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【摘 要】本文分析了水泥混凝土改为沥青混凝土施工过程中,对原有路面进行碎石化处理的工艺,总结了实践经验,取得了一定的效果
【关键词】旧水泥;混凝土;路面;碎石化;探讨
Discussion of Application for Old Cement Concrete Pavement gravel Technology
Zhao Fang, Yan Qi-bei
(Hefei Highway administration bureau direct branch Hefei Anhui 230051)
【Abstract】his article analyzed concrete to construction process of asphalt concrete, crushed stone pavement of the original disposal process, summed up the experience, and achieved some results
【Key words】Old cement; Concrete; Pavement; Gravel; Discussion
合肥至淮南公路206国道是安徽区段的中段,是目前合肥及安徽南部及西南部地区通往皖北、皖西北及河南、江苏北部地区和安徽北方各省的重要干线公路,更是连接两淮能源基地与省会合肥之间的主要陆上通道,在安徽省乃至华东地区公路运输中有着相当重要的地位和作用。合淮公路自从1996年改建以来,经过十余年的营运,局部路段出现破碎板、唧呢、错台、沉陷等病害,并有进一步发展的趋势,若不及时养护维修,必然造成通行能力和服务水平(快速、安全、舒适度)显著降低,尤其是通往合肥方向的右半幅,局部道路破损已严重影响车辆的正常通行,为改善路面状况,尽快提高道路的通行能力,提高地区道路网的综合服务水平,最大限度预防反射裂缝产生,采用了碎石化新工艺对这条国道进行改造。
2009年4月对合淮路981k-1014k部分路段实施了碎石化加铺沥青砼施工方案,间断总长2430米,原公路等级为二级公路,道路横断面分幅为:14m行车道(双向四车道)+2×1.5m路肩(沥青碎石硬化)。因该路段破损严重,采用原路面碎石化加铺沥青砼进行维修。路面维修结构为:原路面处理+原路面碎石化+封层+4cm沥青砼。因部分旧面板出现严重破损且基层已有明显损坏或沉陷,挖除旧面板、基层至稳定层面,加铺级配碎石底基层至原路面标高,施工时分层压实,顶面当量回弹模量≥120MPa。
经过一年半的运营使用,合淮路沥青面层表面没有发现反射裂缝,路面平整,路况良好,这说明经过多锤头碎石化处理能彻底解决反射裂缝的问题。这是因为混凝土板块经碎石化后,水泥面板的破碎程度比较彻底,水泥碎块的最大粒径在20~30cm之间,经Z型压路机压实稳固后混凝土面板表面碎块最大尺寸仅5~10cm,经洒布乳化稳定,从而在结构上不再是刚性板块,而成为类似沥青稳定碎石基层,即为柔性基层,故也不再存在水泥板块反射裂缝的问题。
下面就笔者所在的养护施工单位在合淮路进行碎石化施工工艺流程及处理技术,本文作一具体的探讨。
1. 路面碎石化前的处理
1.1 路面碎石化施工前,应先移除所有将破碎的混凝土板块上存在的沥青罩面层和部分沥青表面修补材料,以免影响碎石化质量。
1.2 在路面破碎之前应对出现严重病害的软弱路段进行修复处理:
(1)清除混凝土路面;
(2)开挖基层或路基至稳定层;
(3)换填级配碎石;
(4)回填料应进行适当的摊铺和压实,最小尺寸应不小于全车道宽和1.2m长,以保证压实效果。
2. 试验区与试坑
