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        舊水泥路面加鋪超薄瀝青層綜合技術(shù)的研究

        2021-03-20 03:03:58朱慧芳河南通安高速公路養(yǎng)護工程有限責(zé)任公司
        環(huán)球市場 2021年3期
        關(guān)鍵詞:攤鋪碾壓壓實

        朱慧芳 河南通安高速公路養(yǎng)護工程有限責(zé)任公司

        一、工程概況

        A 路段全長 15.762 公里,竣工通車至今已經(jīng)九年,由于車流量不斷增大,致使路面破損嚴(yán)重。采取試驗路長為500m,板塊尺寸寬4.5m,長5m,設(shè)計板厚24cm,水泥石屑基層20cm,硬路肩。為了能提出合理的舊路改造方案,對舊水泥路面進行了詳細的調(diào)查。

        二、試驗段路況調(diào)查與評價

        本路段出現(xiàn)了一些常見的路面損壞現(xiàn)象有橫向裂縫、縱向裂縫、板角裂縫、唧泥和錯臺等。根據(jù)公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范相關(guān)要求對試驗路段及全線路面外觀情況逐塊進行調(diào)查,并對損壞情況逐塊實描圖,據(jù)此采用路面狀況指數(shù)PCI 和斷板率DBL 兩項指標(biāo)評定原路面損壞情況。

        1.路面狀況指數(shù)調(diào)查。調(diào)查結(jié)果按破損類型及其嚴(yán)重程度記入記錄表1,并按路段將調(diào)查結(jié)果進行匯總。路段長度可為100~500m。匯總調(diào)查結(jié)果,計算整個路段路面狀況指數(shù) PCI。

        表1 試驗段路面病害統(tǒng)計

        經(jīng)過計算被檢測的舊水泥路面的路面狀況指數(shù)PCI=92,屬于優(yōu)等。

        2.路面斷板率調(diào)查。依據(jù)路段破損狀況調(diào)查得到的斷裂類病害的板塊數(shù),按斷裂縫種類和嚴(yán)重程度的不同,確定斷板率(DBL)。經(jīng)計算路面的斷板率為 11%,根據(jù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)試驗路評為次等。

        3.路面行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)計算。路面行駛質(zhì)量采用行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)進行評定,以 10 分制表示。行駛質(zhì)量指數(shù)同路面平整度指數(shù) IRI 之間的關(guān)系,應(yīng)由有代表性的成員組成的評定小組通過實地評定試驗建立。路面平整度是反映路面在行駛質(zhì)量方面所提供服務(wù)能力的重要指標(biāo)。優(yōu) 良的平整度能保證車輛高速、舒適、安全地通行。我國多年來采用 3m 長、8 個輪組成基架的連續(xù)式平整度儀測量路面平整度。本次采用了顛簸累計儀速度比較快,平整度計算結(jié)果詳見表2。

        表2 平整度和行駛質(zhì)量計算結(jié)果

        由此可見,上行車道和下行車道的行駛質(zhì)量指數(shù) RQI 值分別為 7.0 和 7.11,舊路的路面行駛質(zhì)量屬于良好。

        三、試驗路加鋪層結(jié)構(gòu)施工工藝

        (一)試驗路加鋪層結(jié)構(gòu)施工方案

        根據(jù)舊路評價結(jié)果和給出的建議,決定采用薄層加鋪的方案對舊路進行處治。路面結(jié)構(gòu)形式為4.0cm 瀝青混合料面層(AC-13C)+SAWI 應(yīng)力吸收防水粘結(jié)層(2.5cm)+水泥混凝土(24cm)+水泥穩(wěn)定石屑基層(20cm)+水泥穩(wěn)定石屑底基層(17cm)+土基。

        (二)SAWI 應(yīng)力吸收防水粘結(jié)層施工及質(zhì)量控制

        混合料的施工工藝與質(zhì)量控制是由混合料設(shè)計理念轉(zhuǎn)為工程實體關(guān)鍵的 環(huán)節(jié),這一環(huán)節(jié)直接決定了工程的質(zhì)量。SAWI 混合料與常規(guī)混合料相比具 有含油量高,細料含量大,鋪設(shè)厚度薄等特點,因而造成了 SAWI 混合料的生產(chǎn)、攤鋪和施工質(zhì)量控制等方面與常規(guī)混合料的不同。因此,研究 SAWI 混合料的施工工藝與質(zhì)量控制對于SAWI 混合料的推廣應(yīng)用具有重要的意義。

