混凝土加铺（精选11篇）
混凝土加铺 篇1
由于水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、能够就地取材、适应小型机械化生产等优点, 在城市道路修建中使用较广泛。但是, 随着其使用年限的增加以及受到地质水文条件等多种因素的影响, 早期修建的水泥混凝土路面开始出现压碎、挤破、裂缝、断板、板底脱空等病害现象, 有待修补、加固、改造, 在其上加铺沥青成为城市道路改造最为广泛的形式。
1 旧水泥混凝土路面概况
在××公路××段, 旧水泥混凝土路面经过长时间的汽车碾压磨损导致面板偏薄, 21cm厚水泥混凝土面板难以承受其负荷, 致使板块断裂。当时部分路段基层施工时采用了水稳性较差的材料, 加上施工工艺控制得不够理想, 导致局部面板强度不足。而基层细粒料由于地表水顺缝渗入, 经车辆反复碾压, 泥浆被唧出, 形成板下脱空, 造成断板、错台、沉陷。板块间传荷能力差, 部分路段破损率高, 几乎没有连续整段的好板, 由于旧水泥混凝土面板的损坏会影响周围板块, 从而形成恶性循环, 难以维护。
2 旧水泥混凝土板块的处理
2.1 处理方法
荷载板块:弯沉值大于25 (0.01mm的点较多, 并且该路段断板及脱空板较多。处理方法:采用冲击压实使板块断裂后相互紧密嵌挤, 处理后的弯沉值要求小于20 (0.01mm) 。
荷载板块:弯沉值大多在2 5 (0.01mm) 以下。处理方法:先清除板缝内杂物后灌缝。对于脱空板进行板底压浆, 处理后的弯沉值要求小于20 (0.01mm) 。对于严重断板、断角和碎裂的板进行换板处理, 并在原水泥混凝土顶面浇筑M15水泥混凝土。
非荷载板块:弯沉值大多在1 5 (0.0 1 m m) 以下。处理方法:同B型。但处理后应使弯沉小于1 9 (0.0 1 m m) 。板间弯沉差小于5 (0.01mm) 。
2.2 施工技术
(1) 冲裂压实。一般对混凝土路面板破碎主要采用两种方式:一种为人工配合凿岩机完成破板, 二为采用250A型水泥混凝土板修机破板。第一种方式一台套每天约完成45m2, 第二种方式每天完成破板120m2。这两种方式由于设备投资小, 机动性大, 操作简单, 被广泛使用在小规模路面修复工程中。
施工前准备工作:由于冲击压实破碎机产生的巨大冲击波可传递深度达5m左右, 对于桥梁及涵洞填方不高的地方应避免使用。在有挡土墙的地方考虑到冲击波会产生土侧压力, 对挡土墙造成不良影响, 最好离挡土墙内侧4.5m左右。因此, 在施工前, 必须对路段进行调查, 用红线标出禁止击打的地方, 并由专人指挥。
破板时, 可在半幅路面进行。为保证施工安全, 应在施工路段设置禁行锥形标志。为减少无效冲击距离和调头次数, 在确保边施工边通车的前提下, 连续作业段越长越好。冲击压实破碎机从路外边缘往路中心依次冲裂压实, 重复破碎时, 拖拉机的轮辙必须与前一次完全重叠, 即应保证滚筒在同一路径上进行混凝土路面破碎。行驶速度为10～12km/h, 每秒对路面冲击2次, 破碎遍次根据现场决定。一般要求原混凝土路面破碎成10～15cm粒径即可。
(2) 钻孔板底压浆。工艺流程:布孔 (距每块板边0.6m, 共4孔) →测弯沉 (孔位) →钻孔φ60mm (超板厚2～3cm) →高压空气枪清孔 (临时封孔) →安装膨胀枪头 (连接浆管) →压浆 (冲程式压浆机, 一般稳定在2MPa左右, 并以相邻的空孔或板缝溢浆为度) →封孔 (灰浆或废纸) →养护 (3天) →交通控制→测单点弯沉 (孔旁) 。对弯沉值大于14 (0.01mm) 或大于20 (0.01mm) 的板补钻孔→第二次压浆 (流程同上) →再测单点弯沉值, 统计所有板块弯沉合格率在98%以上即为处理合格。
灰浆配合比。用多种不同材料进行配合比试验, 经分析, 推荐使用水泥:粉煤灰:膨胀剂:水:减水剂=l:3.0:0.1:1.6:0.0。
(3) 清缝灌缝 (适用于非荷载点处理) 。对旧混凝土路面, 断板、断角、破碎、脱空较少的路段, 采用清缝灌缝方法处理以防止水的侵入。先将个别断板、断角的混凝土板挖除, 重新浇注C30混凝土板后, 其他较好的旧混凝土板纵、横缝用嵌缝材料充填, 以防雨水及杂物下渗。可选用优质混凝土路面嵌缝材料, 嵌缝料以石油沥青、PVC树脂为基料, 辅以适量的改性剂和必要的添加剂, 在特定条件下配置而成, 用加热施工方法施工:现场开箱。将料装人专用施工机具加热箱中, 加热至130～140℃, 同时配备专用的清缝机进行清缝。灌缝深度4cm, 大于4cm部位采用麻绳填充。
3 施工中应注意的问题
(1) 原混凝土板冲裂压实前, 应先进行全线桥涵位置确定, 以便根据冲压技术的安全需要, 确保避让距离。一般两端备留5～10m。
(2) 冲裂压实原混凝土板的遍数。可根据碎裂后的嵌挤紧密情况适当词整。施工时要通过试验。将冲裂压实遍数和下沉量进行调整。为提高冲裂压实效率, 冲压机除沿线直行外。再辅以S形行走。尽早使板形成大小较均匀的网状裂纹, 对局部出现的破碎或大裂隙处可采用灌水泥浆的办法处理。
(3) 行车道基层及面层 (加铺及拓宽) 必须整体摊铺完成, 保证结构的整体强度, 以防雨水下渗和施工缝反射到面层。
(4) 压浆施工工艺关键是钻孔位置、深度和压浆压力, 应由脱空的范围、位置和脱空层来确定, 同时板底压浆还要严把材料质量和配比关, 各种材料称量、拌和时间要准确。不应出现过拌或欠拌。
(5) 粘贴格栅的基面必须清理干净。严禁在有水或潮湿的基面上铺设格栅。格栅铺设时必须拉紧后平铺在基面上, 格栅铺设完成后不应有打折现象。若发现原路面有较小的坑槽, 可将铺好的格栅对应坑槽的部分剪去, 格栅铺设完成后应立即进行沥青混凝土的摊铺。作业时严禁车辆在格栅上刹车、转弯和倾卸混合料。作业现场应派专人疏导车辆, 确保格栅不被损坏。
结语
旧水泥混凝土上加铺沥青, 是改造旧水泥混凝土路面行之有效的方法之一。在公路的改建、扩建中大部分地区已普遍采用。虽然目前我国尚未有比较成熟的相关技术, 也未对加铺沥青的板块提出相应的评价指标, 而且对于特重交通路面结构设计的经验也很不足, 但近年来国内许多科研、设计单位面对大量道路工程改造的迫切需要, 在这方面进行了大量的研究, 取得了不少有益的、值得借鉴的经验。
摘要：旧水泥混凝土路面加铺沥青, 是改造旧水泥混凝土路面行之有效的方法之一, 在公路的改建、扩建中大部分地区已普遍采用。本文主要针对旧水泥混凝土路面加铺沥青的技术进行初步分析。
关键词：旧水泥混凝土路面,路面改造,加铺沥青,技术
混凝土加铺 篇2
一、引言 水泥混凝土路面的强度高,与其他筑路材料比较,它的.抗弯拉强度高,并且有较高的弹性模量,所以呈现出较大的刚性,在车辆荷载作用下,水泥混凝土结构层处于板体工作状态,竖向弯沉较小,路面结构主要靠水泥混凝土板的抗弯拉强度承受车辆荷载.通过板体的扩散分布作用,传递给基础上的单位压力较柔性路面小的多.
