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城市道路改造工程設計要點(diǎn)
市政道路是關(guān)乎城市基礎設施建設成敗的關(guān)鍵因素。本文結合舊路改造,從舊路面病害產(chǎn)生原因、舊路病害處置方法及路面結構補強方案等幾個(gè)方面對統一路改造設計作了簡(jiǎn)要的分析,以便對后續道路改造設計提供啟發(fā)或參考。
關(guān)鍵詞:城市道路 舊路改造 路面病害 就地熱再生
1概述
統一路作為一條東西向城市主干路,于2005年全線(xiàn)通車(chē),且全線(xiàn)機動(dòng)車(chē)道缺少4cm瀝青混合料AC-16上面層。經(jīng)過(guò)十余年運行,現狀瀝青混凝土路面出現較為嚴重的病害,道路服務(wù)水平較低?,F狀瀝青混凝土路面出現較為嚴重的病害,主要有縱橫向裂縫、網(wǎng)狀裂縫、松散、坑槽、層間剝離、擁包、沉陷、車(chē)轍等不同程度的病害,網(wǎng)裂、坑槽病害在該路表現的尤為普遍。隨著(zhù)統一路兩側土地開(kāi)發(fā)程度的逐步提高,道路兩側商業(yè)氛圍逐漸濃厚,人流、車(chē)流逐漸增多,統一路大修改造已迫在眉睫。同時(shí),該項目的實(shí)施也將促進(jìn)整個(gè)片區的經(jīng)濟發(fā)展。
2舊瀝青路面病害原因剖析
結合統一路實(shí)際運行情況,對統一路瀝青路面主要病害成因機理進(jìn)行,主要病害產(chǎn)生原因如下:
(1)松散、露骨破壞:主要是由于瀝青混合料中瀝青含量偏低、混合料壓實(shí)不夠、瀝青使用多年老化等原因,使集料顆粒與裹覆瀝青之間粘結力比正常情況下的小,甚至是喪失粘結力,導致顆粒脫落,使瀝青路面出現松散現象。
(2)橫向裂縫:產(chǎn)生主要原因有a、該路行駛的重載車(chē)輛較多,致使瀝青面層或半剛性基層內產(chǎn)生的拉應力超過(guò)其疲勞強度而斷裂。b、因溫度變化時(shí)產(chǎn)生的溫度疲勞裂縫。
(3)縱向裂縫產(chǎn)生的原因主要有兩種:一種是瀝青面層分路幅攤鋪時(shí),兩幅接茬處未處理好,在車(chē)輛荷載與大氣因素的作用下逐漸開(kāi)裂;另外一種是由于路基壓實(shí)度不均勻或路基邊緣受水侵蝕產(chǎn)生不均勻沉陷引起。
(4)網(wǎng)狀裂縫:主要是由于路面整體強度不足引起。其原因是路面結構設計不合理,路基路面壓實(shí)度不足,路面材料配比不當或拌和不均勻等;路面出現橫向或縱向裂縫后未及時(shí)封填,致使水分滲入下層,加劇了路面破損。瀝青在施工期間及長(cháng)期使用過(guò)程中的老化,也是導致瀝青面層形成網(wǎng)裂的原因之一。
(5)水損壞:主要是由于瀝青混合料生產(chǎn)的變異性大,攤鋪過(guò)程中瀝青混合料局部離析和路面壓實(shí)不夠等多種原因造成瀝青路面空隙率過(guò)大,使雨水極易浸入,滯留在路面面層中,尤其是連續雨天時(shí)路面面層將長(cháng)時(shí)間處于飽水狀態(tài),路面造成嚴重損壞。降水對瀝青路面的破壞可視雨水在瀝青面層中滯留的位置不同而造成不同形式的破壞:表面層產(chǎn)生坑洞。當雨水進(jìn)入并滯留在表層瀝青混凝土的空隙時(shí),在行車(chē)荷載作用下,產(chǎn)生的動(dòng)水壓力(空隙水壓力)使瀝青從碎石表面剝落,局部瀝青混凝土變得松散,碎石被車(chē)輪甩出,使路面產(chǎn)生坑洞;表面層和中面層同時(shí)產(chǎn)生坑洞及局部表面產(chǎn)生網(wǎng)裂和變形。當雨水滲入并滯留在表面層和中間面層內,在行車(chē)荷載的作用下,瀝青混凝土中部分瀝青剝落,導致表面產(chǎn)生網(wǎng)裂、形變(下陷)和向外推擠,使路面產(chǎn)生坑洞局部破壞;唧漿、網(wǎng)裂、坑洞。如雨水透過(guò)瀝青面層滯留在半剛性基層頂面,在行車(chē)荷載作用下,自由水產(chǎn)生巨大的壓力并沖刷基層混合料表層的細料,形成灰白色漿體,數量較多時(shí)產(chǎn)生坑洞;數量較少時(shí),使路面產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋或者變形,產(chǎn)生網(wǎng)狀裂紋和形變后,雨水更易透入,最終導致路面破壞。
