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解决公交站路面病害的原因与措施

时间:2023-10-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:以杭州市区50个港湾式公交站为样本,通过分析病害产生的原因,笔者发现,沥青路面病害的产生除了与气候环境、交通流量和车辆荷载相关外,还与混合料本身性能、路面的结构直接相关。下面笔者结合杭州做法,对港湾式公交车站沥青路面治理措施进行介绍。普通沥青混合料的高温性能差,抵抗塑性变形的能力弱,不能有效解决公交车站路面车辙和拥包变形等病害。图8-4公交站台结构加强图

解决公交站路面病害的原因与措施

港湾式公交站又称“绿岛”,借鉴港口停靠船舶的模式,城市道路旁的公交站台往往被设计成弧形内向凹口的形状,这种设计的优点是公交车进站时不会影响其他直行车辆通行,从而减少对道路交通的影响。正因为港湾式公交站具有人性化、高效、安全的特性,近年来,杭州市对具备改造条件的公交站进行港湾式改造,提高了道路的通行能力。但是,公交车在频繁进出站过程中产生的复杂的作用力,如转弯的侧向力、停车时的摩阻力、起步时的摩擦力等,使港湾式车站内短短30米沥青路面成为最易损坏的路段之一。车辙、拥包变形等反复出现的沥青病害问题,对市政部门的养护提出了更高的要求。

以杭州市区50个港湾式公交站为样本,通过分析病害产生的原因,笔者发现,沥青路面病害的产生除了与气候环境、交通流量和车辆荷载相关外,还与混合料本身性能、路面的结构直接相关。因此,在提倡绿色出行的大环境中,要解决此类问题,不仅要提高材料的性能,还应该综合考虑路面结构,从结构—材料组合角度来研究沥青路面技术。下面笔者结合杭州做法,对港湾式公交车站沥青路面治理措施进行介绍。

(1)宝善桥公交站高弹SMA试验施工——高弹改性SMA-13+硅砂+涂膜类材料+溶剂型黏结层工艺

杭州市体育场路宝善桥公交车站位于市中心路段,公交车流量大且长期处于满载状态运行,进出站的反复荷载作用超过路面各层能承受的强度,行车道轮迹处逐渐出现不同程度的车辙和拥包变形,每一至两个月需进行养护维修。

普通沥青混合料的高温性能差,抵抗塑性变形的能力弱,不能有效解决公交车站路面车辙和拥包变形等病害。为了彻底解决顽疾,在对宝善桥公交站路面进行维修时,选用了高温黏度大、劲度高、与矿料的黏附性好的沥青,相应地,其混合料的抗高温变形能力也越强,并采用了高弹改性SMA-13+硅砂+涂膜类材料+溶剂型黏结层的工艺结构。此类材料优良的变形顺从、抗疲劳性能和较高的抗流动性能,不仅可以保证沥青的抗剪切强度,还有较好的高温抗车辙性能。

高弹沥青具有弹性恢复率高、抗车辙性能优良、低温抗裂性能强、疲劳耐久性持久等特点。它接近100%的弹性恢复率在抵抗变形方面有特别的优势:它的动稳定度达到7000次/毫米以上,是常规沥青的2~3倍,在夏季高温下依然具有非常优越的抗车辙性能;它的低温弯曲极限应变可达到7000με,远远大于规范中改性沥青的3000με,在低温季节具有高强度的抗裂性能;它要历经300万次以上的破坏次数,才能达到400με的形变,持久性是普通沥青的100倍。

高弹改性SMA-13+硅砂+涂膜类材料+溶剂型黏结层结构见图8-1。在铺设沥青前,喷洒硅砂、涂膜类材料、溶剂型黏结层这三层“保护层”,黏结层与防水层对于路面使用寿命起着至关重要的作用,这一关键层增加了沥青和结构层的黏合性、温度稳定性和抗剪切性,具有承上启下的黏结作用,能更好地适应夏季的煎烤效应、冬季的冷柜效应、荷载的剪切效应和雨季浴缸效应。有了这三层保护,港湾式公交车站的沥青路面耐久性更强,强化了结构—材料的整体性,提升了路面结构能力,从而大大延长道路的使用寿命。

图8-1 铺装层整体示意图

(2)通盛路公交站结构加强施工——结构补强修复法(www.xing528.com)

部分港湾式公交车站由于排水不畅或变形类病害未及时处理,导致某些部位长期小面积积水,水分通过路面结构材料的空隙、裂缝,或在车辆轮胎滚动产生的真空压力的作用下进入结构层,并且浸入集料与沥青的接触连接位置,当轮胎离开之后,水分又被真空吸力吸出来,在这样反复循环作用下,沥青就逐渐被这种外力扯离集料表面而脱落,特别是当混合料的孔隙率太大或者是压实效果不佳的时候,在这种作用力下进入材料内部的水分就越多,当进入的水分多于吸出来的水分时,部分水分就会滞留在路面的结构层内部。一旦某一小部位遭破坏,这种破坏就会迅速增加,不断发展,形成较大面积的损坏。因此,需根据公交车荷载作用产生的应力分布特点,结合道路环境条件,优化矿料级配设计,选用高性能添加剂等以提高各层材料抗车辙性能,同时借鉴类似工程的成功经验,制定针对性的维修处置技术和施工方案。

以通盛路港湾式公交专用车站为例。结构层在积水和荷载的反复作用下,时常出现坑洞、坑槽等病害。所以,需要对道路进行提升改造,加固公交站路面结构(见图8-2,图8-3)。首先,挖除沥青面层及松散基层(要求翻挖不小于46 cm厚度)至较完整面,进行清扫、灌缝后,回填添加早强剂的C50高标号水泥混凝土(最小厚度30 cm),接着铺设玻璃纤维土工格栅并匀洒热沥青黏层,最后铺设7 cm厚的AC-25C粗粒式沥青混凝土、5 cm厚的AC-16C中粒式沥青混凝土、4 cm厚的SMA沥青玛蹄脂混凝土。

图8-2 公交站台基层加强范围示意图

图8-3 路面补强结构示意图

需要特别注意的是,如在站台浇筑过程中突然中断浇筑,则必须设置横向施工缝,即临近胀缝或路面自由端的两条横向缩缝(每边一条)内应设传力杆。混凝土面板内钢筋网纵向筋均采用人工绑扎形成,绑扎完成的钢筋网采用焊接支架定位,以防布料过程中变形,保证其位置的精度;纵向钢筋的搭接长度要求不小于35倍钢筋直径,搭接位置应错开,各搭接端连线与纵向筋的夹角应小于60°。所有传力杆、拉杆应设置准确,并严格保持水平,与板缝垂直(见图8-4)。钢筋砼基层浇筑完成后应进行拉毛处理,以加强砼和沥青之间的黏结。

图8-4 公交站台结构加强图

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