早期高温养护（精选4篇）
早期高温养护 篇1
0 引言
混凝土的强度尤其是长期强度是决定混凝土结构承载力安全的基础, 而混凝土的原材料组成与初期养护条件是决定其长期强度的重要因素。为了加快模具周转, 提高混凝土预制构件的生产效率, 蒸汽养护、蒸压养护和高温水养护在混凝土预制构件的生产中得到广泛的应用[1,2,3]。早期的高温养护可以加速水泥的水化, 对火山灰质材料还可以激发其活性提高其水化程度, 从而提高混凝土的早期强度和致密程度[4,5,6]。但许多研究同时表明:早期的高温养护温度越高, 持续时间越长, 混凝土的后期强度下降甚至倒缩也越多[6,7,8,9,10,11,12,13]。究其原因, 主要为早期的高温养护导致水泥水化产物生成和沉淀速度过快, 使得水化产物分布不均匀、水泥石结构疏松, 且硬化的水化产物包裹在未水化熟料的表面还会阻止其进一步水化, 同时还有高温养护引起的混凝土内部热应力问题。
如何避免或尽可能减少预制混凝土早期高温养护带来的负面效应, 众多学者做了大量研究[8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18]。文献[8]的研究发现对比27℃、34℃、42℃和50℃水养护的磨细粉煤灰混凝土试件, 其早期强度随养护温度的升高而增大, 而后期强度随温度的升高而降低。文献[9]的研究认为降低混凝土的水灰比可以降低混凝土对高温养护的敏感性, 从而部分消除高温养护带来的负面效应。文献[14]的研究发现在10~40℃范围掺入30%替代率的粉煤灰, 随着水养护温度的升高、养护时间延长, 粉煤灰的水化程度越高, 粉煤灰混凝土的后期强度越高。文献[15]的研究发现在25~100℃的水养护范围, 掺加了磨细高炉矿渣的混凝土强度随养护温度升高而增大, 而且后期强度也没有下降且高于对比普通混凝土。文献[18]的研究发现60℃、80%相对湿度条件增加预养时间可以明显提高粉煤灰混凝土各龄期的抗压强度, 而文献[1]对自密实蒸养混凝土的研究发现增加预养时间会导致混凝土脱模强度的下降。总体来讲, 由于高温养护的温度范围比较宽泛, 混凝土所用原材料的性能差异较大, 养护条件的各不相同, 关于高温养护对混凝土长期力学性能的影响还需进一步深入研究。
选择单掺、双掺和三掺粉煤灰、矿渣、硅灰来配制混凝土, 研究在不同初期养护温度 (40℃、60℃、80℃) 和有、无预养条件对预制混凝土构件长期抗压强度的影响规律。
1 试验研究
1.1 原材料
水泥采用淮海中联水泥有限公司生产的P·O42.5R级普通硅酸盐水泥, 细骨料采用本地产天然河砂, 细度模数Mx为2.56, 类别为II区中砂, 粗骨料采用粒径5~20 mm的碎石, 拌合水采用普通自来水, 减水剂选择一种萘系高效减水剂, 掺量为胶凝材料用量的1.8%。混凝土水胶比0.54, 设计强度35MPa。为研究矿物掺合料类别对混凝土强度的影响规律, 选择了徐州华润电厂生产的I级低钙粉煤灰、徐州铸本混凝土有限公司提供的一种粒化高炉矿渣和山东三美硅材料有限公司生产的硅粉, 通过单掺、双掺和三掺的方式分别配制了单掺粉煤灰混凝土 (SPC) 、双掺粉煤灰、矿渣混凝土 (DPC) 和三掺粉煤灰、矿渣、硅粉混凝土 (TPC) 以及用作对比的普通混凝土 (OPC) , 具体四类混凝土的配合比组成如表1所示。
单位:kg/m33
1.2 试验方法
