陳智 許洪潔
(1.廈門中平公路勘察設(shè)計院有限公司2.江西中煤建設(shè)集團有限公司)
市政道路路面改造及施工技術(shù)探析
陳智1許洪潔2
(1.廈門中平公路勘察設(shè)計院有限公司2.江西中煤建設(shè)集團有限公司)
隨著我國城市基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)快速發(fā)展,出于提高行車舒適性、降低城市噪音等因素。所以,大量的城市水泥混凝土路面進行了加鋪瀝青改造工程。本文筆者結(jié)合多年實踐工作經(jīng)驗,主要針對舊路路面改造工程的施工技術(shù)進行了闡述,并提出了把原水泥混凝土路面作為基層的施工方法。供同行參考。
道路工程;改造施工;問題分析;施工方法
近年來,隨著城市水泥混凝土路面損壞后,常用的維修辦法是將板體粉碎后重建。這不僅工程量和耗資巨大,而且造成大量的建筑垃圾難以安置,再有就是過長的建養(yǎng)周期會嚴重影響交通。因此,在舊水泥混凝土路面架設(shè)置瀝青加鋪層的改造方式,它可以以較少的時間和資金,在最大限度利用舊路面結(jié)構(gòu)能力的情況下使水泥混凝土路面的性能全面升級。
1.1路面檢測
采用彎沉檢測對舊路進行評估,主要關(guān)注以下幾個方面:
(1)整體承載能力,主要通過板中彎沉測試和剛度組成分析計算下承層的彈性模量來反映;
(2)板角脫空情況,通過板角彎沉測試,根據(jù)彎沉值來判斷;
(3)接縫傳荷能力評價,通過跨過橫縫的兩個彎沉傳感器計算彎沉差和傳荷系數(shù)。測試彎沉是很重要的一項基礎(chǔ)性工作。首先,要繪制整條道路板塊平面示意圖;然后對每塊板的4個角點進行彎沉測試,接縫傳荷能力采用彎沉比方法計算、評價,對測試數(shù)據(jù)進行歸類匯總,作為板塊處理的依據(jù)。
1.2壞板的處理
水泥混凝土路面都是由伸縮縫分開的水泥混凝土板組合而成(板的大小為3.5m×5m)。舊水泥混凝土路面經(jīng)過長時間使用,就會出現(xiàn)一些水泥混凝土板被車輪壓爛、壓碎、斷裂、掉角等,在“白改黑”施工時,這些問題都必須解決。如果個別水泥混凝土板破損嚴重,不能繼續(xù)使用,則必須將舊板徹底拆除,將舊水泥混凝土板塊挖除外運,然后重新澆筑標號不低于原路面的水泥混土。
如果原水泥混凝土板破損不嚴重而且只有裂縫時,可以不破碎,采用切縫機沿裂縫切縫,清理干凈,并在所切縫隙中灌瀝青瑪蹄脂(與伸縮縫處理方法相同,后面將詳述)。如果原水泥混凝土板破損不嚴重而且只、有邊角處輕微損壞,可以不破碎,施工先用切縫機沿損壞范圍切成正方形區(qū)域,用人工將損壞處鑿12~15cm深并清走,再向其中重新澆筑水泥混凝土。
1.3順接段施工
在原水泥混凝土路面與瀝青混凝土路面的縱向順接段,由于水泥混凝土路面上要鋪瀝青混凝土,從而造成新舊瀝青混凝土路面高程不一致,因此要進行二者順接段施工處理。處理方法是將接頭處長約10~15m的水泥混凝土板按處理壞板的方法砸除,然后重新按順接高程要求澆注水泥混凝土路面。為保證順接處的施工質(zhì)量,往往還要在新澆注水泥混凝土路面布設(shè)鋼筋網(wǎng)及傳力桿,形成鋼筋混凝土底基層。橫向順接段因面積小、交通流量較小,可以采取在舊水泥混凝土路面上鋪設(shè)中粒式瀝青混凝土的方法使高程一致。
1.4錯臺處理
常年的車流可能造成相鄰舊水泥混凝土板高低不平,形成錯臺現(xiàn)象。錯臺現(xiàn)象不但會對新鋪的瀝青混凝土路面平整度產(chǎn)生影響,而且完工后新鋪的瀝青混凝土路面也會在此處形成裂縫,嚴重影響工程質(zhì)量,因此必須進行處理。處理方法視相鄰板的錯臺嚴重程度而定。