作 者：石卫兵 刘西雷 作者单位：石卫兵(重庆市交通规划勘察设计院)
刘西雷(重庆交通大学)
混凝土加铺 篇3
关键词：旧水泥混凝土路面；沥青层加铺设计；反射裂缝
前言
旧水泥混凝土路面由于最近几年车辆的不断增多以及车载重量的增加，道路处于超负荷状态，导致旧水泥混凝土路面的严重破损。在修复改造设计时，由于沥青面层施工周期短以及舒适等特点，加铺沥青面层是目前改善此种道路的首选方案。在旧水泥路面加铺沥青层首先的工作是评定路面使用状况，再进行加铺设计及计算。
一、水泥混凝土路面状况评定
旧水泥混凝土路面结构以及损坏状况是加铺沥青面层设计的重要依据，设计之初对路面的损坏状况进行调查及评价，再提出处理对策。旧水泥混凝土路面一般采用下述指标进行评定：
（一）路面状况指数（PCI）
旧水泥混凝土路面损坏类型可分为裂缝类、接缝类、变形类、松散类等，根据PCI值可划分为优、良、中、次和差5个等级进行评价。评价标准如表1。
（1）
上式中i、j分别为损坏类型和严重程度，n为损坏类型总数；m1为i类型的严重程度等级 为i类型j种程度的扣分值， 为多种损坏时i类损坏j种程度的修正权数。
（二）脱空值
应用弯沉和探地雷达两种检测方法进行检测，对板底脱空的程度采用面积及高度表示。实际计算时建议采用脱空值V作为评价指标。其计算公式为：
（2）
上式中：V为脱空值，cm3：h为脱空区高度，cm：A为脱空区面积，cm2。将脱空值的大小划分为轻、中、重3个等级，一般而言，板角脱空更具危害性，当采用弯沉检测法时，可采用板边实测弯沉作为指标，评定标准如表2所列。采用弯沉作为评定标准时，也要辅助以人工感观，以提高准确性。
（三）接缝性能指数
接缝的使用性能包括传荷能力和基层的支承能力。建议采用接缝性能指数评价接缝的使用性能，其计算公式为：
（3）
上式中：W1和W2分别为接缝两侧有轮载作用下的板边弯沉值和无轮载作用r的板边弯沉值。式（2）中的第一项表示接缝的传荷能力，第二项表示接缝处的基层支承能力。根据S值的大小，将接缝的使用性能分为优、中、差3个等级，其评定标准如表3所示。
二、加铺层厚度计算
旧水泥混凝土路面实施沥青混凝土加铺层设计时，旧水泥混凝土板存在断缝，较难采用力学分析方法，但国内在力学法计算方面不断有相关的研究成果，如“有（限嵌锁）接缝、（可脱空）叠层板”模式、二维、三维有限单元分析等。在缺乏准确计算手段的情况下，经验计算也可作为一种加铺层厚度计算参考，以下介绍几种经验计算方法：
（一）破碎一稳固法
针对破碎严重的水泥混凝土路面，可以采用破碎一稳固法实施加铺层设计。具体步骤为：
（1）将原水泥混凝土板块破碎成30cmx30cm以下的板块；
（2）采用振动压路机碾压，使其与基层充分接触；
（3）采附水泥砂浆进行稳固，增设一定的半刚性基层；
（4）铺筑沥青面层。
将破碎的旧水泥涅凝土路面层板作为底基层，采用弯沉测定反算破碎层的抗压模鼠，按半刚性基层沥青路面设计方法确定基层厚度。沥青面层的厚度宜为9—18cm。
（二）AASHTO法
美国AASHTO的路面设计采用补足厚度缺额的概念确定沥青混凝土加铺层的厚度，其计算公式为：
（4）
（5）
上式中：B为水泥混凝土层厚与沥青混凝土层厚的当量转换系数。是水泥混凝土厚度缺额的函数，由下式确定：
（6）
式中：C1—为考虑损坏接缝和裂缝是否修复的系数，加铺前已进行全厚度修补时为1.0，否则按每公里未修复接缝和裂缝的数量在0.6-1.0范围内取值；
C2—为考虑旧面层是否存在耐久性问题的系数，无耐久性问题时为1.0，有耐久性裂缝但未碎裂时为0.96～0.99.有少量碎裂時为0.88～0.95，严重碎裂时为0.80～0.87；
C3—为疲劳损坏程度的系数，少量横向裂缝板（<5%）时为0.97～1.0，较多横向裂缝板（5～15%）时为0.91～0.96，大量横向裂缝板（>5% ）时为0.90～0.93。
h-----新路面所需的厚度
he--------旧路面有效厚度
h d ----按现有地基承载力和未来交通要求，由新建混凝土面路设计方法确的单层混凝土面层所需要的厚度（cm）
h n----旧混凝土面层厚度（cm）
三、沥青混凝土加铺厚度和结构型式
当旧混凝土路面的损坏状况和接缝能力评定等级为优良或中时，可以采用沥青混凝土加铺层。加铺层铺筑前应更换破碎板。修补和填封裂缝，磨平错台，压浆填封板底脱空，清除旧水泥视凝土路面层表面的松散碎屑、油迹或轮胎擦痕，剔除接缝中失效的填缝料和杂物，并重新封缝。
行车荷载和防止反射裂缝决定沥青混凝土加铺层厚度，经处理的旧水泥混凝土路面层作为沥青加铺层的基层，其刚度一般较大，基层上的弯沉较小，因此按设计弯沉控制的沥青加铺层的厚度不需要太厚。因此，设计厚度标准应与一般的沥青混凝土路面设计一样。城市旧路改造一般采用两层密实型沥青混凝土结构，沥青混凝土面层的最小厚度为8～1Ocm较理想。
根据旧水泥混凝土路面的使用性能评定结果，表4列出几种结构型式供设计参考，表中沥青面层采用SMA-13。
四、防止反射裂缝对策
（1）提高沥青加铺层的抗裂性措施，主要采用低稠度的优质沥青，在混合料拌和过程中保证沥青不过多氧化：提高沥青混合料压实度；增加沥青含量。
（2）大板加铺沥青面层方案中，对于旧混凝土路面病害处理是至关重要的，妥善处理旧路病害可有效防止路面反射裂缝。加强原有路面裂缝的处理，对宽度大于6mm的裂缝需填缝处理；对脱空的水泥混凝土板实施压浆；破碎水泥混凝土板应进行换板，若基层损坏严重应同步改造。新板与相邻板间应钻孔植筋设置拉杆及传力杆，加强接缝传荷能力，减小板缝弯沉差。
（3）设置应力消减夹层，如橡胶沥青、土工织物、土工格栅夹层、科氏（KOCH）反射裂缝应力吸收系统（Strata） ，瑞士Geovlies系统应力吸收膜等。
（4）设置裂缝松弛层厚8cm以上开级配沥青混凝上底层。裂缝松弛层应与排水层相通，使水能迅速排出。
五、结束语
非粘结混凝土路面加铺层的应用 篇4
1 优点
非粘结混凝土加铺层对现有混凝土路面状况较差的情况特别适用。与其他加铺层技术相比, 它在加铺层施工前对现有路面的处治工作量较小, 只需要对板下有较多空隙及活动的混凝土面板等进行修复。但通过这些处治, 可使加铺层及隔离层的厚度减薄, 从而使工程总体较经济。非粘结混凝土路面加铺层在路面性能退化前的较长时期内, 性能和费用都优于沥青加铺层。非粘结混凝土加铺层可避免因路面重建而带来的费用大、工期长、对正常交通秩序干扰大等一系列问题。它可以在现有路面上直接施工, 而不需要挖除全部现有的混凝土路面再对基层进行处治。加铺层混凝土的铺筑方法同新铺筑混凝土路商施工基本一样, 可做成带传力杆或不带传力杆接缝的素混凝土路面, 也可做成钢筋混凝土或连续式钢筋混凝土路面, 施工便利。与挖除重建相比, 虽然个别路段可能会遇到调坡或抬高桥面问题, 但其费用常大大低于重建的费用。非粘结混凝土加铺层没有反射裂缝发展的问题。反射裂缝发展是沥青类加铺层常见的现象, 它会明显缩短加铺层的使用寿命。而非粘结混凝土加铺层由于设置了隔离层, 阻止了反射裂缝对加铺层的影响, 延长了路面的使用寿命。
2 设计建议
加铺层的设计通常包括加铺层的厚度设计和接缝设计。但对所有的混凝土路面, 都应正确设计接缝间距、荷载传递和排水系统。
最常用的设计方法是“结构缺陷”法。它的依据是在现有路基上新修混凝土路面所需的厚度。非粘结混凝土加铺层厚度的设计步骤, 应包括对现有路面状况的评价。首先应对现有路面进行目视实地调查, 确定需要在加铺前进行处理的缺陷范围和方式, 并根据弯沉仪或取芯试验提供的结构信息进行结构评价, 然后设计计算。对素混凝土加铺层而言, 最小厚度应不小于13cm, 大多数厚度在18~23cm。
一些工程师担心, 加铺层混凝土面板的翘曲作用会导致面板较早断裂。翘曲是贯穿板厚的温度梯度作用的结果, 温度梯度随气候情况及每天的时间而变化。设计时可采用短的接缝间距或连续配筋的方法, 减少加铺层混凝土板中的翘曲应力作用。对不加筋非粘结混凝土加铺层, 其最大接缝间距不超过板厚的22倍, 最短也不宜短于3m。