混凝土试件采用100 mm×100 mm×100 mm立方体, 3个一组。混凝土采用强制式搅拌机拌合, 浇筑后24 h拆模 (OPC试件20 h拆模) 。在试件进行高温养护之前分别选择了“无预养”和“有预养”两种处理方式。“无预养”为试件拆模之后即放入一定温度的热水水槽中进行养护, “有预养”为试件拆模后先放入20℃水槽中养护达到一定的强度, 设计为40%的设计强度, 即14 MPa, 然后再放入热水水槽中进行养护。
为了确定各类混凝土达到14 MPa所需的时间, 先对四类混凝土进行了20℃水养护实验。四类混凝土试件拆模后先放入20℃水槽中养护, 再分别测定其1 d、2 d、3 d、7 d、14 d和28 d龄期的抗压强度, 获得其各自强度发展曲线并通过回归拟合建立其强度发展模型, 然后将14 MPa代入计算获得四类混凝土所需的预养时间。
将“无预养”和“有预养”的混凝土试件放入不同温度 (40℃、60℃和80℃) 的水槽中养护, 采用万能压力试验机定期测定其抗压强度, 获得两类试件随水养护温度的强度发展模型, 确定其抗压强度达到设计强度 (35 MPa) 所需的养护时间。试件养护达到设计强度后终止养护, 取出放置在室内自然大气环境中, 待28 d、100 d、200 d和300 d龄期时再测定其抗压强度。
2 实验结果与讨论
2.1 20℃养护条件混凝土抗压强度发展
四类混凝土试件在20℃养护条件不同龄期的抗压强度发展如图1所示。
从图1可以看出, 随着20℃水养护龄期的增长, 四类混凝土的强度均不断增大。掺矿物掺合料混凝土与普通对比混凝土的强度—龄期发展规律非常相似, 均是早期强度发展迅速, 但随着龄期的增长强度增长趋于缓慢。根据已有的理论知识, 矿物掺合料的火山灰反应滞后于水泥的水化反应。因此, 掺矿物掺合料的混凝土其早期强度发展一般要慢于对比的普通混凝土。从图1可以清晰地看到, 矿物掺合料混凝土早期强度明显低于对比的普通混凝土, 且在3 d龄期以内DPC和TPC混凝土强度发展低于SPC, 3 d以后DPC和TPC混凝土的强度发展均超过了SPC。随着养护龄期的继续增长, 矿物掺合料混凝土的强度发展速度变快, 与对比普通混凝土之间的强度差别不断减少, 但由于矿物掺合料的活性较低、掺量较大, 矿物掺合料混凝土28 d强度依然低于对比普通混凝土, 其28 d抗压强度的排序依次为:OPC>TPC>DPC>SPC。
相对SPC混凝土, DPC和TPC混凝土的矿物掺合料较多、水泥含量较少, 而且由于20℃的养护温度较低, 在养护初期混凝土的强度主要由水泥含量所控制, 水泥含量越少试件的强度也就越低, 故在养护初期TPC混凝土强度表现最低, DPC混凝土次之, SPC混凝土再次。而在养护后期, 矿物掺合料的活性渐次得到发挥, 掺有活性越高掺合料的混凝土其强度越高。于是DPC混凝土的强度超过了SPC, TPC混凝土的强度超过了DPC。
2.2 达到设计强度所需的早期高温养护时间
由四类混凝土28 d的强度数据回归拟合成理论公式, 据此分别计算出四类混凝土达到14 MPa的预养强度需要20℃养护的时间分别为:OPC试件14 h、SPC试件27 h、DPC试件42 h和TPC试件45 h。根据无预养和有预养试件水养护的实测数据可以绘制出其达到设计强度35 MPa各自所需的时间分别如图2、图3所示。
从图2和图3可以看出, 无论是矿物掺合料混凝土还是普通混凝土, 当水养护温度从40℃升高至60℃、再升高至80℃, 各类混凝土达到相同强度所需的水养护时间均不断减小。说明提高养护温度确能起到加速水泥基胶凝材料的水化、缩短养护时间的作用, 这和许多已有的研究获得的结论是一致的[3,4,5,6,7]。对无预养OPC混凝土, 当水养护温度从40℃升高至60℃, 养护时间缩短了25%;当养护温度从60℃升高至80℃时, 养护时间缩短了50%。
