1 裂缝破碎和碾压
裂缝破碎和碾压技术主要应用于接缝素混凝土路面。裂缝破碎的目的是减少热拌混凝土罩面产生的反射裂缝。一般刚性板的有效板长范围是30~122cm,美国加利福尼亚州的研究表明,理想的有效板长范围是61~91cm。这种板裂缝的目的就是让彼此接近得足够小的分割板块来减少竖向和水平位移。但是裂缝之间的主要荷载的传递是通过集料嵌挤来完成的。需要对开裂后的板体进行固定重新建立基层或者底基层与破碎板之间的支撑,来消减相应的竖向位移。
2 冲击破碎和碾压
冲击破碎和碾压技术的目的与裂缝破碎和碾压完全一样。但是冲击破碎和碾压应用于接缝预应力混凝土路面。因为接缝预应力混凝土路面包含钢筋预应力杆或钢丝网预应力,具有相当高的破碎能量,只能应用冲击破碎。在所有的接缝预应力混凝土路面板中的预应力都必须破坏掉,并且混凝土与钢筋的连接也要破坏掉,目的是通过减小有效板的长度来减少反射裂缝。冲击破碎技术破坏板的尺寸比裂缝破碎技术的有一定程度的减小,平均尺寸是30~61cm。冲击破碎后路面的情况见图1。
3 碎石化
碎石化的目的是通过破坏混凝土路面来控制反射裂缝,同时减少各类混凝土板的位移。碎石化将板的尺寸减小到15~61cm,具有与碎石集料相似的级配特征。然而,混凝土板减小到这样的尺寸将会导致板体的结构性能明显降低。破碎后的混凝土板转变成了基层,能够支撑普通水泥混凝土路面或者是热拌沥青路面。这种方法已经应用于各种普通水泥混凝土路面。
4 路面排水
对于任何类型的路面,恰当的排水设计都是必需的。在破碎混凝土板后与铺筑罩面前,轻易发生由于降雨造成的路基的破坏,考虑到路基的支撑特征,一般的经验显示采用边缘排水能较好地减小破坏的效果。地下排水在以下4个位置是很重要的。竖曲线的凹陷部;
现存的有明显的唧泥现象的素混凝土路面;
设有超高的水平曲线的较低位置;
其他存在排水问题的区域。在地基薄弱或者是水位较高的地区,排水系统应该在碎石化与碾压实施之前尽可能长距离的设置,以保证地基的稳固。碎石化必须在排水系统已经设置好2周后才可以实施,非凡是在潮湿地区。
随着对破碎板技术研究的深入,进一步发展了力学技术。根据恰当的沥青混凝土温度和相应的热拌沥青的刚度条件,通过沥青罩面层底的受拉应变来计算路面疲惫寿命。弯沉的数据是由落锤弯沉试验得到的,可用作未来项目设计的输入参数值。研究得出碎石化的混凝土路面具有高抗剪强度和抗车辙能力,而不是典型的“颗粒材料”;并得到在荷载分布下沥青罩面层的相应强度值差不多是级配碎石基层的1.5-3.0倍。存在弱基的地区,碎石化在减少弯沉方面,并不优于其他的板体预制技术,也不优于破裂碾压和冲击碾压技术。而弯沉的减少可以降低热拌沥青罩面的抗拉应力水平,减小罩面层的厚度,增加估计性能寿命。足够的现场地基强度对于成功地完成碎石化和热拌沥青罩面的施工是非常必要的。通过对弱基的大量调查发现,产生问题的主要原因是很难将混凝土破碎成较小的混凝土块。另外,碎石化混凝土下的弱基产生了不稳定平面,很有可能使得破碎的混凝土块移动,从而引发路面破坏。假如混凝土路面的破坏是由弱基造成的,那么碎石化路面将会破坏混凝土板天然的桥梁作用,而引发的问题将更为明显,如会引发沥青罩面的早期破坏。近年来,裂缝破碎和碾压路面的结构刚度问题被广泛地研究,同时,碎石化与永久性长寿命路面相结合的理论也在逐步完善,说明了各项破碎技术在设计阶段相结合的内在潜力。最后还要注重到破碎板的弹性模量可以看作是随着破碎板尺寸的结果变化而变化的。这个结论对于完成恰当的,高性能的,经济的维修设计是非常重要的。对力学一经验设计方法的每一次改进,对于实现力学设计程序都是很重要。
5 破碎板技术的路用性能
将碎石化的项目和冲击破碎碾压的项目所表现出来的性能,对比其他罩面和混凝土路面维修工程进行评价。结果表明:裂缝破碎碾压和冲击破碎碾压的性能明显好于通过研细后恢复的水泥混凝土路面的性能,也好于全厚度维修项目,并得出以下结论。碎石化的沥青罩面能够表现出较好的性能。
进行碎石化的路段,且罩面厚度为33-48cm时,路面表现出很好的结构性能和功能性能。
弯沉的量测表明,冲击破碎碾压和碎石化提高了破坏的接缝水泥混凝土路面的碾压条件。
接缝素混凝土路面罩面的锯槽和封缝的实施会导致路面后期的摩擦变小,碎石化罩面是一个成功的维修方法。由底裂缝产生的反射裂缝以及接缝,裂缝和补丁都减小了,碎石化混凝土路面铺筑热拌沥青罩面比补丁修补和沥青混凝土罩面表现出了较好的性能。
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