        (1)SAWI 混合料的生產(chǎn)

        SAWI 混合料的礦料中小于 2.36 mm 的細集料含量很大,大約占集料的 60%以上,屬于難于拌和的混合料,加之石屑中礦粉含量很高,這些特點與一般的混合料生產(chǎn)存在很大的不同,為了使攪拌設(shè)備適應(yīng)SAWI 混合料的生產(chǎn)和保證穩(wěn)定的生產(chǎn)質(zhì)量,需對攪拌設(shè)備的參數(shù)進行合理的設(shè)置。

        1)振動篩篩孔的選擇。對于 SAWI 混合料,由于細集料很多,使振動篩中的粉料篩的篩分效率大大降低,經(jīng)試驗確定,對于重要篩孔2.36 mm 的篩分效率降低25%~30%,此時與2.36 mm 對應(yīng)的篩孔應(yīng)選3.5 mm,否則過大的竄倉率使混合料級配變得很難穩(wěn)定,材料細微的波動都會導(dǎo)致竄倉嚴(yán)重增大,使級配中2.36 mm 的通過率處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)。

        2)拌和時間與溫度的調(diào)整。由于SAWI 在施工時鋪層很薄降溫很快,因此對混合料的加熱溫度以及溫控精度提出了很高的要求。若出料溫度偏低,攤鋪到路面上,溫降很快,往往難于達到碾壓要求,空隙率則偏大;出料溫度太高,瀝青老化十分嚴(yán)重,影響混合料質(zhì)量。因此要求出料溫度控制 在允許出料溫度的上限附近,溫度波動控制在土2.5℃以內(nèi)。特別需要指出的是,加鋪層溫降受環(huán)境溫度、風(fēng)速和鋪層厚度影響很大,應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整。

        3)引風(fēng)除塵。由于原材料含有較多的小于0.075 mm 的粉塵,需要依靠 攪拌設(shè)備的除塵系統(tǒng)進行凈化;同時除塵系統(tǒng)的作用是使?jié)L筒內(nèi)有一個合適 的負(fù)壓,保證燃燒器的火焰充分燃燒。

        (2)SAWI 施工技術(shù)要點

        SAWI 瀝青混合料攤鋪和碾壓 SAWI 應(yīng)力吸收防水粘結(jié)層的主要功能是延緩反射裂縫上穿、防止水分進入、層間粘結(jié)的 作用,其鋪層厚度要求為(2.5±0.5)cm,鋪層過厚難于碾壓,不利于高溫 穩(wěn)定性;鋪層太薄難于施工,亦容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象,也不利于延緩反射裂縫。因此舊水泥混凝土板塊上應(yīng)鋪筑厚度均勻的瀝青混合料薄層,在進行攤 鋪作業(yè)時,應(yīng)解決以下問題。

        1)舊水泥路面的準(zhǔn)備。攤鋪SAWI 層前,路面如果比較光滑需拉毛處理,攤鋪前路面必須完全清理,清除浮塵、泥土、碎屑及可見水分,大于 12mm 的接縫應(yīng)采用不膨脹材料填縫。對于中度或嚴(yán)重的深度裂縫區(qū)域,必須做必要的合縫處理。對于高差相差大于10mm 的接縫及l(fā)m 直徑區(qū)域高差大于30mm,應(yīng)事先填補,找平。接縫處高差低于10mm 的地方,以高標(biāo)高為基準(zhǔn)調(diào)整攤鋪厚度。對于水泥混凝土板出現(xiàn)的斷板出現(xiàn)交叉裂縫的必須作換板處理;沒有出現(xiàn)交叉裂縫或掉角等破壞,只要沒產(chǎn)生明顯下沉,裂縫不大于12mm,可不做處理。原水泥路面設(shè)計的脹縫處可直接灌縫后鋪筑瀝青混合料,不用特殊設(shè)計。填縫料的瀝青不可以高出水泥路面。

