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防裂贴防止防裂缝以提高道路的服务和承载力

来源:未知 时间:2013-07-14 17:37 点击:
加铺沥青层对降低环境噪音、提高行车舒适性、降低维修率、提高路段通行能力和道路服务水平方面无疑是成功的。但是加铺的沥青混凝土面层常出现反射裂缝, 进而导致面层开裂、剥落, 使表面水下渗, 基础软化, 造成进一步的道面破坏。国内外许多机构和学者就如何防止、减少和延缓反射裂缝这一问题展开了大量的研究, 并积累一些经验和对策。
中山二路是广州市的城市主要干路, 基于该路段的交通量以及施工允许时间和附近构造物的影响, 该路段水泥混凝土路面加铺结构中采用了上海湿克威建筑材料有限公司开发的YN - 自粘性道桥用防裂胶带(简称防裂贴)来防止反射裂缝, 以提高道路的服务性能和承载能力。
1 沥青面层反射裂缝形成机理反射裂缝是指下层混凝土板的接缝或裂缝, 由于环境(主要是温度和湿度)的不断变化与交通荷载的反复作用, 在沥青加铺层的相应位置上产生的裂缝。产生反射裂缝的力学机理, 通常认为是由于下层水泥混凝土路面接缝、裂缝处的竖向和水平位移所致。竖向位移是接缝、裂缝两侧道面由于交通荷载作用产生的垂直方向的相对位移; 水平位移是由于温度或湿度变化引起水泥混凝土板块的胀缩产生的水平方向的位移。根据研究发现, 在下部结构足够稳定和预期荷载的作用下, 温度变化引起的水平位移是产生反射裂缝的主要原因。下层水泥混凝土板块产生的水平位移, 使沥青加铺层在接缝、裂缝处产生较大的拉应力。而沥青混凝土在低温时不宜变形, 当拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时, 即出现开裂。在温度应力和车轮荷载的综合作用下,裂缝不断向上开展, 最后反射到加铺层表面上来。
2 防裂贴的产品特点和技术指标2. 1 防裂贴的技术指标本工程所用防裂贴是专门用于防止、延缓沥青加铺层产生反射裂缝的新型材料, 主要由保护膜、增强纤维、高弹性材料和隔离纸构成。2.2 防裂贴的产品特点( 1) 2mm 厚的防裂贴, 其抗拉强度600N /50mm, 产品延伸率35%。当两块水泥混凝土板水平位移1mm(基缝宽4mm) , 经张合10000次, 防裂贴无破坏。( 2)在- 20e 的低温下, 沿着5 20mm玻璃棒弯曲180b材料不断裂。当粘贴在两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, 防裂贴无破坏。( 3)防裂贴与水泥混凝土基层和沥青混凝土面层具有很好的粘接力, 其粘结强度大于4N /mm, 经过热沥青混凝土碾压后, 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50e 高温条件下, 防裂贴的抗剪强度可达1. 5MPa以上。( 4)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 的恒压作用, 防裂贴不渗水。( 5)防裂贴下表面的自粘覆盖层大于1mm, 经热沥青混凝土碾压后, 完全与水泥混凝土结合, 能够大幅度地提高缝隙的防水密闭性。
