一、任务来源
随着城市的发展,地面道路已经不能满足日益增长的车辆交通,行车舒适性差,破损后不易修补的缺点逐步暴露出来,使得水泥混凝土路面加铺沥青混凝土的工程日益增多。但刚性路面板缝随温度变化而反射到沥青混凝土表面的裂缝问题,长期困扰着我国道路工程界。反射裂缝的存在,不仅破坏了路面结构的整体强度,而且由于地表水沿反射裂缝向下渗透,使面层逐渐失粘脱落,路基强度降低,严重影响路面的使用寿命。为了防止或延缓旧水泥路面加铺沥青面层的早期反射裂缝问题,研究人员在旧混凝土路面板和沥青加铺层之间设置了应力吸收层。
二、应用领域和技术原理
1.应用领域
适用于旧刚性路面加铺沥青层工程,铺设与水泥混凝土基层与沥青层之间。
2.技术原理
STRATA系统包括一个防反射裂缝的应力吸收层和一个罩面层及其设计方法、技术标准、试验方法和施工方法。
针对STRATA沥青混合料施工的特点调整施工方案:混合料中细集料含量大、沥青含量高,生产拌合中通过控制混合料施工温度、拌合时间,加强混合料生产控制。现场摊铺碾压成型,通过利用摊铺机自身的找平系统随原路面控制厚度进行等厚摊铺。通过调整碾压方式,采用一定质量的振动压路机静压碾压,控制碾压距离、碾压温度、碾压遍数,达到成型标准。
STRATA应力层是利用高弹性聚合物材料吸收水泥板应力和荷载应力,同时消散水平荷载竖向位移,能有效缓解旧水泥混凝土面板传递给沥青层的反射裂缝,铺筑在面板上形成防水层,防止路面水下渗入基层。
三、性能指标
1.原材料性能
1)粗集料
集料的技术性能,特别是集料的表面形状和棱角、洁净程度对STRATA混合料中沥青结合料与集料之间的粘结力有显著影响,从而间接影响其热稳定性和水稳定性。
粗集料选用致密、坚硬的碎石,洁净无杂质,表面粗糙有棱角。推荐采用致密坚硬的玄武岩碎石,规格主要为5-10mm、3-5mm碎石。
四、与国内外同类技术比较
1.胶结料含量高、空隙率小,弹性好,提高了路面对疲劳裂缝、反射裂缝的抵抗能力和抗永久变形能力;较强的低温柔韧性减轻了路面的温度敏感性;
2.道路的耐久性得到提高,道路的养护费用显著降低,社会效益、经济效益显著;
3.混凝土路面加铺沥青层提供了保证,避免重新破除、罩面,延长路面寿命,节约资源、生态环保。
4.高粘高弹性聚合物沥青通过在拌合过程中采用直投式干法掺加改性剂实现,生产操作简便、灵活,节省了运输成本和储存成本。
5.与常规沥青混合料相比,STRATA沥青混合料的矿料中小于2.36mm的细集料所占比例大,占集料的70%~78%,沥青用量大,占9%;细集料使用量大,混合料生产时难于拌和,拌合时间长;应力层摊铺层薄,通过利用摊铺机自身的找平系统随原路面控制厚度进行等厚摊铺;温度下降快,温度控制要求高,碾压距离短,不能采用轮胎压路机,采用静压碾压。
五、成果的创造性、先进性
1.对推动市政道路水泥混凝土路面加铺沥青改造工程的发展具有重要意义。同时消散水平荷载竖向位移,能有效缓解旧水泥混凝土面板传递给沥青层的反射裂缝,而且铺筑在面板上形成防水层,防止路面水下渗入基层。这是一种新技术,填补了省内应力吸收层的技术空白。随着该技术的推广应用,将大大推动省内“白改黑”工程技术的发展,对提高我国沥青路面建设技术水平和促进经济快速协调发展具有非常重要的实际应用意义和工程推广应用前景,具有极高的社会经济效益。
2.减少路面损坏效果好。可大大避免路面的早期损坏,减少养护维修工作量,节省养护费用,有利于提高路面使用性能,延长路面使用性能。良好的STRATA应力吸收层,可以有效增加路面使用年限,降低路面全寿命周期成本消耗。
3.提高路面行驶舒适性。路面损坏减少,路面使用性能改善,体现道路与自然环境和谐发展,提高了车辆的行驶舒适性,增加了行车安全性,减少车辆运行磨损,降低了运输成本,增加了人们的幸福指数。
六、作用意义
1.确保建筑的施工质量
工程建设现场技术与施工管理能有效提高建筑物的质量,建筑质量是建筑工程的第一目的,建筑质量是整个建筑市场竞争中的核心。工程建设现场技术与施工管理可以检验每一道施工工序是不是达到质量标准,还可在这个过程中融进先进的建筑理念,使建筑工程在确保施工速度的基础上不断提升建筑内涵与质量。
2.提高企业经济效益
依据大量实践经验证明,建筑工程现场施工及技术管理能有效推动建筑企业经济效益的提高。通过现场管理可实现资源合理配置,保证物尽其用、人尽其能。此外在选择技术方案时,要依据工程施工具体情况确认经济效益较高的施工技术方案,在确保建筑质量基础上减少建筑成本,提高了施工效率。
3.提高企业竞争力
在市场经济条件下,建筑企业唯有具有良好的竞争能力,才可以在建筑领域处在不败之地。现场施工管理在一定程度上决定了企业的经济效益与竞争能力,通过管理能够对各项施工技术进行优化管理,实现各项技术的优化组合。通过对施工成本、技术、质量进行有关管理分析可有效减少生产成本,满足人们对建筑产品质量的要求,企业经济效益从中得到更大提高。当建筑企业的经济效益与质量提升以后,自然可塑造良好的企业形象,抢占更多的建筑市场份额。
本项目技术成果属于道路工程领域,可广泛推广应用于各等级新建道路工程。
道路设计为原水泥混凝土路面加铺沥青层,为减少沥青层的反射裂缝,在混凝土面板与沥青层之间加铺STRATA应力吸收层,施工中采用了减少沥青层的反射裂缝施工关键技术。
道路运营后,沥青层未发现因旧水泥混凝土面板传递给的反射裂缝,大大避免路面的早期损坏,节省养护费用,提高路面使用性能,延长路面使用性能。
通过工程实践,减少沥青层的反射裂缝施工关键技术先进,工艺科学,施工效率高,能提高工程质量,缩短施工工期,降低施工成本,延长路面使用寿命,同时便于管理,安全可靠,能取得明显的经济效益和社会效益,值得全面推广应用。