2.1 在路面碎石化施工正式开始之前,应根据路况调查资料,在有代表性的路段选择至少长50m、宽4m(或一个车道)的路面作为试验段。根据经验一般取落锤高度为1.1~1.2m,落锤间距为10cm,逐级调整破碎参数对路面进行破碎,目测破碎效果,当碎石化后的路表参数对路面进行碎石化的效果能满足规定要求,记录此时采用的破碎参数。
2.2 为了确保路面被破碎成规定的尺寸,在试验区内随机选取2个独立的位置开挖不小于1㎡的试坑,试坑的选择应避开有横向接缝或工作缝的位置。试坑开挖至基层,以在全深度范围内检查碎石化后的颗粒是否在规定的颗粒范围内。如果破碎的混凝土路面颗粒没有达到要求,那么设备控制参数必须进行相应调整,并相应增加试验区,循环上一过程,直至要求得到满足,并记录符合要求的MHB碎石化参数备查。在正常碎石化施工过程中,应根据路面实际状况对破碎参数不断作出微小的调整。当需要对参数作出较大调整时,则应通知监理工程师。
3. MHB破碎
3.1 碎石化要把75%以上的水泥混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超过7.5cm,中间不超过22.5cm,底部不超过37.5cm的粒径。
3.2 一般情况下,MHB应先破碎路面两侧的车道,然后破碎中部的行车道。在破碎路肩时应适当降低外侧锤头高度,减少落锤间距,既保证破碎效果,又不至于破碎功过大而造成碎石化过度。
3.3 两幅破碎一般要保证15cm左右的搭接破碎宽度。
3.4 机械施工过程中要灵活调整行进速度、落锤高度、频率等,尽量达到破碎均匀。
4. 凹处回填
不应修整破碎后混凝土路面或试图平整路面以提高线形,这样将破坏混凝土路面碎石化以后的效果。在压实前发现的大于5cm的凹地应用密级配碎石料回填并压实到要求。
5. 破碎后的压实要求
破碎后的路面采用Z型压路机和单钢轮压路机振动压实,压实遍数1~2遍,压实速度不允许超过5Km/h。在路面综合强度过高或过低的路段应避免过度压实,以防造成表面粒径过小或将碎石化层压入基层。
6. 乳化沥青透层
为使表面较松散的粒料有一定的结合力,宜使用慢裂乳化沥青做透层,用量控制在3.0~3.5Kg/m2。乳化沥青透层表面再撒布适量石屑后进行光轮静压,石屑用量以不粘轮为标准。
7. 碎石化技术应用的注意问题
在满足技术、经济条件要求的前提下,应用MHB进行碎石化前还需要综合考虑以下因素:
7.1 水泥混凝土路面基层的破坏程度决定了其碎石化施工的颗粒控制和工艺要求。对于损害严重的水泥混凝土路面,必须判断其基层状态。一般情况下,基层破坏程度越高。破碎后粒径越小。
7.2 水泥混凝土路面基层的破坏程度是判断严重病害路面是否可用碎石化工艺的重要标准;当基层严重破坏时,碎石化后板块容易丧失颗粒间的嵌挤作用,导致模量下降,容易导致沥青路面层出现疲劳破坏。此时应用碎石化,应注意提高上部路面结构设计安全性。
7.3 排水设施是碎石化的必须辅助工程。完善排水设施是防止碎石化后沥青加铺层再次发生水损坏的重要措施。
这里所有要求,共同构成碎石化技术的应用条件和决策依据,是确定旧水泥混凝土路面能否实施碎石化技术以及能否直接加铺沥青混凝土面层的必要条件。
8. 结束语
在道路建设中,水泥砼路面曾经风靡一时。但时间一长,行车舒适度差、噪音大、养护维修难度大的缺点也曝露了出来。很多接近或超过设计年限的水泥砼路面都通过改建,变成性能更优越的黑色沥青路面。但因无法突破反射裂缝这一技术瓶颈,一直以来破损水泥砼路面的修补与更换,需要将老的混凝土板全部破碎拆除,重新填充新混凝土料铺筑路面。拆除掉的混凝土板大多废弃、浪费及造成的环境污染较为严重,且施工过程中耗费大量人工,长期封堵交通,影响安全通行。而碎石化技术是目前解决反射裂缝问题的最有效方法。破碎工艺简单、工期短、综合造价低、环保、无污染,且施工时车辆仍可通行,很值得大力推广。
[文章编号]1006-7619(2010)10-20-954
