摘要:本文从碾压混凝土基层的原材料、配合比、施工工艺等方面简要介绍其具体在乐广高速公路路面上的应用。同时连续3年对乐广高速公路碾压混凝土基层沥青路面的路面破损状况、路面平整度、路面车辙深度,结构强度进行对比分析。结果表明:在广东湿热地区重载大交通车流量条件下,碾压混凝土基层耐久性沥青路面具有优良的使用性能。
关键词:碾压混凝土基层;耐久性;沥青路面;应用
引言
为缓解京港澳高速公路(京珠高速公路)粤境段的交通压力,彻底解决京港澳高速公路粤北段通行不畅、通行能力不足、交通事故较为频繁的问题,广东省政府已同意将乐昌至广州高速公路纳入广东省高速公路网规划,并在“十一五”跨“十二五”由广东省组织实施。
考虑到乐广高速公路为重要的南北大通道、重载交通为主特点,决定在K64+180~K82+103、K126+687~K163+582及韶关北环高速K1+760~K30+695共计83.6Km路段的路面结构层采用碾压混凝土基层沥青路面结构:4.5cm改性沥青GAC-16+5.5cm改性沥青GAC-20+8cm改性沥青GAC-25+24cm碾压混凝土RCC+18cm水泥稳定级配碎石+18cm水泥稳定级配碎石+20cm级配碎石。碾压混凝土基层是通过振动压路机对超干硬性混凝土拌和物进行机械碾压而形成一种混凝土基层,本文是基于该结构基层在乐广高速公路上的具体应用,从原材料、配合比、施工等方面简要介绍碾压混凝土基层的施工技术,同时对该工程使用效果进行了连续三年的路面性能跟踪观测,评价碾压混凝土基层沥青路面的使用效果,可为类似工程的实施提供参考借鉴。
1 原材料与配合比
1.1原材料与配合比设计
石料为乐昌市昌山石场生产的石灰岩碎石,碎石采用鄂破+圆锥破+反击破、两道干式除尘的生产工艺。在碎石加工过程中,一是要在石料爆破之前将山皮清除干净,二是在鄂破与圆锥破之间加一个储料仓保证圆锥破给料均匀,同时禁止雨天生产,就能控制碎石的含泥量及泥块含量与单档级配。为确保碾压混凝土合成级配,对材料规格按5档备料,分别为河砂、0~4.75mm、4.75~9.5mm、9.5~19mm、19~31.5mm,并不得有粘土块、植物、其它杂质等有害物质。
1.2.碾压混凝土配合比设计
从符合配制强度、施工和易性、工程经济性等方面综合考虑,选定的配合比为19.5~31.5mm碎石:9.5~19.5mm碎石:4.75~9.5mm碎石:0~4.75mm石屑:河砂=12:31:18:23:16,水泥用量220kg/m3,用水量110kg/m3(含水量4.5%),理论密度为2533 kg/m3,试验室确定的级配见表1,碾压混凝土成型压实度为95%,配制的碾压混凝土各项指标试验结果见表2。
2 碾压混凝土基层技术概况
2.1 拌和
为确保RCC混合料生产质量稳定,碾压混凝土均匀拌制是关键,现场利用对WCB600型连续式水稳拌合站进行改进,增设双卧轴强制式二级拌缸,两次拌和方式确保拌制效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆实际现场施工水泥剂量比最佳水泥用量数据增大0.5%,拌和的含水量比最佳含水量大1.0%,补偿由于施工过程中水分蒸发损失。
2.2 现场铺筑
碾压混凝土基层设计厚度为24cm,实际摊铺松铺厚度按30cm控制。为解决离析问题,通过安装大直径低速螺旋,并对摊铺机进行改装,加大加深布料槽,确保混合料埋深螺旋叶片的2/3以上;同时在料槽前方挡料板处加设软式挡板,前挡料板距下承层的间距在10mm左右,防止粗集料外漏。
2.3 施工缝处理与养生
碾压完成后并经检查合格的碾压混凝土基层应立即开始养生,养生期为7天。为保证碾压混凝土养生质量,重视前3天的养生情况,确保每日定时向薄膜内补灌水分,养生采用洒水一遍后覆盖土工布+塑料薄膜的方式进行。
2.4 切缝、清缝与灌缝
碾压混凝土的切缝时机是减少新增裂缝的最主要因素,碾压混凝土施工结束后,尽早切缝,切缝时间一般控制在养生后24~72小时之内,现场已进行切缝时不产生崩边的情况下为宜,以避免因碾压混凝土的收缩而产生大量收缩裂缝。切缝实施硬切缝,切缝深度不小于板厚的1/4,最小深度60mm,缝宽3~5mm,切缝横向间距10米。切缝清理干净并干燥后采用A级70号热沥青进行灌缝。
3 使用性能观测及效果
乐广高速公路于2014年9月28日正式通车,通车以来交通流量不断增长,截至2017年11月日均混合交通量约为1.4万辆,平均年车流量增长率达到22%,其中3轴以上大货车的比例为57%,货车以大型重载车辆为主,同时约30%的货车存在不同程度的超载现象,4轴至6轴货车超载率相对较高,超载率约为40%。
为评价碾压混凝土基层沥青路面试验路的使用效果,按照《公路技术状况评定标准》(JTG H20-2007)评定标准,每年按照年度养护计划委托检测单位对路面破损、路面车辙、路面平整度、以及结构强度等指标进行检测,根据数据对碾压混凝土基层沥青路面的耐久性进行评价分析。为确保评价分析的准确性,选取主线南行北行同一桩号K72~K82共计10Km路段作为观测路段。
3.1 路面破损
调查结果显示:通车3年后,观察路段碾压混凝土基层沥青路面均未出现横向裂缝、坑槽、拥包、修补等病害以及唧浆等水损坏,通车3年后的路面表观质量见图2。
3. 2 路面车辙深度
检测结果显示:通车第一年、第二年、第三年观察路段南北行主车道沥青路面车辙深度RD均值为3.0mm,按照2007版技术状况评定标准以一公里进行评定,RDI均评价为优良等级,优等率为100%。
3.3 路面平整度
检测结果显示:南行(广州方向)第一年路面国际平整度指数IRI平均值为1.04m/km,第二年IRI平均值为1.1m/km,第三年IRI平均值为1.08m/km。北行(乐昌方向)IRI平均值为0.99m/km,第二年IRI平均值为1.0m/km,第三年IRI平均值为1.01m/km,RQI均评价为优良等级,优良为100%。通车三年内的每年路面国际平整度指数IRI基本变化幅度不大,无明显衰减,总体上来说明碾压混凝土基层沥青路面行驶质量优良。
3. 4 路面结构强度
观测路段刚通车时,碾压混凝土基层沥青路面的弯沉值较小,弯沉值仅为6.5(0.01mm),路面设计弯沉值为16.9(0.01mm)。通车3年后,碾压混凝土基层弯沉均有所增大,2017年检测均值达到11(0.01mm),仍符合设计弯沉要求。且经过3年的重载大交通流运营后,证明碾压混凝土基层的强度高、承载能力大、抗水损坏能力较强。
4 结语
经过3年的通车检验,乐广高速公路碾压混凝土基层沥青路面没有任何病害,路面平整度、车辙、弯沉等指标均评定为优良等级。碾压混凝土基层沥青路面在广东湿热地区重载大交通量条件下,路面使用性能表现良好。
论文作者:周和鸣
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/29
标签:混凝土论文; 基层论文; 路面论文; 碎石论文; 沥青路面论文; 高速公路论文; 车辙论文; 《建筑学研究前沿》2018年第5期论文;