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          • 家纺业:有望超越服装成“第一市场”
          • 2017/9/19 阅读次数:[919]
          • 上海市将建立一个便利、快捷,与市域其他道路、外省道路有良好衔接的高速公路网,其服务水平、可达性要实现“153060”目标。上海市A30高速公路即以此为建设大背景。A30工程在中远期将承担很高比例的重载集装箱货车交通,而现有的水泥混凝土路面的承载能力、路面破损状况均不能满足高速公路设计标准。因此对工程进行路面加铺设计,在充分利用已建工程的基础上进行路面改建。
            1反射裂缝分析
              近10年来,各国对“白加黑”路面反射裂缝产生气理进行了大量的研究,并得到了基本一致的共识:反射裂缝的形成和发展是一个连续的过程,面板接缝或裂缝可以看成原始的缺陷;在车辆通过接缝或裂缝时,加铺层受到2次剪切1次弯曲,过程是连续的,由于原路面的裂缝和接缝处无抗剪能力,本来应由原裂缝或接缝承担的应力转移到加铺层当中,从而在裂缝上方的加铺层中产生应力集中,导致加铺层在此处沿原裂缝开裂反射。国内外针对反射裂缝问题提出了许多处理措施,各种措施具有不同的优缺点,其主要特性对比如表1。
              同时大量的研究都指出,反射裂缝不可能消除,只是出现得迟早而已。在水泥混凝土路面上成功铺筑沥青混凝土面层,将反射裂缝的出现时间、频率降至最低值,延长路面使用寿命,是本工程的一个研究重点。根据研究,结合国内外成功的经验,拟采用在旧水泥混凝土路面与沥青混凝土加铺层之间设置高强度和高模量的玻纤格栅的方案,对沥青混凝土面层进行加强处理。
            2材料性能试验
              2.1土工格栅材料性能试验
              试验段拟采用玻璃纤维格栅来防治反射裂缝。与聚酯和聚丙烯纤维格栅、土工布相比,玻纤格栅具有以下优点:抗拉强度大,在20℃时的弹性模量是沥青混凝土弹性模量的20倍,能将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向,从而增强沥青混合料的整体抗拉强度。有研究还表明模量越大,越有利于降低加铺层的温度应力;延伸性低,具有很高的抗变形能力,断裂时的延伸率小于4%;高温稳定性良好,物理化学性能稳定,玻璃熔点在1000℃左右,保证了其在高温摊铺时的稳定性;与沥青混合料相容性好,保证其与沥青混合料之间不产生滑动;嵌锁和限制作用好,沥青混合料中的集料能穿过玻纤格栅结构,形成一个复合的力学嵌锁体系,并能提高传荷能力,减少变形。经试验检测,东南玻纤格栅物理力学性能如表2所示。
              2.2防水卷材材料性能
              防水卷材既能阻止地下水及水泥混凝土路面板缝的水进入新加铺沥青混凝土层,又能防止反射裂缝的产生。通过比选,拟采用的防水卷材为YN一自粘型弹性体沥青路桥用防水卷材。材料具有的特征有:抗老化性能好,具有良好的低温柔韧性,具有极好的不透水性,抗腐蚀性好,抗穿孔性好,粘结性好,施工方便,轻易修补。通过直剪试验,可以确定不同温度下不同层间接触条件时的粘结性能。试验结果如
            表3。
              2.3土工格栅加筋试验评价
            为了对土工格栅加筋设在沥青底部进行试验研究,选用不切口试件参照已有试验方法,对土工格栅加筋沥青混凝土进行弯曲试验。为考虑温度的影响,选择0℃和-10℃两种试验温度,进行试验比较。未加土工格栅试件用1号表示,底面铺设土工格栅试件用2号表示。试验结果绘于图1中。
              由弯曲试验可知,在加载初期,2号试件的应变增长较快,消耗的能量较大,其相应的应力值小于1号试件相同时刻的应力值。随着加荷时间的延长,土工格栅承受拉应变,使混凝土的应变速率减小,此时应力增长较快,且由于土工格栅的存在,2号试件破坏应变较1号试件增大一倍多,说明加筋沥青混合料所需的能量大。根据弯曲试验的应力一应变曲线,破坏时应变能U由弹性应变能和塑性应变能两部分组成,可通过积分求得。从表4中可以看出,在O℃时,2号破坏时应变能比1号大42.1%,-10℃效果更明显,应变能大180.6%。因此土工格栅加筋沥青混凝土的整体稳定性比原沥青混凝土有较大提高,具有更好的防裂性能。
              3防裂措施的施工工艺
              试验路原为一级公路,宽32m,四车道,拟改建为六车道。加铺后的路面结构如图2所示。由于道路拓宽,存在新老路基结合问题,在制定防治反射裂缝措施时不仅要考虑旧水泥混凝土板上沥青混凝土加铺层的反射裂缝问题,同时需考虑新老路基处由于沉降差异引起的裂缝问题。