[作者简介] 赵芳(1969.9-), 女,工程师,在合肥市公路管理局直属分局工作;阎其北(1976.9-),男,工程师,在合肥市公路管理局直属分局工作。
【关键词】旧水泥;混凝土;路面;碎石化;探讨
Discussion of Application for Old Cement Concrete Pavement gravel Technology
Zhao Fang, Yan Qi-bei
(Hefei Highway administration bureau direct branch Hefei Anhui 230051)
【Abstract】his article analyzed concrete to construction process of asphalt concrete, crushed stone pavement of the original disposal process, summed up the experience, and achieved some results
【Key words】Old cement; Concrete; Pavement; Gravel; Discussion
合肥至淮南公路206国道是安徽区段的中段,是目前合肥及安徽南部及西南部地区通往皖北、皖西北及河南、江苏北部地区和安徽北方各省的重要干线公路,更是连接两淮能源基地与省会合肥之间的主要陆上通道,在安徽省乃至华东地区公路运输中有着相当重要的地位和作用。合淮公路自从1996年改建以来,经过十余年的营运,局部路段出现破碎板、唧呢、错台、沉陷等病害,并有进一步发展的趋势,若不及时养护维修,必然造成通行能力和服务水平(快速、安全、舒适度)显著降低,尤其是通往合肥方向的右半幅,局部道路破损已严重影响车辆的正常通行,为改善路面状况,尽快提高道路的通行能力,提高地区道路网的综合服务水平,最大限度预防反射裂缝产生,采用了碎石化新工艺对这条国道进行改造。
2009年4月对合淮路981k-1014k部分路段实施了碎石化加铺沥青砼施工方案,间断总长2430米,原公路等级为二级公路,道路横断面分幅为:14m行车道(双向四车道)+2×1.5m路肩(沥青碎石硬化)。因该路段破损严重,采用原路面碎石化加铺沥青砼进行维修。路面维修结构为:原路面处理+原路面碎石化+封层+4cm沥青砼。因部分旧面板出现严重破损且基层已有明显损坏或沉陷,挖除旧面板、基层至稳定层面,加铺级配碎石底基层至原路面标高,施工时分层压实,顶面当量回弹模量≥120MPa。
经过一年半的运营使用,合淮路沥青面层表面没有发现反射裂缝,路面平整,路况良好,这说明经过多锤头碎石化处理能彻底解决反射裂缝的问题。这是因为混凝土板块经碎石化后,水泥面板的破碎程度比较彻底,水泥碎块的最大粒径在20~30cm之间,经Z型压路机压实稳固后混凝土面板表面碎块最大尺寸仅5~10cm,经洒布乳化稳定,从而在结构上不再是刚性板块,而成为类似沥青稳定碎石基层,即为柔性基层,故也不再存在水泥板块反射裂缝的问题。
下面就笔者所在的养护施工单位在合淮路进行碎石化施工工艺流程及处理技术,本文作一具体的探讨。
1. 路面碎石化前的处理
1.1 路面碎石化施工前,应先移除所有将破碎的混凝土板块上存在的沥青罩面层和部分沥青表面修补材料,以免影响碎石化质量。
1.2 在路面破碎之前应对出现严重病害的软弱路段进行修复处理:
(1)清除混凝土路面;
(2)开挖基层或路基至稳定层;
(3)换填级配碎石;
(4)回填料应进行适当的摊铺和压实,最小尺寸应不小于全车道宽和1.2m长,以保证压实效果。
2. 试验区与试坑
2.1 在路面碎石化施工正式开始之前,应根据路况调查资料,在有代表性的路段选择至少长50m、宽4m(或一个车道)的路面作为试验段。根据经验一般取落锤高度为1.1~1.2m,落锤间距为10cm,逐级调整破碎参数对路面进行破碎,目测破碎效果,当碎石化后的路表参数对路面进行碎石化的效果能满足规定要求,记录此时采用的破碎参数。
