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我公司防裂贴在旧路改建中的应用

发布时间:2015-04-06 09:13:28 点击浏览:次

旧路改造、老路改建、水泥混凝土路面白改黑

     我国高速公路建设近年来取得了巨大的进步,但随之也出现了许多病害,如破损、裂缝、沉降等,其中裂缝是最常见,也是危害最大的一种。裂缝不仅影响路面美观、降低平整度,而且会影响整个道路的使用寿命,特别是当路面开裂后,雨水就会通过裂缝渗到路面基层、底基层甚至路基,这样会腐蚀混凝土路基,削弱基层、土基的强度,加速道路的破坏,缩短路面的使用寿命。因此,很有必要及时对高速公路路面裂缝进行适当的处理。
常见的裂缝类型及防治措施
  1. 常见的裂缝类型
  (1)横向裂缝。横缝是高速公路沥青路面最常见的一种裂缝。横缝大多数属于半刚性基层开裂引起的路面反射裂缝,但也包括温缩裂缝,当雨水沿这些裂缝渗入路面结构层内部,会缩短路面使用寿命。
  (2)纵向裂缝。分为自上而下的表面裂缝和自下而上的疲劳裂缝。此类裂缝主要是由于路基的不沉降而引起的,当路基施工过程中压实不均匀,就会存在局部压实不足的现象,通车后,在车辆荷载的长期作用下,路基进一步压实固结,从而导致纵向裂缝的形成。
  (3)网裂。当基层局部强度不足,如胶结料偏少,集料离析,压实度不足等,还有路基和面层的强度不足,如变形、下沉、孔隙率过大等,一旦受到重车的作用面层就会拉断成裂缝,变形成为网裂。
  2. 高速公路路面裂缝产生的原因
  高速公路路面裂缝的产生主要受以下几个因素的影响:路面材料的性能和路基的填料,施工工艺,气候条件,车辆载荷等。
  (1)路面材料及路基填料。高速公路路面基层通常采用“水泥稳定碎石层+二灰碎石+石灰土底基层”结构,这种无机结合料是由固相、液相和气相组成,固液气三相在降温过程中相互作用,使无机结合料稳定材料产生体积收缩。这其中水是此类材料温度收缩的主要影响因素,水对无机结合料的影响主要通过毛细管张力、扩张作用和冰冻作用实现。当毛细水蒸发完后,半刚性基层材料的吸附水也会开始蒸发,颗粒表面水膜就会变薄,使得颗粒间距变小,分子力增大,导致整个路面层体积进一步收缩,吸附水引起的收缩量要比毛细管作用的影响大得多,当吸附水膜减薄到一定程度后,就会停止收缩。由于压实后水泥的密度不足,土质不均匀,其中的水分蒸发使水泥稳定基层水分不断减少,基层发生体积收缩,形成基层收缩裂缝,并导致裂缝顶端产生应力集中,裂缝向面层扩展,最终到达路表,形成反射裂缝。
  (2)气候温度条件。高速公路上沥青面层上的非荷载裂缝主要是温度裂缝,而裂缝的数量及分布密度与温度下降幅度关系密切,随着低温持续时间增长,裂缝也会不断增多和加密,同一条裂缝宽度也会逐渐加宽。当温度较高的条件下,沥青材料的良好的应力松弛性能使得温度升降产生的变形不致产生过大的温度应力,但当气温下降时,沥青材料就会逐渐发硬并开始收缩,沥青面层中产生的收缩拉应力如果超过了沥青混合料的抗拉强度,沥青面层就会开裂。尤其在日夜温差大的地区,在沥青面层中会产生较大的温度应力,长期的温度反复升降会导致沥青面层温度应力疲劳,减小沥青混合料的极限拉伸应变,加上沥青的老化使沥青应力松弛性能降低,最终达到极限抗拉强度,使路面产生裂缝。
  (3)车辆载荷作用。在高速公路路面裂缝的各分车道的分布规律调查中,唧浆、裂缝的分布主要以行车道为主,路面横纵裂缝交错,甚至产生网裂,这充分说明重载车辆对路面裂缝的影响非常大,甚至使道路发生结构性破坏。调查表明,沥青路面破坏往往集中在春秋多雨季节,当沥青路面透水严重或排水不畅时,雨水通过沥青面层空隙或缝隙,浸湿各结构层材料甚至路基土,使其变形增加,强度下降,承载力降低,使用寿命缩短。尤其是在行车荷载的作用下,进入路面结构层之间的空隙中的水分,会成为高孔隙水压力和高流速的水流,冲刷层面材料,促使沥青面层出现剥落、松散等病害,进而破坏整个路面结构的使用性能。
防裂贴是由沥青基的高分子聚合物、高强抗拉胎基、高强度织物复合而成。这种结构是将现在公路上防止裂缝几种措施的有机结合,是目前公路上防裂防水的升级产品。
一、产生反射裂缝的主要原因 旧路改造、老路改建、水泥混凝土路面白改黑铺设防裂贴效果
1. 当路面受到行驶车辆荷载的重复冲击,特别在超荷载作用下,使水泥混凝土路面的相邻板块上、下频繁错动,相应部位处的沥青混凝土形变应力集中,造成沥青混凝土铺装层开裂。
2. 当地表水侵蚀到水泥混凝土伸缩缝(含裂缝)处,使该部位的路基松软,加剧了水泥混凝土板块的上、下位移量,促使沥青混凝土铺装层开裂。
