水泥路面改造加铺沥青面层施工技术初探
摘要
关键词
水泥路面;沥青面层;路面加铺;控制
正文
目前,水泥混凝土路面上加铺沥青面层的方式越来越多,特别是在我国经济快速发展的大背景下,这一方式得到了越来越多的关注,因为这种施工方式具有很好的经济性和耐久性,可以较好地适应路面病害,因此得到了广泛应用,其中水泥混凝土路面的裂缝、坑洞等病害是制约其使用寿命的主要原因,因此需要对水泥混凝土路面实施必要的改造处理,其中采用加铺层的方法改造旧水泥路面是一种较为普遍的方式,在旧水泥路面上加铺沥青混凝土面层后,既能够改善原有水泥路面的使用性能,又能够提升其使用功能,延长其使用寿命,因此在实际工作当中应用比较普遍。
1工程概况
某地区一条公路工程建设使用年限较长,采用的是水泥混凝土路面,全长58 km,双向6车道。该路自建成通车以来,已历经二十余年的使用,随着时间的推移该路逐渐出现了混凝土路面裂缝、坑洞、泛油、车辙等病害。在经济快速发展的背景下,为了提升该公路服务能力,满足日益增长的交通需求,决定对该路进行改造升级。该路段设计为水泥混凝土路面加铺沥青面层结构形式,原路面结构设计为15 cm中粒式沥青混凝土+7 cm粗粒式沥青混凝土+15 cm粗粒式沥青混凝土。由于该路交通量较大,考虑到原路面结构在使用期间的荷载作用及老化等原因造成路面损坏严重,尤其是局部路段出现裂缝、坑洞等病害,且为后期维修带来很大难度。
2旧水泥混凝土路面处理
水泥混凝土路面破碎后,通过施工人员用切割机进行切割,将原有的板块切割成均匀小块,然后进行路面清理并洒水润湿,洒水湿润后的水泥混凝土面板要用扫帚或风镐将其表面浮浆和粉尘清理干净,清理干净后用与路面相同颜色的油漆对原水泥混凝土面板进行涂刷,确保沥青面层与原水泥混凝土面板能够很好地结合在一起。第一,对于基层出现网裂、沉陷、脱空、错台等病害时需要凿除损坏部位的基层和底基层并清理干净;对于基层强度不够或破碎严重的路段,要凿除水泥混凝土面板后重新浇筑。对于板块断裂、损坏严重的应先将断块破碎并清除干净;对于板块碎裂严重的应将板块切成一定的断面,并将碎块清除干净;对于严重破碎或断裂的应将旧板切成一定的断面,并将破碎或断裂的面板重新浇筑,新旧混凝土结合不牢时,应先在其上铺筑沥青混凝土后再进行接合[1]。第二,对于新旧混凝土结合较好而出现板底脱空或不均匀沉降时,可以在原路面上加铺一层钢筋网后再进行接合;对于板底脱空或不均匀沉降而不能满足要求时,应采用灌注桩、高压注浆等方式进行处理,对于有条件的路段可以采用增设抗滑构造物来增加反射裂缝的防治效果。第三,旧水泥混凝土路面板的破碎和清理是进行加铺沥青面层施工的前提条件。在对旧水泥混凝土路面板进行处理时,要做到“一断三不断”:断缝宽度小于5 cm时不能用切割机切开;当断缝宽度大于5 cm时不能用风镐进行人工凿除;断缝宽度大于10 cm时应采用钻孔灌注桩或高压注浆等方法进行处理,通过设置抗滑构造物来有效减少反射裂缝和防止路面沉陷。
3水泥路面改造加铺沥青面层施工技术
3.1沥青混合材料抗剪试验
第一,试件的制备:按试验规范要求,将试样剪切面平整,并保持湿润状态,试样应在规定温度下干燥至室温,用真空泵抽去空气,待沥青混合材料温度降至50℃以下时,将试件取出进行剪切试验。第二,剪切试验:将试件两端分别放入剪切筒内,再放入压力箱中(压力值为200kPa),启动电动马达,使压力箱内的气压增加到800kPa左右。待电动马达停止工作后,将压力箱缓慢地取出。将试件两端向上翻转90度并在压力箱内静止2分钟后,再缓缓翻转180度,同时启动电机使压力箱缓慢地向下运动约30厘米,使试件在剪切面上滑动。第三,剪切试验结束后,及时取下压力箱内的密封塞并清洗剪切筒及试样表面。对沥青混合材料的剪切试验结果进行分析、记录[2]。
3.2沥青路面加铺施工
3.2.1施工准备
