刚性路面罩面工程结构与施工工艺_论文发表__墨水学术,论文发表,

所属栏目：工商企业管理论文范文发布时间：2011-02-25浏览量:169

副标题#e#
　　刚性路面罩面工程结构与施工工艺
　　潘伟杰
　　柳州市市政设施维护管理处广西柳州545001
　　摘要：本文结合某公路旧路改造实例，对在水泥混凝土路面上加铺沥青罩面层的旧路的路况调查、病害处理、沥青面层的设计、减少反射裂缝的措施及施工工艺的控制等方面进行阐述，介绍了如何减少和防止沥青路面出现反射裂缝、车辙、水损害等早期病害。
　　关键词：刚性路面，罩面，施工
　　在我国一些省份的国道和省道系统中．还存在大量的刚性路面。刚性路面损坏后。常用的维修办法是完完全全将板体粉碎后重建。这不仅工程量和耗资巨大．而且大量的建筑垃圾难以安置，过长的建养周期会严重影响交通。因此。“白+黑”罩面是非常有前途的旧水泥混凝土路面性能恢复方案．它可以以较少的时间和资金。在最大限度利用旧路面结构能力的情况下使水泥混凝土路面的性能全面升级。但是“白+黑”方案有一个最大的难点：水泥混凝土旧路面裂缝的反射问题。
　　一、水泥混凝土路面铺罩面沥青混凝土施工
　　我国从2000年开始大规模进行水泥混凝土路面的大修工程，对旧水泥混凝土路面通常采用在路面板底压浆（水泥砂浆）的基础上加铺罩面沥青混凝土，（俗称白加黑工程）沥青混凝土罩面结构一般采用：应力吸收层+承重层+磨耗层，罩面结构厚度一般为5cm～15cm，（简称AC层）。针对如何防治反射裂缝，国内科研及工程部门开发了许多防裂措施和技术，包括新材料，并取得了一定的工程使用成果，但是相当一部分刚性路面罩面工程使用效果不佳，有的工程通车一、二年，便出现了较严重的反射裂缝，以及车辙与坑槽等早期破坏现象。究其原因，主要有以下三个方面：
　　（1）、由于目前国内没有相应的行业标准和技术规范，没有建立一套有效的刚性路面使用质量的评价方法和标准，因此罩面结构厚度组合设计是以经验为主，随意性较大。
　　（2）、罩面结构各层类型组合与防裂措施使用不当，针对性不强。
　　（3）、板底脱空压浆质量评定验收手段失控，导致水泥板块病害处治不到位。
　　对某公路工程改造方案采取：将已经严重破损的混凝土路面面层粉碎后补板+沥青罩面层；加铺水泥稳定碎石基层+沥青罩面层；原有病害刚性面层直接加铺沥青罩面层的多种设计施工方案。为了以后可能出现的大量类似的水泥混凝土刚性路面沥青砼罩面建设积累理论和经验．也是为了减少和防止改造后的沥青路面出现反射裂缝、车辙、水损害等早期病害，提高高速公路的质量，充分利用现有的道路资源，降低造价，建设者们进行了有益的探索。取得了较好的效果。
　　二、对旧水泥路面的处治过程
　　2.1路况调查
　　首先进行路面病害调查（对旧水泥路面进行弯沉检测，观察记录）。在沥青罩面的结构设计之前。旧路面现有结构状态和结构能力的评估非常重要，它和交通量都是路面结构设计的主要输人参数，是罩面结构选择和最终成败的关键。其主要工作包括：
　　（1）水泥混凝土板的裂缝、错台、沉陷和其他路面破坏的类型和数量的调查；
　　（2）在设计期间需承担交通量的预估（必须包括总的交通量和单独大型客、货车的交通量），由此确定改造后的路面应该达到的结构厚度：
　　（3）结构能力评价，通常是全路段的弯沉检测，板底脱空压浆质量评定采用贝克曼梁弯沉仪（5.4M），其判断指标为：接缝（裂缝）两侧相邻的板边弯沉差W＞0.08mm;接缝（裂缝）两侧相邻的板边平均弯沉值W/2.＞0.35mm。结构能力评价的结论，往往决定方案的结构参数。
　　2.2旧水泥路面处理
　　采用水泥砂浆（普通硅酸盐水泥42.5；粉煤灰；混凝土膨胀剂；复合早强剂）进行压浆处理，压浆施工结束后，养生3天，然后进行合格性检测。对病害严重的板块采用挖除，用C20混凝土回填。宽度小于1cm的裂缝，清缝后用道路胶灌缝，宽度大于1cm的裂缝，进#p#副标题#e#行凿槽清缝，用道路胶加软木条回填。粘贴玻璃纤维格栅和洒布快裂型乳化沥青。
　　二、对本试验段沥青罩面结构层采用的优化设计方案
　　根据本工程项目的特点及施工条件采用以下结构组合：
　　2cmSBS改性沥青Sup-10C型+6cm外掺改性AC-20C型+3cmAC-13C型；主要特点：
　　（1）为抵抗和延缓水泥板块的反射应力，设计了应力吸收层（2cmSBS改性沥青Sup-10C型）。目前，国内有四种应力吸收层类型（SMA、大粒径ATB、改性沥青胶砂、橡胶沥青格栅），采用SBS改性沥青Sup-10C作为应力吸收层，其特点是将AC类级配调整为Superpave级配，使混合料抵抗变形能力显著提高。
　　（2）采用国内外较为成熟的试验研究成果，大量的沥青结构疲劳试验结果表明，结构层的最大粒径与层厚的比值，中粒式或粗粒式：1：3，细粒式1：2～2.5，因此，罩面结构厚度组合采用下面层为6cmAC-20C型，表面层为3cmAC-13C型。