从图2同时可以看出, 掺加了矿物掺合料之后为达到设计强度各类混凝土所需的水养护时间发生了变化。如在40℃水养护温度时, SPC和DPC试件的养护时间均长于OPC试件, 仅有TPC试件略短于OPC试件。反映了40℃的温度对粉煤灰和矿粉的激发作用尚不明显, 而TPC试件由于硅灰的高活性在40℃温度条件已能得到充分发挥。对于60℃和80℃条件, 可清晰看出矿物掺合料混凝土所需的养护时间已低于对比普通混凝土, 且DPC少于SPC, TPC少于DPC。反映硅灰的活性高于矿粉, 矿粉的活性高于粉煤灰。同时说明相对普通硅酸盐水泥, 提高温度对促进矿物掺合料的水化作用更有效, 即掺矿物掺合料的混凝土更适宜提高温度养护。对无预养SPC混凝土, 当水养护温度从40℃升高至60℃, 养护时间缩短了38.9%;当养护温度从60℃升高至80℃时, 养护时间缩短了65.6%。
四类混凝土浇筑成型脱模时已经具有一定强度, 20℃的预养使得混凝土在脱模后强度继续增大, 从而在接受热水养护之前距离目标强度的差距比无预养小, 故所需的后续热水养护时间应该减小。图3的数据结果和预测是吻合的, 有预养试件在不同温度水养护的所需时间变化规律同无预养试件基本相似, 同一类混凝土随着水养护温度的升高所需水养护时间普遍缩短。
2.3 早期高温养护对混凝土抗压强度的影响
高温水养护类似于蒸汽养护, 使混凝土在较短时间内获得较高的硬化速度和早期强度, 但同时也容易造成一些不利影响, 如混凝土内部结构在升、降温过程中会产生一定的应力, 水和气的迁移会在混凝土中形成定向孔隙, 水泥石和骨料间的界面会出现不同程度的微裂缝, 钙矾石可能在微裂缝中形成并生长;同时, 混凝土的强度不仅取决于水化产物的数量, 还与水化产物的质量有关, 在较高的温度下, 混凝土短期内迅速生成的水化产物C-S-H凝胶会变得粗糙, 而且水化产物分布不均匀, 硬化后的孔隙率较大, 会造成混凝土后期的强度和耐久性能下降。图4给出了在不同初始养护温度条件下四类混凝土 (300 d/无预养) 的抗压强度, 从中可以看出无论是普通水泥混凝土还是掺矿物掺合料混凝土, 随着初期养护温度的升高混凝土的抗压强度呈现明显的线性下降趋势, 即初期养护的温度越高其后期的抗压强度越低。同时可以看出, 通过三掺粉煤灰、矿渣和硅粉 (TPC) 能够在一定程度缓解初期高温水养护对其后期抗压强度发展的不利影响, 而单掺粉煤灰 (SPC) 、双掺粉煤灰、矿粉 (DPC) 基本不起作用。
预养可以使混凝土具有一定的初始强度, 升温后的残余变形减小, 抵御高温养护热应力破坏的能力增强[7]。图5给出了有、无预养对四类混凝土 (80℃/300 d) 抗压强度的影响, 可以看出有预养混凝土的抗压强度均超过无预养, 即预养对初始高温养护的混凝土长期抗压强度或多或少都起到一定作用。反映了预养有助于混凝土后期抗压强度的提高, 预养能够在一定程度上缓解高温养护对混凝土后期强度发展的不利影响, 这一点同文献[16]采用60℃、80%RH蒸养条件下延长预养时间能够提高粉煤灰混凝土各龄期的抗压强度的研究结果是一致的, 但是提高的幅度对OPC和TPC较明显, 对SPC和DPC混凝土则不甚明显。