1)旧水泥混凝土路面改造施工前,应对原水泥混凝土路面进行调查,了解其结构、厚度、强度等基本情况,确定路面的维修方案;2)旧水泥混凝土路面在维修之前,应按设计要求对旧路进行结构承载力评定;3)旧水泥混凝土路面维修方案应根据旧水泥混凝土路面的承载力评定结果,确定其维修标准,并确定其维修施工工艺和施工组织设计,对原路进行调查研究,调查原路病害的种类、范围、程度和发展趋势;4)对原路面结构进行技术分析和经济分析,根据工程造价及交通流量情况确定加铺方案;5)施工前应对原路面进行处理,包括基层处理和底基层处理,并按设计要求设置足够的路缘石和排水设施[3]。
3.2.2材料摊铺
在对沥青混合料进行摊铺之前,要先对基层的平整度进行检测,其平整度应达到施工规范要求。在材料摊铺之前,要先对基层进行洒水处理,保持其表面湿润。在对沥青混合料进行摊铺时,应先将摊铺机预热到所需要的温度后再进行材料摊铺工作,在沥青混合料开始摊铺时,应先将摊铺机的履带和熨平板进行预热,使其温度达到所需要的水平。材料摊铺时应遵循由上向下、先慢后快、均匀摊铺、及时整型等原则进行施工,当遇到需要较长时间才能完成摊铺时,应在材料初凝前完成整型作业。在材料摊铺过程中,应注意对材料的宽度、厚度、平整度等进行检测,保证其符合设计要求,当材料摊铺厚度出现明显的不均匀情况时,应及时对其进行调整,如图1:
图1路面摊铺施工
3.2.3碾压成型
第一,碾压段长度根据实际情况确定,一般不超过10~15m,压实采用钢轮压路机或振动压路机。压路机应均匀碾压,并保证碾压不间断,压路机的速度应控制在2~5 km/h范围内,以保证碾压效果。第二,压实温度应根据当地气温而定,一般为85℃~90℃,但不低于80℃。当气温过低时,应适当提高碾压温度。第三,碾压时,应从两边向中间碾压,相邻两段重叠1/3~1/2轮宽。在初压后的最初两段应重叠1~2 km,以减少热裂缝和早期疲劳破坏。
第四,压实后的混合料宜立即开放交通。当温度降至10℃以下时,不宜开放交通;在10℃以上时,应待温度稳定后再开放交通。第五,在施工过程中应经常检查碾压层的厚度和平整度是否符合要求,若发现问题应及时采取措施纠正,对于局部欠压区域必须人工补压或采用振动压路机复压,如图2:
图2 路面碾压成型
3.3接缝处理
第一,纵向接缝:采用热接缝,即在路面施工完毕,尚未冷却之前,将已压实部分切除并用热沥青或热混合料重新摊铺,其高度应超出接缝处10 cm以上。接缝应采用热接缝。对于水泥混凝土路面的纵向接缝,应尽量采用平接缝或斜接缝;当不能采用平接缝时,可采用斜接缝。
第二,横向接缝:当摊铺混合料前,应将已压实部分用人工凿除边缘处松散的混合料,并清除干净,然后将新混合料加热至与原来混合料相同的温度。碾压时先用2台摊铺机平行于已铺混合料摊铺方向并尽可能接近,然后启动一台摊铺机沿新铺混合料的方向碾压;在已铺混合料摊铺方向上,用3~5台摊铺机平行于已铺混合料的方向碾压。在碾压过程中应经常注意新旧路面的结合情况,如发现接缝处有离析、松散等现象,应及时进行处理。当采用热接缝时,应将已压实部分切除并用热沥青或热混合料重新摊铺。在切齐后先将切割处的浮土、杂物清除干净。摊铺新混合料时再将已切齐的部分切除并与原摊铺的部分粘接在一起。在碾压时,应始终保持接缝处粘结良好。
3.4施工质量控制要点
1)控制好沥青混合料的温度。沥青混合料的温度在150℃~180℃时,沥青混合料才能保证一定的强度和稳定性,如温度过高,会导致沥青老化,影响路面质量;2)控制好压实度。压实是保证路面平整度和强度的重要手段之一,在实际施工中要注意控制好压实的温度和压实度。路面宽度会影响到沥青混合料的摊铺厚度和碾压设备的类型;3)控制好裂缝的防治。裂缝是导致道路早期破坏的重要原因之一,在施工中要特别注意裂缝的防治[4]。在沥青面层施工时,要加强对路面平整度的检查,及时处理路面不平整、横坡不符合要求等问题,以保证沥青面层施工质量;4)沥青路面的表面层温度和基层温度不同,因此在施工过程中,要按照要求进行处理。如果基层温度较低,可以通过喷洒沥青乳化沥青或者增加混合料的温度来提高其温度;如果基层温度较高,可以使用热沥青洒布车喷洒;5)确保接缝的质量。接缝是沥青路面的薄弱环节,要特别注意接缝的处理,保证接缝的质量。首先,要严格控制混合料的摊铺厚度,一般在1.5 cm~2.0 cm之间;其次,要将摊铺机两侧的温度控制在40℃~50℃之间,压路机在碾压前必须先在接缝处进行预热;最后,要采用人工补料的方式将接缝处填实。
