水泥路面改造加铺沥青面层施工技术探析_

    水泥路面改造加铺沥青面层施工技术探析
    钱小锋江苏省常州市新北区市政绿化管理所
    中图分类号：U416文献标识：A文章编号：1006-7833(2008)07-286-02
    摘要:在水泥路面改造加铺沥青面层的过程中，控制和防止反射裂缝是旧水泥路面沥青加铺层设计的关键。而碎石化技术采用专用破碎设备对旧水泥路面进行比较彻底的破碎，充分降低水泥混凝土板接缝、裂缝处在荷载、温度、湿度变化时的位移，可以有效地防止反射裂缝的发生。另外，本文亦从面板更换、裂缝修补、接缝补强、剪力遏制、路面调平等方面重点探讨了旧水泥混凝土路面加铺沥青面层的施工技术。
    关键词碎石化技术水泥路面沥青面层
    一、水泥路面改造加铺沥青路面层技术问题概说
    近几年来，随着我国经济、社会的迅速发展，我们的交通量也随之不断增加，轴载逐渐加重，对路面结构的损坏日益加剧，大量的水泥混凝土路面面临着修复工作。加铺沥青面层对于受重交通荷载反复频繁作用，并且已经严重损坏的水泥混凝土道路路面而言，是一种可行的改造措施。但是，这也面临着不少的问题与困难。例如，防止反射裂缝时就水泥混凝土路面修复中的一大难题。究其原因，我国传统的修复方法是对旧水泥混凝土路面实施压浆、灌缝等措施后加铺沥青混凝土面层，该法在短期内是一种简单有效的修复措施。但对于沥青罩面后的复合结构，在行车荷载和温度的作用下，往往在修复后的一年内，罩面层在旧路面板接缝的位置出现裂缝，即反射裂缝。反射裂缝本身对罩面层的使用性能影响不大，但当雨水进入裂缝后，就会加速沥青罩面层的损坏，缩短罩面层的使用寿命。其带来的后果是不断的进行修复，既造成经济上的浪费，也给社会带来不良影响。所以，笔者认为，首先应当就水泥路面高燥加铺沥青面层施工过程中最基本的技术原理进行相应的离清，在此基础上，充分地掌握现有的技术并在具体的施工过程中加以运用，这样才有助于问题的解决，并最终取得良好的技术效果。
    二、对原水泥路面的处理过程中应当注意的技术问题
    当原水泥路面破损严重的情况下，首先就应当做好对原水泥路面的处理工作。旧路面破损严重的板块用破碎锤凿岩机、开凿机、液压镐、风镐进行破碎清除。对于旧水泥稳定基层上已经松动的部分予以铲除，浇筑15cm与旧基层同厚的C15水泥混凝土补平；而基层上的坑槽则用水泥砂浆填平、捣实。然后浇筑厚24cm的C35混凝土路面板，和原混凝土路面板衔接紧凑、平顺，表面拉毛，以利于与沥青混凝土联接。
    其次，在路面压浆过程中，有以下一些技术指标应当特别加以注意：
    1、灰浆施工配合比水泥:粉煤灰:膨胀剂:早强剂:水为1:2:0.08:0.06:1.2（其中:P.03 2.5级水泥、HZ型复合早强剂，UEA膨胀剂，膨胀率为0.03%-0.050/u）。
    2、根据路面状况调查，对需压浆的喞泥脱空板，用红漆标注钻孔位置。钻机（钻头51 mmx300 mm），钻取直径5cm的孔（每块板钻四五个孔），钻孔深度到基层顶面或底基层底面。用灰浆拌和机按施工配合比均匀拌和灰浆，不能有沉淀和泌水现象。用压浆泵把拌和好的灰浆由钻好的灰浆孔压入混凝土板底或路基顶面，压力控制在0.5—1.0 MPa，直至相邻孔或接缝中溢浆或无溢浆面板块略有上升为止。灌浆过程中及时将溢浆的孔用圆木塞封闭，以防止倒流而造成压力过度散失。大约10 min左右浆体稳定后，拔出木塞，用灰浆或砂浆把灌浆孔封严。在灌浆过程中，通过控制灌浆时间和压力，防止土路肩开裂破坏。一般需要3d时间待灰浆强度达到3 MPa后方可开放交通。此时检测弯沉值，当接缝两侧弯沉差超过0.05mm时，应重新钻孔补压。