        對于路面出現(xiàn)的脫空病害必須進行注漿穩(wěn)定處理。建議按0.1~0.2 L/m2噴灑改性乳化瀝青后鋪筑筑 SAWI。

        2)溫度要求。①氣溫低于10℃不得攤鋪。雨后24 小時內(nèi)不準(zhǔn)施工應(yīng)力 吸收層。②拌合溫度和壓實溫度。壓實溫度控制生產(chǎn),協(xié)調(diào)好拌和出料、攤鋪速度、壓實速度之間的關(guān)系,本工程要求拌和溫度為175℃-180℃,壓實溫度為155C-165℃。為防止溫度下降速度過快,運輸車輛要有蓬布遮蓋,且攤鋪現(xiàn)場供料車輛應(yīng)在 3-5輛間。

        3)運輸要求。壓實溫度控制生產(chǎn),協(xié)調(diào)好拌和出料、攤鋪速度、壓實速度之間的關(guān)系,試驗路工程要求拌和溫度為175℃-180℃,壓實溫度為155℃-165℃。為防止溫度下降速度過快,運輸車輛必須有蓬布遮蓋,且攤鋪現(xiàn)場供料車輛應(yīng)在3-5 輛間。

        4)找平基準(zhǔn)。目前攤鋪時的基準(zhǔn)控制,一般是采用弦線法和平衡梁法作 這兩種方法,但由于原路面變形較大,這兩種方法均不適于舊水泥路面上超 薄瀝青層的鋪筑。通過實施工程的嘗試摸索發(fā)現(xiàn),在舊水泥混凝土路面上攤 鋪 SAWI 時,宜采用原路面作找平基準(zhǔn)的方式,以達到鋪筑厚度均勻的目的。

        5)SAWI 混合料碾壓。SAWI 混合料薄層溫降很快,在環(huán)境溫度為 30℃時有效碾壓時間為12 min,在環(huán)境溫度25℃時,有效碾壓時間6 min,因此壓路機需緊跟攤鋪機后25 m 內(nèi),短距離碾壓。由于SAWI 含油量較高,鋪層又薄,壓實操作應(yīng)緊跟攤鋪之后,采用 10t 靜態(tài)鋼輪壓路機進行初壓,16t 進行終壓。在碾壓時宜采用靜 壓法緊跟攤鋪機碾壓,不宜用膠輪壓路機和開振動,以免路面泛油或振壞。在碾壓過程中或壓實完成后,由于水泥混凝土路面中的水分,SAWI 鋪層可 能出現(xiàn)小的水(氣)泡,這時應(yīng)將其刺破,或覆蓋,或用壓路機去除,不影響使用性能。

        SAWI 混合料經(jīng)過4~5 次碾壓能夠達到常規(guī)的足夠的密度,壓實密度為最大理論密度的(97±2)%。壓實完成后鋪層孔隙率應(yīng)控制在1%~5%以內(nèi)。

        6)表觀狀況。成功鋪設(shè)的 SAWI 混合料在最后一遍壓實后,路面結(jié)構(gòu)緊密,每隔幾米應(yīng)出現(xiàn)油斑或輕微的油帶,如果不出現(xiàn)表明用油量偏低,如果大面積出現(xiàn)油斑,則表明用油量偏大。壓實結(jié)束后,路面結(jié)構(gòu)緊密,偶爾有大約0.3m×0.3m 的擁起是正常的,但太多的隆起則表明混合料不符合技術(shù)規(guī)范,需查證。由于水泥路面中可能含有水分,壓實后可能出現(xiàn)水泡,在攤鋪表面層前刺破水泡或用壓路機去除。

        7)開放交通和表面層攤鋪。施工后 5天之內(nèi)在反射裂縫吸收層上罩鋪表面層,亦可在冷卻到60℃以下開放交通或罩鋪表面層。應(yīng)力吸收層已開放交通路段,鋪筑罩面層前則需按灑布沒有稀釋的 SBS 改性乳化瀝青用撒布 車均勻撒布,撒布量0.1~0.2L/m2改性瀝青粘層油。

        四、結(jié)束語

        綜上所述,水泥混凝土路面施工工藝較為復(fù)雜,水泥路面加鋪超薄瀝青層施工難度較大,如施工不到位,極易影響施工質(zhì)量和整體進度。這就需要施工單位嚴(yán)格控制各個施工環(huán)節(jié),不斷優(yōu)化施工技術(shù),及時引進新工藝新材料,通過有效措施達到消除路面病害的施工目標(biāo),使公路工程在運營過程中具有良好的安全性和舒適性。

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