混凝土试件即使养护终止后, 由于内部残存的水分仍然会使得水泥基胶凝材料继续水化, 从而使得混凝土的强度继续增大。图6、图7分别给出了四类混凝土试件在20℃、80℃ (无预养) 初期养护条件下后期抗压强度随放置龄期的发展规律。
从图6可以看出, 在20℃的初期养护条件, 无论是掺矿物掺合料混凝土还是对比普通混凝土后期抗压强度均随龄期呈现缓慢地不断增长趋势, 即20℃的初期养护对混凝土长期抗压强度的发展是比较有利的。而从图7可以看出, 经历了早期高温 (80℃) 养护的混凝土其后期抗压强度增长较少且发展势头明显不足, 除TPC试件外在200 d以后甚至还略有回缩。TPC试件虽也一度增长缓慢, 但200 d龄期后又呈现增长势头, 甚至超过了OPC试件。反映三掺粉煤灰、矿渣和硅灰对弥补初期高温养护对混凝土强度造成的负面效应有一定效果。
3 结论
通过实验研究与理论分析, 获得如下结论:
(1) 提高养护温度可以激发火山灰质胶凝材料的活性, 加速胶凝材料的水化, 快速实现设计强度, 缩短养护周期。一般来说, 养护的温度越高, 所需的养护时间越短, 而且相对普通水泥混凝土, 养护温度越高掺矿物掺合料混凝土所需的养护时间越短。
(2) 提高养护温度会快速实现混凝土的早期抗压强度, 但早期养护温度的升高会对混凝土的长期抗压强度发展带来不利影响。无论是普通混凝土还是矿物掺合料混凝土, 早期养护温度越高, 后期抗压强度越低。
(3) 通过对混凝土20℃的预养和粉煤灰、矿渣、硅粉等矿物掺合料的添加, 能够在一定程度上缓解早期高温水养护对预制混凝土构件长期抗压强度发展的不利影响, 有利于混凝土后期抗压强度的提高。
摘要：混凝土构件的早期养护条件是决定其长期抗压强度的重要因素, 为研究早期养护温度对预制混凝土构件长期抗压强度的影响, 制作了单掺粉煤灰 (SPC) 、双掺粉煤灰、矿渣 (DPC) 和三掺粉煤灰、矿渣、硅灰 (TPC) 以及对比普通水泥混凝土 (OPC) 试件, 按照有、无预养分别进行了40℃、60℃和80℃的水养护, 达到设计强度后取出放置在室内大气环境, 再分别测试其28 d、100 d、200 d和300 d龄期的抗压强度。研究结果表明:无论普通混凝土还是矿物掺合料混凝土, 早期养护温度越高, 混凝土达到设计强度所需的养护时间越短, 但长期的抗压强度越低。掺加矿物掺合料和20℃的预养有助于增强混凝土抵御高温养护导致的热应力问题, 有利于预制混凝土构件长期强度的提高。
关键词：矿物掺合料,预制混凝土构件,抗压强度,早期高温养护
早期高温养护 篇2
1 材料与方法
1.1 材料来源
哈尔滨市气象数据来源于中国天气网,包括当日及未来两天的最高温度、最低温度、相对湿度;空气污染物数据来源于全国城市空气质量实时发布平台,包括SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5的浓度均值。预警数据来源于“哈尔滨市高温热浪与健康风险早期预警系统”的预警结果,包括当日及未来两天的总健康风险、心脑血管疾病发病风险、呼吸系统疾病发病风险、儿童呼吸道疾病发病风险、中暑风险的预测等级及响应等级等内容。同期医院数据来源于哈尔滨市试点医院门诊及住院病案记录,对所有病例按照国际疾病分类ICD-10进行编码,以儿童呼吸系统疾病、呼吸系统疾病、心脑血管疾病为健康效应终点,死亡个案来源于国家死因监测信息系统。
1.2 统计分析
采用SPSS 18.0统计软件进行分析,比较不同预警级别情况与医院就诊人数的关系应用单因素方差分析,进一步两两比较采用SNK-q检验,检验水准为0.05。