3.5水泥路面改造后的效果评价
采用旧水泥混凝土路面加铺沥青面层,其施工技术和质量控制方法与在水泥混凝土路面加铺沥青面层相比,具有明显的优越性,在具体应用中应重点关注以下几个方面:1)旧水泥混凝土路面加铺沥青面层后,对道路的通行能力没有太大影响,能够提高道路的服务水平,延长道路的使用寿命,提高了道路的整体使用性能;2)旧水泥混凝土路面加铺沥青面层后,可以改善旧水泥混凝土路面存在的各种问题,如裂缝、接缝不完善等问题,同时还可以降低对道路通行能力的影响;3)旧水泥混凝土路面加铺沥青面层后,可以改善原有路面的稳定性、强度、刚度等性能,旧水泥混凝土路面加铺沥青面层后,可以提升道路的服务质量和整体形象。
4水泥路面改造加铺沥青面层施工质量保障措施
4.1保证施工原材料质量
沥青路面的原材料质量是保证沥青路面质量的基础,而原材料的质量又直接影响沥青混合料的质量,因此,要确保原材料质量必须严格控制以下几个方面:1)沥青混合料生产所用的沥青,应为热拌沥青混合料。在采用改性沥青时,改性剂应严格按照其厂家提供的产品说明书中的要求进行使用;2)拌和所用的骨料,应根据设计要求,选用经试验合格的石料。在施工中应加强对集料中细集料、粉料和粗集料的质量控制,严格控制混合料中粗集料的最大粒径,确保集料级配符合设计要求;3)要严格控制各种材料在混合料拌和过程中所用各种设备和仪表所产生的温度,特别是拌和温度要求拌和温度要在规定范围内,以防止沥青混合料因温度过高而造成离析;4)必须保证沥青混合料所用各种材料在运输过程中不发生严重锈蚀或损坏,如果发生上述情况应及时采取有效措施予以弥补。
4.2加强施工现场的管理
施工单位应在施工前组织施工管理人员和施工技术人员,对施工机械设备进行认真检查,确保机械设备处于良好状态,并组织对所有施工人员进行技术培训,提高施工人员的技术水平和操作技能,同时要根据工程的具体情况制定相应的质量控制标准和操作规程,明确职责并且认真检查并严格执行。在沥青面层铺设前应进行必要的准备工作,包括对已有水泥混凝土路面的拆除、铣刨、铣刨深度等相关检查工作,对现场沥青混合料的搅拌和运输车辆进行检查;对现场基层及路缘石等相关附属设施进行清理检查。施工单位应根据施工方案的要求,将整个工程划分成若干个作业单元,并根据各作业单元的特点和施工条件合理组织施工[5]。
4.3加强施工人员的技能培养
在加铺沥青面层的施工中,操作人员的技能水平将直接影响工程质量和进度,因此应加强对操作人员的技能培训提高其操作水平。针对施工中经常出现的问题,应组织人员进行讨论,提高操作人员的技术水平,对于沥青混合料的拌合、运输、摊铺、碾压等过程中出现的问题,操作人员应积极提出解决方案,并在实际中不断地摸索和总结,使施工过程中出现的问题得以有效地解决,同时施工管理人员也应加强对施工人员进行技能培训,使其在实际工作中能够熟练掌握沥青混合料的拌合、运输、摊铺等施工工艺,施工人员在具体工作中要认真负责,严格按照施工工艺和相关规范进行施工,保证工程质量。
5结语:
综上所述,水泥路面加铺沥青面层施工技术对加铺沥青面层工程质量具有直接影响,必须根据工程实际情况和设计要求,全面做好施工前的准备工作,并根据施工质量控制措施要求做好控制工作,特别是施工中应该严格按照设计要求控制好材料质量,严格按照相关标准规范控制好施工作业流程,保证沥青路面加铺的厚度和平整度符合设计要求,进而保证加铺沥青面层工程质量。
参考文献:
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