舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層施工方法探討
2010-11-10
引 言
近年來(lái)，隨著交通量的劇增和汽車軸載日益重型化，原有的水泥混凝土路面已經(jīng)出現(xiàn)露骨、開(kāi)裂、斷板、沉陷、錯(cuò)臺(tái)、破碎、板底脫空等路面損壞，影響了道路的使用功能，面臨著修復(fù)工作。蕪湖市相繼在九華北路、銀湖路進(jìn)行了“剛改柔”改造，取得了良好的社會(huì)效果和經(jīng)濟(jì)效益。
本文結(jié)合了工程實(shí)際，對(duì)“剛改柔”的施工方法進(jìn)行了總結(jié)。
1.對(duì)原有舊水泥混凝土路面進(jìn)行處理
在進(jìn)行加鋪瀝青混凝土面層之前必須對(duì)原有舊水泥混凝土路面病害進(jìn)行認(rèn)真徹底的處理，只有這樣改造后的路面才能達(dá)到良好的預(yù)期效果。
1．1 灌縫
原有舊水泥混凝土路面的接縫都要采用新型改性瀝青材料進(jìn)行灌縫，以有效防止路面水從路面滲入基層，保證基層有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。該種改性瀝青在使用時(shí)必須由混凝土路面嵌縫機(jī)加熱至300℃ ，然后通過(guò)混凝土路面嵌縫機(jī)注膠嘴把改性瀝青注入接縫內(nèi)。該種材料在高溫下熱穩(wěn)定性好，低溫下不易老化變脆，安全經(jīng)濟(jì)，又不會(huì)給環(huán)境造成污染，可以滿足接縫灌縫的需要。
1．2 嚴(yán)重破碎板的修補(bǔ)
對(duì)已斷裂成3塊以上的嚴(yán)重破碎板，堅(jiān)決采用常規(guī)的挖補(bǔ)方法對(duì)板體進(jìn)行更換。將舊板破碎、運(yùn)走，清掃基層；用C15混凝土修復(fù)松散基層(如有松軟的素淤泥塊，還應(yīng)挖坑切槽，直到堅(jiān)硬基層)，基層表面要平整，并具有一定的橫坡坡度，然后重新澆筑C30混凝土板。板體更換時(shí)應(yīng)注意：
(1)破碎機(jī)械建議不用沖擊錘，因其沖擊力對(duì)周圍板塊基層有振動(dòng)影響，最好用人工配合空壓機(jī)，小型鑿巖機(jī)也可。
(2)新澆的混凝土板塊的強(qiáng)度不小于原來(lái)板塊的設(shè)計(jì)強(qiáng)度，其材料要求、配合比、施工工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等應(yīng)符合有關(guān)設(shè)計(jì)與施工規(guī)范的規(guī)定要求。
(3)行車道與超車道之間縱縫內(nèi)的傳力桿鋼筋，應(yīng)予以保留或恢復(fù)；橫縫(脹縫或縮縫)中的拉桿鋼筋也應(yīng)保留。
(4)連續(xù)換板也應(yīng)對(duì)應(yīng)于舊板留出縱、橫縫。
(5)混凝土配比中需加入早強(qiáng)劑。
1．3 一般斷板的修補(bǔ)
對(duì)斷裂情況較輕的板塊，如果按破碎板整槽翻修的辦法來(lái)做，不但成本高，而且費(fèi)時(shí)。對(duì)待此類病害，采用對(duì)裂縫開(kāi)槽注膠的方法來(lái)處治。具體做法是：
(1)首先將裂縫用開(kāi)槽機(jī)切割出寬2 cm深1 cm的工作槽。
(2)把工作槽內(nèi)的雜物和粉塵清理干凈。
(3)利用補(bǔ)縫器通過(guò)注膠嘴把補(bǔ)縫膠注人工作槽內(nèi)，從而達(dá)到黏結(jié)裂縫防止水滲入基層的目的，使之重新恢復(fù)通行功能。
1．4 脫空板塊的處理
1．4．1 脫空板塊的判定
(1)下雨之后唧泥的板塊一律視為脫空板塊。
(2)測(cè)定全線板塊的彎沉值，以2 km為一段，按97.7% 的保證率計(jì)算該段的代表彎沉，實(shí)測(cè)彎沉值大于該段的代表彎沉值的板塊很有可能板下脫空。