2 结果
2.1 预警系统总体运行情况
选自2013年6月1日-8月31日和2014年6月1日-8月31日两年间中的各三个月运行预警系统。在此期间,系统共运行177天,其中天气数据531条,空气污染物数据1 062条,发出Ⅳ级以上预警93天,占运行天数的53%,发出预警信号共计178条,其中Ⅳ级预警85条,Ⅲ级预警81条,Ⅱ级预警2条。心脑血管疾病、呼吸系统疾病、儿童呼吸系统疾病、中暑、总健康风险各占信号总数的20.24%、8.93%、28.57%、11.90%、30.36%。见表1。
2.2 医院就诊人数与预警级别关系
2013-2014年系统Ⅲ级和Ⅳ级预警儿童呼吸系统疾病门、急诊和住院人数与预警级别之间差异有统计学意义(P<0.05),Ⅲ级预警儿童呼吸系统疾病住院人数与呼吸系统疾病门诊人数高于Ⅳ级和0级预警,差异有统计学意义(P<0.05);呼吸系统疾病住院人数、心脑血管疾病门诊人数、心脑血管疾病住院人数在不同预警级别之间差异无统计学意义。见表2。
注:P<0.05*表示为有统计学意义;△表示由于方差不齐采用非参数检验方法得出χ2值。
2.3 居民死亡人数与预警级别关系
2013-2014年预警期间全人群因呼吸系统疾病、心脑血管疾病死亡人数Ⅲ级与Ⅳ级预警高于0级预警,但差异无统计学意义(P>0.05)。其中,65岁以上呼吸系统疾病、心脑血管疾病Ⅲ级、Ⅳ预警死亡人数高于0级预警,差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。
注:P<0.05*表示为有统计学意义
3 讨论
近几年,高温热浪给人们的健康带来极大的威胁。热浪期间人群死亡高峰与高温曲线峰值相吻合,并易引发心血管疾病和呼吸系统疾病[4,5]。随着极端天气事件的增加,应用高温热浪预警系统进行预警与人群干预已经成为降低高温热浪导致死亡的重要措施之一[6,7,8]。哈尔滨市高温热浪人群健康风险预警系统是基于时间序列广义相加模型,应用十年气象数据、空气污染物数据、健康影响数据、人口学数据以及社会经济学数据建立高温热浪预警模型,开发出预警系统。该系统可通过输入气象数据、空气污染物数值,预测居民健康风险并提出相应的适应性措施[9]。
通过对2013-2014年哈尔滨市高温热浪健康风险早期预警系统运行情况进行分析,结果显示预警系统对儿童呼吸系统发病、65岁以上人群呼吸系统疾病、心脑血管疾病死亡的预警准确率较高,儿童呼吸系统疾病门、急诊人数Ⅲ级、Ⅳ级预警高于0级预警,65岁以上呼吸系统疾病、心脑血管疾病死亡人数Ⅲ级、Ⅳ预警高于0级预警,儿童和65岁以上高龄人群健康与气象因素的相关性更显著,是受极端高温影响的高危人群,这与国内外研究结果相符[10,11,12,13,14,15,16,17]。然而,居民全人群呼吸系统疾病、心脑血管疾病死亡人数与预警级别之间无统计学意义,可能与疾病的发生和死亡除受温度影响外,还受人群特征变化、人们进行户外活动的时间、职业特点、健康行为改变、经济医疗状况、生活条件的改善,如空调的使用、居住条件的改善等混杂因素影响有关。同时也提示我们预警系统还有待于进一步完善,应进一步加强环境和疾病监测工作,收集高质量的气象、空气质量以及健康影响数据,不断更新和延长建模数据库,完善预警模型,以获得更为科学准确的预警信息。
