沥青混凝土路面水损害的原因及处理措施.doc

沥青混凝土路面水损害的原因及处理措施第1O期总第212期2010年5月内蒙古科技与经济InnerMongoliaScienceTechnology&EconomyNo.10,the212thissueMay2010沥青混凝土路面水损害的原因及处理措施卢晓丹,刘俊杰(内蒙古交通建设监理咨询有限责任公司,内蒙古海拉尔021000)摘要:文章描述了沥青混凝土路面内部积水使现场测出空隙率较大,导致集料之间的粘结丧失而使路面发生破坏的现象,提出了使水损害破坏程度降到最低限度可采取的措施.关键词:沥青混凝土路面;水损害;措施中图分类号:U416.217文献标识码:A文章编号:1OO76921(2010)10一O1O1一O1沥青混凝土路面的水损害破坏,是指在沥青混凝土路面内部存在水的条件下,经受反复交通荷载和温度胀缩的作用,水分逐步浸入到沥青与集料的界面上,同时由于动力水的作用,沥青膜逐渐从集面表面剥落,并导致集料之间的粘结丧失而使路面发生破坏.1沥青路面水损害的原因沥青路面产生水损害的外因是降水量,交通量和交通组成以及行车速度;产生水损害的内因是沥青混凝土路面空隙率较大,水易透人,对沥青与矿料的粘结有害,使沥青易从石料上剥离.根据公路沥青路面施工技术规范(JTJ0342000)I型沥青混凝土的矿料级配,在用马歇尔试验确定的最佳沥青用量下,其空隙率为3%6,而实际常在中值以下;同样SAC一16级配在用马歇尔试验每面各击实75次确定的最佳沥青用量下,其空隙率不大于5,实际常在4%左右.如果所铺结构层沥青混凝土是均匀的,且压实度是足够的,则沥青混凝土路面不应该有明显的透水和水损害破坏现象.水损害破坏经常是一个个孤立的随机分布的小坑洞,而且有的路段数量较多,有的路段数量较少,还出现间隔式条片状泛油情况.由此看来,实际铺成的沥青混凝土路面常是不均匀的,而且有的不均匀程度相当大.水损害破坏处常是沥青混凝土层空隙率较大和自由水容易透入的位置.马歇尔试验结果表明,I型级配沥青混凝土的设计空隙率常在4左右,压实度达到96%时,现场的空隙率将达9.5左右,在这些位置水容易渗入并引起水损害破坏,压实度愈小,现场空隙率愈大,水容易渗人的位置愈多,水损害破坏也就愈严重,这就是沥青路面产生水损害破坏的主要原因.2减少沥青路面水损害的措施水进入沥青面层后,在行车造成的动水压力作用下,容易产生沥青剥离,导致路面破坏,加之我国路面结构设计习惯上不考虑路面结构层内部的排水,结果水进得去,出不来,致使其在路面结构层内部产生破坏作用.因此,对于沥青路面必须从设计和施工两方面考虑,采取多种措施,才能基本解决路面水损害破坏现象,为使水损害破坏现象降到最低限度,可以采用以下措施:2.1尽量避免水分渗入路面结构层我国已建成的高速公路沥青路面,多数为3层,少数为2层.从减少水损害破坏的角度来讲,首先要从多方面考虑如何使水不容易侵入路面结构层,例如为防止中央分隔带植草植树后水侵入路面,有的高速公路将中央分隔带封闭后在其内摆上大盆栽树是一种值得提倡的措施.京津塘高速公路不作凸型中央分隔带和取消路缘石,从而消除了凸型中央分收稿日期:20091122隔带两侧路缘石与面层沥青混凝土处的透水,值得提倡.另外,应及时封闭纵向和横向裂缝以防止水的渗入,但防止沥青面层本身透水才是最重要的.实践证明,沥青面层结构中,仅有一层是密实I型沥青混凝土或仅设计一层沥青砂来防止水损害破坏是远远达不到要求的.实际情况是沥青面层中哪一层空隙率大,水一旦进去,那一层就会产生水损害破坏.