水泥混凝土路面在我国公路建设的初期得到了广泛的应用,在建成的公路中,路面结构是水泥混凝土的公路占了很大一部分。随着使用时间的推移,早期修建的水泥混凝土路面已接近甚至超过其使用年限。有的虽未达年限,但由于交通量剧增,汽车轴载日益重型化或设计、施工等方面原因,水泥混凝土路面都已出现相当严重的麻面、露骨、坑槽、断板、错台、掉边缺角、胀缝裂缝破坏、碎裂等病害,降低了路面的强度、平整度、抗滑性能,也降低了道路的通行能力甚至危及到行车的安全。但大面积的修补不仅费工费时,而且往往是修好东边坏了西边,使维修单位应接不暇,严重影响交通;而彻底的翻修重建必须破碎和开挖旧水泥混凝土路面,不仅工期长、投资大,必须长时间中断交通,而且旧水泥混凝土路面虽然破损严重但仍然具有相当强度,如不加以利用势必造成巨大的浪费。旧水泥混凝土路面修复已成为道路管理部门一项十分头痛的问题。旧水泥混凝土道路适当修补加固后再加铺沥青混凝土面层不仅能充分利用原有旧路作基层以节省大量投资,而且能节省旧水泥混凝土路面后期的大量维修工作,大大改善道路行车条件,延长旧路使用寿命,更重要的是修复施工期短,可采取分段分片施工,对交通影响较小。这种方法是水泥混凝土道路中后期维修的一种行之有效的方法。
2014年3月,本人参与了S208沾船线文山州砚山境内平远街灾毁恢复重建项目,首次接触了旧水泥混凝土道路加铺沥青混凝土面层施工。交竣工后该项工程通过云南公路工程试验检测中心的检测合格投入使用,下面我将谈谈旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层施工方法。
一、对原有旧水泥混凝土路面进行处理
在进行加铺沥青混凝土面层之前必须对原有旧水泥混凝土路面病害进行认真彻底的处理,只有这样改造后的路面才能达到良好的预期效果。
(一)破碎板的修补
对已断裂成3块以上的严重破碎板,坚决采用常规的挖补方法对板体进行更换。将旧板切割、破碎、运走,清扫基层(基层如有松软的素淤泥块,还应挖坑切槽,直到坚硬基层并用片石加级配碎石换填),基层表面要平整,并具有一定的横坡坡度,然后重新浇筑20#混凝土板。板体更换时应注意以下几点:
1、破碎机械建议不用冲击锤,因其冲击力对周围板块基层有振动影响,最好用人工配合空压机,小型凿岩机也可;
2、新浇的混凝土板块的强度、厚度不小于原来板块的设计强度和厚度,其材料要求、配合比、施工工艺质量标准等应符合有关设计与施工规范的规定要求;
3、行车道与超车道之间纵缝内的传力杆钢筋,应予以保留或恢复;横缝(胀缝或缩缝)中的拉杆钢筋也应保留;
4、连续换板也应对应于旧板留出纵、横缝;
5、混凝土配比中最好考虑加入早强剂。
(二)裂缝的处治方法
为了保持一个平整的行车表面,必须防止和控制这些裂缝,保持加铺层的整体性,防止水分侵人路面体系。对待此类病害,采用对裂缝开槽注橡胶热沥青的方法来处治。具体做法是:
1、首先将裂缝用开槽机切割出宽1.2cm,深1.5cm ~2.5cm的工作槽。
2、把工作槽内的杂物和粉尘清理干净。
3、利用灌缝机把橡胶热沥青注入工作槽内,橡胶热沥青注入到槽的2/3深时就停止注入,在上面用人工洒上一层瓜米石,以防高温时橡胶沥青被车轮带起,从而达到黏结裂缝防止水渗入基层的目的,使之重新恢复通行功能。
(三)其他形式损坏
其他一些非结构性破坏,如表面起皮、露骨、剥落、麻面等,由于其只影响到原有路面行车舒适性,而当对老路进行改建、旧混凝土路面做基层时,这些形式的损坏对整个路面结构承载力和行车舒适性影响甚小,故而不予特殊处理。
二、加铺沥青混凝土面层施工
(一)混凝土表面凿毛