2.2 为了确保路面被破碎成规定的尺寸,在试验区内随机选取2个独立的位置开挖不小于1㎡的试坑,试坑的选择应避开有横向接缝或工作缝的位置。试坑开挖至基层,以在全深度范围内检查碎石化后的颗粒是否在规定的颗粒范围内。如果破碎的混凝土路面颗粒没有达到要求,那么设备控制参数必须进行相应调整,并相应增加试验区,循环上一过程,直至要求得到满足,并记录符合要求的MHB碎石化参数备查。在正常碎石化施工过程中,应根据路面实际状况对破碎参数不断作出微小的调整。当需要对参数作出较大调整时,则应通知监理工程师。
3. MHB破碎
3.1 碎石化要把75%以上的水泥混凝土路面破碎成表面最大尺寸不超过7.5cm,中间不超过22.5cm,底部不超过37.5cm的粒径。
3.2 一般情况下,MHB应先破碎路面两侧的车道,然后破碎中部的行车道。在破碎路肩时应适当降低外侧锤头高度,减少落锤间距,既保证破碎效果,又不至于破碎功过大而造成碎石化过度。
3.3 两幅破碎一般要保证15cm左右的搭接破碎宽度。
3.4 机械施工过程中要灵活调整行进速度、落锤高度、频率等,尽量达到破碎均匀。
4. 凹处回填
不应修整破碎后混凝土路面或试图平整路面以提高线形,这样将破坏混凝土路面碎石化以后的效果。在压实前发现的大于5cm的凹地应用密级配碎石料回填并压实到要求。
5. 破碎后的压实要求
破碎后的路面采用Z型压路机和单钢轮压路机振动压实,压实遍数1~2遍,压实速度不允许超过5Km/h。在路面综合强度过高或过低的路段应避免过度压实,以防造成表面粒径过小或将碎石化层压入基层。
6. 乳化沥青透层
为使表面较松散的粒料有一定的结合力,宜使用慢裂乳化沥青做透层,用量控制在3.0~3.5Kg/m2。乳化沥青透层表面再撒布适量石屑后进行光轮静压,石屑用量以不粘轮为标准。
7. 碎石化技术应用的注意问题
在满足技术、经济条件要求的前提下,应用MHB进行碎石化前还需要综合考虑以下因素:
7.1 水泥混凝土路面基层的破坏程度决定了其碎石化施工的颗粒控制和工艺要求。对于损害严重的水泥混凝土路面,必须判断其基层状态。一般情况下,基层破坏程度越高。破碎后粒径越小。
7.2 水泥混凝土路面基层的破坏程度是判断严重病害路面是否可用碎石化工艺的重要标准;当基层严重破坏时,碎石化后板块容易丧失颗粒间的嵌挤作用,导致模量下降,容易导致沥青路面层出现疲劳破坏。此时应用碎石化,应注意提高上部路面结构设计安全性。
7.3 排水设施是碎石化的必须辅助工程。完善排水设施是防止碎石化后沥青加铺层再次发生水损坏的重要措施。
这里所有要求,共同构成碎石化技术的应用条件和决策依据,是确定旧水泥混凝土路面能否实施碎石化技术以及能否直接加铺沥青混凝土面层的必要条件。
8. 结束语
在道路建设中,水泥砼路面曾经风靡一时。但时间一长,行车舒适度差、噪音大、养护维修难度大的缺点也曝露了出来。很多接近或超过设计年限的水泥砼路面都通过改建,变成性能更优越的黑色沥青路面。但因无法突破反射裂缝这一技术瓶颈,一直以来破损水泥砼路面的修补与更换,需要将老的混凝土板全部破碎拆除,重新填充新混凝土料铺筑路面。拆除掉的混凝土板大多废弃、浪费及造成的环境污染较为严重,且施工过程中耗费大量人工,长期封堵交通,影响安全通行。而碎石化技术是目前解决反射裂缝问题的最有效方法。破碎工艺简单、工期短、综合造价低、环保、无污染,且施工时车辆仍可通行,很值得大力推广。
[文章编号]1006-7619(2010)10-20-954
[作者简介] 赵芳(1969.9-), 女,工程师,在合肥市公路管理局直属分局工作;阎其北(1976.9-),男,工程师,在合肥市公路管理局直属分局工作。