3 加铺前的处治
加铺前仅需对几种严重病害进行处治, 如对严重破碎板, 沉陷、活动的板等进行修复。处治工作量宜与加铺层的厚度综合考虑, 因为对路面病害的处治, 可提高现有路面的结构值, 相应可减薄加铺层的厚度。但是, 不倾向用增加加铺层厚度的方法来代替对现有路面病害的修复, 况且增加加铺层厚度并不能解决所有的病害, 如板失去均衡支撑出现活动, 缺少排水系统、唧泥等。对这些病害必须进行处治。
3.1 破碎板的处治
不需要对所有的破碎板都进行更换, 仅需对那些失去基层均衡支撑及损坏严重的板进行更换。对沉陷井唧泥的破碎板必须进行更换, 同时还应修复基层, 对已发生唧泥和基层浸蚀的还应进行边部排水。
3.2 不稳定板的处治
大多数不稳定板是失去均衡支撑、可活动和唧泥的, 但破损尚不严重。可用稳定 (压浆) 或座实技术处治。压浆通常是用水泥火山灰浆, 通过混凝土板表面钻的孔, 将浆压入到路面板下。座实技术是把板座实防止偏转, 常用落锤式设备把板击成每边长1m以上的块, 然后用重型压路机压实, 具体吨位和遍数应通过试验确定。
3.3 错合的处治
接缝或裂缝处当错台大于0.6cm时, 可采用两种方法处治:消除错台或铺设较厚的隔离层。若选用较厚的中间隔离层, 通常采用热拌沥青混合料。
3.4 破碎
对于路面结构非常差的情况, 可用共振、落锤式或其他破碎设备将现有路面破碎, 然后用50t或25t的钢轮压路机座实。通常用50t压路机只需压一遍, 而用25t则需压两遍, 对座实后的情况应进行评定。
应特别注意现有路面板的破碎, 因为这样将减弱结构的性能, 需采用较厚的加铺层来弥补, 同时中间隔离层的材料及厚度也需要有保证, 美国一些应用这项技术建成的路段状况良好, 然而其成本效益要与加铺前局部修复处理进行比较, 综合评定。
4 加铺层及隔离层的材料
加铺层混凝土可用标准的, 也可用早强的混凝土混合料, 在交通繁忙路段, 使用早强混凝土可减少道路封闭时间, 早强混凝土在铺筑5~24h后即允许开放交通。中间隔离层应覆盖现有的整个路面, 以保证加铺层的独立性。不合适的隔离层会影响加铺层的寿命。沥青混合料是中间隔离层的最好材料, 混合料要符合有关规范规定, 并采用常规的级配骨料, 最大粒径要根据隔离层的厚度选定。隔离层的厚度应根据现有路面状况进行选择。对现有路面裂缝或接缝处错台超过0.6cm的情况, 采用2.5cm厚的沥青混合料作中间隔离层是合适的。
5 施工中的几个问题
1) 中间隔离层的铺设。中间隔离层的铺设可采用标准施工程层的收缩裂缝也会增多, 此时使用由熟石灰和水组成的石灰浆水, 喷洒在中间隔离层的表面可减轻这些问题。2) 加铺层的接缝。加铺层的锯缝应尽可能早些, 以释放其初始应力, 纵横缝的锯缝深度不小于加铺层的1/3。加铺层与现有路面的错缝若做得好, 可延长加铺层的寿命。铺层接缝与现有路面的接缝及裂缝的错缝间距至少为90cm;为防止接缝处原路面板下唧泥的发生, 加铺层设缝与原路面接缝或裂缝应交错布置。在铺设隔离层前, 承包商应准确标明现有路面的接缝和裂缝位置, 允许误差在10cm内。同时允许在规定的最大缝距内进行缝的调整, 以利错缝。对于重交通荷载的道路, 必须设置带传力杆的接缝, 但对错缝不强调。传力杆的直径为32~38mm, 根据其加铺层厚参照附表选用。
6 结语
美国曾于1989年对非粘结加铺层的服务状况进行了调查, 调查显示服务状况优良。说明该项技术对路况较差的道路是合适的, 该项技术与重建及其他加铺层技术相比具有良好的成本效益。
参考文献
[1]资建民, 周红霞.某二级公路旧水泥混凝土路面加铺沥青面层结构设计[J].公路交通技术, 2005.
混凝土加铺 篇5
对旧水泥混凝土板处理、土工布施工、沥青混凝土面层施工等施工工艺进行了详细介绍.
作 者：陈进 胡兴荣 作者单位：陈进(玉林市城乡规划设计院,广西,玉林,537000)
胡兴荣(南宁市建筑管理处,广西,南宁,530022)
混凝土加铺 篇6
1 旧水泥混凝土路面病害及处理方法
水泥混凝土路面病害类型主要有四类15种，分别是面层断裂类(包括纵向裂缝、横斜向裂缝、角隅，交叉裂缝或断裂板)；竖向位移类(沉陷、胀起)；接缝类(包括填料破坏、纵缝张开、唧泥脱空、错台、接缝碎裂、拱起)；表面类(包括磨损和露骨、纹网裂和起皮、活性集料引起的网裂、坑洞)，每种类型以按破坏程度分为轻微、中等、严重三个等级，下面就几种病害提出处理方法。
1.1 水泥混凝土路面板下脱空
水泥混凝土路面板下脱空是由路基变形、基层受到磨损、冲刷及溶蚀等引起的。由于现场浇筑的混凝土中的水泥浆下渗，使得板与基础之间形成一个具有一定抗剪能力的整体材料。但受温度影响，板要伸缩，使得水平抗剪能力下降；同时板内的温度非线性分布，使板向上或向下翘曲，引起磨损，加速了板与基础之间的分离，再加上车轮荷载的重复作用使得板底基础发生了微小的塑性变形，于是水泥混凝土路面板底与基层之间出现微小的空隙，即原始脱空。其脱空区多分布在正常行驶车道右侧靠近路肩的板角下，且脱空区沿板横缝近似对称分布，且为近似的三角形楔体，距板中愈近，脱空高度愈小，距板边角愈近，脱空高度愈大。板下脱空的存在，使水泥混凝土板使用寿命迅速降低，是导致路面板产生早期纵、横向断裂的重要因素。但板厚的增加，将有效延长脱空水泥混凝土路面板使用寿命。
1.2 严重交叉裂缝或破碎板块
凡是一塊板被严重分裂为4~5块或中等分裂为6块以上或局部出现碎裂属于此病害。处理方法为：先将该板块四周全深锯缝，在板块上打两个孔，打膨胀螺丝，将板块调走；或在不影响相邻板块的前题下凿除该板块；如发现该处基层强度不足或松散，应先进行基层补强；基层补强采用贫混凝土，然后浇筑快硬混凝土。补块必须设置传力杆和拉杆，横向施工缝传力杆(光面钢筋)。具体操作为：在板厚1/2处钻出比传力杆直径大6 mm的孔，钻具应安装在硬框架上以确保钻孔在水平方向和垂直方向上都能对齐；或用专用设备施工。为保证传力杆、拉杆牢牢地固定在规定位置，先将环氧砂浆填入孔的后部，然后插入传力杆或拉杆。浇筑混凝土前光面传力杆的伸出端要涂少许润滑油。
1.3 轻微、中等纵横斜向裂缝
裂缝宽度<10 mm,错台高差>10 mm的缝属于此类病害。处理方法为清缝，用改性沥青灌缝材料灌缝。
1.4 沉陷、胀起
由于基层或土基强度、刚度不足，造成混凝土面板下沉或由于板的膨胀变形造成板块拱起属于此病害；处理方法为水泥灌浆法。
1.5 纵横缝张开
凡是纵横向接缝宽度大于1 cm的属于此类病害。处理方法为清缝、设接缝板或嵌条、填缝。接缝板可采用软木板、聚氨酯硬泡沫板。
1.6 接缝碎裂
凡是在横缝或裂缝附近出现板块碎裂的属于此类病害。处理方法：凿除碎裂部分，处治好基层，重新浇筑快硬混凝土，并设置传力杆。
1.7 错台
在接缝或裂缝处，缝两边的路面形成了台阶，其相对高差大于1.5 cm的属于此类病害。处理方法：机械磨平或是由于基础过软引起的错台用板底灌浆抬高法。
1.8 检查井边破坏
检查井边破坏指的是由于检查井和过街管周围土基或基层压实不足，造成检查井边水泥混凝土路面破碎或下沉。处理方法：凿除破坏部分，用贫混凝土处治好土基或基层，检查井按升井工序处理好，重新浇筑快硬水泥混凝土。
1.9 接缝处理
原水泥混凝土路面纵横缝有灌缝，如存在填缝失效、漏填、填法不当或原有胀缝(原设胀缝宽度已经变窄)位置处的处理办法：挖除干净原缝中的失效填料和杂物，用高压鼓风机吹干净，然后用SBS改性沥青灌缝，要灌实、灌满。
2 防止和控制旧水泥路面反射裂缝是沥青
混凝土加铺施工的重点反射裂缝是由于旧混凝土面层在接缝或裂缝附近的较大位移引起其上方沥青加铺层内出现应力集中所造成的，它包括因温度和湿度变化面产生的水平位移，以及因交通荷载作用面产生的竖向剪切位移。旧混凝土面层的接缝传荷能力评定为中时，沥青加铺层在接缝处产生的竖向剪切位移很大，会由此引起反射裂缝的出现。