當錯臺較小(不高于5mm)時,可用人工將稍高板的高出部位按倒三角斷面鑿一部分,使二者處在同一水平面上。
當錯臺較大(大于5mm而不高于3cm)時,不但要將稍高板鑿除一部分,還要在稍低板上灑1.2kg/m2的乳化瀝青透層油,并鋪上一層細細的瀝青砂混合料,用襯平的方式使二者處在同一水平面上。當錯臺大于3cm時,就要像處理損壞板塊的方法那樣將下沉板破除,重新澆筑新水泥混凝土板補強。
1.5接縫處理
伸縮縫處理是基層處理施工中的重要工序。首先采用切縫機對縫隙進行切縫清理,然后用瀝青灌縫機向清理后的縫中灌注瀝青瑪蹄脂。切縫機清縫主要是將縫中的雜物徹底清除,清縫時要保證一定的鋸深,即清出的縫要有足夠的深度,一般最少也要8~10cm。清縫后要及時清掃干凈并盡快進行灌縫,以免雜物再次進入縫隙。向清出的伸縮縫中灌注瀝青瑪蹄脂,一般由專用的瑪蹄脂灌縫機來完成。灌縫前要調(diào)整好灌縫機,使之流出的瀝青油底細膩、均勻。灌縫要由專門的操作人員來完成,灌縫時速度要慢,要保證縫中的瀝青瑪蹄脂均勻密實,使之慢慢靜化凝固。灌縫施工還要盡量選擇在氣溫適宜的時段施工,天氣炎熱時,可采取夜間施工,以防止過高的氣溫使?jié)补嗟臑r青瑪蹄脂表面出現(xiàn)小氣泡,影響質(zhì)量。
1.6檢查井蓋的施工
因路面抬高,需要對原路面上的檢查井蓋進行調(diào)整升高并加固。升高加固的方法可采用鋼筋混凝土加固法。為不影響瀝青混凝土面層施工,檢查井蓋升高加固宜在最后一層瀝青混凝土攤鋪前進行。首先應檢查水泥混凝凝土路面井蓋四周30~40cm的區(qū)域并人工破除30cm深左右,清除渣土,按設(shè)計部門提供的加固方案及圖紙支好模板、放入鋼筋籠,按設(shè)計高度墊好井蓋座,并向四周拉長線使之能與周圍高程順接一致,隨后向井蓋四周澆注標號不低于原路面的水泥混凝土,按規(guī)范振搗、養(yǎng)護等,保證工程質(zhì)量。
上述施工都不可避免地產(chǎn)生大量的渣土,均要及時進行清理,必要時采取鼓風機吹凈浮土、灑水車沖洗等方法,一定要做到噴透層油前表面干干凈凈,無任何浮塵與污染。同時,要經(jīng)過建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計、質(zhì)監(jiān)等多家單位聯(lián)合驗收才可進行下一步施工。
瀝青混凝土面層的攤鋪施工:
瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)斷面圖見圖1,上面層為4cm瀝青馬蹄脂碎石(SMA-13+0.1%腈綸纖維),下面層為6cm中粒式瀝青混凝土(AC-20C)。
圖1 瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)斷面
2.1施工方案
瀝青混凝土面層,采用瀝青拌和樓集中拌和,大型自卸車運至現(xiàn)場,攤鋪機攤鋪,雙鋼輪壓路機和膠輪壓路機聯(lián)合碾壓成型。
2.2原材料的技術(shù)要求
路面采用的碎石應具有良好的顆粒形狀,集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質(zhì),具有足夠的強度、耐磨耗性,同時應具有良好的表面紋理,與瀝青有良好的黏結(jié)力。細集料可采用天然砂、機制砂及石屑,或天然砂和石屑兩者的混合料。天然砂、機制砂及石屑規(guī)格和質(zhì)量應符合技術(shù)規(guī)范的要求。
