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【摘 要】本文是针对高速公路水泥路面加铺沥青混凝土技术的探讨。笔者结合了自己的实践经验,主要从原有水泥路面的处理技术,以及加铺沥青混凝土的主要技术两个方面,展开了详细的分析。
【关键词】高速公路;水泥路面;加铺;沥青混凝土
Expressway Cement Concrete Pavement Asphalt Concrete Technology Discussion
Wang Yong-bin
(Guilin, Guangxi Liuzhou expressway Branch Operations Limited Guilin Guangxi 541000)
【Abstract】This article is for highway Cement Concrete Pavement of Asphalt Technology. The author combines his own experience, the main road from the original cement processing technology, as well as two of the main asphalt concrete overlay technology, launched a detailed analysis.
【Key words】Highway;Cement pavement;Paving;Asphalt concrete
1. 前言高速公路是我国经济建设过程中的重要基础设施之一,它以通行能力强、行驶速度快、安全性高、运输能力大等优势,提高了现代交通运输的效率,为我国经济的均衡发展作出了重要的贡献。然而,我国传统的高速公路多为水泥混凝土路面,在经过了长时间的运行之后,许多水泥路面开始出现裂缝、破损、塌陷等问题,有些混凝土路面已经达到了设计使用年限,在越来越多的车辆荷载中表现地不堪重负,也在一定成都上影响到了正常的通车。在原有的水泥路面上加铺一层沥青混凝土面层,是解决这一问题的有效途径,在提高路面承载能力的同时也提高了高速公路的使用寿命。
2. 原有水泥路面处理
在加铺沥青混凝土之前,必须对旧有的水泥路面病症进行处理,以便于为加铺沥青工艺奠定下良好的基础。
2.1 坏板的处理。
(1)如果是混凝土板块表面有裂缝,且裂缝不会影响到整体的结构时,可以采用割缝机沿裂缝割缝,将碎渣清理干净之后,用沥青玛蹄脂在割缝中进行浇筑,以形成完整的板块。如果是混凝土板块边角的地方破损,则可以在施工时先用割缝机沿损坏范围割出一块正方形区域,然后用人工将损坏的地方凿出15cm~20cm深,并将碎渣清理干净,再用水泥混凝土重新浇筑。
(2)如果混凝土板块破损程度严重,影响到了整体的结构性,不能继续使用,则必须将旧板块彻底砸碎、清除。此过程可以采取人工砸碎或小型号油锤破碎的方法,不能使用大油锤以免震动深层的基础。砸碎后的混凝土废渣需要用车外运出去,板下的浮土也要一同清除干净,换填夯实的土层,然后用同等标号的水泥混凝土重新浇筑。另外,在破碎施工中注意不能损坏相邻的混凝土板块,注意相邻板块下方是否有空洞等现象,如发现空洞,则需要一同破碎,再重新浇筑。
2.2 构造缝的处理。