3. 温差的变化,造成水泥混凝土板块热胀冷缩,引起板块水平位移。由于沥青混凝土直接摊铺在水泥混凝土板块上,其变化规律和形变量与水泥混凝土板块同步,引起沥青混凝土路面开裂。
二、“防裂贴”的防裂机理
防裂贴选用抗折性能好、拉伸强度高、能永久防腐的增强纤维材料为基材,上下覆盖经特殊配比加工的高性能粘弹材料。其防裂机理如下:
1. 当水泥混凝土裂缝变形时,由于“防裂贴”基材的抗拉强度大于粘接强度,使原来集中的应力,通过防裂贴的覆盖层得到了分散,防止和缩小了沥青混凝土产生裂缝的可能性。
2. 当相邻水泥混凝土板块,在一定范围内上下反复剪切时,由于采用的增强纤维具有优异的抗折性及延伸性。因此,不易使“防裂贴”折断,保持“防裂贴”原有的应力扩散功能。
3. 由于“防裂贴”具有很好的自粘封闭性,隔断了地表水侵蚀水泥混凝土板块伸缩缝(裂缝)内,确保地基稳固,减少了产生裂缝的因素。
三、产品主要特点
1、优异的防裂效果
2mm厚度的 “YN—防裂贴”,其抗拉强度≥600N/50mm,产品延伸率≥30%。当二块水泥混凝土板块水平位移1mm(基缝宽4mm),防裂贴能起到很好的缓解和分散作用。经张开闭合10000次,“防裂贴”无破坏。
2、具有优异的低温柔韧性,抵抗上下剪切性能好
由于“防裂贴”基材柔软、有弹性,在-20℃的低温下,沿ф20mm的玻璃棒。弯1800材料不断裂。当粘贴在二块水泥混凝土板块的“防裂贴”上下位移0.5mm(基缝宽4mm),经反复上下位移10000次,由于“防裂贴”具有良好的柔韧性和延伸率,“防裂贴”无破坏(常规设计时允许值上下位移值一般不大于0.06mm)。
3、粘接性能好
“防裂贴”与水泥混凝土基层和沥青混凝土面层同时具有很好的粘接力,其粘接强度大于4N/mm,经热沥青混凝土辗压后,粘接性能大幅度提高,因此当水平受力时,不易产生滑移和破坏。在50℃高温条件下,“防裂贴”的抗剪强度可达0.15Map以上。
4、抗穿孔性好
“防裂贴”经500g重锤,从500mm高度下冲击后,再以0.3MPa的水压经0.5h的恒压,“防裂贴”不渗水。
5、防水密闭性好
由于“防裂贴”下表面的自粘覆盖层大于1mm,经热沥青混凝土蹍压后,完全与水泥混凝土结合,大幅度提高了防水密闭性,防止地表水渗入到水泥混凝土板块裂缝,提高了地基的稳固。特别当受到行驶车辆的水平推力后,由于其覆盖层具有良好的自粘性和柔软性,保证了防水密闭性。
6、施工方便
“防裂贴”的施工方法为自粘冷施工。只要去除隔离纸(膜),即可直接粘贴在经处理过的水泥混凝土基层上。施工方便,速度快。同时对环境不产生污染,是环保型产品。
针对当前沥青路面裂缝修补需要专用机械,施工过程复杂、效率低、不利于大面积裂缝修补处置等弊端,研究出一种沥青路面裂缝修补用的防裂贴。该防裂贴与沥青路面的相容性较好、粘结强度高、低温不发脆、高温不变形;施工操作简单灵活,只需沿着裂缝的形状贴于路表、压紧,即可较为彻底的对裂缝类拨进行处治;施工后可防止雨水通过裂缝进入基层、损害路基,显著延长路面使用寿命。
 该产品是采用优质的道路石油沥青,经SBS和APP等高分子聚合物改性后,复合了高强胎基,并在表面粘附防护膜,经工厂精细加工成型,最终形成一种符合道路使用要求的具有层间粘结、复合抗裂、防水等功能的产品。结构设计为:
1, 防护膜
2, 上涂层0.5mm(高聚物)
3, 高强胎基
4, 下涂层1.0mm(自粘型高聚物)
上涂层在铺设热沥青混合料时,防护膜融化,高聚物呈膏状热熔,与其粘接非常好;下涂层厚1.0mm左右,有足够的高聚物在熔化后填充基面的坑洼,增强了与基面的粘结力,下涂层和胎基的稳定性确保
了有效的层间粘结、抗裂、防水。
防裂防水粘结膜的工作原理
该产品首先可以满足防水层的厚度,达到良好的防水效果;上薄下厚的结构,有效地保证了与基层、面层的粘结强度,当防护膜及高聚物的熔点低于沥青混合料温度时,高强胎基上层的热熔状高聚物能
很好地起到承上启下的粘结作用。
置于面层与水温基层之间,能增强面层与基层间的结合力,达到了较理想的层间粘结作用。当路面发生温缩时,沥青面层不仅要承受本身收缩变形的拉应力,而且水温基层的收缩变形会在面层底部引起
较大的拉应力,设置粘结膜后,水温基层队面层的附加应力减小,面层底部所受拉应力下降而不导致造成拉裂。
有较大延伸性的抗裂防水粘结膜作为层间层,可以有效地缓解裂缝处的应力集中,即弹性层间层起到了吸收部分拉伸能量的作用,并承担部分水平应力。
旧路改造、老路改建、水泥混凝土路面白改黑铺设防裂贴能有效加强路基、加固旧新板块衔接,增强路面应力,大大延长道路使用寿命。

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