大型低速柴油机气缸润滑油耗率控制技术的研究

大型低速柴油机气缸润滑油耗率控制技术的研究 李广兵 (山东省东营市公路管理局监理中心) 摘要:针对水泥混凝土桥面沥青混凝土铺装层损坏现象，分析桥面铺装结构损坏的原因，提出了水泥混凝土桥面铺装结构功能要求同时，根据结构厚度、施工工艺对厚度的要求，提出水泥混凝土桥面沥青混合料铺装结构设计 关键词:桥梁工程:沥青混凝土;桥面铺装;防水层 我国近些年在大规模修建高速公路的同时，相应地修筑了大量公路桥梁。桥梁建设中对桥梁结构的设计和施工都十分重视，但对桥面沥青混凝土铺装层应用技术没有引起足够的关注。部分混凝土桥面水泥混凝土铺装层和沥青混凝土面层出现早期大量损坏现象。而实际上桥面的早期损坏现象严重影响桥面行车舒适性和桥梁结构的正常使用，解决不好必将造成较大的经济损失和不良的社会影响。 桥面铺装层直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用，其变形和应力特征与主梁及桥面板结构型式密切相关。一方面可分散荷载并参与桥面板的受力，另一方面起联结各主梁共同受力的作用，既是桥面保护层又是桥面结构的共同受力层，所以应具有足够的强度和良好的整体性，并应具有足够的抗裂、抗冲击、耐磨性能。 1沥青混凝土桥面铺装结构损坏原因分析 造成桥面早期损坏的原因是多方面的、综合的(涉及到设计、施工、材料、气候、交通条件等方面，尤其是铺装层材料、粘结层及防水层材料的选择与设计。 1.1水所引起的损坏 由于沥青的粘附性差、空隙率过大或铺装层开裂导致水分渗入。水渗入到沥青面层内部和水泥混凝土桥面与沥青面层的界面之间，在行车荷载及温度变化下产生水损害，从而出现唧浆、网裂、剥落、松散、坑洞等现象。另一方面由于界面之间存在水压力，降低了界面之间的联结强度，造成沥青层脱落、起皮等现象，使铺装层失去强度和防水能力。 1.2温度条件所引起的损坏 桥面结构直接承受气候条件的影响，同正常路面结构相比，铺装层材料夏季温度更高，冬季温度更低，即相同的气候条件对铺装结构材料的影响更苛刻。因此，在普通路面中使用良好的材料，用在铺装结构中往往会由于温度产生损坏。同时由于桥面板或梁结构产生过大挠度也易引起沥青混合料铺装层开裂，水渗入后易造成面层松散和坑槽破坏。 1.3沥青混凝土铺装层结构受力所引起的损坏 沥青混凝土桥面铺装层同桥梁结构在材料性能上差异较大，即一柔一刚，因此在外力作用下会导致应力与变形的不连续。在刚度大得多的桥梁结构上，柔性铺装层必须具有足够的强度和稳定性，尤其是抗剪强度更为重要。铺装层内部容易产生较大的剪应力，引起不确定破坏面的剪切变形，或者由于铺装层与桥面板层间粘结力差，抗水平剪切能力较弱，在水平方向上产生相对位移以致剪切破坏，产生车辙、推移、拥包、波浪等病害。 1.4交通荷载所引起的损坏 车辆超载造成桥面铺装层结构应力增大，加剧结构的损坏。目前车辆超载严重，轴载高达200-300kN，而路面设计轴载为100kN，超载是桥面严重损坏的一个重要方面。因此，一方面应严格限制大型超载车上桥，另一方面要提高铺装层材料的性能等级与设计标准。 1.5其他原因所引起的损坏 在桥梁结构与柔性铺装层之间的粘结层，对桥面铺装结构起着至关重要的作用。这一层次应能起到承上启下的过渡作用，同时还应能防水。但一些研究表明，许多损坏是由这一层诱发的，其原因是通常采用普通沥青作为粘层油，软化点较低，高温条件下易产生推移、 拥包、波浪和车辙，由于沥青洒布量难以控制，更加剧了界面剪切损坏。 