(3)人站在板邊接縫處，當(dāng)重型車輛駛過(guò)時(shí)，能感覺(jué)到兩板之間相對(duì)垂直位移。
(4)當(dāng)重車行過(guò)，人站在板邊能聽(tīng)到空洞聲。
1．4．2 脫空板塊的處理
脫空板塊較好的處理辦法就是板底壓漿。利用灰漿泵的壓力將水泥漿液通過(guò)預(yù)先鉆好的孔洞直接壓入板下，填充板下出現(xiàn)的空洞，使基層重新穩(wěn)定。施工方法如下：
(1)布孔：呈梅花型，每板5孔。
(2)鉆孔：板底脫空主要存在兩個(gè)界面：混凝土板底與基層頂面之間和基層底部與底基層頂面之間。鉆孔深度必須穿透二灰基層，以確保漿液能灌人到所有可能的脫空界面。用5cm 鉆頭鉆孔，深度一般為55cm，安排有專人量深，并記錄。
(3)臨時(shí)封孔：大面積流水作業(yè)，各種施工車輛來(lái)往不斷，鉆好的孔需臨時(shí)封孔，以防雜物進(jìn)入。
(4)預(yù)埋法蘭螺帽：為了壓漿管槍頭能固定于壓漿孔口上，形成整體，有足夠的壓力壓漿，在孔口內(nèi)壁埋上法蘭螺帽。應(yīng)注意的是，預(yù)埋上螺帽后，需繼續(xù)封上孔，以防雜物落入。
(5)清孔：用空氣高壓槍，插入壓漿孔中，吹出雜物。
(6)漿液配制：水泥：水：減水劑：早強(qiáng)劑：膨脹劑=1：(0.45N0.55)：0.02：0.03：0.02。漿液應(yīng)具備下列特點(diǎn)：初凝時(shí)間長(zhǎng)，施工和易性好，早期強(qiáng)度高，不發(fā)生收縮，避免再次造成收縮。
(7)壓漿：壓漿采用沖程式壓漿機(jī)，壓力由壓力表指示。壓漿壓力應(yīng)根據(jù)壓漿機(jī)械、路面狀況等來(lái)控制，一般以2～4 MPa為宜；抬板時(shí)根據(jù)抬板難易情況增壓1～2 MPa，使工后錯(cuò)臺(tái)≤5 mm。壓漿關(guān)鍵是要壓漿槍頭與板塊上的壓漿孔能聯(lián)接牢固，不漏漿，保證壓漿壓力。
(8)封孔養(yǎng)生：壓漿后，應(yīng)立即用木塞封孔，養(yǎng)生3d后，才能開(kāi)放交通。壓漿期間應(yīng)注意車輛通行，一般保留硬路肩作為施工通道。
1．5 其它形式損壞
其它一些非結(jié)構(gòu)性破壞，如錯(cuò)臺(tái)、露骨、接縫剝落、麻面等，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行有針對(duì)性的處理，必要時(shí)可采用換板處理。
2.加鋪瀝青混凝土面層施工
2．1 玻纖格柵施工
水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土這種路面結(jié)構(gòu)普遍存在一個(gè)問(wèn)題：瀝青加鋪層會(huì)受到反射裂縫及其產(chǎn)生的反射應(yīng)力的影響。環(huán)境與交通量因素的負(fù)效應(yīng)常常使裂縫迅速擴(kuò)散，嚴(yán)重影響瀝青加鋪層的使用壽命。如何控制反射裂縫產(chǎn)生的時(shí)間和擴(kuò)散速度是必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
2．1．1 反射裂縫產(chǎn)生的機(jī)理
舊水泥混凝土路面加鋪層，由于接縫、裂縫的存在，其作為基層后整體的強(qiáng)度降低，而且在外力荷載作用下，瀝青混凝土加鋪層處于復(fù)雜的三維應(yīng)力作用的狀態(tài)下。車輛通過(guò)不連續(xù)的板體時(shí)，瀝青混凝土加鋪層由于接縫、裂縫的兩側(cè)相鄰板塊產(chǎn)生了縱向的位移差而出現(xiàn)了較大的剪應(yīng)力，它是產(chǎn)生反射裂縫的主要原因。
2．1．2 防止反射裂縫的措施
(1)用人工清掃或用水清洗已處理好的舊水泥混凝土路面，保證路面無(wú)污染，雜物清除干凈，同時(shí)一定要保持路面干燥。