旧水泥混凝土路面上加铺沥青混合料后,如果层间结合不好或沥青混合料层厚偏薄,都会因车辆荷载剪切应力过大而使沥青面层产生推移变形、拥包、波浪等变形破坏,甚至导致沥青面层从基层顶面剥离。因此,有必要对旧水泥混凝土路面表面通过机械打毛,机械可以采用沥青路面铣刨机,但需更换刀片。对旧水泥混凝土路面表面打毛的工作必须在开槽灌缝前施工。
(二)土工布施工
水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土这种路面结构普遍存在一个问题:沥青加铺层会受到反射裂缝及其产生的反射应力的影响。环境与交通量因素的负效应常常使裂缝迅速扩散,严重影响沥青加铺层的使用寿命。如何控制反射裂缝产生的时间和扩散速度是我们必须解决的关键问题。
1、反射裂缝产生的机理
旧水泥混凝土路面加铺层,由于接缝、裂缝的存在,其作为基层后整体的强度降低,而且在外力荷载作用下,沥青混凝土加铺层处于复杂的三维应力作用的状态下。车辆通过不连续的板体时,沥青混凝土加铺层由于接缝、裂缝的两侧相邻板块产生了纵向的位移差而出现了较大的剪应力,它是产生反射裂缝的主要原因。
2、防止反射裂缝的措施
目前国内外最普遍的防止反射裂缝的措施有铺设玻璃纤维土工格栅、铺贴烧毛土工布以及粘贴改性沥青油毛毡等。玻璃纤维土工格栅的抗拉强度高,但其不能解决防水问题;改性沥青油毛毡在铺设时有一定难度,需要用喷火器熔融后压粘跨缝粘贴;土工布的抗拉强度相对较低,但综合性能好于前者,既能起到防止反射裂缝的作用,又能在浸渍沥青后形成一个理想的防渗透层,目前较常用这一方法。
(1)用人工清扫或用水清洗已处理好的旧水泥混凝土路面,保证路面无污染,杂物清除干净。
(2)喷洒粘层油
粘层油的用量将直接影响土工布防治反射裂缝的能力。用量过大,则会降低土工布表面的摩擦系数,车辆通过时易打滑,其与沥青加铺层的粘结力也将降低;用量过少,土工布与旧水泥混凝土路面和沥青加铺层将不能形成一个良好的整体,从而影响其缓解应力集中的效果。
(3)铺设土工布
土工布可采用机械或人工铺设,铺设烧毛土工布应注意烧毛的一面朝上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆待改性乳化沥青即将完全破乳时,将土工布横向、纵向拉展紧压在水泥混凝土路面上。铺设后要安排工作人员及时检查、处理打皱和被轮胎粘起的土工布。
(4)土工布的搭接
土工布横向搭接宽度为8~10cm,并根据摊铺方向,将后一幅端部压在前一幅的末端之下;纵向搭接宽度为4~5cm。纵向搭接和横向搭接处可采用固定器固定,也可采用粘层油固定。
(5)注意事项
土工布铺设过程中,应封闭交通,除施工车辆外,其他车辆只有在紧急情况下才允许在铺好的土工布上缓慢通过。施工过程中应避免车辆在土工布上转弯或急刹车。如无法封闭交通,土工布铺设的长度要与稀浆封层的施工相衔接好,最好是土工布铺设好接着铺稀浆封层。
(三)稀浆封层施工
在旧水泥混凝土路面上加铺稀浆封层时,车辆在铺好的土工布上只能缓慢通过,应避免车辆在土工布上转弯或急刹车,以防带起土工布。
(四)沥青混凝土面层施工
1、沥青混合料的拌和和运输
(1)在沥青混合料拌和过程中要从混合料级配、沥青用量、拌和温度和时间等进行全方位的控制,以提高混合料的摊铺效果。
(2)沥青混合料在运输过程中,必须将其充分覆盖,以防止沥青在高温时受阳光、空气所造成的氧化及沥青混合料温度的降低。
2、沥青混合料的摊铺
(1)平整度的控制
为了控制摊铺时的平整度,摊铺机熨平板的自动找平装置需要有一个准确的基准面。目前常用的基准面(线)控制的方法有:基准钢丝绳法、浮动基准梁法等。
(2)摊铺温度控制