摘要：目的 分析评估哈尔滨市高温热浪健康风险早期预警系统的运行情况,为进一步完善该系统提供科学依据。方法 分析2013-2014年系统运行时间段不同预警级别与医院门、急诊及住院病人的相关性,评估预警系统总体运行效果。结果 系统运行177天,有效运行93天,占运行天数的53%,共发出预警信号178条,其中Ⅳ级预警85条,Ⅲ级预警81条,Ⅱ级预警2条。心脑血管疾病、呼吸系统疾病、儿童呼吸系统疾病、中暑、总健康风险各占信号总数的20.24%、8.93%、28.57%、11.90%、30.36%。儿童呼吸系统疾病门、急诊就诊人数与住院人数、呼吸系统门诊人数Ⅲ级预警高于0级预警,差异有统计学意义(P<0.05),65岁以上呼吸系统疾病、心脑血管疾病死亡人数Ⅲ级、Ⅳ预警均高于0级预警,差异有统计学意义(P<0.05);全人群呼吸系统疾病、心脑血管疾病死亡人数、心脑血管疾病门诊及住院病人数与预警级别之间差异无统计学意义。结论 预警系统运行状况良好,预警信号发出及时,初步实现了早期预警能力,但仍需进一步调整和完善,以获得更为科学准确的预警信息。
早期高温养护 篇3
高速公路沥青路面早期病害主要表现特征:局部沉降、纵横向裂缝、车辙、坑塘、面层松散、功能性破坏。这六种病害形成的主要原因是:水稳性从设计到施工未能得到有效控制;沥青混凝土的热稳性受多种因素的影响;路基、路面强度达不到设计要求;初期养护不及时、不到位。
二、早期病害专项治理和日常维修界限划分
1、沥青路面早期病害专项治理范围的认定
(1) 病害分为形成、发展和破坏三个阶段, 后两个阶段的病害应列入专项治理;
(2) 病害确定的依据:以表观特征初步确定范围, 以沉降值、弯沉、平整度核定病害程度;钻孔取芯分析病害层次和处理深度, 并确定专项治理方案;
(3) 范围。沉降病害的处理路段:调坡长度不小于30m、l 0m内落差大于3cm、存在明显跳车感地段;其他病害, 处理长度为:病害长度不小于l 0m的过渡段, 在10 0m范围修补量超15%、每公里范围内修补面积超过30%, 且分散的路段, 应整段修复;处理宽度:可考虑一个车道、1/4幅、1/2幅三种形式;处理层次:坏到什么层次, 处理到什么层次。
2、沥青路面维修以预防为主, 出现下列状况要列入预防性维修
(1) 局部露出跑砂点, 面积在10m2以内, 由于沥青剥离, 细集料跑出, 表面呈蜂窝状。
(2) 局部沉降点, 纵横方向lm范围内沉降超过2cm、行车出现明显跳动。
(3) 卿浆点, 路面龟裂、网裂, 水渗透到基层, 出现基层冲刷卿浆。
(4) 路面出现推移、拥包、车辙点, 由于路面的水稳性和热稳性差, 导致路面上面层出现局部纵向推移形成搓板、横向推移出现车辙。推移、拥包或车辙长度在l0 m范围内的点。
(5) 横向缝、纵向缝, 柔、刚结合部 (如桥头搭板接头) 等处裂缝出现错台, 错台高差大于5mm的点。
三、路面维修作业类别
1、涂胶防水。
2、裂缝灌热沥青, 防止水的渗漏。
3、热烘、掺料、补强。
4、挖补分层填筑。
四、沥青路面修补作业操作要领
1、沥青路面上面层热补操作工艺流程
划定修补范围+热烘有病害路面使温度达到100.C以上 (表面铁铲能铲动) +用铁耙将有病害路面表面耙松并铲除表面大集料+添加新料+梳拌均匀+碾压密实叶冷却到地表温度在50.C以下、脚踩不软时放行交通。
2、挖补工艺流程
划定维修范围叶沿范围四周锯缝叶凿除病害层+清除废料叶高压吹风机将修补界面吹净+洒粘层油布满界面叶分层填筑 (厚度不大于6cm) +分层压实, 压实度要在95兆以上+用冷补胶涂四周接缝以防水+冷却到5 0QC以下时放行。
五、沥青路面维修技术要求
