旧水泥混凝土路面改造中使用冲压稳固技术分析论文_梁桥

旧水泥混凝土路面改造中使用冲压稳固技术分析论文_梁桥

河源市城投建设工程有限公司

摘要:旧水泥混凝土路面由于已有一定使用时间,普遍出现质量病害,必须对其进行修复。目前修复技术比较多,如局部换板法,即只对破损板进行换板维修;直接式加铺法,在对旧水泥混凝土路面进行局部维修后直接加铺水泥混凝土路面等改造技术。本文仅结合经验,对冲压稳固施工技术进行分析。

关键词:冲压稳固;旧水泥混凝土路面;施工;质量控制

前言

旧水泥混凝土路面的维修加铺应满足三大目标:(1)路面状况得到有效改善,延长道路的使用寿命;(2)维修加铺方案应经济合理,尽量利用旧路面的强度,采用新技术、新工艺节约工程造价;(3)确保维修加铺施工中车辆的正常通行。

1 旧水泥混凝土路面断裂与稳固的必要性

在旧水泥混凝土路面板上做加铺层是旧水泥混凝土路面改造的常用方案,但旧水泥混凝土板裂缝或接缝处产生的水平和垂直位移容易导致加铺层出现反射裂缝。垂直位移通常是由于温度和含水量的变化引起的膨胀和收缩或者板体脱空引起的。水平位移则主要是由水泥混凝土板块在温度的影响下产生收缩引起的。水泥混凝土面板裂缝或接缝处的的水平收缩位移除了与温度变化有关外,还与板长有关。由此可见,在外界环境一定的情况下,缩短板长,则收缩位移减小。因此通过缩短水泥混凝土板块的长度的方法可以减小板块的收缩位移,从而可以降低加铺层出现反射裂缝的机率。旧水泥混凝土路面板断裂成边长较短的碎块后,碎块间形成嵌锁,经冲击碾压,可以有效消除板底脱空现象,并将碎块稳固在旧基层上,结构层的承载力会大大提高,可以给加铺层提供良好的支承基础,能有效降低反射裂缝出现的机率。

2 应用冲击式压实机施工的工艺原理

冲击式压实机是一种以冲击压实原理为基础的新型压实机械,由牵引机拖动非圆型压实轮滚动,在滚动过程中,当压实轮轮廓曲线上最大半径滚动至最小半径处,即距离轮轴中心最远点着地时储备的势能和瞬时动能转化为距轮心最近处着地时的动能冲击地面,同时滚动过程中又对地面进行碾压作用。在某道路路面大修改善工程中应用的蓝派15T5-15 KJ冲击式压实机是一种拖式高效破碎压实机械,该机冲击轮为五边形,最大冲击力可达250 t,压实能量为130-200 kJ,与一般压路机相比,其压实效率提高5倍以上。在如此大的冲击力和压实能量的作用下,经过一定遍数的冲压可使水泥混凝土板产生网状纹裂,且裂缝贯穿板厚,能有效消除板底脱空现象和稳固碎块,而且可使板下基层及土基得到进一步的压实。

对旧水泥混凝土路面进行断裂与稳固,传统的方法分两步实施,先用打桩机、冲击锤或路面截断机等将路面破碎,破碎后再使用重型轮胎式压路机碾压稳固。这种施工工艺工作效率低,破碎与稳固的均匀性也比较差。冲击式压实机的出现,应用于旧水泥混凝土路面改造中,可以集断裂与稳固功能于一体,能够使破碎与稳固同步进行,工作效率大大提高,断裂的均匀性与稳固效果都比较好。

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3 旧水泥混凝土路面冲击断裂稳固的施工方法及质量控制

3.1冲压前的准备工作

由于使用冲击式压实机对水泥混凝土路面进行冲击碾压产生的震动及破坏力非常大,因此在冲击施工前需对施工地段进行安全标识。一是对有地下隐蔽工程(如涵洞、电缆、光缆等)的路段进行标识,以便在施工时可以避开这些路段,以免造成破坏。二是对水平方向构造物不符合安全距离的路段进行标识。

在某道路路面大修改善工程的施工实施中,采取的避让控制距离如下:距离桥梁台背不小于5m;对于涵顶填土高度小于2m的管涵,涵顶不能直接冲压,冲压边界距涵边缘不小于2m;对于涵顶填土高度小于3m的板涵、通道,涵顶不能直接冲压,冲压边界距涵边缘应不小于3m;路边民房一般为10~30m,根据实际调查情况采取相应的避让或加固措施。施工实践表明,上述控制措施是有效、安全的。