    最后，在原路面的冲击碾压过程中，应当采用压实方法、破碎遍数。笔者以为，由于到混凝土板块的结构，混凝土板在水平方向所受约束愈小破碎效果愈好，因此破碎按顺序从行车道向超车道依次进行，效果最佳。冲压完后，进行路肩换板，互相搭接好。对冲击后、换完板的原路面裂缝，人工用SK-70沥青灌缝，然后洒透层、封层油，再加铺沥青混凝土。在AC-10I整平层冲压路段构造物边界处、AC-25I下面层的路肩和行车道接缝处铺玻璃纤维格栅，以阻断裂缝向上反射。构造物边界的确定为在管涵上土层厚度小于2m时，冲压边界距管涵中线应大于2m；通道、板涵上土层厚度小于3m时，冲压边界至涵边应大于3m；桥头冲压边界为距桥头搭板边缘大于5m，所有桥梁均不予冲压。破碎遍数取决于破碎期望值的实现程度，破碎期望值包括混凝土板破碎程度和能够反映路基土层强度指标的沉降量。
    在加铺沥青层面时，笔者认为，应当坚持一下的操作步骤：
    1、冲压后的原混凝土路面，先用人工拿扫帚将表面进行全面清理，清除原混凝土路面表面浮灰、粘附泥土及坑槽中破碎和松动的混凝土块，再用森林灭火鼓风机沿纵向排成斜线将灰土吹净，最后用水车冲洗。
    2、喷洒第一遍乳化沥青透层油，喷洒量为0.3-0.4Um2。由于保证通车和路肩换板的影响，先维持行车道通车、封闭超车道交通、喷洒超车道，停置24h后，开放超车道交通，交换封闭、行车。待路肩混凝土浇筑完成并切缝后冲洗干净，再喷洒本幅粘层油，每幅喷洒后均封闭交通24 h，设专人看管。
    3、在沥青混凝土整平层摊铺前24h，全幅洒第二遍遍粘层油，洒布量也为0.3-0.4 Um 2。洒布前先清扫干净，人工捡除粘附于粘层油上杂物，再全断面均匀洒布粘层油，不允许多洒或漏洒，接缝处采用彩条布覆盖，多洒的部位人工刮除，以免造成路面粘接不好、泛油。
    4、已洒粘层油路段，因交叉施工需要，施工车辆进入该路段时，应在管理人员指挥下进入、卸料。构件安装拌和砂浆时路面上应铺彩条布，以免污染粘层。
    三、碎化技术在水泥路面改造加铺沥青路面层过程中的应用及其原理
    （一）碎化技术的应用原理
    反射裂缝一般出现在与旧水泥混凝土板的裂缝和接缝相对应的位置，其产生和发展的原因主要是由于旧水泥路面板的移动所造成，而这些移动又主要来源于温度变化、行驶车辆及两者的综合作用。碎石化技术的原理就是采用特定的设备将旧水泥混凝土板破碎成尺寸极小的碎石块，即相当于将旧水泥板转化成碎石基层，从根本上阻止了旧水泥混凝土板的移动，因而该技术可彻底解决反射裂缝这一难题。
    破碎工艺按破坏特性的不同分为3种：破裂压稳、打裂压稳和碎石化。三者的目的都是缩小旧水泥板的尺寸，但处理后的板（碎）块尺寸不同，碎石化将板的长度减小到极小值。根据国外的研究成果，破裂压稳和打裂压稳技术处理的旧水泥混凝土路面上的沥青混凝土加铺层也会产生反射裂缝，不过与不进行破碎的类似结构相比，其反射裂缝出现的时间要比不进行破碎时推迟2—3年，同时反射裂缝的数目相对减少20%左右。与碎石化工艺相比，破裂压稳和打裂压稳技术对水泥混凝土路面的结构性破碎得不够彻底。