　　（3）为进一步提高罩面结构在高温下抵抗变形及抗车辙能力，采用施工工艺简单，高性价比的外掺改性工艺技术。
　　三、混合料生产配合比的设计
　　3.1原材料的选取
　　合格的原材料是确保混合料具有良好性能的前提，因此使用前必须对原材料的各项基本性能指标进行测试。特别是集料颗粒的最大粒径必须加以限制，粒径愈大，拌和机，平地机和摊铺机等施工机械愈容易损坏混合料，甚至可能使粗细集料产生离析现象。同时平整度也难以达到要求。一般粒径为19~20mm。粒料中含有塑性指数的土时，其收缩性大，反之则收缩性小。为了减少基层材料的收缩性和减少基层裂缝，集料中不宜含有塑性指数小的土。
　　3.2混合料的配合比设计步骤
　　3.2.1制备同一种混合料样本
　　不同水泥剂量的水泥稳定混合料，一般情况按下列水泥剂量配制：
　　（1）做基层用
　　中粒土和粗粒土：3％，4％，5％，6％，7％；
　　塑性指数小于12的土：5％，7％，8％，9％，11％；
　　其他细粒土：8％，10％，12％，14％，16％。
　　（2）做底基层用
　　中粒土和粗粒土：3％，4％，5％，6％，7％；
　　塑性指数小于12的土：4％，5％，6％，7％，9％；
　　其他细粒土：6％，8％，9％，10％，12％。
　　在能估计合适剂量的情况下，可以将五个不同剂量缩减三或四。
　　3.2.2确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度，至少应做三个不同水泥剂量混合料的击实试验，即最小剂量、中间剂量和最大剂量。其他两个剂量混合料的最佳含水量和最大干密度用内插法确定。
　　3.2.3按工地预定达到的压实度，分别计算不同水泥剂量的试件应有的干密度。试件的干密度=击实试验所得最大干密度×现场要求压实度。按最佳含水量和计算得的干密度制备试件进行强度试验。
　　四、沥青混合料生产、摊铺碾压质量控制要求
　　4.1沥青混凝土混合料的拌制
　　沥青混合料的温度是影响施工质量的一个重要因素，混合料温度过低不仅影响拌合质量，还会影响混合料的摊铺以及碾压质量，往往造成拌合不均和碾压困难。混合料温度过高，不仅浪费燃料还会引起沥青老化变硬，造成混合料性能急剧衰减，所以在混合料拌合中应严格控制拌合温度，间歇式拌合设备每盘拌合时间宜为45~50s，其中干拌时间不少于5~l0s，以混合料拌合均匀为标准。集料和矿粉应充分烘干，集料温度应比沥青高10~30℃。贮料仓的储存时间不得超过72h，热拌沥青混合料成品在贮料仓中温度下降不得超过10℃。拌好的沥青混合料应均匀一致，无花白料、无结团成块和严重的集料离析现象，不符合要求时不得使用并应及时调整，所有过度加热、炭化、起泡或含水的混合料必须废弃，加热不宜超过6h，且当天加热当天用完，不宜多次加热以免老化。
　　4.2热拌沥青混合料的运输
　　混合料尽可能采用大吨位的自卸汽车运输，运输车的数量根据生产能力、车速、运距等情况综合考虑#p#副标题#e#，合理配置。运输车装料前必须将车箱清理干净，车箱底板与内壁涂一薄层油水混合液，以防粘料。装好料的汽车要用保温布覆盖，确保摊铺温度。运输时间一般不大于0.5小时。
　　4.3沥青混合料的摊铺
　　运料车到达摊铺机作业面时,摊铺机要调好初始状态。摊铺厚度、宽度以设计为准。摊铺机熨平板的仰角要准确，行走速度要稳定，找平装置要能正常工作。摊铺过程中，摊铺机以试铺确定的摊铺速度、振动、振捣频率匀速前进，严禁中途变速或停顿。摊铺好的沥青混合料在未经压实前，施工人员不得踩踏。在雨天或施工气温低于10℃时，不得摊铺沥青混合料。
　　4.4沥青混合料的碾压
　　混合料完成摊铺刮平后应立即对路面进行检查，对不规则之处及时用人工调整，随后进行充分均匀地压实。沥青混合料压实以试验段确定的碾压组合及程序进行，压实分初压、复压和终压三个阶段。
　　纵向接缝应采用一种自动控制接缝机装置，以控制相邻行程间的标高，并做到相邻行程间可靠的结合。纵向接缝应是热接缝，并应连续、平行，缝边应垂直并形成直线。纵向接缝上下层间的错位至少应为15cm。
　　横缝应与铺筑方向垂直，严禁使用斜接缝。横缝在相邻的层次和相邻的行程间均应至少错开1米。横缝应有一条垂直经碾压成良好的边缘。在下次摊铺前，应在上次行程的末端涂刷适量粘层沥青，并注意设置整平板的高度，为碾压留出适当预留量。
　　五、某试验段水泥路面大修罩面工程成果总结
　　本路段的施工过程中，在参建各方的共同努力下，大部分路段中铺设玻璃纤维网。且铺设比较成功。由于采用板底脱空压浆质量评定指标及外掺改性工艺技术，工程量及工程造价大大降低。在施工过程中要注意：一是下层应平整，防止洒铺的沥青油流动或在某处淤积；二是应采用专门的洒铺设备，可以随时计量洒铺量。
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