3 防裂贴的抗裂机理分析YN- 防裂贴选用 抗折性能好, 拉伸强度高, 能永久防腐0的增强纤维为基材, 上下覆盖经特殊配比加工的高性能粘弹材料。这些高性能粘弹材料又具有良好的延伸率, 其软化点、耐热性、耐老化性和防水性能都非常好, 而且随着使用年限增加其断裂延伸率变化不大。因而两者粘成一体做成的复合材料就同时具有较高的抗拉强度和延伸率。从上述检验结果可以看出, 该产品同时具有优异的低温柔韧性, 抵抗上下剪切性能好; 具有良好的粘结能力、抗穿孔性和防水密闭性。若将防裂贴贴在旧水泥路面纵、横接(裂)缝的中间部位作为沥青路面的防裂层, 在上面加铺沥青混凝土, 由于该防裂贴有延伸率较大、抗变形能力强等特性, 当车轮荷载作用使旧板产生不一致的竖向位移时, 旧混凝土板接缝是不能承受剪应力的, 而粘贴在接缝上边的防裂贴就起到承力、缓冲和应力吸收的作用, 此时沥青加铺层和防裂贴共同承担了较大的竖向变形, 削弱了加铺层内的剪应变和剪应力,从而能防止、减缓反射裂缝的产生。水泥混凝土路面板缝处的水平位移, 在靠近板缝处的沥青加铺层下表面产生应力集中现象, 裂缝将首先从这里产生, 在重复荷载作用下, 裂缝向上扩展, 直至加铺层表面, 而防裂贴牢固地粘贴在沥青混凝土加铺层下水泥混凝土面板缝的两侧, 当板缝有水平位移产生时, 防裂贴在拉应力作用下能产生较大的变形, 把板缝处的相对水平位移分散而使加铺层的下表面不产生过大的应力集中, 减小了加铺层中裂缝尖端的应力强度, 从而可以防治和延缓反射裂缝的产生。防裂贴防治反射裂缝, 其主要技术作用是改善阻止裂缝扩展的能力, 不但起到了加筋和消除应力集中的作用, 而且起到了大变形下的承力作用。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(或裂缝)内部, 确保地基稳固, 防止水泥混凝土板块产生唧泥、脱空等病害, 有效地减少了反射裂缝产生; 具有良好的粘结能力的高性能粘弹材料, 确保了防裂贴在振动冲击和水平制动力的作用下上下粘贴界面的稳定性, 不会产生加铺层整片剥落等现象。
4 防裂贴的施工工艺4. 1 防裂贴施工工艺流程 施工工艺流程铺贴防裂贴之前, 先在清理好的基面上涂刷基面专用处理(清洁剂) 剂。施工时可以采用滚刷或涂刷, 每平方用量为0. 2~ 0. 3kg, 其目的是将基面上的残留粉尘固结, 提高防裂贴的粘结效果。基面专用(清洁)剂表干后(以不粘手为准, 一般0. 5 ~1h)即可铺贴防裂贴。铺贴防裂贴时, 以伸缩缝(裂缝) 为中心, 按照设计要求的宽度, 选择防裂贴, 将其展开, 排放在要做防裂的部位, 隔离纸一面朝下, 然后将防裂贴原地掀起一半对叠, 再从防裂贴中部边撕除下面的隔离纸边拉向前铺贴, 使防裂贴平坦地铺在原位置基面上, 随后按照上述方法再施工另一半防裂贴。铺设完毕后, 用沙包或者压辊将防裂贴压平, 排除粘贴面气体。遇两块防裂贴搭接, 宽度应在8~10cm, 搭接处用压辊压实, 使其粘结牢固。随后在铺贴好的防裂贴上摊铺沥青混合料, 必要时可增设玻纤格栅。4. 2 施工注意事项施工前必须确保水泥混凝土板块稳固, 其弯沉和相邻高差符合设计要求; 水泥混凝土路面的各种缝隙(包括伸缩缝、施工缝、板块断裂缝等), 均应先应用柔性材料进行填密处理, 填缝高度与路面持平;采用适当材料对缺损部位进行修补以确保表面平整、承载能力足够; 水泥混凝土板面要求平整、干净、干燥, 基面潮湿以及雨天、雪天不得施工。施工过程中必须用沙包或压辊将防裂贴压密,以防在摊铺沥青混凝土前雨水进入防裂贴粘合面。如果预计摊铺沥青混凝土之前可能要下大雨, 应在防裂贴两侧用密封胶加以密封或者用煤气喷火器逐渐喷烤防裂贴边缘沥青后压密。摊铺沥青混凝土时车辆不得在防裂贴上就地急速碾转掉头。玻纤格栅(非自粘式)沥青用土工布施工方法满铺或者骑缝但需要其他材料固定满铺法, 需用沥青及其他材料固定骑缝铺贴, 自、冷施工,不需要其他材料固定。
结语YN防裂贴作为水泥路面沥青加铺层的新型防裂材料, 它能够有效地延缓与防治沥青混凝土加铺层反射裂缝的产生; 与其他土工防裂材料相比, 是一种劲度模量低、抗变形能力强、粘贴牢固、便于施工、价格适宜的优质抗裂材料, 具有良好的应用前景。
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