某高速路公路沥青面层的表层和中层都是密实I型沥青混凝土,但底面层是空隙率较大的型沥青混凝土,开放交通后,在某些路段上产生了早期纵向裂缝,雨水从裂缝处进入并滞留在底面层,使沥青混凝土强度明显减弱.虽然初期沥青面层尚未产生明显的水损害破坏现象,但随着开放交通时间的延长,路面逐渐产生网裂,变形.因此,不管沥青面层是1层,2层,还是3层,各层都应该采用密实I型沥青混凝土,以减少表面层结构.在具体选择某层矿料级配时,除考虑不透水性外,还应考虑混合料的高温强度稳定性,对表面层沥青混合料还要还要考虑抗滑性.从当前技术水平看,密实式粗集料间断级配沥青混凝土(如AC一16I,AC一20I,AC一25I)具有高温抗永久形变能力,同时具有良好的抗滑性能.2.2增强沥青与矿料的粘附性众所周知,沥青与碱性石料具有良好的结合力,与酸性石料的结合力较差,遇水沥青容易剥落.对于用做中面层和底面层的沥青混凝土,要求沥青与矿料的粘附性等级不小于5级.对于做表面层的沥青混凝土通常要求用耐磨的硬质岩石料.经验证明,硬质岩石料中花岗岩,石英岩,闪绿岩与沥青的粘附性都较差,往往只有3级,因此都需要添加抗剥落剂,使矿料与沥青的粘附性达到要求.2.3提高压实标准,严格控制现场空隙率2.3.1压实度的重要影响.沥青混凝土的压实度对沥青混凝土的物理力学性质有着至关重要的影响,配合比设计时空隙率为4的同一种沥青混凝土,在不同压实度的现场空隙率有着明显的差别,在压实度为96%时现场空隙率接近8%,在压实度为98时,现场空隙率接近6%,前者的水渗透系数明显大于后者.2.3.2以生产配合比时的马歇尔试件密度为标准.生产配合比设计时,根据规定的技术指标要求选定矿料颗粒组成和沥青用量,通过试验路段检验其性能,对于表面层还应通过车辙试验检验其高温稳定性.在这些性能都符合要求的前提下,最后确定矿料级配,沥青用量以及相应的密度理论作为正式生产的标准.在相同的碾压功能下,沥青混合料的压实度随矿料的级配而变.因此只有矿料级配符合生产配合比确定的级配曲线时,才能使用(下转第103页)?101?武正存?对电力变压器差动保护误动作的思考2010年第1O期12O.,c相比A相滞后120.如果变压器任意一侧的电流互感器(TA)出现相序接错的情况,就会形成差电流,导致变压器差动保护误动作.2.3.3电流互感器(TA)中性线没有按照一点接地原则接线导致误动作.差动保护的二次电流回路接地时,包括各侧电流互感器(TA)的二次电流回路,必须通过一点可靠接于接地网.因为一个发电厂和变电站的接地网各点并非绝对等电位,在不同点之间有一定的电位差,当发生区外短路故障时,有较大的电流流人接地网,各点之间将会产生较大的电位差.如果差动保护的二次电流回路在接地网的不同点接地,接地网中的不同接地点间的电位差,产生的电流将会流人保护二次回路,这一电流将可能增加差动回路中的不平衡电流,使差动保护误动作.2.3.4高低压侧断路器操作回路存在寄生现象导致误动作.对采用两套独立运行的双直流系统的变电站,当高低压侧断路器操作回路存在寄生现象,亦即两套直流系统之间存在寄生回路时,容易造成保护误动.2.4发电厂和变电站变压器运行中差动保护误动作原因分析发电厂和变电站变压器运行中出现差动保护误动作的也不少见,但对于一个发电厂和变电站来说,这种误动作情况不是经常性的出现,而是要满足一定的条件,甚至正常运行是很长时间以后才会出现,现就根据现场经验,总结以下几个方面原因:P类电流互感器(TA)的暂态饱和特性导致差动保护误动作.电流互感器(TA)的饱和实际就是铁芯中的磁通达到饱和,电流互感器(TA)分为P和TP两大类.P类电流互感器(TA)要求在稳态情况下不饱和,而TP类电流互感器(TA)则要求在稳态和暂态的情况下都不饱和.