是影响压浆桩承载能力的主要因素之一。清孔则是利用泥浆在流动时所具有的动能冲击孔底部的沉渣,使沉渣中的岩粒、砂粒等处于悬浮状态,再利用泥浆被带出桩孔,最终将桩孔内的沉渣清干净,这就是泥浆的排渣和清孔作用。从泥浆在混凝土钻孔桩施工中的护壁和清孔作用,我们可以看出,泥浆在制备和清孔是确保钻孔桩施工质量的关键环节。
因此,对于施工规范中泥浆的控制指标:粘度测定17min-20min;含砂率不大于6%;胶体率不小于90%等在钻孔压浆桩施工过程中必须严格控制,不能就地取材,而要专门采取泥浆制备,选用高塑性粘土或膨润土,拌制泥浆必须根据施工机械,工芤及穿越土层进行,配合比设计。压浆桩成孔至设计标高,应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔,直到孔口返浆比重持续小于1.10-1.20,测得孔底沉渣厚度小于50mm,即抓紧吊放钢筋笼和沉放混凝土导管。沉放导管进检查导管的连接是否牢固和密实,以防止漏浆而影响灌注。
由于孔内原土泥浆在吊放钢筋笼和沉放导管这段时间内使处于悬浮状态的沉渣再次沉到桩孔底部,最终不能被混凝土冲击起而成为永久性沉渣,从而影响桩基工程的质量。因此,必须在混凝土灌注前利用导管进行第二次清孔。当孔口返浆比重沉渣厚度均符合规范要求后,应立即进行混凝土的灌注工作。
4 钻孔压浆桩成桩质量的控制
中图分类号:U416.217
文献标识码:A 文章编号:1674-9944(2016)20-0129-02
1 引言
调查研究结果表明,30%左右的道路交通事故是由于道路的原因导致的。影响道路交通事故的主要原因除道路线型设计外还与环境条件、路面材料、路面破损程度、路面抗滑性能、路面平整度等因素有关,其中路面的抗滑性能至关重要。20世纪80年代,英国调查研究指出:路面的摩擦系数每提高0.1SFC,雨天事故率就降低13%[1],抗滑性能的提高,一定程度上能大幅提高行车安全。降雨会导致路表面覆盖一层水膜,由于水膜的作用,使得路面变滑,轮胎与路面的附着系数显著降低,如果车辆行驶速度过快易产生“水漂”现象[2],使得车辆方向失控。夜间行车时,灯光照射在路表水膜上易发生镜面反射,造成眩光现象,对驾驶人的行车路线造成干扰,最终导致各种交通事故的发生。
为了适应当地多雨气候,提高路面的抗滑性能,湖南省交通科技计划项目在浏阳试铺筑了一条防滑降噪沥青路面。防滑降噪沥青路面以单一粒径碎石为主,按嵌挤原理形成骨架-空隙结构的开级配沥青混合料,通常空隙率为15%~25%,它能够从面层的连通大孔隙向两侧排走路面雨水,减少路面水膜效应,提高路表面的抗滑性能。
2 工程概况
试验路段位于湖南长沙市浏阳S103线K67+00-K68+00段,全长1 km,宽12 m,双向两车道,设计车速为60 km/h,为二级公路大修改建道路。路面结构层设计为:上面层4 cm厚开级配沥青混合料抗滑磨耗层,下面层5cm厚中粒式AC-20C沥青混凝土,中间使用乳化沥青作为粘层。为了保证路面结构的稳定性,试验段采用中国石化SBS改性沥青为粘结油,使用江西辉绿岩集料和 石灰岩矿粉填充,各项技术指标均满足要求。
3 试验与分析
试验路铺完后我们在2015年的1月、4月、6月、9月、12月分别对防滑降噪沥青路面与密级配沥青路面进行常规的渗水系数、3 m直尺法平整度、铺沙法构造深度、噪音、摆式摩擦系数等性能检测试验。本论文只对两种沥青路面的构造深度与摩擦系数进行比较分析。
3.1 路面构造深度测试
