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      土工格柵改造路面瀝青的主要作用。
      文章來源:http://www.unicloudxj.com 作者:濟南夢想材料 瀏覽量: 發布日期:2018-09-02T08:04:18

      土工格柵改造路面瀝青的主要作用(role)。濟南土工格柵是一種主要的土工合成材料,與其他土工合成材料相比,它具有獨特的性能與功效。常用作加筋土結構的筋材或復合材料的筋材等。
      土工格柵改造路面瀝青的主要作用。濟南土工膜國內外防滲應用的塑料薄膜,主要有聚氯乙烯(PVC)和聚乙烯(PE)、EVA(乙烯/醋酸乙烯共聚物),隧道應用中還有設計使用ECB(乙烯乙酸乙烯改性瀝青共混土工膜)的,它們是一種高分子化學柔性材料,比重較小,延伸性較強,適應變形能力高,耐腐蝕,耐低溫,抗凍性能好。我國現有的水泥混凝土(Concrete)路面,有相當一部分已接近或超過設計(Design)年限,有的雖未達到設計年限,但由于交通量劇增,汽車軸載日益重型化及設計、施工等方面的原因,導致路面損壞、使用(use)品質下降等情況,影響了道路的使用功能,急需改造、修復路況。與瀝青路面相比,水泥混凝土路面的修復比較困難(difficult),可采用的大修措施有三種:加鋪瀝青混凝土面層、加鋪新水泥混凝土面層和翻修。由于瀝青加鋪層能有效地改善舊水泥路面的使用性能,同時充分利用舊水泥路面,造價低,施工方便,且對交通、環境影響小,因此在國內外舊水泥路面改造工程中應用最多。然而瀝青加鋪層中迅速發展的反射裂縫將影響加鋪層的使用壽命,如何控制反射裂縫產生的時間和擴展的速度至今仍是一道難題。
        滬宜線(胡埭至漕橋)始建于解放前,中間經過若干次改造,因資料不詳,無法考證.至1992年時,該路基寬11m,路面為7m寬的瀝青混凝土,全線共有橋梁16座,涵洞76道;1992年年底改建成18m寬路基,12m寬的水泥混凝土路面,1994年對K6+800~K10+200段4cm中粒式瀝青混凝土罩面處理;1996年又對全線的路肩進行了補強,具體為4cm瀝青混凝土+1cm瀝青下封層+30cm二灰結石+土基,同時對局部路段進行了灰土處理,目前該路段全長13.38km,路基寬18m,路面寬17m,兩邊各0.5m寬擋土墻。加鋪改造后要求為高等級瀝青路面。
      1 改造(refome)原理
      采用瀝青混凝土面層作為舊路面的加鋪層是一種典型的補強方法,這種形式的路面結構能吸收兩種材料(Material)的優點:即舊水泥混凝土提供了穩定、堅實的基層,瀝青混凝土路面提供了一個摩阻系數較高、平整度好的面層,大大改善了路面的使用性能。然而普遍存在這樣一個問題:瀝青加鋪層中出現反射裂縫,反射裂縫本身對罩面層的使用性能影響不大,但環境因素的負效應常常使裂縫迅速擴散,從而縮短罩面層的壽命。為減少反射裂縫的數量和延緩反射裂縫的發展速度,60年代起國外開展了防治瀝青加鋪層反射裂縫的研究。我國自80年代以來也進行了諸多研究,這些研究主要集中在針對控制反射裂縫產生和發展的力學分析上,并提出了一些防范措施(指針對問題的解決辦法),涉及整個路面結構,這些措施大致可分為改善瀝青罩面層性能、設置中間加筋層和增設補強層三類。
       
