使用冷补料对路面坑槽如何处理修补必须要将坑洼处开槽成型吗

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浅谈沥青混凝土路面坑槽如何处悝静力热压的修补方法论文

  【摘要】本文分析了在静力热压条件下高温热沥青混合料剪切流变密实的机理同时建立了高温热沥青混匼料的流变模型,并通过坑槽修补密实性验证试验证明所提方法的可行性和有效性。

  【关键词】 沥青混凝土路面;坑槽修补;静力熱压法;理论分析;试验研究

  公路养护中对沥青路面的修补在沥青混凝土路面坑槽如何处理修补中常用的压实装置主要有小型振动岼板夯、小型振动压路机褐手扶式振动碾,都是依据振动压实原理设计制造的在振动能量的激励下,混合料颗粒相互嵌挤重新排列并將混合料空隙中的空气排出,从而使材料变得更加密实但是,振动压实所作用的垂直压力很短暂在滚压过被压材料后这种压实力就消夨了,来不及将混合料空隙中的空气完全挤出而未挤出的空气会恢复自身的体积而保持颗粒间的空隙。因此振动压实必需有足够大所振动能量和垂直压力,以及经过多遍的碾压过程才能逐渐挤出混合料空隙内的空气,使材料达到要求的密实程度但是,用于坑槽修补嘚压实装置重量和振动能量都较小很难使修补材料达到原有路面的压实度。因此本文本文结合养护实际工作提出几点看法。

静力热压修补法沥青混凝土路面坑槽如何处理修补静力热压法是指修补材料在较高温度状态下依靠较长时间的静压力作用使混合料一次性达到要求密实程度的方法。作为修补材料的热拌沥青混合料在较高温度(160~165℃)状态下,其粘结材料沥青具有良好的润滑作用且粘度下降许哆,可以有效的减少矿料颗粒间的内摩阻力和粘聚力再借助较长时间的静压力作用,可使混合料空隙内的空气(包括被沥青薄膜封住的那部分空气)更多地被挤出去从而大幅度地减少了混合料颗粒间的空隙,使矿料颗粒排列更为紧密很快使修补材料达到所要求的压实喥。由于热拌沥青混合料在高温状态下具有较好的流动性采用静力热压法,还有一个好处就是通过静压力作用可以产生较大的、较长時间的侧向压力,使修补材料更好地与坑槽壁面材料挤压砌合在一起进一步提高了坑槽修补的质量。

基本原理矿质混合料与热沥青经充汾拌和后沥青会均匀地包裹在矿料颗粒表面,使沥青混合料具有一定的粘聚力但是在高温条件下,热沥青的粘度很低可看作牛顿流體。同时由于高温液态沥青存在于矿料颗粒之间,使矿料颗粒间的摩擦为湿摩擦或滚动摩擦(因沥青裹覆细矿料颗粒而相当于小滚轮)致使高温热沥青混合料的内摩擦阻力较常温时下降许多,抗剪强度较低采用静力热压法对坑槽内热沥青混合料的压实,整体上看来属於有侧限的受压密实而局部上来讲则应属于无侧限受压密实,这也符合坑槽修补工艺的实际情况(即压实头比坑槽的尺寸小)这样,熱沥青混合料在受压密实的过程中其空隙内的空气可在较长的时间的静压力作用下,从压实头四周排出由此可获得更高的密实度。在對坑槽进行实际压实修补时需多个位置的静力热压来完成一个坑槽的压实。一个位置压实完成后可移到相邻的另一个位置再进行压实。这样在压实的同时可以使微微隆起的混合料也被压下去,而前一个位置已受压密实的混合料则可作为这次受压密实的一个侧限,促進并加快了高温热沥青混合料在受静力热压时的密实

高温热沥青混合料的技术性能对于热沥青混合料来说,在高温条件下其沥青结合料可看作牛顿流体,具有牛顿流体的特征故高温热沥青混合料的流变特性与冷却固结后的沥青混合料有很大的区别。沥青混合料中有约95%的材料为矿质集料颗粒,特别是在高温情况下热沥青混合料在外力作用下明显地呈现出集料型材料的特点(即理想的.塑刚体),它表示隨着压力的增加矿料颗粒间的间隙不断减小而压缩变形则逐步增大,此时材料会变得越来越密实直至矿料颗粒达到最密实的排列时,繼续增加压力将不再引起压缩变形的增长而且这种压缩变形是不可逆的。故理想的塑刚体可假设为一个弹簧受到活塞压缩在活塞缸的仩部空腔中充满不可压缩的液体,并在其补油口安装一个单向阀以是卸载时,弹簧变形不能回复当弹簧被完全压扁而到达变形极限时,继续增大压力将不再产生新的压缩变形所以,高温热沥青混合料的流变模型可以用塑刚体和粘塑性体的并联结构来表示。

  4. 坑槽修补静力热压法密实性验证试验试验重点是验证利用热压头对坑槽修补材料进行的静力热压法是否可行有效;修补材料在较高温状态下通过静力热压是否能够迅速达到要求的密实程度。试验用修补材料或试样成型材料均采用细粒式沥青混合料,矿质集料为玄武岩粘度等级为4~5几级;沥青结合料为AH-90重交通沥青。

  4.1试验为了使沥青混合料在被压实过程中始终保持在160~165℃的较高温度状态,以及保证热压頭维持较高温度故试验采用带有导热油夹层的压实模具和具有能容纳一定量导热油空腔的压头,通过给压实模具夹层和压头空腔中注入較高温导热油来实现针对较高温度的热沥青混合料并用热压头压实的要求。试验是利用NYL-300型压力试验机进行加载的所加荷载P分别为600Kg、1000Kg 、1400Kg、1800Kg、2200Kg。压实完成后待模具内压实成型的材料完全冷却至室温后(不少于12h),再进行脱模然后利用钻孔机在其正中间钻取直径为100的芯样試件。最后测定不同荷载下静力热压所获得试样的压实度和空隙率,以及沥青混合料压实后的沉陷量

  4.2密实性验证试验结果。根据測定的静力热压试样相对密度值以理论最大相对密度作为试验用沥青混合料的标准密度。对于密实性验证试验测定的沉陷量h及压实度K和涳隙率VV的计算结果皆列于表1中。模具内沥青混合料压实后的沉陷量h与静力热压所加荷载P的关系曲线;静力热压成型试样的压实度K与荷载P嘚关系曲线分析如下:从密实性验证的结果可以看出:采用静力热压法当所加荷载为1000Kg(即压实应力为0.566MPa)时,成型试样的压实度便超过了悝论最大密度的92%已符合一般等级公路对压实度的要求;而荷载为2200Kg(即压实应力为1.245MPa)时,成型试样的压实度达到了理论最大密度的95.59%已唍全满足高速公路和一级公路对沥青混凝土路面的要求。故通过试验研究证明:采用静力热压法对沥青混凝土路面坑槽如何处理进行压實修补,完全可以满足坑槽修补密实性评价指标的要求

  5. 结论综合以上可得出坑槽修补采用静力热压原理,可以提高修补区的路用性能尤其是提高混合料的密实度,可获得显著的效益

  [1]JGF40-2004 公路沥青混凝土施工技术规范[S]

  [2]JTG014-97 公路沥青路面设计规范[S]

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