在进行大面积施工前,必须先进行300~500m的试验段施工,获得相关的施工技术参数,取得成功后方可进行大面积开工。

3.2冲压方法

冲压的线路长度一般以1 km左右为一个工作段,确定具体施工段长度时应综合考虑地形、避让控制距离、机械掉头、设计需冲压的路段长度等因素。

为了能达到较好的断裂与稳固的效果,用冲击式压实机进行冲压施工时需注意一些关键的工艺方法。

首先,要注意冲击式压实机行走的线路。水泥混凝土路面板在冲击荷载的作用下会向四周挤压,水泥混凝土板在水平方向所受约束越少,则破裂效果越好。因此对于无中央分隔带且全幅施工的旧路冲压顺序应是先两边后中间,以便能较快达到破碎效果。针对国道325线的实际情况,因原旧路有中央防撞墙且是半幅施工,所以冲压顺序依次为硬路肩、行车道到超车道,以保证最佳的破碎的效果。为防止出现局部因冲压过度而过度破碎的情况,冲击式压实机行驶线路应采用错轮而不重叠轮迹的方法,每遍应错1/6周长,这样可以有利于保证冲压的均匀性,增强冲压整体效果。

第二,需控制好冲击式压实机的行驶速度和冲压遍数。冲击式压实机的工作行使速度一般是先快后慢,这样可以使断裂与稳固混凝土板两方面都达到较好的效果。前五遍,速度可稍快,以12~15 km/h速度行驶, 以便尽早获得破碎效果。随后应适当减速以便更好地将碎块稳固,一般以9~12 km/h的速度比较合适。对于高填方路段及行车道,速度应减至7~9 km/h,可以通过增加遍数来获得破碎与稳固的效果。冲压遍数一般为15遍左右,具体冲压遍数应由试验段和质量要求指标来确定。对于含水量较高及原本板块较碎的路段,应适当减少冲压遍数。当冲压的路段出现“弹簧” 现象时,应当立即停止冲压,防止彻底破坏路基土原有的强度。

3.3 质量控制

目前冲击断裂稳固工艺应用于旧水泥混凝土路面改造,其质量指标尚无统一的标准和规范。根据以往的工程实践经验一般采用破碎程度和沉降量这两个指标来控制质量。

在某道路路面大修改善工程中,质量检测以直接观察和沉降量测量为主要手段,采用钻芯法及弯沉测量为随机抽查检测方法。质量控制方法如下:

(1)直接观察旧水泥混凝土板破碎程度时,应对水泥混凝土板碎块的尺寸进行检查,如果裂纹不明显,可用水清洗干净再观察。经冲压的水泥混凝土路面板破碎程度在视觉上应大致呈网状分布,裂而不碎,破裂碎块的边长尺寸大致为40~60 cm,30~50 cm的占碎块总量的57%以上。大于60 cm的不超过碎块总量的20%。

(2)对旧水泥混凝土板钻芯时,应适当随机取样,观察裂缝是否贯穿整块水泥混凝土板厚,保证断裂效果。

(3)沉降量的测量,一般以每5遍为一个检测单元,最后一个检测单元沉降量 5 mm时收敛。

(4)进行弯沉值测量,沉值一般在50~160之间。别点要作挖除修补处理。

冲击压实后的路面弯弯沉值超过200的个别点要作挖除修补处理。

4 结语

冲击断裂稳固技术应用于旧水泥混凝土路面改造中,使断裂与稳固可以同步进行,大大提高了施工效率,能大大缩短工期。采用冲击式压实机进行冲压,断裂稳固均匀性好,碎块间嵌锁紧密,保持了旧水泥混凝土路面的绝大部分结构强度,还能使板下基层及土基进一步被冲击压实,提高其承载能力。该工艺施工费用低,且不用丢弃旧水泥混凝土板碎块,既经济又环保。

冲击断裂稳固技术在某道路路面大修改善工程的成功应用再一次体现了这种施工技术工艺的可行性和优越性,值得推广和应用。

参考文献

[1]伍乔生.旧水泥混凝土路面应用冲压破裂稳固技术的试验段实例,建材与装饰旬刊, 2011 (8).

论文作者:梁桥

论文发表刊物:《防护工程》2017年第14期

论文发表时间:2017/11/7

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