      2 加鋪層厚度計算
       瀝青混凝土加鋪層設計是設計瀝青加鋪層厚度,而該厚度由行車荷載和防反射裂縫兩個因素控制(control)。由于水泥混凝土面板本身強度較高,僅做為路面基層(base course),其上再加鋪瀝青混凝土路面結構(Structure),因此,行車荷載控制不是加鋪層設計的重要因素,而防止反射裂縫的產生是加鋪層設計的關鍵。雖然我國目前舊水泥路面改造工程日益增多,但我國現行的《公路工程瀝青路面設計規范》并沒有把舊水泥混凝土路面上瀝青混凝土加鋪層設計這一內容包括在內,而國外對此研究起步較早,目前已形成的ARE設計法、美國瀝青協會(AI)法、AASHTO罩面設計方法、美國工程兵團和聯邦航空局(FAA)法四種相對成熟的瀝青混凝土罩面設計方法,按各種方法計算舊水泥混凝土路面上直接加鋪瀝青混凝土的厚度在15cm左右,經分析該路段采用15cm的瀝青混凝土加鋪層。由于該加鋪厚度是在做了一些假設,按理論方法或是在國內外一些試驗結果的基礎上得出的,難免會與我省的實際情況有些出入,而且國內外的實驗(experiment)研究也表明,防止反射裂縫是瀝青混凝土加鋪能否成功的關鍵問題。因此,在設計方案時也專門考慮了防止反射裂縫的對策,提供了以下三種方案,而不主張在舊水泥路面上加鋪瀝青混凝土。
      3 加鋪層方案(plan)比選
      3.1 設計方案
        (一)
       為防止反射裂縫的產生,國外多采用加厚瀝青(成分:瀝青質和樹脂)加鋪層的方法,但單純依靠增加厚度的方法有其弊端:一方面增加厚度必將增加路面造價;而且在夏季高溫情況下,瀝青混合料高溫蠕變易產生車轍,也沒有了由于舊水泥混凝土(Concrete)板做基層所產生強基薄面的優勢(解釋:能壓倒對方的有利形勢),故而這一方法對于高等級公路是不可取的。
        針對這一情況,國內外道路工程界專家進行了大量的研究,研究結果表明在舊水泥混凝土路面與瀝青加鋪層之間加鋪一層彈性模量較高的應力加筋夾層,以吸收或緩沖裂縫尖端的應力集中,對于抑制反射裂縫的產生和擴散具有一定的效果。《公路水泥混凝土路面養護規范》提到防治反射裂縫的措施有鋪設土工格柵,鋪貼土工布和粘貼改性瀝青油毛氈,故在本方案中建議鋪設玻璃(Glass)纖維土工格柵。該格柵耐高溫性能好,攤鋪熱瀝青混凝土不會產生變形,但其對施工要求比較嚴格,鋪設玻璃纖維(Glass Fiber)土工格柵前,首先要對舊水泥混凝土路面進行整平處理,以避免格柵下方出現脫空,造成瀝青路面損壞,在攤鋪瀝青層時,嚴禁汽車在土工格柵上掉頭,以防碾壞土工格柵。
        該設計方案路面結構簡單明了,除了加鋪15cm的瀝青混凝(coagulation)土之外,只另外加設了一層玻璃纖維和改性瀝青油氈。玻璃纖維的價格大約為15元/m2,這樣整個結構的造價比較便宜,施工工藝也不復雜。加鋪一層玻璃纖維和15cm的瀝青混凝土的確起到防止(fáng zhǐ)反射裂縫的作用,但對舊水泥板的處理要求較高,舊混凝土板塊除了對常規的結構性病害的處理之外(各類病害的板塊處理參照(《公路養護技術規范》JTJ073-96執行),還要根據老路加鋪結構層進行改造(refome)的特殊性(particularity)情況,提出相應的指標(target aim)要求。
      方案
        (一)所示路面結構
      本次改造中采用的指標是借鑒寧揚(州)一級公路高速化改造過程中對舊水泥混凝土板的處理方式:對板塊進行逐板測量調查,逐塊把關控制進行修補,以舊水泥混凝土板塊的單點實測彎沉值和板間實測彎沉差控制。濟南土工格柵分為塑料土工格柵、鋼塑土工格柵、玻璃纖維土工格柵和聚酯經編滌綸土工格柵四大類。格柵是用聚丙烯、聚氯乙烯等高分子聚合物經熱塑或模壓而成的二維網格狀或具有一定高度的三維立體網格屏柵,當作為土木工程使用時,稱為土工格柵。
        對于方案(plan)一,板塊單點彎沉控制指標(單位0.01mm)為:
        (1)單點實測彎沉值Lr≤14,不予處理;
        (2)單點實測彎沉值14<Lr≤40,鉆孔壓漿處理;
        (3)單點實測彎沉值Lr>40,則按脫空板處理,整板破碎,處理基層,新澆混凝(coagulation)土板塊。   
        (4)灌漿后兩相鄰板間彎沉差控制在0.06mm以內。
        該方案加鋪層結構造價為322萬元/公里(不含橋梁及沿線設施工程造價)。
      3.2 設計方案
        (二)
       土工織物或網格防治路基水平位移比剪切位移更有效,當應用于傳荷能力很差的路面時,對防治反射裂縫就顯得無能為力。二灰碎石這種大變形的材料可以用來緩沖剪切變形,減緩了瀝青加鋪層中應力集中現象,玻纖格柵的存在可進一步延長裂縫擴展到瀝青層中的時間,起到了延緩反射裂縫產生的作用。該路面結構形式,由于又多加了一層二灰碎石,工程造價就高些,而施工工藝也較復雜,但這防止反射裂縫的效果要比前一種好,花一定的代價來獲得結構的長期穩定可靠。
        該方案對施工工期較方案
        (一)短,對舊水泥板的處理(processing)比方案
        (一)要求低(各類病害的板塊處理參照《公路養護技術規范》JTJ073-96執行:
      方案
        (二)所示路面結構
        對于方案
        (二),板塊單點彎沉控制指標(單位0.01mm)為:
        (1) 單點實測彎沉值Lr≤20,不予處理;
        (2)單點實測彎沉值20<Lr≤40,鉆孔壓漿處理(processing);
        (3) 單點實測彎沉值Lr>40,則按脫空板處理,整板破碎,處理基層(base course),新澆混凝土板塊。該方案加鋪層結構(Structure)造價為334萬元/公里(不含橋梁及沿線設施工程造價)。
      高強滌綸土工格柵是一種增強路基的新型優質土工基材,采用高強滌綸纖維或丙綸纖維為原料,經過經編定向織造,經特殊工藝浸膠涂敷處理而成。多應用(application)在公路、鐵路、市政道路等各種道路軟土路基加筋增強,能有效地提高路基的強度,延緩道路的反射裂縫。




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