在旧混凝土面层与沥青混凝土加铺层之间设置夹层，是预防和减缓反射裂缝的常用措施。具体施工时应依据加铺段的实际情况和条件，分析出现反射裂缝的可能原因，有针对性地设置相应的预防或减缓措施，主要有：
(1) 橡胶沥青应力吸收夹层。这是一种高弹性、低劲度的软夹层，厚度为10~50 mm,模量为10~100 MPa, 其作用为降低旧混凝土面层与沥青混凝土加铺层之间的粘附阻力，从而减少温度下降引起的反射裂缝。
(2) 土工织物夹层。包括聚丙烯或聚脂织物以及聚乙烯、聚脂无纺织物，其作用原理与粘胶沥青应力吸收夹层相同。
(3) 格栅。包括玻璃格栅和金属格栅，格栅的刚度相对较大，对降低加铺层内因温度下降引起的应力和应变作用不如软夹层，但对于降低荷载应力和应变的作用则远大于软夹层。
(4) 复合式夹层。如下层为应力吸收层，上层为格栅或下层为橡胶沥青应力吸收夹层，上层为土工织物夹层。由于大多数水泥路面都设有胀缝，因此处理胀缝处反射裂缝问题也是非常有必要的。为有效防止胀缝处反射裂缝，除做好原有胀缝清缝灌缝外，施工时须对原胀缝位置做好标记，待加铺沥青混合料层施工完成后，采用8 mm宽锯片沿旧路胀缝位置对沥青层全深切割成宽10 mm缝，然后用填缝板填缝，再用SBS改性沥青灌缝。
3 沥青混凝土路面铺筑平整度的控制
由于大多数水泥混凝土路面通车运营后，因基层质量不均、垫层质量差等原因，造成水泥混凝土路面高低起伏，平整度非常差，因此控制旧水泥混凝土路面加铺面层的平整度至关重要。
一般旧水泥混凝土路面加铺层分2~3层进行铺筑一方面是考虑沥青混合料的压实性能和行车荷载在沥青路面中的传递情况；再者也是为调整旧水泥混凝土路面平整度误差以满足规范的要求。直接与旧水泥混凝土路面接触的那层一般称作“调平层”事实上，在沥青路面施工中调平层的平整度误差是不可避免的。所以，充分认识沥青路面这一误差，并在以后各层次铺筑中逐层消除，是沥青路面铺筑平整度控制的关键。
沥青路面铺筑中，“调平层”必须采用“顶面标高控制法”进行控制。铺筑中用作摊铺机电子找平装置的基准线(梁)，不能再因挠度的产生而人为造成新的平整度误差；“调平层”以上各层次采用“等厚度控制法”和“顶面标高控制法”相结合进行控制。
为确保沥青混凝土路面各层次的平整度，铺筑设备和工艺也非常重要。一是必须采用先进的摊铺机械进行铺筑，避免因机械使用不当而导致平整度误差的累积；二是沥青混合料的拌和能力和配套的运输能力应与铺筑速度相匹配，避免摊铺机械在铺筑过程中停顿而造成人为平整度误差的增加；三是压实机具的能力应按摊铺速度进行匹配，避免因压实度不足造成开放交通后平整度衰减。
由于旧水泥路面改造工程不可能进行完全封闭交通施工，必须一边施工、一边通车，而且是在上面层没有铺筑前就要通车，此时通车(特别是重车、大车)对沥青混凝土路面的质量有较大影响，并容易造成污染，所以需特别注意，沥青混凝土面层铺筑压实完成后，而提早通车时，一定要及时洒水冷却，降低沥青混合料的温度。
4 质量控制
4.1 原材料的质量控制
原材料的质量是影响沥青混凝土路面质量的根本因素。在沥青混凝土路面工程施工准备阶段，应当对选定的石料、矿粉、沥青按规范进行质量检查，对于不合格的原材料坚决不允许使用。
材料进场前须通过质检和相应的验收手续，对于同一种类材料，尽量采取同一料场的集料；集料应堆放于清洁、干燥、地基稳定、排水良好、有硬质铺面的场地上，按種类和规格分别堆放；采用分层堆放的方法，在整个堆料区逐层向上堆放，防止集料离析。
4.2 旧水泥混凝土路面的清理与检查
施工前用扫帚等清洁工具清扫旧水泥混凝土路面，要达到干燥、清洁、灰尘与杂质，清理宽度应至摊铺沥青混凝土面层边缘以外30 cm，对局部被杂物污染并冲刷不掉的路面用人工将其凿除。按《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/1—2004)，水泥混凝土路面在纵断高程和平整度不符合规范要求应制订处理方案，并报审批。
4.3 施工阶段的质量控制
4.3.1 沥青混合料的拌制
其生产流程如图1。
4.3.2 拌和温度
拌和时沥青的温度为160~170 ℃，由于常温的矿粉是与矿料同时加入的，为保证矿料的拌和温度，矿料的进料温度应控制在175~190 ℃，混合料出厂温度以158~170℃为宜。
4.3.3 沥青混合料的运输
混合料尽可能采用大吨位自卸汽车运输，运输车的数量，根据生产能力、车速、运距等情况综合考虑，合理配制，并留有适量富足的备用。运输车装料前必须将车箱清理干净，车箱底板及周壁要涂一薄层油水混合液(柴油∶水<1∶3)，防止混合料粘连；沥青混合料运到现场的温度不得低于130~150℃。
4.3.4 沥青混合料的摊铺
(1) 施工段采用摊铺机整幅摊铺。加宽段采用摊铺机梯队作业，其纵向接缝，应在前部已摊铺混合料部分留下10~20 cm宽暂不碾压，作为后面摊铺的高程基准面，并有5~10 cm的摊铺层重叠，以热接缝形式在最后作跨接缝碾压以消除缝迹。上下层纵缝应错开15 cm以上。
(2) 每天开始摊铺前，熨平板必须预热，预热温度不得低于70℃。(3) 机械摊铺过程中，不得用人工反复修整。但在下列情况下可人工局部找补、更换混合料或人工摊铺：横断面不符合要求或摊铺带边缘局部缺料；构造物接头部位缺料。
4.3.5 沥青混合料的压实及成型
(1) 沥青混合料压实以试铺段确定的碾压组合和速度，紧接摊铺后进行，分为初压、复压、终压三个阶段进行。
(2) 碾压分段进行，分段长度控制在30~50 m,即一段初压、一段复压、一段终压，段与段之间应设有标志，并指定专人负责移动，便于司机辨认。
(3) 初压采用2台双轮轻型钢轮压路机(≤8 t)在混合料摊铺后进行稳压，每台压路机至少碾压一遍，碾压速度2~3 km/h。
(4) 复压采用3台重型轮胎压路机碾压，每台压路机至少碾压二遍，碾压速度4.5~5.5 km/h。
（5) 终压采用1台轻型双钢轮压路机静压，每台压路机至少碾压一遍，碾压速度5~7 km/h。
(6) 压路机起动、停止必须减速缓慢进行，不得急刹车。
(7) 压路机加水时，应行驶到已复压的沥青混凝土路面边缘停放，加水后应就地来回碾压平整后再离开原位。
(8) 相邻碾压带应重叠1/3~1/2轮宽，压路机转向角度不得大于35 ℃。
(9) 对压路机无法压实的边缘及构造物接头处应采用小型压路机或振动夯夺实。
(10) 施工过程中禁止对路缘石及硬化土路肩造成污染，胶轮压路机碾压时需距路缘石边缘5cm左右。
4.3.6 施工遇雨的处理
沥青混合料面层雨天不施工。如在施工过程中遇雨，采取以下措施：
(1) 现场立即停止摊铺，用油布等把摊铺机包括料斗部分全部覆盖。
(2) 运输车立即盖上油布，并立即通知拌和车间停止拌和。
(3) 已摊铺部分加紧碾压，尽快完成。
(4) 雨过后，如摊铺机前地面干燥，无积水，摊铺机料斗内的沥青混合料温度能满足最低温度要求，可以把已运到工地的混合料铺完，是否继续拌和、摊铺，应根据天气情况研究决定。
4.3.7 检测
对于铺筑完成的路面由专人严格按部颁标准《公路工程质量检验评定标准》（JTJ071-98）进行检测，主要包括以下几个方面内容。
(1) 原材料的质量检查：包括沥青、粗集料、细集料、填料。
(2) 混合料的质量检查：油石比、矿料级配、稳定度、流值、空隙率；混合料出厂温度、运到现场温度、初压温度、碾压终了温度；混合料拌和均匀性。
(3) 面层质量检查：厚度、平整度、宽度、高程、横坡度、压实度、偏位、摊铺的均匀性。
(4) 施工完的面层及时报验。
(5) 不符合标准的部位，能够修补的要及时修补，无法补救的必须返工，决不含糊。
参考文献：
[1] 公路工程质量检验评定标准(JTJ 071-98)[S]. 北京：人民交通出版社，1999.
旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计 篇7
338省道为1992年沿江公路拓宽改建而成,338省道高峰至鹿苑段是贯穿张家港市东西区的重要通道,道路长26.43 km。本次改造试验段为K13+500~K14+500,考虑对其进行黑色化,分段落采用2种方案加铺,通过实际效果对比为后期的全线改造提供参考。
现有路面面层为24 cm的水泥混凝土,路面宽40 m,双向8车道,机动车道宽4×6 m,非机动车道2×5 m,分隔带2×2 m,路肩2×1 m(见图1)。
2 旧水泥混凝土路面评定
2.1 评价标准
根据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073.1—2001)的规定,旧水泥路面状况采用断板率(DBL)进行评价,评价标准见表1[1]。
旧水泥混凝土路面的承载能力采用弯沉检测来评价,主要反映3个方面的性能状况:(1)整体承载能力,主要通过板中弯沉测试和刚度组成分析计算下承层的弹性模量来反映;(2)板角脱空情况,通过板角弯沉测试,根据弯沉值来判断;(3)接缝传荷能力评价,通过跨过横缝的2个弯沉传感器计算弯沉差和传荷系数。评价标准见表2。
旧水泥混凝土厚度、板下基层情况及病害的发展程度主要通过现场取芯来检测。对于完整的芯样,按照《公路工程水泥混凝土试验规程》(JTJ053—94)中“混凝土劈裂抗拉强度试验T0522—94”试验方法测定其劈裂强度;同时按照《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTJD40—2002)推荐公式计算混凝土面板的弯拉强度[2,3]。
2.2 路面现状调查情况
加铺改造方案研究前期阶段,对旧水泥混凝土路面进行了交通量预测、破损调查和相关技术检测。其主要内容为:交通量调查、路面破损调查、水泥混凝土板脱空检测、水泥混凝土板接缝传荷能力测试及路面取芯试验等。
2.2.1 交通量预测
当前S338省道交通已经较拥挤,各种车型交通量所占比例见图2。可以看出,小型客车所占比例最大,达64.6%。大货车及特大货车合计占14.3%,且存在较严重的超载现象,这些超载的大货车对路面产生较大的破坏作用,路面在车辆荷载的反复作用下产生了裂缝、错台等病害。
根据《公路沥青路面设计规范》(JTG D50—2006)[3]计算出设计年限内1个车道的累计当量轴次为2.2×107次,属于重交通。
2.2.2 破损调查和技术检测
(1)DBL评价指标
调查统计出路面第1行车道断板评价为优,第1行车道主要是小汽车行驶,交通荷载较小,因而断板较少;第2行车道断板较严重,评价为次,主要是因为大部分重载大货车在第2、3行车道行驶造成的;第3行车道最为严重,评价为差,且有连续的纵向裂缝,主要是因为第3行车道紧靠边分带,路基不均匀沉降形成纵向裂缝;非机动车道断板相对较少,评价为良,非机动车道由于主要行驶自行车、摩托车等,交通荷载小,因而断板也相对较少。两幅车道DBL评价等级占百分比见图3、图4。
(2)板块脱空状况评价
路面第1车道由于以后改造为中央分隔带,故未进行弯沉检测。现有行车道完整板中,绝大多数板的板角弯沉小于14(0.01 mm),说明脱空情况并不严重。但左幅非机动车道脱空较严重,因而需要压浆板数量较多。同时板角弯沉大于40(0.01 mm)脱空板比例很少,因而由于脱空严重需要换板的数量较少。见表3、表4。
(3)板间接缝传荷能力评价
各车道水泥板间接缝传荷能力评价为差的比例均在10%以内,说明现有完整板块间保持了较好的接缝传荷能力。
(4)芯样检测评价
面板完好处芯样保持了较好的完整性,行车道面板厚度为24 cm,基本满足设计要求,说明现有水泥混凝土面板仍具有较好的承载能力;室内劈裂强度值表明,原有水泥混凝土面板总体上保持了较好的强度水平,适宜于加铺沥青面层。
3 路面加铺方案的研究
3.1 3种处治方案比较
考虑到旧水泥混凝土路面的状况,设计研究过程中制定了3种处治方案:不破碎利用、破碎利用、完全挖除。不同处治方式的优缺点比较分析见表5[3]。
综合考虑现状旧水泥混凝土路面的DBL评价、板块脱空状况评价、板间接缝传荷能力评价、芯样检测评价及交通施工组织等因素,设计推荐采用不破碎利用。
根据调查统计的旧水泥混凝土路面板的病害状况,本项目采取以下2种处理方案:(1)对旧路面板局部换板、压浆;(2)对旧水泥混凝土板块打裂压稳。
3.2 反射裂缝的防治措施
反射裂缝是沥青加铺层最主要的病害之一,控制反射裂缝已成为旧水泥混凝土路面加铺层设计的关键[5],此次设计考虑从以下几个方面加强控制反射裂缝的形成:
(1)合理确定沥青加铺层的材料和加铺厚度;
(2)提高旧水泥混凝土路面的强度,考虑中间设置1层半刚性的补强基层;
(3)设置应力吸收层;
(4)合理处理好旧水泥混凝土路面的病害。
4 旧水泥混凝土路面加铺方案
针对2种水泥混凝土板处理方式,项目组经过比选优化,对试验段提出2种路面加铺结构,为338省道后续大规模改造施工积累经验,路面结构见表6:
4.1 方案1
(1)橡胶沥青混合料具有优良的高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害能力,其抗老化性能和抗疲劳性能更优于其它改性沥青混合料,同时橡胶沥青弹性恢复能力强,能有效延缓反射裂缝的发展。国外研究表明,对于防治反射裂缝,1 cm橡胶沥青混合料相当于2 cm常规沥青混合料层。
(2)中面层Sup-20路面能有效提高沥青路面的抗车辙性能。
(3)下面层采用了ATB-25结构,适用于重交通荷载,粗集料嵌锁成骨架,细集料填充空隙而构成骨架密实型或骨架空隙型结构,以抵抗车辆荷载作用下的永久变形。密级配沥青稳定碎石在充分压实后,对提高路面的疲劳寿命,减少永久变形,减少水敏感性,提高强度和稳定性有利。
(4)采用1 cm橡胶沥青应力吸收层SAMI具有良好的抗变形性能,可以吸收水泥路面接缝或半刚性基层裂缝处竖向或横向位移,减少裂缝处沥青面层的受力,从而减少或消除沥青路面反射裂缝,同时能增加水泥路面与沥青面层之间的粘结效果。
4.2 方案2
(1)上面层采用了SMA结构、下面层采用SUP型结构,同时上、下面层均采用了SBS改性沥青,提高了结构的抗车辙变形能力,抵抗重载及超限运输能力强;同时由于路表面采用了SMA结构,密水性能好、抗滑能力强,能有效提高路面抗水损害能力和改善路表服务功能。
(2)SMA设计、施工技术已经成熟,使用SMA路面能够减少养护维修费用,延长使用寿命。从全寿命周期成本考虑,对于项目所在地区的气候、超重交通更加适应。
(3)加铺了20~30 cm水泥稳定碎石基层,可以有效地提高路面结构强度,特别是提高非机动车道的路面结构强度,使现有非机动车道满足机动车道的行车荷载要求。
5 后期全线改造方案
338省道试验段于2008-08开始施工,2008-10结束,到目前为止路面未出现车辙和裂缝等病害。工程实例证明这2种方案都可行,考虑到当地经济、环境、施工工期和交通组织等的影响,后期最终确定338省道(张家港段)全线改造的方案为4 cm改性沥青SMA-13+8 cm改性沥青Sup-20+0.5 cm沥青下封层+20~30 cm水稳碎石,对旧水泥混凝土路面采用压浆或换板处理。
6 结语
旧水泥混凝土上加铺沥青混凝土面层是改造旧水泥混凝土路面行之有效的方法。从实践经验看,反射裂缝防治措施只能延缓或减少反射裂缝,不能从根本上消除。水泥混凝土路面的沥青混凝土罩面牵涉到多方面的技术因素,尚有待进一步的理论和试验研究。338省道旧水泥混凝土路面的处理效果还有待通车使用后的观察。
参考文献
[1]JTGB01—2003公路工程技术标准[S].
[2]JTG D40—2002公路水泥混凝土路面设计规范[S].
[3]JTG D05—2006公路沥青路面设计规范[S].
[4]李关寿,郝神.旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层技术综述[J].公路交通技术,2007(2):45-47.