构造缝是指施工过程中设置的胀缝、伸缩缝等,在水泥混凝土路面中主要表现为伸缩缝,它是原路面基层处理过程中的重要内容。道路在常年使用过程中,伸缩缝中充满了杂质,首先需要用割缝机对伸缩缝进行重新切割,将里面的杂物清理干净,切割深度通常在10cm以上。杂质清除干净之后要及时填充沥青玛蹄脂,避免再次受到污染,此过程一般用专业的灌缝机完成。灌缝机应由专业人员设置操作,灌缝速度不宜过快,以保证流出的沥青玛蹄脂油底细腻、均匀,密实度高。另外,在灌缝施工时还要注意天气、温度等环境的影响,避免高温下施工而使得沥青玛脂在浇筑时产生气泡,影响灌缝质量。
2.3 顺接段施工。
在原水泥混凝土路面和四周沥青路面交接的地方,如果直接摊铺沥青混凝土,则会造成高程差,因此需要进行顺接处理。通常的处理方式为,将纵向接头处的水泥混凝土长度约15m左右,全部砸碎清除干净,然后按照新的高程要求重新浇筑水泥混凝土路面,该过程即是将原水泥混凝土标高降低,以满足顺接的要求。在施工中,为保障施工质量,要求在新浇筑的水泥混凝土路面上布设钢筋网及传力杆,形成钢筋混凝土底基层。如果是横行接头处理,考虑到顺接的面积小,可以在旧水泥混凝土路面上铺设中粒式混凝土的方法使新旧道路高程一致。
2.4 错台的处理。
错台是指水泥混凝土路面在长期的荷载以及不均匀沉降作用下,产生的局部断裂。水泥路面加铺沥青面层施工时,如果不对错台现象进行彻底处理,则会影响到沥青混凝土的平整度,产生裂缝等现象。在处理过程中,针对不超过5mm的错台,可以将高出的一侧用人工砸掉一部分,使两边处于同一平面即可。如果错台的高度超过5mm,小于30mm,则应先把高出的部分凿除,然后在较低的一侧板块上洒上一层乳化沥青透层油,再铺设一层沥青混合料使其处于同一水平面。若错台高差超过30mm,则应将板块整体凿除,重新浇筑水泥混凝土。
3. 加铺沥青面层的主要工艺和技术
3.1 沥青混合料拌合。
高速公路沥青面层施工,所选拌合站拌合量应在160 t/h以上,且拌合站应有合格的试验室以及熟悉沥青混合料各项工艺、试验、质量等指标的试验人员,以便于为施工提供各项试验资料。其次,沥青的搅拌应满足温度、时间等规范要求,如普通沥青混合料从拌和机从上料、拌和到出料一个循环约40~50秒,其中干拌约5秒,湿拌约35秒;混合料的加热温度应在160℃~180℃之间,以保证混合料出厂温度控制在140℃~165℃范围内。拌好的混合料出厂后从拌缸卸入提升车,送入贮料仓中暂存,之后再卸入运料汽车内。 3.2 混合料的运输。
沥青混合料一般选用载重量15吨以上的自卸汽车来运输,装车前先将车厢及四周清洗干净,并涂刷1∶3 柴油、水混合液。运输车辆的数量根据施工现场情况而定,以保证连续施工为原则,施工现场应有专门的车辆调度员,同时负责检查混合料的质量,如颜色是否均匀,是否有花白料,是否有结团或离析现象等,对不满足要求的废料应及时舍弃。
3.3 摊铺。
3.3.1 试验段摊铺。
在大面积摊铺沥青混凝土之前,通常要先做好试验段摊铺。试验段摊铺的目的在于:
(1)确定最佳的摊铺机械、压路机数量与搭配方式,同时确定好摊铺与碾压的速度等。
(2)确定摊铺时的松铺系数与实际摊铺厚度。
(3)确定摊铺的最佳温度,压路机的碾压顺序、碾压温度以及碾压遍数等,保证正式摊铺时达到做好的效果。试验段通常选取200米左右的直线段,通过试验段摊铺,除了获得上述目的之外,还可以根据试验摊铺的情况,制定详细的摊铺进度以及现场管理人员数量、各自的职责等。最后,在试验段摊铺时还应做好相关资料、数据记录,并及时上报给监理单位审核,以确定正式摊铺时间。
3.3.2 全面摊铺。