填充料必須采用石灰石磨細的礦粉,礦粉必須保持干燥、潔凈,能從石粉倉中自由流出。填料中小于0.075mm的顆粒含量為75~100%。嚴禁使用回收的礦粉。瀝青的各項技術(shù)指標應符合施工技術(shù)規(guī)范的要求,進場瀝青供貨方應提供出場合格證及技術(shù)指標檢驗單。工地中心試驗室按規(guī)范規(guī)定進行抽檢,合格后方可使用。
2.3混合料配合比設(shè)計
礦料級配:礦料篩分采用水篩法,每一級集料均要精確篩分出0.075mm以下的含量,進行合成級配計算,符合規(guī)范要求。其中0.075mm、2.36mm和4.75mm等3級必須滿足要求。配合比以最終批準的為標準。
瀝青混合料設(shè)計包括3個部分:馬歇爾設(shè)計、混合料水穩(wěn)定性檢驗、混合料高溫穩(wěn)定性檢驗。
普通瀝青在進行馬歇爾設(shè)計時,應根據(jù)瀝青的黏溫關(guān)系曲線確定施工溫度,同時瀝青混合料設(shè)計技術(shù)指標應滿足規(guī)范要求。
2.4鋪筑試驗段,做好技術(shù)總結(jié)
通過鋪筑試驗段,驗證生產(chǎn)配合比,檢驗施工方案、施工工藝及操作規(guī)程的可靠性,為瀝青混凝土路面大面積施工提供技術(shù)依據(jù)。技術(shù)總結(jié)應包括下列內(nèi)容:確定各面層瀝青混合料的施工配合比;確定各面層的松鋪系數(shù);確定各瀝青混合料層的調(diào)平方法,掌握使用性能;確定與拌和機生產(chǎn)能力相適應的攤鋪速度;確定壓實機具的種類、組合方式、碾壓方式、順序、速度及遍數(shù);拌和、運輸、攤鋪、碾壓等工序連續(xù)施工的合理銜接與配合方式;接縫的正確處理辦法;確定每天合理的作業(yè)長度,修正施工組織計劃。
2.5瀝青混合料的拌制
采用大型間歇式拌和設(shè)備,并裝有溫度檢測系統(tǒng)、保溫成品貯料倉和二次除塵裝置,其熱料倉數(shù)量和冷料倉數(shù)量應滿足需要。每天拌料前對拌和樓及配套設(shè)備進行檢查,使各儀表處于正常工作狀態(tài),定期對計量裝置進行校核,保證混合料中瀝青用量、抗剝落劑用量及集料配合比的誤差符合技術(shù)規(guī)范要求。
2.6瀝青混合料攤鋪
(1)找平方式
下面層調(diào)平采用“基準鋼絲法”找平,即在鋪筑邊線外20cm左右打入穩(wěn)固的支撐桿(最好對應中線樁號),支撐桿間距為10m,以樁位處下面層頂設(shè)計高程加上一個常數(shù)為鋼絲標高。基準鋼絲敷設(shè)的長度每段為300m左右,并配用有專門計量張力的標尺。一般鋼絲長度為200~250m時其張緊力應為100~130kg,鋼絲長度為250~300m時其張緊力為150~200kg,使“基準鋼絲”在10m內(nèi)產(chǎn)生的撓度最大不超過2mm,必要時應加密支撐桿。彎道半徑較小段、變坡點附近或加寬段前后應加密支撐桿。支撐桿和基準鋼絲架設(shè)標高經(jīng)核對無誤后,才能開始攤鋪,在鋪筑過程中現(xiàn)場應設(shè)1~2人來回檢查,防止車輛、施工人員及其他機械碰撞支撐桿或鋼絲。
(2)攤鋪
采用攤鋪機攤鋪,攤鋪前將熨平板預熱15~20min,使其接縫處原路面的溫度達到70℃以上。
(3)調(diào)整攤鋪機熨平板