(2)鋪筑防水材料：沿原有水泥混凝土面板縱、橫向接縫處鋪筑APP改性瀝青防水卷材，防水卷材寬度1m。防水卷材施工采用熱熔鋪貼法，在縱、橫向接縫處涂刷SBS改性瀝青防水卷材冷底油，要求涂刷均勻，一次到位。然后將防水卷材按位擺正，用噴燈加熱卷材卷材和混凝土面板，待卷材表面熔化后開(kāi)始鋪貼，要求壓實(shí)壓平，防止翹邊。
(3)鋪灑瀝青粘層油：在準(zhǔn)備好的干燥舊路面上，噴灑粘層油，粘層油采用改性乳化瀝青。
(4)鋪筑0.8 cmES一3型稀漿封層。
(5)鋪筑玻纖格柵：在水泥混凝土面板縱、橫向接縫處鋪筑玻纖格柵，玻纖格柵應(yīng)用鐵釘及鐵皮將玻纖格柵固定在瀝青混凝土應(yīng)力吸收層上，防止瀝青攤鋪將玻纖格柵卷起。
(6)注意事項(xiàng)：玻纖格柵鋪筑過(guò)程中，應(yīng)封閉交通，除施工車輛外，其它車輛只有在緊急情況下才允許在鋪好的玻纖格柵上緩慢通過(guò)。施工過(guò)程中應(yīng)避免車輛在玻纖格柵上轉(zhuǎn)彎或急剎車。
2．2 瀝青混凝土面層施工
2．2．1 瀝青混合料的拌和和運(yùn)輸
(1)在瀝青混合料拌和過(guò)程中要從混合料級(jí)配、瀝青用量、拌和溫度和時(shí)間等進(jìn)行全方位的控制，以提高混合料的攤鋪效果。
(2)瀝青混合料在運(yùn)輸過(guò)程中，必須將其充分覆蓋，以防止瀝青在高溫時(shí)受陽(yáng)光、空氣所造成的氧化及瀝青混合料溫度的降低[1,2]。
2．2．2 瀝青混合料的攤鋪
(1)平整度的控制：為了控制攤鋪時(shí)的平整度，攤鋪機(jī)熨平板的自動(dòng)找平裝置需要有一個(gè)準(zhǔn)確的基準(zhǔn)面。目前高速公路工程中常用的基準(zhǔn)面(線)控制的方法有：基準(zhǔn)鋼絲繩法、浮動(dòng)基準(zhǔn)梁法等。
(2)攤鋪溫度控制：攤鋪時(shí)的溫度不得低于110-130℃ ，也不得高于165℃。實(shí)際施工過(guò)程中，可以用目測(cè)法進(jìn)行判別：過(guò)熱的混合料從表面上冒青煙，色澤不均勻；過(guò)冷的混合料表面粗糙，并且有結(jié)塊現(xiàn)象，骨料表面裹覆不好[1，2]。
(3)攤鋪速度控制：攤鋪機(jī)工作時(shí)應(yīng)保持勻速緩慢前進(jìn)，不得時(shí)慢時(shí)快或中途停頓；否則會(huì)破壞熨平板受力平衡系統(tǒng)，引起熨平板上下波動(dòng)，直接影響路面平整度。
2．2．3 瀝青混和料的碾壓
(1)壓實(shí)設(shè)備必須配有鋼輪壓路機(jī)、大噸位輪胎壓路機(jī)及大噸位振動(dòng)壓路機(jī)，能按合理的壓實(shí)工藝進(jìn)行組合壓實(shí)。并應(yīng)備有經(jīng)監(jiān)理工程師所認(rèn)可的小型振動(dòng)壓路機(jī)或手扶振動(dòng)夯具，以用于在狹窄地點(diǎn)壓實(shí)或修補(bǔ)工程。
(2)在混合料完成攤鋪和刮平后應(yīng)立即對(duì)路面進(jìn)行檢查，對(duì)不規(guī)則之處應(yīng)及時(shí)用人工進(jìn)行調(diào)整，隨后進(jìn)行充分、均勻的壓實(shí)。
(3)壓實(shí)分為初壓、復(fù)壓和終壓，壓路機(jī)應(yīng)以均勻速度行駛。
(4)初壓采用輕型鋼筒式壓路機(jī)或關(guān)閉振動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓，初壓后檢查平整度和路拱，必要時(shí)應(yīng)予以修整。復(fù)壓緊接在初壓后進(jìn)行，復(fù)壓宜采用重型的輪胎壓路機(jī)，也可采用振動(dòng)壓路機(jī)。終壓緊接在復(fù)壓后進(jìn)行，終壓應(yīng)采用雙輪鋼筒式壓路機(jī)或關(guān)閉振動(dòng)的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓。