全面摊铺的速度、松铺系数等由试验段获得,摊铺时可采用多台摊铺机联合进行一次性整幅摊铺。首先,根据松铺厚度调整好摊铺机,并在熨平板下面加设与松铺沥青等高度的垫板。提前对熨平板进行间隙预热,以保证摊铺时熨平板的初步压实效果;其次,多台摊铺机联合摊铺时前后应有10~30m的间隔并保持梯队同向进行作业,轨道重叠 50~100mm,底面层采用基准线引导的高程控制方式,中面层和上面层采用摊铺前后保持相同高差的雪撬式摊铺厚度的控制方式;摊铺机匀速进行摊铺,速度可控制在3m/min左右,中途不得临时变更方向或停顿。
3.4 碾压。
3.4.1 高速公路沥青面层的质量及平整度很大程度上都取决于摊铺过后的碾压工序。通常的碾压可分作初压、复压、终压三个阶段,采用胶轮压路机与双筒钢轮压路机配合进行碾压,遵循由下而上,先静后振,先慢后快的整体原则,保证整个碾压环节都有专门的现场技术人员负责指挥。
(1)初压是摊铺时的第一遍碾压,可采用双筒钢轮压路机,以2Km/h的速度碾压2遍。
(2)完成之后即刻便进行复压,复压是整个路面密实度控制的关键环节。复压时可先用钢轮压路机振动碾压2遍,然后用轮胎压路机碾压4~6遍即可。
(3)终压。终压的目的在于消除复压时的车辙与压痕,提高路面的平整度,可采用双筒钢轮压路机静压2遍左右,达到没有痕迹的目的。
3.4.2 另外,在整个摊铺与碾压的过程中,保证沥青在合适的温度区间对于摊铺及碾压效果而言也都是极为重要的。通常根据实际案例中所选用的沥青混凝土种类的不同,各工序中温度条件控制如下表1。
4. 结语
随着社会的不断进步,人们对于高速公路的质量要求越来越高,原有的水泥路面加铺沥青工程,在实践运用过程中相关技术和工艺也在不断完善。而在具体的施工过程中,更要从各个环节着手,加强现场施工管理,以便于最大化地减少高速公路后期的维修工作量。
参考文献
[1] 周富杰,孙立军.复合路面沥青面层最佳厚度[J].同济大学学报,2011,(10).
[2] 李林生.G206线梅南至丰顺段水泥路面修复工程方案及主要技术要求[J].广东公路交通,2009,(3).
[3] 李志华.沥青混凝土路面裂缝原因分析及防治措施[J].山西建筑,2005,31(3):90~92.
【关键词】高速公路;水泥路面;加铺;沥青混凝土
Expressway Cement Concrete Pavement Asphalt Concrete Technology Discussion
Wang Yong-bin
(Guilin, Guangxi Liuzhou expressway Branch Operations Limited Guilin Guangxi 541000)
【Abstract】This article is for highway Cement Concrete Pavement of Asphalt Technology. The author combines his own experience, the main road from the original cement processing technology, as well as two of the main asphalt concrete overlay technology, launched a detailed analysis.
【Key words】Highway;Cement pavement;Paving;Asphalt concrete
1. 前言高速公路是我国经济建设过程中的重要基础设施之一,它以通行能力强、行驶速度快、安全性高、运输能力大等优势,提高了现代交通运输的效率,为我国经济的均衡发展作出了重要的贡献。然而,我国传统的高速公路多为水泥混凝土路面,在经过了长时间的运行之后,许多水泥路面开始出现裂缝、破损、塌陷等问题,有些混凝土路面已经达到了设计使用年限,在越来越多的车辆荷载中表现地不堪重负,也在一定成都上影响到了正常的通车。在原有的水泥路面上加铺一层沥青混凝土面层,是解决这一问题的有效途径,在提高路面承载能力的同时也提高了高速公路的使用寿命。