在新開始鋪筑的路段,應使熨平板的高度為下面層的厚度乘以下面層的松鋪系數(shù),并使熨平板與2%的路面橫坡一致,然后在全寬度范圍內(nèi)墊5塊木塊,使熨平板放穩(wěn)。
在接著已鋪好的瀝青混凝土層鋪筑時,應量出橫縫處新鋪路面的實際厚度,再乘以下面層的松鋪系數(shù),確定在已鋪路面上應墊的高度。再在全寬度范圍內(nèi)墊5塊木塊,使熨平板放穩(wěn)。
開始攤鋪時,逐車檢測混合料的溫度,瀝青混合料的攤鋪溫度應不低于規(guī)范要求。
調(diào)整攤鋪機的振夯頻率及振幅,使攤鋪后的瀝青混合料具有80%以上的初始密度。
攤鋪速度應根據(jù)拌和設(shè)備的生產(chǎn)能力、熱料倉的貯料數(shù)量、運輸距離、運輸車輛及壓實能力綜合考慮,使攤鋪保持勻速,進行連續(xù)不間斷地鋪筑。
在鋪筑中應使螺旋送料器慢速、均勻、不斷地向兩側(cè)供料,使送料器中料始終保持在螺旋葉片以上。
鋪筑時使攤鋪機料斗中的瀝青混合料保持一定數(shù)量,料斗的側(cè)擋板應有規(guī)律地攏料。
鋪筑時應有專人檢查厚度及橫坡度,發(fā)現(xiàn)偏差及時糾正。
2.7瀝青混合料的碾壓程序
瀝青混合料各層的碾壓成型分為初壓、復壓、終壓3個階段。
(1)初壓:主要為了增加瀝青混合料的初始密度起穩(wěn)定作用。由2臺雙鋼輪振動壓路機(重型10~15t)完成,靜壓1~2遍。如初壓混合料未產(chǎn)生推擠、擁包時,可采用振壓,用高頻率低振幅。初壓速度為2~3km/h,緊跟攤鋪機,盡量少噴水,堅持高溫碾壓。
(2)復壓:主要解決壓實問題。復壓開始溫度應嚴格控制,通過復壓達到或超過規(guī)定的壓實度。由1臺20t以上輪胎壓路機和2臺雙驅(qū)雙振壓路機各壓3遍。壓路機碾壓速度應嚴格控制。
(3)終壓:主要是消除壓實中產(chǎn)生的輪跡,使表面平整度達到或超過要求值,碾壓終了溫度應不低于規(guī)范要求。
采用2臺雙鋼輪振動壓路機,靜壓各1~2遍,速度為3~5km/h,直至無明顯輪跡,最后采用輪胎壓路機拋光碾壓1~2遍。
瀝青混凝土路面邊緣壓實時應先留下30cm左右不壓,待兩個壓實階段完成后再壓,并多壓1~2遍。靠路緣石處壓路機壓不到時,用小型振動壓路機碾壓。經(jīng)過終壓后,由專人檢測平整度,發(fā)現(xiàn)平整度達不到要求時,應在表面溫度較高時,進行處理,直至符合要求。
接縫處理應嚴格按規(guī)范要求進行處理。
瀝青混合料路面鋪完后應待攤鋪層完全自然冷卻至表面溫度低于50℃以下,方可開放交通。
對基層處理中壞板挖出重新補強的區(qū)域,要嚴格做好登記,并在圖紙上標出,以便完工后及時查找,萬一出問題時便于分析原因。土工布遇水便失去應有作用,如果前期較早采購進場,要進行妥善保管。有條件時放入倉庫,無條件不得不露天存放時,不但全部要用厚質(zhì)塑料布包裹密實,而且其下部也要用木棍或其他材料墊高15~20cm,保證所有土工布離地,防止下雨時上部被雨淋、下部被水泡的現(xiàn)象發(fā)生。
總之,舊路加鋪瀝青面層段基本上未出現(xiàn)反射裂縫和瀝青層推移現(xiàn)象,路面開裂、唧漿、坑洞、車轍等常見的瀝青路面早期損害也極少出現(xiàn),可以說本次在水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層是成功的。
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U416.2
A
1673-0038(2015)43-0220-03
2015-10-1