基于微波加热的沥青路面永久性坑槽修补工艺.pdf

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1、2016年第5期广东公路交通GuangdongHighwayCommunications总第146期文章编号：1671—7619(2016)05—0021-05基于微波加热的沥青路面永久性坑槽修补工艺李善强1‘2～，李浩2·3(1．长安大学公路学院，西安710064；2．公路交通安全与应急保障技术及装备交通运输行业研发中心广州510420；3．广东华路交通科技有限公司，广州510420)摘要：鉴于传统的坑槽修补法存在冷接缝、接缝处新旧料粘结薄弱、新料难压实、空隙率偏大易渗水等缺点导致寿命短的现状，提出了基于微波加热的沥青路面永久性坑槽修补法。采用微波加热源，新旧料温

2、度一致，壁面为自然面，接缝可有一定倾角，粘结良好，力学计算表明可改善坑槽的拉剪应力，实现了结构永久性；采用易密实沥青混合料为修补材料，材料参数均匀、无突变，实现了材料永久性；关键施TT艺采用热沥青为粘结料、采用压缝带增强接缝粘结力及防水性能，形成了立体防水体系，实现了防水永久性。结构、材料、防水三大永久性相辅相成，基于微波加热的整套坑槽修补工艺从理论上和实体工程验证上均表明是永久l生的坑槽修补法。关键词：沥青路面；微波加热；永久性坑槽修补；易密实沥青混凝土中图分类号：U416．217文献标识码：BO引言坑槽是各等级公路沥青路面常见病害之一，围绕坑槽产生机理、修补材料

3、及修补工艺等方面开展了大量研究。康敬东⋯分析坑槽修补材料的受力状况，研究了沥青混凝土路面坑槽的修补机理；美国SHRP计划12-31对坑槽的养护维修提出了相关材料与施工技术要求；田耀刚H1采用ANSYS软件分析了修补材料抗压模量变化对沥青路面坑槽修补结构力学性能的显著影响；韩传玉”，提出了自密实沥青混凝土坑槽修补技术；李炜光陋，研究了不同修补工艺下沥青路面坑槽修补结构受力情况。现有成果均以《公路沥青路面养护技术规范》中传统坑槽修补法为基础，研究不足P书，在于：(1)结构不永久。过分追求美观，切割机、风镐等机具处理后虽满足“圆洞方补、斜洞正补”，但平直冷接缝处新旧料嵌锁

4、能力差，粘结力薄弱。(2)材料不永久。修补材料与压实机具不匹配，采用原路面材料、小型压实机具在小范围坑槽修补面上作业，级配偏粗、不均匀、易离析、难压实、空隙率偏大；细料偏少，接缝处难以密实，粘结性差。(3)防水不永久。粘结料使用单一，过分依赖乳化沥青，且破乳产生的水积聚在坑槽底面，难清除、易形成薄弱面。因此，应探索具有结构永久性、材料永久性、防水永久性的长寿命坑槽修补法。1概念永久性坑槽修补是指修补后的坑槽至少达到与原路面相同的使用寿命，并在使用期内不发生二次损坏。微波加热速度快，加热均匀，加热深度大⋯01。基于微波加热的沥青路面永久性坑槽修补法是采用微波加热养护车

5、为施工机具、采用易密实沥青混合料为修补材料、采用热沥青为粘结料、采用压缝带增强接缝粘结力及防水性能的一整套坑槽修补技术。2坑槽受力特征分析修补后坑槽材料局部受力较为复杂，如图1、图2所示。车轮接近和驶离侧壁接缝时，接缝处受水平拉应力及垂直剪应力；荷载作用于正上方，坑槽修补材料承受竖向压应力及坑槽底的弯拉应力、剪应力。基金项目：交通运输部建设科技计划项目(编号：2014318J23150)；广东省交通运输厅科技项目(编号：科技一2012—02—009)作者简介：李善强(1981．2一)，男，长安大学道路与铁道工程专业在读博士，研究方向：路面工程，Email：hao_l

6、i一20007@163．corn·2l·2016年第5期广东公路交通总第146期传统的坑槽修补法在压拉剪应力循环交替作用下，接缝易拉裂或剪切破坏，结构、材料不永久。水的进入将急剧缩短坑槽寿命，防水不永久。而永久性坑槽壁面为自然面，接缝可有一定倾角，粘结更好，更永久。图1传统坑槽受力特f3典型坑槽修补结构有限元分析3．1有限元模型及参数本文借助ABAQUS有限元软件为计算工具，选取七层连续体系半刚性基层沥青路面结构。(1)模型几何尺寸：x轴水平方向2m，Y方向行车方向3m，Z轴深度方向1．6m；(2)单元类型为六面体单元，网格划分采用结构化划分网格技术，坑槽修补处局部

7、加密；(3)边界约束条件：假设模型道路横向(x方向)两侧没有x方向位移，沿行车道方向(Y方向)没有】，方向位移，深度方向(z方向)在一定深度范围内完全固定，各层间为完全接触；(4)车轮荷载：双圆均布标准轴载BZZ一100，轮胎接地压强0．7MPa，当量圆半径10．65cm，两轮中心距32cm；(5)材料参数如表1，坑槽尺寸0．6m×0．6m×0．1m。·22·有限元模型如图3所示。表1材料参数图3有限兀模型3．2应力提取值的选择坑槽受力特征表现为拉剪应力，在进行沥青路面坑槽修补结构受力分析时，主要对坑槽整体结构、侧壁接缝、底面接缝的水平剪应力(k)、竖直剪应力(