2. 原有水泥路面处理
在加铺沥青混凝土之前,必须对旧有的水泥路面病症进行处理,以便于为加铺沥青工艺奠定下良好的基础。
2.1 坏板的处理。
(1)如果是混凝土板块表面有裂缝,且裂缝不会影响到整体的结构时,可以采用割缝机沿裂缝割缝,将碎渣清理干净之后,用沥青玛蹄脂在割缝中进行浇筑,以形成完整的板块。如果是混凝土板块边角的地方破损,则可以在施工时先用割缝机沿损坏范围割出一块正方形区域,然后用人工将损坏的地方凿出15cm~20cm深,并将碎渣清理干净,再用水泥混凝土重新浇筑。
(2)如果混凝土板块破损程度严重,影响到了整体的结构性,不能继续使用,则必须将旧板块彻底砸碎、清除。此过程可以采取人工砸碎或小型号油锤破碎的方法,不能使用大油锤以免震动深层的基础。砸碎后的混凝土废渣需要用车外运出去,板下的浮土也要一同清除干净,换填夯实的土层,然后用同等标号的水泥混凝土重新浇筑。另外,在破碎施工中注意不能损坏相邻的混凝土板块,注意相邻板块下方是否有空洞等现象,如发现空洞,则需要一同破碎,再重新浇筑。
2.2 构造缝的处理。
构造缝是指施工过程中设置的胀缝、伸缩缝等,在水泥混凝土路面中主要表现为伸缩缝,它是原路面基层处理过程中的重要内容。道路在常年使用过程中,伸缩缝中充满了杂质,首先需要用割缝机对伸缩缝进行重新切割,将里面的杂物清理干净,切割深度通常在10cm以上。杂质清除干净之后要及时填充沥青玛蹄脂,避免再次受到污染,此过程一般用专业的灌缝机完成。灌缝机应由专业人员设置操作,灌缝速度不宜过快,以保证流出的沥青玛蹄脂油底细腻、均匀,密实度高。另外,在灌缝施工时还要注意天气、温度等环境的影响,避免高温下施工而使得沥青玛脂在浇筑时产生气泡,影响灌缝质量。
2.3 顺接段施工。
在原水泥混凝土路面和四周沥青路面交接的地方,如果直接摊铺沥青混凝土,则会造成高程差,因此需要进行顺接处理。通常的处理方式为,将纵向接头处的水泥混凝土长度约15m左右,全部砸碎清除干净,然后按照新的高程要求重新浇筑水泥混凝土路面,该过程即是将原水泥混凝土标高降低,以满足顺接的要求。在施工中,为保障施工质量,要求在新浇筑的水泥混凝土路面上布设钢筋网及传力杆,形成钢筋混凝土底基层。如果是横行接头处理,考虑到顺接的面积小,可以在旧水泥混凝土路面上铺设中粒式混凝土的方法使新旧道路高程一致。
2.4 错台的处理。
错台是指水泥混凝土路面在长期的荷载以及不均匀沉降作用下,产生的局部断裂。水泥路面加铺沥青面层施工时,如果不对错台现象进行彻底处理,则会影响到沥青混凝土的平整度,产生裂缝等现象。在处理过程中,针对不超过5mm的错台,可以将高出的一侧用人工砸掉一部分,使两边处于同一平面即可。如果错台的高度超过5mm,小于30mm,则应先把高出的部分凿除,然后在较低的一侧板块上洒上一层乳化沥青透层油,再铺设一层沥青混合料使其处于同一水平面。若错台高差超过30mm,则应将板块整体凿除,重新浇筑水泥混凝土。
3. 加铺沥青面层的主要工艺和技术
3.1 沥青混合料拌合。
高速公路沥青面层施工,所选拌合站拌合量应在160 t/h以上,且拌合站应有合格的试验室以及熟悉沥青混合料各项工艺、试验、质量等指标的试验人员,以便于为施工提供各项试验资料。其次,沥青的搅拌应满足温度、时间等规范要求,如普通沥青混合料从拌和机从上料、拌和到出料一个循环约40~50秒,其中干拌约5秒,湿拌约35秒;混合料的加热温度应在160℃~180℃之间,以保证混合料出厂温度控制在140℃~165℃范围内。拌好的混合料出厂后从拌缸卸入提升车,送入贮料仓中暂存,之后再卸入运料汽车内。 3.2 混合料的运输。