1、维修范围确定
(1) 表观确定的病害面积四周扩大10-l5cm。
(2) 用3m直尺检查大于5mm的点应在修补范围内。
(3) 范围四周线要横平竖直, 与标线成垂直和平行状。
2、修补床面
修补床面要干净、无杂物和浮灰、无松动的集料, 床底无龟裂和喞泥、渗水现象, 出现潮湿床面时要烘干才能进行下道工序。
3、病害修补中的防又料措施
(1) 四周接缝要布满粘层油但不流动;
(2) 多层次修补要形成台阶, 台阶宽度大于10cm;
(3) 四周接缝面层涂冷补胶;
(4) 四周接缝填料略高一点, 加大震压遍数, 提高四周填料的密度;
(5) 修补表面不出现集料离析现象。
4、修补平整度的控制
(1) 分层填筑时中下面层厚度可以适当调整, 上面层宜在4cm厚, 松铺系数1.16-1.2。
(2) 有病害处两个坑塘相距不足1m时, 上面层连通形成一个修补面。
六、沥青路面病害维修质量的检测
1、修补平整度用3m直尺在修补结束后进行检查, 平整度不大于5mm。
2、修补压实度每10天抽查一次, 用核子密实度仪等快速法测定当旬修补面积的15%-20%, 修补压实度不小于95%。
3、返修率, 每季检查一次, 每年度作一次综合评价;返修率不得超过5%。
4、做好原始记录。
七、结束语
上述的养护对策, 旨在抛砖引玉, 以其引起有关公路管理单位对这一问题的重视和研究, 促使我国公路沥青路面养护管理水平迈上一个新台阶。
摘要：近几年来, 我国建成的高速公路沥青路面普遍出现了早期病害, 如何针对这些病害发生的机理, 选择合适的养护措施, 恢复高速公路的正常运营至关重要。本文根据某高速公路的养护经验和工作需要, 详细介绍了高速公路沥青路面早期病害养护的基本要求, 对公路沥青路面的养护工作具有重要的指导意义。
早期高温养护 篇4
关键词：公路,路面,沥青,病害,养护,对策
1 高速公路沥青路面破坏成因及早期治理
1.1 沥青路面早期病害的表现特征
高速公路沥青路面早期病害主要表现特征:局部沉降、纵横向裂缝、车辙、坑槽、面层松散、功能性破坏。
1.2 破坏原因
(1) 水破坏。水在路面中表现形式:空隙水、层间水、深层渗水。
(2) 沥青混凝土的热稳性受多种因素的影响。影响因素主要是油石比、级配、摊铺的均匀性。
(3) 路基、路面强度达不到设计要求。造成这种现象主要是因为在施工中质量控制不严格, 个别问题未得到妥善的处理。
(4) 初期养护不及时、不到位。
1.3 早期病害专项治理和日常维修界限划分
(1) 沥青路面早期病害专项治理范围的认定:1) 病害分为形成、发展和破坏三个阶段, 后两个阶段的病害应列入专项治理;2) 病害确定的依据:以表观特征初步确定范围, 以沉降值、弯沉、平整度核定病害程度;钻孔取芯分析病害层次和处理深度, 并确定专项治理方案;
2 高速公路沥青路面养护技术
2.1 预防性养护技术
沥青路面预防性养护技术有:稀浆封层、沥青再生、石屑封层、微表封层和热薄层罩面 (包括开级配、密级配和间断级配) 等。
2.2 日常养护技术
2.2.1 路面维修作业类别
(1) 涂胶防水:路面出现网裂, 没有明显变形, 也未出现唧浆, 拟采用修补胶薄薄涂一层, 防止水的渗透。
(2) 裂缝灌热沥青, 防止水的渗漏:路面出现裂缝但未出现明显错台 (在5 mm以内) , 也无啃边现象, 可采用灌热沥青的办法作防水处理。
(3) 热烘、掺料、补强:经过考证属沥青面层上面层的病害, 如龟裂、蜂窝、1～2 cm以内车辙等路面变形不严重的点, 可采用修路王热烘, 适当添加新料, 人工搅拌均匀, 压实补强。