从目前水泥混凝土桥面沥青混凝土面层铺装结构的损坏来看，桥面铺装结构的防排水与密水性能是克服桥面水损害的关键功能要求，设置有效的防水层和完善的排水系统以及采用密实的沥青混合料面层是减少水损害的重要措施。良好的层间结合是克服行车荷载所产生的水平剪切破坏的关键功能要求，刚柔层间处的抗剪强度往往是一个薄弱处，需采取特殊的方式进行处理。 2沥青混凝土桥面铺装的功能要求 2.1 良好的抗裂性和适应变形的能力 在车轮荷载作用下，某些结构铺装层内产生较大的拉应力，反复作用容易导致铺装层的疲劳开裂;连续梁桥桥墩处出现的负弯矩引起桥面开裂，从而引起铺装结构层开裂:大跨度桥梁结构变形较大，因此要求桥面铺装具有优良的柔韧性和适应变形的能力，以避免铺装层早期疲劳开裂和较低温度时的收缩开裂。 2.2优良的热稳定性 水泥混凝土桥面在夏季高温季节，太阳辐射大，沥青铺装层从上到下温度都较高，要求具有优良的高温抗蠕变及抗剪切性能，才能将车辙深度限制在容许范围内。 2.3 良好的抗老化能力 为保证沥青铺装层的耐久性，铺装层结构必须具备良好的抗老化的性能。 2.4良好的防水性 保护水泥混凝土桥梁及预应力钢筋不被腐蚀，是保证桥梁功能的首要问题，因此不仅要求沥青铺装层混合料具有高度的密水性和抗水损害的能力，而且要求桥面铺装结构具有完善的防水体系。 2.5良好的层间结合 在桥面混凝土与防水层之间、防水层与沥青铺装层之间都必须具有良好的粘结力，使各层能够形成牢固的整体，才能保证在荷载作用或温度变化时共同作用。 2.6良好的表面特性 要求沥青铺装层表面具有良好的平整和粗糙性，以减少车辆的冲击和提高铺装层的抗滑能力。 3桥面铺装层的设计要求 3.1 水泥混凝土桥面铺装层的结构组合 水泥混凝土桥面铺装层型式有沥青混凝土、普通水泥混凝土、钢纤维混凝土、连续配筋混凝土、扩张网混凝土等。国内外经过几十年的实践与探索，结合各自国家和地区的具体情况，在水泥混凝土桥面铺装方面选用的结构类型与厚度不尽相同，一般采用沥青混凝土铺装层，包括防水层和沥青混凝土面层。 3.2施工工艺对厚度的要求 结合关于沥青混合料最大骨料粒径与厚度对压实效果的影响规律以及部颁《公路沥青路面施工技术规范》 (JTJ032-94)关于沥青混凝土结构层最小厚度的规定，沥青铺装上层的厚度不宜小于沥青混合料最大公称粒径的2. 5-3倍:铺装层下层的厚度不宜小于沥青混合料最大公称粒径的2-2.5倍。考虑到沥青混合料的摊铺、碾压等施工工艺，尤其是材料离析现象，综合考虑沥青混合料铺装层的施工厚度不宜小于最大公称粒径的2.5倍，最好为3倍。如表面层采用AK-16A，则结构层厚度宜为4-5cm; AK-13A时则宜为3-4Cm。 3.3桥面铺装排水设计 要解决水的影响可从以下几个方面考虑:一是密水，选择空隙率小的沥青混合料类型，加强压实，防止雨水的渗入:二是加强排水，设置完善的排水设施与排水系统，尽快将不可避免渗入面层的雨水排除;三是提高沥青混合料与水泥混凝土桥面的水稳定性和抗冲刷能 力，加强界面连结与防水层的作用。 4结束语 要加快对沥青混凝土桥面铺装的进一步研究，以明确桥面铺装层各结构层计算模型、力学特性及相关参数，为桥面铺装的设计提供指导:同时，加强对各铺装层材料的材料性能指标和测试技术的研究，开发适应桥面破坏机理的新材料:另外，还要改进铺装技术及提高施工质量，保证设计模型的准确性，从根本上解决桥面铺装早期损坏问题。