              3.1加铺层厚度确定
              有限元分析表明:适当增加加铺层厚度对防治反射裂缝是十分有效的,但当罩面层厚度大于12cm时再增加厚度对防治反射裂缝效果并不显著,也不经济。根据有关研究和工程实例,10cm左右的加铺层厚度能有效防治或延缓荷载型和温度型反射裂缝,并且经济合理。
              3.2试验路施工工艺
              施工前预备工作。
              第一阶段试验路整个施工工序包括:板底注浆、填缝料换填、防水卷材铺设、找平层铺筑、土工格栅贴铺、SMA沥青加铺层铺筑。由于施工期间温度较低,且阴雨天气较多,在施工之前把握好未来天气变化情况,制定相应的施工进度。
              注浆。
              根据路况调查,在综合考虑对浆液要求的基础上,再加上经济分析,本试验段采用配比为:水泥:粉煤灰:水=1:O.7:O.8,添加0.5%的SN一Ⅱ早强减水剂。注浆前后都进行了弯沉测量,并通过钻芯取样,以保证旧水泥混凝土板的地基强度达到设计要求。
              清缝、更换填缝料。
              根据路况调查,接缝处的损坏较严重,填缝料损失较多。因此在进行加铺之前,需对填缝料进行换填。清缝后,需重新在缝内压入背衬带。最后进行聚氨酯填缝料的配料、搅拌和灌缝。
              铺设防水卷材。
              铺设防水卷材时应非凡注重其与旧板的粘结程度,这主要受旧板干净程度及潮湿程度影响。首先清扫接缝两侧,然后采用专用的清洁剂在接缝两侧50cm范围内涂刷,以提高粘结强度。清洁剂表面干燥后,即可铺贴防水卷材。使卷材平坦地铺贴在旧水泥混凝土板上,同时,用橡皮压碾按卷材纵向铺贴方向压实。防水卷材铺贴后,严禁车辆在其上转弯、掉头。试验段南侧的纵向和横向接缝全部铺贴宽度为33cm的防水卷材,而北侧除纵缝铺贴防水卷材外,在主点弯沉大于0.2mm和差异弯沉大于O.06mm的接缝处铺贴防水卷材。
              洒布粘层沥青。
              为保证沥青混凝土加铺层与旧水泥混凝土板的良好联结,在找平层铺筑之前,应洒布一定的粘层沥青。粘层沥青采用乳化沥青,用量控制在0.3~O.5kg/m。之间。
              铺筑沥青找平层。
              在乳化沥青完全破乳之后施工沥青找平层,可采用沥青砂或稀浆封层材料。在施工前,对路面标高重新测量一次。摊铺时,控制不同的松铺厚度,对本层顶面高程进行严格控制。基质沥青采用国产70号石油沥青。养护成型后厚度为5~7mm,因此其最大公称粒径为4.75mm,集料石质为湖州辉绿岩,属中封层。它的干矿料摊铺量为5~8kg/m2。乳化沥青用量为干矿料质量百分比的10%~12%。沥青稀浆封层施工后应立即施工玻纤格栅和沥青混凝土面层,间隔时间过长会影响粘接质量。
              铺设土工格栅。
              铺设土工格栅关键在于与上下层的紧密粘结,不能滑动。试验段采用的土工格栅带自粘胶,可直接在已平整的找平层上铺设。格栅铺设采用汽车改装的专用设备进行铺设,压路机碾压一遍。格栅搭接距离为纵向接头时搭接距离不小于20cm,横向搭接距离不小于15cm。摊铺沥青混凝土时,运料车不能在格栅上调头或转弯,以免损坏玻纤格栅或引起局部起拱现象。铺设的土工格栅为单层,即铺设在旧水泥混凝土板上沥青砂找平层与AC-20沥青混凝土加铺层之间。最后分两层摊铺沥青混凝土加铺层。应该注重的是,上述各道工序应尽量选择在较好的天气进行,否则轻易造成防水卷材与旧水泥混凝土板、土工格栅与整平层和加铺层之间的不完全联结,影响材料的粘结强度和路面结构的整体强度。防水卷材和土工格栅的铺设都建议由该公司的熟练工人来进行,以保证施工质量。而保持施工现场的清洁也是不容忽视的问题。
            4小结
              旧水泥混凝土板块之间接缝或裂缝引起的加铺层反射裂缝问题仍是目前路面工程中的一个难题,本文重点从防裂材料的选择、材料性能试验、施工工艺的角度出发,对防治反射裂缝的技术进行研究。本文研究成果运用于上海A30东南郊高速公路中的水泥混凝土路面加罩沥青混凝土面层工程。该路通车一年多后,2005年12月有关单位采用先进的车载全自动检测设备,对试验段与相邻路段进行全面和系统地测量和检验。调查结果表明,路面总体使用状况良好,没有出现反射裂缝,进一步的检测还将继续进行。
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