混凝土加铺 篇8
1 裂缝
1.1 对于表面小于3mm的纵、横向轻微裂缝, 且未出现10mm以上错台或严重剥落, 可采用扩缝灌浆方式:
1.1.1顺着裂缝扩宽成1.5～2.0cm的沟槽, 槽深可根据裂缝深度确定, 最大深度不得超过2/3板厚。1.1.2清除混凝土碎屑, 吹净灰尘后, 填入粒径0.3～0.6cm的清洁石屑。1.1.3在沟槽内灌入裂缝修补材料。裂缝修补材料可采用经过改性的环氧树脂材料或经乳化反应过的环氧树脂乳液, 其主要技术要求见表1。
1.2 对表面裂缝为轻微纵横向的表面裂缝且具有10mm以上错台或严重剥落、中等以上的纵横向裂缝、破碎板的处理:
1.2.1破碎、清除面板, 在破碎过程中不得伤及相邻面板及拉杆。1.2.2当面板破除后, 须对基层进行处理:当基层完整且基层顶面回弹模量大于100Mpa时, 仅需整平基层;当基层松散须对基层进行处理, 应全深度挖除基层, 重新铺设的面层、基层高度应与旧路面层、基层顶面高程相同。1.2.3当相邻拉杆在破碎面板过程中损坏或少设以及未按设计规格布设, 应补设拉杆, 设置拉杆方法如下:对损坏的拉杆要修复, 可在原拉杆位置附近, 在板厚1/2处钻孔, 钻孔直径为18～20mm, 中心距70cm, 拉杆采用Φ16螺纹钢筋, 长70cm, 35cm嵌入相邻车道的板内;拉杆采用环氧树脂锚固;拉杆若安装倾斜或松动失效, 应予以更新。1.2.4在更换面板横向位置增设横向传力杆 (连续更换的面板在最外端布设) , 增设传力杆方法如下:在板厚1/2处钻孔, 钻孔直径27～29mm中心距30cm, 其误差不应超过3mm, 传力杆系直径为25mm, 长度为50cm, 嵌入相邻保留板内深25cm;传力杆采用树脂锚固剂或环氧浆牢固, 铺设水泥砼面板前, 光滑传力杆的伸出端应涂少许润滑油;传力杆安装倾斜或失效, 应予以更新。
2 错台
错台≤1cm的可不予处理;错台>1cm的板块, 可以将错台高出的一侧的板块边缘30～50cm范围内, 按斜度削平至下沉板边缘平齐, 用人工凿平较为方便。
3 传荷能力差的接缝
对于相邻两板弯传荷能力差的接缝, 在接缝两边各50cm进行全深度切割, 清除切割的旧板, 目测基层, 老基层板体性差, 则下挖至板体性好的层面, 用C15贫混凝土修复基层, 然后浇筑表层混凝土与原有道面平齐。
4 角隅断裂、接缝碎裂
导致角隅断裂、接缝碎裂的原因绝大部分由于局部基层不够稳定、软弱, 有的还出现坑洞, 少数是因为板厚度不够。
处理办法:围绕裂缝按一定长和宽用切割机切割成矩形, 破碎清除碎块, 目测基层, 若基层板体性差, 则下挖基层, 直至板体性好的层面。然后如脱空板方法一样, 浇筑新混凝土, 与原有道面平齐。
5 脱空
5.1 脱空板块的判定的方法:
5.1.1下雨之后唧泥的板块一律视为脱空板块;5.1.2人站在板边接缝处, 当重型车辆驶过时, 能感觉到两板之间相对垂直位移;5.1.3当重车行过, 人站在板边能听到空洞声。
5.2 脱空板处理方法。
将旧板破碎、运走, 清扫基层;用C15贫混凝土修复松散基层 (如有松软的素淤泥块, 还应挖坑切槽, 直到坚硬基层) , 基层表面要平整, 并具有一定的横坡坡度, 然后重新浇筑表层混凝土板。
处理旧板换新板应注意以下几点:破碎机械建议不用冲击锤, 因其冲击力对周围板块基层有振动影响, 最好用人工配合空压机, 小型凿岩机也可;新浇的混凝土板块的强度不小于原来板块的设计强度, 其材料要求、配合比、施工工艺质量标准等应符合有关设计与施工规范的规定要求;纵缝内的传力杆钢筋, 应以予保留或恢复;横缝 (胀缝或缩缝) 中的拉杆钢筋也应保留, 原砼板缝中传力杆、拉杆若施工中碰撞变斜或弯, 则必须给予及时校正, 不得马虎;连续换板也应对应于旧板留出纵、横缝;混凝土配比中需加入早强剂。
6 断板
6.1 对于有贯穿全板的纵、横、斜向裂缝的板块, 也按脱空板的方式处理。
即破碎旧板→清运走碎块→清扫基层→更换基层→浇表层混凝土新板→养生→开放临时交通。
6.2 拆除更新板块处理。
依据道路老路试验检测报告 (弯沉值、相邻两板弯沉差及板块传荷能力) 进行拆除更新处理, 对不满足要求的进行拆除更新。
6.3 清缝、灌缝。
板块维修好后, 还得对板块之间纵、横缝用嵌缝料充填, 并使用自粘式路面防裂贴 (抗拉强度≥600 (厚2mm) 或800 (厚3mm) N/50mm;伸长率≥30%;软化点 (覆盖胶料) 90～110℃;耐热度 (聚酯纤维) ≥180℃;在-20℃时无裂纹;不透水;粘附性≥4 N/mm) , 以防雨水及杂物下渗。
采用QF-94Ⅲ型水泥混凝土路面嵌缝料。该料组成:石油沥青、PVC树脂为基料, 适量的改性剂, 辅以必要的添加剂, 在特定条件下配制而成, 属加热施工式。具有防水性、粘结性、弹塑性、热稳定性、低温柔性、抗嵌入性和耐久性;使用方便, 不污染环境等优点。使用方法:现场开箱, 将料装入专用施工机具加热箱中, 加热温度为130℃～140℃。
6.4 喷洒散粘油层。
喷洒前应清扫路面, 在准备好的干燥路面上, 采用喷洒PC-3型阳离子乳化沥青作为粘层, 应采用沥青洒布车一次喷洒均匀, 一层约0.5L/m2, 沥青采用AH-70, 沥青喷洒时应保持沥青温度在150～170℃之间。
大气温度低于10或路表面潮湿时, 不得喷洒粘层沥青, 粘层沥青施工需严格按照施工规范进行。
结束语
旧水泥混凝土上加铺沥青混凝土面层, 是改造旧水泥混凝土路面行之有效的方法。国内在近年来对这种改造方法进行了较多的探讨。从实践经验看, 对旧混凝土路面进行调查处理, 采用新技术、新材料, 可有效延长沥青加铺层使用寿命, 延缓反射裂缝的出现, 为今后水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层改造积累了经验。
参考文献
[1]JTGD50-2006.公路沥青路面设计规范[S].
[2]JTGF40-2004.公路沥青路面施工技术规范[S].
混凝土加铺 篇9
关键词：旧水泥路面,混凝土加铺,施工研究
截止2015年我国混凝土路面占高级公路的六成以上, 同时混凝土路面每年还在建设, 未来的路面将是由沥青铺设的高速公路和混凝土公路共同组成。在我国建设早期的水泥路面在长期使用中, 尤其重型货车的碾压下, 路面质量下降很快, 有些路面已经不适合使用, 在修补时, 可以直接使用混凝土铺设的提高路面质量, 保障交通的长期稳定。
1旧水泥路面加铺混凝土面临的问题
我国需要重新加铺混凝土的路面一般损坏程度都比较严重, 完整的水泥板面已经存在不多, 如果把水泥全部打碎之后再按照重新建设的方式, 会耗费大量人力和物力。另一方面要把原来的水泥都打碎, 延长了工期的长度。
1.1利用好旧水泥路路面的价值, 如果重新修缮难度过大, 就要对水泥块进行全部粉碎, 用粉碎的水泥块作为混凝土的基层。有些路面在表面完好但是强度已经达不到相应的技术要求, 就要对水泥块同样进行打碎处理, 不然在其上面直接铺设混凝土层, 工程质量就会下降, 实际上的损失更加严重。
1.2混凝土路面比使用沥青的路面维护要难得多, 因为加铺沥青的技术较为成熟, 加铺混凝土的技术发展缓慢, 所以在一些城乡道路上路况没有得到改善。让大家感觉混凝土路面建造成本高, 维护成本高, 使用寿命短。但是人们一般不了解混凝土路面的抗压力其实远大于沥青路面, 制约了混凝土路面的推广和使用。
1.3在水泥路面修补重建的过程中, 冲击和钻孔敲打严重影响了路面建筑物的稳定性, 同时桩孔和冲击水泥块的巨大声响也为周围群众的生产生活造成了负面影响。有些结构不佳的房屋因为剧烈的震动导致房屋的安全性岌岌可危, 已经不适宜人类居住。
1.4被冲击打碎后的水泥块以及其他废石料在重复利用上存在很大问题, 一般都用于作为新混凝土道路的基层, 但是如果粉碎的石块体积较大就会在无法作为基础材料, 直接被丢弃或者送往填埋场。白白浪费了大量资源。对公路施工的环保要求提出了重要挑战。 因此在重新铺设混凝土时, 尽量做到物尽其用, 同时保障混凝土的质量。
2加铺层形式
在我国早些年的设计规范要求规定, 加铺层的有三种施工方向:新层和旧层相互结合式铺设、自然式铺设、新层旧层间分离式的结合。但是自然式铺设的效果一般不好, 如果施工出现问题, 就会在施工后出现严重的分离现象, 同时出现脱层。出现脱层就会加速对路面的快速破坏, 所以一般在施工时不采用自然式铺层的方式, 采用结合式和分离式, 而这两种方式也是各有优缺点。
2.1对于分离旧水泥路面的加铺层厚度应该不小于200mm, 结合式要高于150mm。同时钢筋层不应该少于110mm, 新的设计规范也规定在施工时对路面基层的光滑程度, 以及隔离材料都有着明确的规定, 同时对路面的承受能力和抗腐蚀性有着严格质量验收合格标准。但是要明白一点, 不是所有的水泥路都要在上面加铺新的混凝土层, 加铺混凝土层的路面是要符合一定的技术条件的, 否则在上面加铺新的层次之后, 可能会加速损坏, 这种情况在国道、省道上十分突出, 不合理的加铺, 不仅对交通没有贡献, 对于公路的重建也提供了阻碍。