(6)車(chē)轍:該路段重車(chē)比例較大,車(chē)輛都按車(chē)道行駛,形成了渠化交通,由此,行車(chē)道上的輪跡帶承受著(zhù)大量重車(chē)的.反復作用。在每年的高溫季節,瀝青混合料的強度和勁度大幅度下降,在大量重車(chē)的反復作用下,輪跡帶逐漸變形下凹,輪跡帶的兩側逐漸鼓起,形成車(chē)轍。
3舊瀝青路面病害處理方法
3.1基層病害處理
路面存在龜裂、沉陷處,通過(guò)鉆芯取樣發(fā)現基層表面已松散,需要對路面進(jìn)行翻挖。翻挖深度根據實(shí)際情況而定;開(kāi)挖后清除松散基層并壓實(shí),噴灑透層油,采用5%水泥穩定碎石回填,壓實(shí)度98%。
3.2瀝青面層病害預處理
(1)車(chē)轍維修處理。對于波峰與波谷之差小于1cm的輕微車(chē)轍,可不做處理。對于大于1cm的車(chē)轍,應將車(chē)轍波峰凸起部分銑平。
(2)擁包維修處理。對于小于1cm的輕微擁包,可不做處理。對于大于1cm的擁包,應將擁包凸起部分銑平。
(3)橫向裂縫、坑槽維修處理:對于輕度橫向裂縫、坑槽,就地熱再生工藝可對其進(jìn)行直接修復。對于重度橫向裂縫、坑槽,熱再生施工前需要進(jìn)行預處理。經(jīng)過(guò)現場(chǎng)考察,調研國內外類(lèi)似工程處理方案,擬采用纖維抗裂貼并使用就地熱再生設備治理橫向裂縫。
4舊瀝青路面補強設計
4.1舊瀝青路面補強設計方案
通過(guò)以上路面病害分析及對現狀統一路破損狀況的調查,得出采用就地熱再生施工工藝對現狀路面進(jìn)行再生補強。就地熱再生就是將原路面加熱軟化,耙松后,加入再生劑、新瀝青、新骨料拌合而成的新的瀝青混合料,然后攤鋪,壓實(shí)后形成再生后的路面結構層。先處理現狀瀝青面層的結構性病害,例如:基層沉陷,坑槽等;再采用熱再生機械對全線(xiàn)進(jìn)行加熱整形3~4cm,最后一次性加鋪4cm厚SBS改性瀝青混凝土上面層AC-16。瀝青路面就地熱再生主要分為兩個(gè)階段:局部病害預處理階段和整體熱再生階段。局部病害預處理階段主要任務(wù)是對現狀路面病害進(jìn)行維修處治;整體熱再生階段是將全線(xiàn)瀝青面層進(jìn)行統一熱再生,最后全線(xiàn)加鋪4cm厚SBS改性瀝青混凝土上面層AC-16。
4.2就地熱再生補強方案優(yōu)缺點(diǎn)分析
優(yōu)點(diǎn):就地熱再生施工周期短,對車(chē)輛通行影響小,就地再生列車(chē)對舊路面再生后,經(jīng)壓路機壓實(shí)后數小時(shí)后即可恢復交通,施工成本相對較低。同時(shí),此種施工工藝能充分利用原路舊料,利用率高達100%。將現狀瀝青面層就地整形熱再生,該工藝可以完全處理現狀機動(dòng)車(chē)道面層非結構性病害;現場(chǎng)熱再生避免了瀝青攤鋪中的冷縫,瀝青路面整體性強,就本工程而減少銑刨料1225噸,對環(huán)境保護有利。缺點(diǎn):就地熱再生工藝專(zhuān)業(yè)機械化程度要求很高,工藝過(guò)程控制較為復雜。對施工企業(yè)專(zhuān)業(yè)化水平要求較高。
5總結
統一路道路改造工程設計目標力求做成精品工程,合理組織交通,充分體現了“節能減排”的設計理念。就地熱再生以其成熟的工藝在路面非結構性病害較少的瀝青路面改造中有其獨特的優(yōu)勢,就地熱再生改造工藝也為市政道路管理者提供了多樣化的選擇。
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