当采用P类电流互感器(TA)时,当外部存在故障,外部故障切除瞬间,外部存在间歇性的短路情况等,均容易导致变压器差动保护误动作.从国内多起变压器差动保护误动作的实例,也得到进一步证明.变压器低压侧真空断路器绝缘性能不良时,会导致差动保护误动作.2.5设备更新改造的发电厂和变电站变压器差动保护误动作原因分析电流互感器(TA)变比提供不准确造成差动保护误动作.更换电流互感器(TA)后,变压器各侧电流互感器(TA)不匹配,造成差动保护误动作.为使变压器差动回路选用的电流互感器(TA),均是能躲过暂态饱和特性,然而在发电厂和变电站改造更换电流互感器(TA)的过程中,忽视了这一点,将电流互感器(TA)更换成P类或者同时将两侧电流互感器(TA)更换为P类的,这样在外部故障存在时,当满足一定条件时,必然将导致变压器差动保护误动作.3防止变压器差动保护误动作的途径对于新建或设备更新改造的发电厂和变电站造成的变压器保护误动情况,应严格按照国家相关标准,文件或者厂家说明书执行,每一个流程均需要严格把关.特别是变压器初次投运,一定要带负荷查看差电流,根据现场负荷情况再适当调整定值.由于变压器的励磁涌流或和应涌流造成变压器差动保护误动作的,可采用调整差动保护启动门槛定值和调整差动保护二次谐波制动系数定值.对于P类电流互感器(TA)的暂态饱和特性造成变压器差动保护误动作,可采用以下几点改进方法:采用D类,PR类带气隙的或者是TPY类的,或者是电流变换器等抗暂态饱和的电流互感器(TA);提高微机继电保护装置抗饱和的能力,特别是抗暂态饱和的能力.4结论近年来,微机保护装置的应用日益广泛,但是变压器主保护的误动原因仍是多方面的.按照检验条例和有关规程规定,在安装调试过程中,严把整组试验关,积极采取相应措施,完全可以提高变压器差动保护的可靠性的,或者完全可以避免变压器在运行中差动保护的误动作.(I-接第101页)当天的马歇尔试件的平均密度作为标准密度.而每天矿料的颗粒组成试验一般仅做两次,不一定能反应当天沥青混合料的实际矿料颗粒组成情况.用生产配合比时的马歇尔试件密度作为标准密度实际上可间接反映沥青混合料应有的物理性质.2.3.3提高压实标准,严格控制现场空隙率.我国现行公路沥青路面施工技术规范(JTJ0342000)中对沥青混合料的压实标准,制定于2O世纪8O年代.近年来,我国公路施工所用的压路机品种,吨位和技术性能都显着多于,高于和优于多年前的状况,客观上早已具备了提高压实标准的条件.实践证明,只要严格要求,加强管理,压实度完全可以达到98%的标准.此时现场的空隙率约为6和7,在这种情况下沥青路面的透水性就会大大减小.2.4路面结构层中设排水或防水层前面三项措施中的第一项和第三项是为了尽可能减少水渗入和透人沥青面层以及从提高沥青混凝土的力学性能来考虑,第二项是考虑水一但进入沥青混凝土内部后,如何减少沥青剥落.采取这三项措施后是否还需要在路面结构中设置排水层,使水进得去也出得来,或者是否还需要在基层顶面或面层结构中设置防水层,这是一个值得研究的问题.从我国沥青路面的早期破坏来看,往往表面水还没有来得及渗透到中层或下层,表面层便开始破坏.因此,如果在较厚沥青面层下面设置排水层,在某些情况下,水还没有来得及渗透到排水层前,上面的沥青混凝土层可能已开始被破坏,排水层可能起不到明显作用.有在沥青面层较薄的情况下,排水层和防水层才能明显地减轻,甚至消除水损害破坏.水一但进入路面结构层后,最好的办法是在面层底部或底面层设置多孔隙沥青混合料排水层,使水能尽快排出路外.排水层宜直接铺到坡面上,必要时在处于路肩内的排水层顶面用土工布保护,防止土颗粒渗入到排水层内部.3结束语目前,我国很多沥青路面空隙率大,透