2.2施工规范规定的加铺旧混凝土路面的必要条件是: 具有足够强度、适宜回弹模量的稳固基层具备完整板体性和耐冲刷性基层类型, 方允许加铺。根本就未做基层、基层性状很差、卿泥的石灰土基层上的混凝土面板, 就完全不具备加铺层基础稳固的必要基层条件应清除重建。基层不稳固再加铺也没用只会越加铺越糟糕。施工规范规定的加铺旧混凝土路面的充分条件是在旧混凝土路面大体完好, 面板完好率 (包括养护工程已经修复好的面板在内) 不少于75%残余弯拉强度高速公路、一级公路不小于4.5Mpa;二级以下公路不小于4.0Mpa。特别是结合式加铺层旧面板的弯拉强度不得小于上述数值的要求这是由于结合式新加铺层与旧面板之间上下必须结合成为一块整板。下部旧面板上计算和实际存在的弯拉应力很大。这些临界值是参考了几个国家的规范制订的。
3我国对旧水泥混凝土面层的处治
无论采用哪种形式的加铺层加铺之前, 施工规范要求必须对旧面板进行彻底的破坏普查、脱空灌浆稳板、破碎面板修复和表面处理。
3.1加铺路段详细审查。要求承包商绘制详细病害平面图并对面板断裂、面板位移、接缝损坏、表面病害、强度与板厚、板底脱空和基层状况7项内容详细普查并逐板编号记录。这些内容不仅是加铺和改建工程必需的现状根据也是业主给承包商修复工程支付的重要依据。
3.2压浆稳板。压浆稳板的技术要求与《公路水泥混凝土路面养护规范》JTJ073.1 (以下简称养护规范) 的要求相同。
3.3破碎面板修补。施工规范提出的破碎面板修复技术要求与养护规范不同, 比其更严格。原因是旧面板加铺后不再是裸露的面板已经变成了加铺层下部的暗结构层出了问题翻修很困难。
3.4基层修复。面板挖开后当发现基层已破碎、裂缝多于2条、 分叉已软化或散掉的基层, 宜采用贫混凝土 (排水基层可使用25% 孔隙率的多孔混凝土) 并使用小型机具振捣密实方式修复基层, 至少3天后其抗压强度) 3.0Mpa, 再按整板重铺方式修复旧面板。
3.5处理纵横调整。纵、横坡及标高的调整:施工规范对此提出铣刨旧混凝土路面的要求调整纵坡时降坡比不宜大于1/500。主要从桥头不至于引起明显跳车感觉制订出定量规定。
3.6加铺层摊铺。施工方式:加铺层的摊铺与新建路面相应施工方式相同施工规范规定的各级公路加铺层适宜的施工方式:高速公路应采用滑模摊铺机铺筑; 一级公路和二级公路宜采用滑模摊铺, 可采用轨道和三辊轴机组铺筑;三、四级公路宜采用三辊轴机组铺筑, 可采用小型机具铺筑。二级以上公路应在混凝土中使用外加剂三、四级公路宜掺外加剂, 可使用真空吸水。
4结论
在旧水泥路路面混凝土加铺层施工时, 要按照路面的情况合理选择相应的方案, 不管采用分离式还是结合式, 目标就是要是施工出有质量的公路, 提高公路的承载能力, 减少路面开裂, 或者出现坑洼等现象, 使混凝土道路发挥其优良的特点, 为城乡之间的交通建设保驾护航。利用公路上的便利带动地方经济发展。在铺设之后做好公路的验收工作及日常养护工作, 对出现问题的路段进行分析, 找出公路合理的施工方式, 建设出一条稳定通行的公路。
参考文献
[1]康国政大型有限元程序的原理、结构与使用[M].成都:西南交通大学出版社, 2004.
[2]范天佑.断裂理论基础[M].北京:科学出版社, 2003.
混凝土加铺 篇10
1 道路沿线地下管道的维护
一般而言, 市政道路沿线遍布通讯、电力、用水等诸多管道, 路面的破损导致地下管道的损坏。路面升级改造工程实施前, 应先做好地下管道的维修维护工作。通常情况下, 机动车道下的管道发生损坏会引起路面下陷, 因此路面损坏严重和沉陷较大的水泥混凝土板块下方的管道应成为检查维修的重点。管道维修结束后, 再转入地面施工其它工序。
2 原水泥混凝土路面病害处治
在对原水泥混凝土道路病害着手进行处治前, 应先对道路路面的病害情况进行详尽的调查以及统计, 对照 《公路水泥混凝土路面养护技术规范》 (JTJ 073.1-2001) 确定其等级。同时, 还应该对该道路各结构层剩余强度进行检测, 可对面层、基层、底基层以及土基分别选取芯样, 再分别进行强度试验等, 为进一步对原混凝土路面病害提供系统性的准确数据, 增强处治的针对性。
道路维修实践表明, 旧水泥混凝土路面病害处治是关系加铺层性能的关键影响因素。 目前, 旧水泥混凝土路面病害处理:一是旧板处治, 对旧板进行病害处治后做为基层使用;二是旧板破碎, 对旧板进行病害处治后做为基层或垫层使用;三是旧板破除废弃。旧水泥混凝土路面采用哪种方式处理, 主要取决于旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力的评定结果。 本着经济、快速的原则, 旧水泥混凝土道路的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为中级, 推荐使用的应该是第一种处治方式, 即是采用旧板处治方案, 使原道路成为加铺沥青路面的基层。
根据众多的工程实践, 常见的处治方法如表1所示。
为保证旧水泥混凝土道路的处理能达到标准, 最稳妥的办法是对已处治好的路面进行弯沉检测, 主要看接缝或裂缝处的板边弯沉小于20 (0.01mm) , 弯沉差小于6 (0.01mm) , 错台小于5mm, 三项指标是否达到。
3 应力吸收层的设计
反射裂缝是造成混凝土路面破损的主要原因, 为更好使新加铺沥青路面减少反射裂缝的形成和产生, 在加铺沥青面层前应做好水泥混凝土路面和沥青夹层的设计, 以防止反射裂缝的产生或延缓反射裂缝产生的周期。这是评价新加铺沥青面层质量的核心指标之一。
反射裂缝是由于旧路面在接缝或裂缝附近的位移引起接缝或裂缝附近上方的沥青加铺层内出现应力集中而造成的。反射裂缝主要有荷载型反射裂缝和温度型反射裂缝两种。旧水泥混凝土路面板块由于存在板块接缝和裂缝, 虽经病害处治, 作为加铺沥青面层的基层, 其强度差异仍是较大的。在汽车轮载的作用下, 沥青混凝土面层处于复杂的三向应力状态。
车辆行车通过时, 水泥混凝土接缝或裂缝附近易出现竖向位移, 形成荷载型反射裂缝 (如图1 所示) 。同时, 加铺的沥青面层也会受到日夜温差变化的影响, 路面各结构层形成温度梯度, 所使用材料也存在不同的热膨胀系数, 综合造成温度型反射裂缝 (如图2所示) 。
对于反射裂缝, 主要采用在水泥混凝土路面和沥青加铺层之间设置应力吸收层, 使沥青加铺层底部所受的应力分散 (降低) 以及提高沥青加铺层和基层的抗拉 (剪) 能力。应力吸收层有4种设置方式如表2所示。
根据表2中对4种设置方式的指标评价, 虽然土工布方法抗拉强度相对较低, 但其综合性能较好, 抑制反射裂缝作用较为理想, 推荐使用土工布格, 而将连续配筋、土工格栅和沥青油毛毡作为备选方法。当然, 在具体的处理过程中, 也可以根据路面的具体情况, 综合交错运用三种方法也是一种恰当的办法。
4 面层结构及材料的选择
沥青加铺层应主要从结构和材料两方面进行综合考虑, 以进一步抑制和延缓反射裂缝的形成, 提高沥青加铺层的质量。
4.1 结构方面
弹性层状连续体系理论为依据, 以钻孔和弯沉检测得到的结构参数为基础, 根据沥青路面的设计指标 (路表弯沉值、层底拉应力和沥青层剪应力) 最终确定沥青加铺层所需厚度。
根据我国众多市政道路加铺沥青面层的实践经验, 兼顾考虑多方因素, 沥青混凝土面层的厚度为10cm左右, 理想的厚度应超过10cm, 既能有效防止过度疲劳产生的裂缝, 降低车辆荷载引起的剪应力。
同时, 为进一步加强沥青面层的稳定性和强度, 提高沥青面层的抗渗透性能, 可将沥青混凝土面层分二至三层加铺, 并根据实际情况一般加铺兼顾部分调平作用, 做到设计时所规定的沥青面层高度。
4.2 材料选择方面
沥青混凝土所需材料主要为沥青、石料和填料等。其中关键材料为沥青, 要选重交通道路的改性沥青, 其性能、指标必须符合高等级路面施工要求。石料应结合当地的材料情况, 根据路面的使用性能和要求确定。优质石料应为破碎面较多、扁平颗粒较少, 沥青材料粘结力不低于三级, 并且洁净、无杂质、无风化。砂的细度模数为2.3~3.0, 含泥率小于1%。矿粉洁净干燥、无杂质, 外观无团粒、结块。
5 结束语
沥青路面加铺应用于城市水泥混凝土道路的升级改造中具有广阔的应用前景, 其对道路不仅可起到美化路面的作用, 对于道路的舒适性、降低噪声也有很大的帮助;同时, 其也适合城市道路的工期要求, 后期维护更具有便利性, 道路的整体服务水平容易得到充分的提升。
参考文献
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[2]JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2004.