摊铺时的温度不得低于110~130℃,也不得高于165℃。实际施工过程中,可以用目测法进行判别:过热的混合料从表面上冒青烟,色泽不均匀;过冷的混合料表面粗糙,并且有结块现象,骨料表面裹覆不好。
(3)摊铺速度控制
摊铺机工作时应保持匀速缓慢前进,不得时慢时快或中途停顿;否则会破坏熨平板受力平衡系统,引起熨平板上下波动,直接影响路面平整度。
3、沥青混和料的碾压
(1)压实设备必须配有钢轮压路机,能按合理的压实工艺进行组合压实。并应备有小型振动压路机或手扶振动夯具,以用于在狭窄地点压实或修补工程。
(2)在混合料完成摊铺和刮平后应立即对路面进行检查,对不规则之处应及时用人工进行调整,随后进行充分、均匀的压实。
(3)压实分为初压、复压和终压,压路机应以均匀速度行驶。
(4)初压采用轻型钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压,初压后检查平整度和路拱,必要时应予以修整。复压紧接在初压后进行,复压宜采用重型的轮胎压路机,也可采用振动压路机。终压紧接在复压后进行,终压应采用双轮。
(5)碾压工作应按试验路确定的试验结果办理。
(6)在碾压期间,压路机不得中途停留、转向或制动。当压路机来回交替碾压时,前后两次停留地点应相距10m 以上,并应驶出压实起始线3m以外。
(7)压路机不得停留在温度高于50℃的已经压实过的混合料上。同时应采取有效措施,防止油料、润滑油、汽油等其他有机杂质在压路机操作或停放期间掉落在路面上。
(8)在压实时,如接缝处(包括纵缝、横缝或其他原因而形成的施工缝)的混合料温度已经不能满足压实温度要求,应采用加热器提高混合料的温度达到要求的压实温度,再压实到无缝迹为止。否则,必须垂直切割混合料并重新铺筑,立即共同碾压到无缝迹为止。
(9)在压路机压不到的地方,应采用热的手夯或机夯把混合料充分压实。已经完成碾压的路面,不得修补表皮。
4、接缝的处理
(1)铺筑工作的安排应使纵、横缝都保持在最小数量。在接缝处的密度和表面修饰应与其他部分相同。
(2)相邻两幅及上下层的横向接缝,均应错位1m 以上,横向接缝严禁采用斜接缝,应采用垂直的平接缝。
(3)平接缝应做到紧密粘结,充分压实连接平顺,可采用切缝机切齐接头,洒粘层油后接着摊铺。
(4)横向接缝应先用压路机进行横向碾压,碾压时压路机应位于已压实的面层上,错过新铺层15cm,然后每压一遍向新铺层移动15~20cm,直至全部在新铺层上,再改为纵向碾压。
(5)当无法避免出现纵向冷接缝时,宜加设挡板或加设切刀切齐,也可在混合料尚未完全冷却前用镐刨除边缘留下毛茬的方式,但不宜冷却后采用切割机切缝作纵向冷接缝。
(6)上下层的纵缝应错开150mm(热接缝)或300~400mm(冷接缝),表层的纵缝应顺直,冷接缝宜留在车道标线位置上。
三、结语
加铺沥青面层是修复旧水泥混凝土路面、改善其路用性能的有效方法。目前,本项目通车一年多以来,未发现不均匀沉降及反射裂缝的发生,路面整体情况良好,证明了改造方案的合理性。
参考文献:
[1]《公路水泥混凝土路面设计规范》JTJ D40-2002
[2]《公路水泥混凝土路面施工技术规范》JTG F30-2003
[3]《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004
[4]王松根、陈栓发《水泥混凝土路面维修与改造》人民交通出版社
论文作者:李永春
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/11
标签:混凝土论文; 路面论文; 沥青论文; 水泥论文; 裂缝论文; 压路机论文; 面层论文; 《基层建设》2019年第2期论文;