(4) 挖补分层填筑:路面病害已经波及到中下面层, 乃至基层, 必须挖除, 分层填筑。
2.2.2 沥青路面修补作业操作要领
(1) 热沥青灌缝修补工艺。清缝 (用吹风机和铁钩清除缝中杂物) →以加温到130℃以上热沥青 (有良好的流动性) 用灌缝机依次缓慢向缝中灌注, 直到饱满为止→待沥青冷却但在可塑状态时 (约60℃左右) , 用铁铲铲除表面多余沥青, 以防污染路面。
(2) 沥青路面上面层热补操作工艺流程。划定修补范围→热烘有病害路面使温度达到100℃以上 (表面铁铲能铲动) →用铁耙将有病害路面表面耙松并铲除表面大集料→添加新料→梳拌均匀→碾压密实→冷却到地表温度在50℃以下、脚踩不软时放行交通。
(3) 挖补工艺流程。划定维修范围→沿范围四周锯缝→凿除病害层→清除废料→高压吹风机将修补界面吹净→洒粘层油布满界面→分层填筑 (厚度不大于6 cm) →分层压实, 压实度要在95%以上→用冷补胶涂四周接缝以防水→冷却到50℃以下时放行。
2.2.3 沥青路面维修技术要求
(1) 维修范围确定:1) 表观确定的病害面积四周扩大10～15cm。2) 用3 m直尺检查大于5 mm的点应在修补范围内。3) 范围四周线要横平竖直, 与标线成垂直和平行状。
(2) 修补床面要干净、无杂物和浮灰、无松动的集料, 床底无龟裂和唧泥、渗水现象。出现潮湿床面时要烘干才能进行下道工序。
(3) 病害修补中的防水措施:1) 四周接缝要布满粘层油但不流动。2) 多层次修补要形成台阶, 台阶宽度大于10 cm。3) 四周接缝面层涂冷补胶。4) 四周接缝填料略高一点, 加大震压遍数, 提高四周填料的密度。5) 修补表面不出现集料离析现象。
(4) 修补平整度的控制:1) 分层填筑时中下面层厚度可以适当调整, 上面层宜在4 cm厚, 松铺系数1.16-1.2。2) 有病害处两个坑塘相距不足1 m时, 上面层连通形成一个修补面。3) 四周接口纵横向3 m直尺检查要小于5 mm才能保证接口平顺。4) 用较细的集料填边, 先压边逐次向中间推进。5) 压实度是保证平整度的先决条件, 补料温度不得低于120℃, 修补时开口面积要保证每层压实机具都能下去正常工作, 采用夯锤、夯板、小型压路机联合作业, 碾压5～6遍, 确保每层的压实度。
2.2.4 沥青路面病害维修质量的检测
(1) 修补平整度用3 m直尺在修补结束后进行检查, 平整度不大于5 mm。
(2) 修补压实度。每10天抽查一次, 用核子密实度仪等快速法测定当旬修补面积的15%～20%, 修补压实度不小于95%。
(3) 返修率, 每季检查一次, 每年度作一次综合评价:返修率不得超过5%。
2.2.5 路面评价指标
路面评价笔者认为应从以下四个方面着手:
(1) 路面强度—弯沉检测, 超出设计允许值10%的要引起重视, 超过20%～30%的路面就有破坏征象。
(2) 车辙深度检测:车辙深度在0.8 cm以下的对行车不会造成不舒适, 在0.8～1.0 cm之间的为形成阶段;1.0～2.0 cm的为病害发展阶段;2.0 cm以上的为破坏阶段。
(3) 抗滑性能检测:摩擦系数<55, 构造深度<45时, 有可能危及行车安全。
(4) 路面病害面积占车道面积的百分率调查:当大于20%时, 路面美观程度和行车舒适程度将严重下降。以上四个指标目前缺乏定量的系统分析, 我们将在以后的工作中收集有关资料, 建立科学的路面养护监控系统。
参考文献