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[5]尚涤非.沥青路面面层层间结合效果评价的研究[D].哈尔滨:东北林业大学, 2011.
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[7]周洪军.浅谈水泥混凝土路面“白改黑”施工技术[J].公路, 2009 (8) :42-45.
混凝土加铺 篇11
本文针对旧水泥混凝土路面上加铺薄面罩层的力学性能进行了研究, 采用有限元分析程序ANSYS建立三维有限元模型, 通过改变加铺层材料的弹性模量和厚度, 观察在车轮荷载和温度荷载的联合作用下, 加铺层内的最大拉应力、最大剪应力和加铺层顶部的最大主应力的变化情况, 找出对加铺层应力影响较大的参数及其影响程度, 从而提出在加铺层设计中应给予重点考虑的因素, 为薄层加铺在路面改造中的应用提供理论支持。
1 加铺层结构与计算模型
1.1 加铺层结构设计
在对加铺层进行设计时, 要保证在荷载作用下 (特别是温度荷载) , 加铺层和旧水泥混凝土路面能够形成整体的受力结构。因此, 加铺层设计的一个关键问题是:加铺层和旧混凝土路面之间, 必须通过粘结层粘接起来;在旧水泥混凝土路面上存在割缝的地方, 加铺层也必须进行割缝处理。
1.2 计算模型和基本假定
本文在进行路面结构荷载应力分析时, 主要关注加铺层的受力状况, 因此将路面结构看作三层[1], 分别是:加铺层、旧水泥混凝土面层、综合地基层 (综合地基视为弹性地基) 。为了更符合实际并便于分析, 采用如下基本假定:
1) 各结构层为均匀、连续、各向同性的连续弹性体[2];
2) 弹性地基仅在接触面处对板作用有竖向反力, 也即地基和板之间无摩阻力[3];
3) 加铺层与旧路面完全粘接, 形成整体受力结构。
1.3 工况设定和荷载参数选取
在我国传统路面设计中, 路面板内温度应力和荷载应力是分别计算后, 控制最不利位置处不出现疲劳开裂为标准, 即控制板底处的横向开裂[4]。然而由于割缝的存在, 使得在温度梯度与轴载共同作用下, 板的开裂方式将发生变化, 路面板产生温度翘曲变形后, 将不再是弹性地基上的平板, 而是曲面板, 轴载作用于不同位置时, 板内的应力将发生改变。因此本文将针对温度梯度和车轮荷载的共同作用, 分析加铺层模量变化和厚度变化对加铺层内最大拉应力以及最大剪应力的影响。
本文通过建立弹性地基上单自由板的模型, 分析了:在旧路面和加铺层内采用同样的温度梯度, 计算轴载作用于翘曲变形后板的不同位置时, 加铺层的受力状况。计算结果表明:当温度梯度为正温度梯度, 车轮荷载作用在板纵向边缘中部时, 加铺层处于受力的最不利状态。
计算中行车荷载采用标准轴BZZ-100, 轴重100kN, 轮压0.7MPa, 为便于有限元分析, 轮压作用范围设定为16cm×22 cm的矩形, 双轮中心距为34cm, 两侧轮隙间距为180cm;温度梯度取0.88℃/cm[5]。在图2所示的荷载作用模式下, 本文采用以下两种计算工况进行分析: (1) 加铺层厚度取3cm, 保持温度梯度为0.88℃/cm不变, 改变加铺层材料的模量; (2) 加铺层材料的模量为20000MPa, 保持温度梯度为0.88℃/cm不变, 改变加铺层厚度。
1.4 几何、材料参数
根据路面的定义及其实际使用的特点, 进行主要计算参数的拟定:加铺层厚度变化范围为3cm~6cm;旧水泥混凝土面层厚度为22cm, 加铺层材料的弹性模量变化范围为16000MPa~22000MPa, 板平面尺寸为3.5m×4m;综合地基厚度为6m, 每侧自板边向外延长1.0 m。路面材料参数见表1。
1.5 网络划分与单元选取
为了保证计算精度, 模型采用精度较高的六面体单元solid65模拟加铺层路面板和旧水泥混凝土面板, 而综合地基采用四面体单元solid92来模拟。综合考虑计算效率和计算精确度, 加铺层和旧水泥混凝土路面用精度较高的六面体网格进行划分, 综合地基用自由网格进行划分, 计算模型见图3。
2 加铺层材料模量的变化对加铺层受力的影响
在温度梯度和车轮荷载的联合作用下, 加铺层板角底部发生应力集中, 拉应力达到最大值;加铺层顶部产生较大的拉应力;而最大的剪应力产生在加铺层底部。加铺层材料的模量变化和加铺层的厚度变化将对加铺层的受力产生不同程度的影响。
2.1 加铺层材料的模量变化对加铺层内最大拉应力的影响
加铺层模量变化时, 加铺层内最大拉应力的变化情况如图3。
在温度梯度和车轮荷载的联合作用下, 加铺层的板角处会发生应力集中, 在此处拉应力达到峰值。由图3可以看出, 加铺层内的拉应力峰值与加铺层材料的模量几乎成线性关系, 当加铺层材料的模量增大时, 加铺层内的拉应力峰值也随之增大。
2.2 加铺层材料模量的变化对加铺层顶部最大主应力的影响
加铺层模量变化时, 加铺层顶部最大主应力的变化情况如图4。
在第一种荷载工况下, 加铺层的顶部会产生较大的拉应力。由图4可以看出, 加铺层顶部的最大主应力与加铺层材料的模量成正比关系, 当加铺层材料的模量增大时, 加铺层顶部的最大主应力也随之增大。
2.3 加铺层材料模量的变化对加铺层内最大剪应力的影响
加铺层材料的模量变化时, 加铺层内最大剪应力值变化情况如图5。
由图5可以看出, 在温度梯度和车轮荷载联合作用下, 加铺层内产生的剪应力并不大。当加铺层材料的模量增大时, 加铺层内最大剪应力呈增大的趋势, 但增幅很小。可以认为加铺层材料模量变化对加铺层内最大剪应力的影响不大。
3 加铺层厚度变化对加铺层受力的影响。
3.1 加铺层厚度变化对加铺层内最大拉应力的影响
加铺层厚度变化时, 加铺层内最大拉应力的变化情况如图6。
由图6可以看出, 当加铺层厚度增加时, 加铺层内的拉应力峰值呈减小的趋势, 但因为加铺层厚度一般很小, 所以厚度变化对拉应力幅值的影响也不会太大。
3.2 加铺层厚度变化对对加铺层顶部最大主应力的影响
加铺层厚度变化时, 加铺层顶部最大主应力的变化情况如图7。
由图7可以看出, 加铺层顶部最大主应力随加铺层厚度增加而减小。温度梯度和车轮荷载的作用下, 叫铺层处于受拉状态, 加铺层顶部产生较大的拉应力。但与加铺层材料的抗拉强度相比, 加铺层顶部的最大主应力并不大。
3.3 加铺层厚度变化对对加铺层内最大剪应力的影响
加铺层厚度变化时, 加铺层内最大剪应力值情况变化如图8。
由图8可以看出, 当加铺层厚度增加时, 加铺层内的最大剪应力有减小的趋势。在温度梯度和轴载的共同作用下, 由于加铺层内产生的剪应力较小, 因此可以不考虑加铺层厚度变化对加铺层内剪应力的影响。
4 结论
针对在旧水泥混凝土路面上进行薄面加铺的结构形式, 本文通过有限元方法分析了在温度梯度和车轮荷载的共同作用下, 加铺层材料的弹性模量和加铺层厚度的变化对加铺层受力的影响, 主要得到了以下几点结论:
(1) 当温度梯度为正温度梯度, 轴载作用在板纵向边缘中部时, 加铺层板角底部会发生应力集中, 拉应力达到最大值;加铺层顶部产生较大的拉应力;而在加铺层底部产生最大的剪应力。
(2) 在正温度梯度和车轮荷载的共同作用下, 加铺层内的最大拉应力和加铺层顶部的最大主应力受加铺层材料的模量变化影响很大。当加铺层材料的模量增加时, 加铺层内的最大拉应力和加铺层顶部的最大主应力也随之提高;
(3) 在正温度梯度和车轮荷载的共同作用下, 加铺层内产生的剪应力很小, 并且最大剪应力受模量变化的影响不大。在对加铺层进行设计时, 要综合考虑模量变化对路面变形和受力情况的影响。
(4) 由于对旧路面进行薄面加铺时, 加铺层的厚度较小, 变化范围也很小, 在温度荷载和车轮荷载的联合作用下, 加铺层厚度对加铺层内最大拉应力、最大剪应力和加铺层顶部的最大主应力的影响较小。
参考文献
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