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【摘要】水泥砼路面是我國公路路面主要形式之一,在公路網構成中占有很大比重,它具有強度高、剛度強、受溫度影響小、使用壽命長等優點。隨著使用年限到期、交通量和載重量急速增長,越來越多的水泥砼路面將進入大修階段,而傳統的舊水泥砼路面改造方法存在費工費時、妨礙交通、廢棄的舊砼板難以處理且對環境造成污染等問題。針對這些問題,碎石化施工技術可達到良好處治效果,碎石化施工不僅有效消除砼板底空洞和板內應力,減少反射裂縫,延長大修工程使用壽命,而且其噪音小,揚塵少,碎石化路面后直接加鋪結構層,避免舊面板挖棄,節省了經濟成本,減少了污染環境。筆者通過省道316線古潭至屏山段舊水泥砼路面大修工程的具體實踐,對碎石化施工施工工藝以及注意事項進行了總結歸納,以供廣大公路建設者參考。
關鍵詞:施工技術文章,舊水泥砼路面,碎石化,施工
省道316線古潭至屏山(K20+000~K40+000)段水泥砼路面,近幾年來隨著交通量的增加,特別是重載車輛的增多,原有混凝土路面斷板、破碎、錯臺、唧漿現象十分嚴重。為適應沿線交通量的增長,修復病害和改善路況,廣西壯族自治區公路管理局決定對該路段實施碎石化改造,該工程采用了路面碎石化后加鋪級配碎石基層及瀝青混凝土面層結構組合。本人在通過具體實踐后,現對對路面碎石化的施工工藝和質量控制要點進行闡述。
一、碎石化施工的主要設備
1、多錘頭破碎機:多錘頭破碎機是輪胎自行式設備,其后部有2排重錘,錘重454~545 kg,前后每對重錘有一套單獨的液壓提升系統,在破碎舊水泥混凝土路面時,重錘按一定規律下落,重錘每次下落可產生1.38~11.10KJ的沖擊能量,提升的高度和速度可以單獨調整,最大提升高度為1.3m。多錘頭破碎機工作原理是通過液壓泵向工作油缸提供高壓油,高壓油的作用帶動錘頭上下運動,通過數字控制裝置,控制油缸的運動頻率和行程,帶動錘頭砸向混凝土板塊而使它破碎。
2、Z型鋼輪壓路機:對常見的鋼輪壓路機進行改造,鋼輪壓路機的前鋼輪表面加一層Z字型不平的鋼板。多錘頭破碎機破碎后,用Z型鋼輪壓路機補充破碎并壓實其表面,同時為后續加鋪基層(面層)提供平坦的破碎后混凝土路面表面。
3、振動鋼輪壓路機:單振動輪,自裝備自動力,在Z型壓路機之后壓實破碎后的混凝土表面,并為加鋪上面層提供較為平坦的工作面,也用于修復破碎后通車的特殊路段。
二、碎石化施工技術
1、施工準備
(1)清除舊水泥砼路面存在的瀝青砼面層,包括養護期間加鋪的瀝青面層應全部清除。
(2)清除原有填縫料,包括所有松散的填縫料、脹縫材料或其他類似物。
(3)標記結構物的位置,明確避讓范圍,主要包括明確標記涵洞、橋梁的位置。施工前對沿線涵洞、橋梁重新調查復核,結合設計圖紙對埋深在2 m以內的結構物及地下管網進行調查并作出標記,確保位置、角度準確,施工時不會損壞這些構造物。
(4) 修復軟弱基層、底基層和路基,路基不穩定路段應采取換填并充分壓實的方法。
(5)檢修或重建沿線排水系統。
(6)進行交通管制,并合理組織交通,保證施工安全。
2、MHB破碎施工工藝
(1)施工工藝要求
①破碎施工順序:應從外側車道向內側車道破碎。
②邊緣應防止破碎過度:在破碎路肩時應適當降低外側錘頭高度,減小錘跡間距,既保證破碎效果,又不至于破碎功過大而造成過度破碎。
③搭接寬度要求:兩幅破碎一般要保證10cm左右的搭接破碎寬度。
④施工勻質性要求:MHB機械施工過程中應根據舊水泥混凝土路面的強度差異隨時優化調整行進速度、落錘高度、頻率等破碎參數,盡量達到破碎均勻。
(2)預裂:基層強度過高或面板厚度過大時,宜采用打裂等其它手段進行舊混凝土路面的預裂,確保碎石化后達到預期效果。預裂后的區段應重新進行試驗段施工,確定其碎石化的各項施工優化參數。
(3)凹處回填:碎石化層作基層時,碎石化后表面凹處在10cm以內,壓實前可用級配碎石回填。
(4)原有填縫料及外露鋼筋清除:在鋪筑HMA以前,應清除填縫料、脹縫材料,并切除暴露的加強鋼筋等雜物,清除過程中產生的坑洞宜填充級配碎石粒料。
(5)壓實
①對于一次破碎后個別面積大于1m2的板塊,宜在碾壓前用人工或小型氣動沖擊設備補充破碎。
②破碎后的路面采用Z型壓路機和單鋼輪壓路機振動壓實,壓實遍數各1~2遍(具體遍數靜壓震壓),壓實速度不許超過5km/h。
③在路面綜合強度過高或過低的路段應避免過度壓實,以防造成表面粒徑過小或將碎石化層壓入基層。
(6)養護:除了必須開放的橫穿交通外, 破碎后的砼路面的任何路段均不應開放交通( 包括不必要的施工運輸) 。如果破碎材料由于開放交通受到車輪的推擠作用而松散或不穩定, 必須重新壓實。
3、碎石化質量控制標準
(1) 碎石化要把75%的水泥砼破碎成表面最大粒徑不超7.5cm的碎石層,中間層最大粒徑不超過22.5cm,底部不超過37.5cm的粒徑。
(2)透層油滲透厚度大于3cm。
(3)表面碾壓密實。
(4)破碎效果檢驗
①砼面板破碎塊粒徑的檢測。破碎后,表面基本已破碎成松散碎石層,所以可以用卡尺對表面層碎石進行檢測。通過刨坑取樣,用卡尺檢測不同層次的破碎塊的尺寸。
②破碎板裂紋特征的檢測。破碎后產生的裂紋不規則,主要呈斜向下的走勢,但在底層有些裂紋是垂直向下的。表層的碎石主要呈偏平狀。中間層及底層的裂紋極為細小,需細心觀察才發現。
③路面沉降情況檢測,選取具有代表性的路段進行碎石化后路面的沉降情況分析。
三、碎石化施工過程中需注意的問題
1、因雨水會嚴重影響碎化層及其下基層的承載能力,因此,對碎化層應充分做好防止雨水的工作,如有碎化后不能馬上進行碾壓攤鋪,遇上雨水天氣,要注意碎化層的遮蓋,同時要保證已完成碎化碾壓路段的路面邊緣排水系統的正常排水。
2、水泥混凝土板塊的厚度一般在20-26cm之間,碎化后頂面粒徑較小,下部粒徑較大。從強度角度而言碎化后粒徑太小會使強度降低很多,這時雖能減少反射裂縫可能,但也會帶來了原板塊強度的浪費。所以碎石化后顆粒粒徑不宜過細,而較大也不利于反射裂縫的消除,所以要對粒徑范圍作出限制。
四.結束語
碎石化技術由于具有施工便捷、造價低廉、環境污染少,并且能有效防止加鋪層反射裂縫的發生和發展等優點,完全符合中央提出的“可持續發展,保護環境,監理節約型社會”的戰略方針,因此在舊水泥混凝土路面改建工程中得到廣泛應用。
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