两种沥青路面的构造深度均采用手工铺砂法由同一个人测定。分别选取三个典型桩号,防滑降噪沥青路面测点桩号为K67+000、K67+500、K67+900,密级配沥青路面的测点桩号为K66+900、K66+400、K65+900。构造深度测量是在每个桩号的行车轮迹带上每隔3 m测1个点,共测三处取均值。一年中5次测定的地点桩号相同,所以测量的结果具有可比性。图1为防滑降噪沥青路面与密级配沥青路面一年中5次构造深度的平均值对比图。
从图1中可以看出,密级配沥青路面的构造深度随着道路的使用时间变化不大,线型基本稳定,趋于水平发展;防滑降噪沥青路面的构造深度随道路的使用时间显著减小,特别是第2次和第4次较为明显,主要因为在荷载反复作用下,路面结构发生变化,空隙率稍微有减小,并且该路面为二级公路,各种行驶车辆轮胎没有进行清理,孔隙被灰尘与垃圾堵塞,但是在第5次测试结果中可以看出,防滑降噪沥青路面的构造深度减小的不明显,这与路面结构稳定和当地的气候条件、车辆清洁有关,因为在11月和12月初期,浏阳出现多雨天气,雨水将孔隙中堵塞的部分尘土与垃圾冲走,所以,出现了构造深度减小不明显的情况。总而言之,虽然防滑降噪路面的构造深度出现了衰减,但还是要比密级配的大得多。
3.2 路面摆式摩擦测试
沥青路面的抗滑性能主要与轮胎-路面的宏观纹理和微观纹理有关,即与面层的使用集料、使用的混合料级配有关,一般借助摆式摩擦仪来测定,用摆值进行计算分析,因为摆值与抗滑性能成正比[3]。
采用摆式摩擦仪分别测定两种沥青路面的摆值,选取的桩号与测量构造深度的桩号相同,在每个桩号的行车轮迹带上每隔3 m测5个数据,共测三处。一年中5次测定的地点桩号相同,所以测量的结果具有可比性。图2为防滑降噪沥青路面与密级配沥青路面一年中5次测试的摆值的平均值对比图。
从图2中可以看出:①在跟踪观测的一年时间内,防滑降噪沥青路面的摩擦系数随时间变化而持续增大,但是在初期摩擦系数较低,主要是由于路面摊铺初期,集料上面裹覆的沥青较厚,在测试中,抗滑磨耗层的表面比较光滑,所以初期的摩擦系数较低。随着车辆荷载和车辆轮胎的反复磨耗作用,集料表面的沥青膜被磨耗变薄再慢慢的被磨耗掉,露出较多的集料,此时路面的抗滑性能主要依靠集料的棱角性与集料表面的纹理构造,摩擦系数随之也增大。②在观测初期,密级配沥青路面的摆值与防滑降噪沥青路面很接近,防滑降噪沥青路面的抗滑优势不明显,但是在后期的观测中可以看出,防滑降噪沥青路面的摆值明显高于密级配沥青路面,超过其近20%。密级配沥青路面的摆值出现初期减小,后期缓慢增大的情况,这与路面面层的沥青混合料有关。在沥青路面的持续使用中,集料会进一步磨平,测试摆值会越来越小,摩擦系数越来越小,路面的抗滑性能会出现减弱,所以,为了保证路面的抗滑性能,在选取良好的集料与采用较好的级配和较适宜的施工技术上至关重要的。
4 结论
通过对防滑降噪沥青路面与密级配沥青路面的构造深度和摩擦摆值结果的对比分析,可以得出以下结论。
(1)随着路面服役时间的增加与有效孔隙的变化与堵塞,防滑降噪沥青路面的构造深度逐渐减小,出现了明显的衰减,但是还是要比密级配沥青路面的构造深度大得多。
(2)在路面的使用初期,两种沥青路面的抗滑能力很接近,防滑降噪沥青路面的抗滑性能优势不明显。主要原因为混合料沥青膜较厚,沥青本身较光滑。
(3)从对比图和分析结果看出,横向摩擦力系数与构造深度没有明显的相关特性。
(4)随着路面服役时间的增加,防滑降噪沥青路面表现出明显的抗滑性能,比密级配沥青路面的抗滑性能超出近20%,主要是由于面层集料沥青膜被慢慢磨耗,集料的棱角与表面纹理起到抗滑作用。预测路面使用后期,路面的抗滑性能会逐渐衰减,但还是具有一定的抗滑性能。
参考文献: