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西部寒冷地區瀝青混凝土路面防治裂縫技術研究

10-31 22:05:03  瀏覽次數:164次  欄目:交通工程
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  在烏魯木齊交通改善項目辦公室的支持和統籌安排下;上海市政工程設計研究院主持并參加了各項試驗、研究、施工和觀測;同濟大學交通運輸工程學院和新疆交通科學研究所通過近三年的努力,根據設計要求和項目建議書內容,通過室內系統試驗、國內外資料文獻調研、理論計算分析、編制試驗段方案和施工生產工藝技術要求,完成了整個研究內容。具體成果如下:

  一、形成完整的瀝青路面結構防治裂縫反射的設計方案

  針對烏魯木齊市外環路工程的交通量及交通組成特點,保持路面結構組合對交通荷載承受能力和防滑安全功能要求。提出了以防治半剛性基層瀝青路面裂縫反射為主要目的設計方案。其上面層采用道路專用增強纖維摻量為0.1%的改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料,減薄了水泥穩定砂礫半剛性基層厚度,增加了6cm瀝青穩定碎石過渡層。使得整體瀝青路面在強度、剛度和穩定性上仍具有優良路用品質,又增加了防治裂縫向瀝青面層反射的技術措施。本設計方案除了保證技術和性能上的合理性,同時在經濟造價上沒有增加投資負擔,具有良好的技術經濟效益。

  二、配制成適應該地區氣候環境條件的纖維瀝青混合料

  通過對纖維瀝青、瀝青瑪蹄脂和纖維瀝青混凝土材料加筋機理、常規性能的試驗比較,評價了摻加纖維材料后對瀝青混合料高溫穩定性、間接抗拉性能、低溫凍融劈裂性能。表明纖維的摻入,明顯改善了劈裂強度,降低了低溫劈裂模量、提高了疲勞壽命。特別是通過低溫測力延度試驗、直接拉伸(DT)和彎曲梁(BBR)試驗,測試了纖維瀝青材料的斷裂韌度、蠕變勁度和應力松弛能力,用精密的細觀物理力學分析方法論證了纖維瀝青材料的加勁作用和斷裂韌度變化。從而顯示纖維材料提高了瀝青混合料的抗裂能力。通過纖維品種的評選和纖維用量的變化,配制出適應本地區氣候環境條件的改性瀝青纖維SMA混合料。

  三、制備了具有防治裂縫反射功能的瀝青穩定碎石過渡層材料

  瀝青穩定碎石混合料不同于通常的瀝青碎石材料。根據功能分析,采用有一定細集料數量的連續級配的集料組合,提出的瀝青穩定碎石ATS-25及ATS-30兩種混合料集料建議級配值介于瀝青混凝土(AC)和瀝青碎石(AM)之間,它的抗車轍穩定性優于瀝青混合料土材料,其強度和結構穩定性高于瀝青碎石。形成具有整體結構密實,又有一定空隙的大集料嵌擠型連結過渡層混合料。同時為指導施工生產和質量控制,提出了ATS混合料的穩定度、流值、空隙率和建議瀝青用量等材料試驗技術指標。改變了AM材料嵌擠失穩,空隙過大的不利傾向。

  四、形成了一套可操作的施工工藝技術

  本次研制的摻纖維的改性瀝青SMA混合料,特別粘稠,摻加纖維也需要嚴格控制。特別是SMA混合料是間斷級配,瀝青用量多、礦粉多、粗集料多,與常規瀝青混合料拌制、攤鋪、碾壓成型等各工序均有明顯不同。所形成的施工工藝技術要點對各工序的控制溫度,每盤拌和時間提出了明確的要求。

  五、施工質量和使用品質良好

  本項目的研究成果在室內性能試驗反復測試比較的基礎上,形成了各項瀝青混合料生產施工技術要點,施工單位遵照技術要點,嚴格控制各種原材料、纖維和瀝青的規格和質量,在試驗段成功鋪筑后,迅速地應用到烏魯木齊市外環路2003年及2004年施工的各標段瀝青路面中去?傆嬐瓿闪1200m試驗段和16.4萬m2實鋪路段。瀝青面層所用的改性瀝青纖維加筋SMA等混合料組配設計設計符合本項目立項要求和相關規范技術指標,物理力學強度試驗值,如馬氏穩定度高于6.0KN,空隙率在3~4%,流值在40(0.1mm)之內,均符合設計目標,特別是低溫凍融劈裂強度和凍融粘結強度明顯提高,表明瀝青面層混合料具有良好的低溫抗裂品質。經過一年多行車使用,特別是目前交通量已達到2~3萬輛/日,路況良好、表面紋理構造粗糙如初,夏季高溫后未出現車行道車轍變形和泛油光面。瀝青面層堅實平整、行車舒適安全,沒有其他表面損壞現象。經現場觀察,在1200m長的試驗段中僅發現二條細微裂縫。遠少于前兩年瀝青路面出現的橫向收縮裂縫數數量。表明本項目的研究成果達到立項時的預期目標,不僅指導了烏市外環路瀝青路面設計和施工,而且為其他類似地區防治半剛性基層裂縫反射提供了豐富的技術和經驗。本項目總體達到國內領先水平,并具有良好的推廣應用價值。

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