沥青混合料一般选用载重量15吨以上的自卸汽车来运输,装车前先将车厢及四周清洗干净,并涂刷1∶3 柴油、水混合液。运输车辆的数量根据施工现场情况而定,以保证连续施工为原则,施工现场应有专门的车辆调度员,同时负责检查混合料的质量,如颜色是否均匀,是否有花白料,是否有结团或离析现象等,对不满足要求的废料应及时舍弃。
3.3 摊铺。
3.3.1 试验段摊铺。
在大面积摊铺沥青混凝土之前,通常要先做好试验段摊铺。试验段摊铺的目的在于:
(1)确定最佳的摊铺机械、压路机数量与搭配方式,同时确定好摊铺与碾压的速度等。
(2)确定摊铺时的松铺系数与实际摊铺厚度。
(3)确定摊铺的最佳温度,压路机的碾压顺序、碾压温度以及碾压遍数等,保证正式摊铺时达到做好的效果。试验段通常选取200米左右的直线段,通过试验段摊铺,除了获得上述目的之外,还可以根据试验摊铺的情况,制定详细的摊铺进度以及现场管理人员数量、各自的职责等。最后,在试验段摊铺时还应做好相关资料、数据记录,并及时上报给监理单位审核,以确定正式摊铺时间。
3.3.2 全面摊铺。
全面摊铺的速度、松铺系数等由试验段获得,摊铺时可采用多台摊铺机联合进行一次性整幅摊铺。首先,根据松铺厚度调整好摊铺机,并在熨平板下面加设与松铺沥青等高度的垫板。提前对熨平板进行间隙预热,以保证摊铺时熨平板的初步压实效果;其次,多台摊铺机联合摊铺时前后应有10~30m的间隔并保持梯队同向进行作业,轨道重叠 50~100mm,底面层采用基准线引导的高程控制方式,中面层和上面层采用摊铺前后保持相同高差的雪撬式摊铺厚度的控制方式;摊铺机匀速进行摊铺,速度可控制在3m/min左右,中途不得临时变更方向或停顿。
3.4 碾压。
3.4.1 高速公路沥青面层的质量及平整度很大程度上都取决于摊铺过后的碾压工序。通常的碾压可分作初压、复压、终压三个阶段,采用胶轮压路机与双筒钢轮压路机配合进行碾压,遵循由下而上,先静后振,先慢后快的整体原则,保证整个碾压环节都有专门的现场技术人员负责指挥。
(1)初压是摊铺时的第一遍碾压,可采用双筒钢轮压路机,以2Km/h的速度碾压2遍。
(2)完成之后即刻便进行复压,复压是整个路面密实度控制的关键环节。复压时可先用钢轮压路机振动碾压2遍,然后用轮胎压路机碾压4~6遍即可。
(3)终压。终压的目的在于消除复压时的车辙与压痕,提高路面的平整度,可采用双筒钢轮压路机静压2遍左右,达到没有痕迹的目的。
3.4.2 另外,在整个摊铺与碾压的过程中,保证沥青在合适的温度区间对于摊铺及碾压效果而言也都是极为重要的。通常根据实际案例中所选用的沥青混凝土种类的不同,各工序中温度条件控制如下表1。
4. 结语
随着社会的不断进步,人们对于高速公路的质量要求越来越高,原有的水泥路面加铺沥青工程,在实践运用过程中相关技术和工艺也在不断完善。而在具体的施工过程中,更要从各个环节着手,加强现场施工管理,以便于最大化地减少高速公路后期的维修工作量。
参考文献
[1] 周富杰,孙立军.复合路面沥青面层最佳厚度[J].同济大学学报,2011,(10).
[2] 李林生.G206线梅南至丰顺段水泥路面修复工程方案及主要技术要求[J].广东公路交通,2009,(3).
[3] 李志华.沥青混凝土路面裂缝原因分析及防治措施[J].山西建筑,2005,31(3):90~92.