(5)碾壓工作應(yīng)按試驗(yàn)路確定的試驗(yàn)結(jié)果辦理。
(6)在碾壓期間，壓路機(jī)不得中途停留、轉(zhuǎn)向或制動(dòng)。當(dāng)壓路機(jī)來(lái)回交替碾壓時(shí)，前后兩次停留地點(diǎn)應(yīng)相距10m以上，并應(yīng)駛出壓實(shí)起始線3m以外。
(7)壓路機(jī)不得停留在溫度高于50℃ 的已經(jīng)壓實(shí)過(guò)的混合料上。同時(shí)應(yīng)采取有效措施，防止油料、潤(rùn)滑油、汽油等其他有機(jī)雜質(zhì)在壓路機(jī)操作或停放期間掉落在路面上。
(8)在壓實(shí)時(shí)，如接縫處(包括縱縫、橫縫或其他原因而形成的施工縫)的混合料溫度已經(jīng)不能滿足壓實(shí)溫度要求，應(yīng)采用加熱器提高混合料的溫度達(dá)到要求的壓實(shí)溫度，再壓實(shí)到無(wú)縫跡為止。否則，必須垂直切割混合料并重新鋪筑，立即共同碾壓到無(wú)縫跡為止。
(9)在壓路機(jī)壓不到的地方，應(yīng)采用熱的手夯或機(jī)夯把混合料充分壓實(shí)。已經(jīng)完成碾壓的路面，不得修補(bǔ)表皮[3,4]。
2．2．4 接縫的處理
(1)鋪筑工作的安排應(yīng)使縱、橫縫都保持在最小數(shù)量。接縫的方法及設(shè)備，應(yīng)取得監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。在接縫處的密度和表面修飾應(yīng)與其他部分相同。
(2)相鄰兩幅以及上下層的橫向接縫，均應(yīng)錯(cuò)位1m以上，橫向接縫嚴(yán)禁采用斜接縫，應(yīng)采用垂直的平接縫。
(3)平接縫應(yīng)做到緊密粘結(jié)，充分壓實(shí)連接平順，可采用切縫機(jī)切齊接頭，灑粘層油后接著攤鋪。
(4)橫向接縫應(yīng)先用壓路機(jī)進(jìn)行橫向碾壓，碾壓時(shí)壓路機(jī)應(yīng)位于已壓實(shí)的面層上，錯(cuò)過(guò)新鋪層15cm，然后每壓一遍向新鋪層移動(dòng)15-20cm，直至全部在新鋪層上，再改為縱向碾壓。
(5)當(dāng)無(wú)法避免出現(xiàn)縱向冷接縫時(shí)，宜加設(shè)擋板或加設(shè)切刀切齊，也可在混合料尚未完全冷卻前用鎬刨除邊緣留下毛茬的方式，但不宜冷卻后采用切割機(jī)切縫作縱向冷接縫。
(6)上下層的縱縫應(yīng)錯(cuò)開(kāi)150mm(熱接縫)或300~400mm(冷接縫)，表層的縱縫應(yīng)順直，冷接縫宜留在車道標(biāo)線位置上。
3.結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土面層，可以有效地改善道路的使用品質(zhì)，延長(zhǎng)路面的使用壽命，提高路基的穩(wěn)定性和瀝青路面的水穩(wěn)定性。
參考文獻(xiàn):
【1】JTG F4O一2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范IS]．
【2】 JTJ F30—2003，公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范IS]．
【3】JTJ 073．2—2001，公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范IS]．
【4】JTJ 073．1—2001，公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范IS]．