    （二）碎化技术在水泥路面改造加铺沥青面层应用过程中应当注意的问题
    1、正确掌握碎化技术使用的前提条件
    碎石化技术是将旧水泥混凝土板破碎成小碎块的一种破坏性的方法，它破坏了路面结构的整体性，因而降低了承载能力。多数情况下，采用在旧水泥混凝土板上进行局部修复或罩面的做法是比较适合和经济的方法。究竟采用何种修复方式主要取决于旧水泥混凝土路面的损坏类型、程度和原因。例如，有些水泥混凝土路面损坏是由较差的基层或路基支撑造成的。在这种路面上采用碎石化技术反而破坏了原有混凝土板承担和分散荷载的能力，势必造成沥青罩面层的早期病害。据笔者的调查研究发现，碎化技术在水泥路面改造加铺沥青面层过程应当具备如下几方面的条件方可运用：首先，路基材料损坏太厉害，不能承受破碎路面的负荷地区不宜采用。与此同时，地下水位较高，路基积水的路面，以及路基含有较湿的粘土和混入泥砂的粘土地区不宜采用。其次，与其他修复方案进行技术经济评价或寿命—周期费用分析后采用。最后，现有水泥混凝土路面出现了严重的损坏，如大量错台、翻浆和角隅破坏；超过25%的板断裂、超过20%的路面已经修补或需要修补，超过10%的路面需要开挖修补；出现严重的水泥碱化反应或冻胀开裂。
    2、应当正确评估土基和基层的特性
    我们知道，MHB强有力的重锤冲击和RM的低频高幅振动都会对路基或基层产生破坏并引起变化，最终路基承担路面传递的荷载，因此路基和基层的强度和稳定性至关重要。碎石化的一个主要不足是在施工前难以预测路基的状况。由于混凝土板的支撑作用掩盖了路基的真实强度，混凝土板顶面的测试不能保证路基特性的正确性。最好通过取样测试的方式来确定路基和基层的含水量及强度，或调查旧水泥路面性能恶化的原因，如是由较差的路基引起，则碎石化后也会引起病害问题。
    四、水泥路面加铺沥青面层施工过程中关键技术环节探讨
    （一）在所有的技术环节中，首当其冲的就是面板更换问题结构破损需要更换面板，更换面板必须遵循以下几个方面的规则：（1）破碎机械不得使用冲击锤之类的强制式设备，一般宜采用履带式炮机、小型凿岩机、人工配合空压钻机；（2）机械破碎的顺序应该是先板中后板边，板边破碎时机械钻头不能骑接缝直接下钻，应离接缝一定距离，这个距离的建议值一般为30一50cm；（4）破碎面板周围的邻空面必须为垂直断面，残根应彻底清除干净，在重新浇筑混凝土之前，在周边涂刷60"粘稠热沥青两遍。
    （二）裂缝修补环节
    旧水泥混凝土路面上的裂缝若不修补，在沥青罩面层后随着时间的推移，均会使沥青面层出现反射裂缝，可采取如下措施修补裂缝。一般可采取如下措施：凿槽灌缝施工后骑缝铺设土工布变成了裂缝修补的关键工序，务必精心施工，一是土工布应摊平，不得褶折和松动，二是必须用轻型压路机碾压，直到土工布泛出黑斑为止，三是最好为整条，如特殊情况需搭接，其搭接长度一般小于10cm。
    （三）接缝补强环节
    旧水泥混凝土路面使用数年后，接缝均存在不同程度的破坏，接缝的补强第一个工序就是清缝，目前最常见的方法是机械锯切和高压吹喷两种。胀缝补强是接缝补强的重点，胀缝应彻底清理，直至基层顶面，使其成为通透缝，为板块伸长提供应有的空间余地。接缝两侧喷洒乳化沥青透层油+石屑，用量为0.51 kg/扩。胀缝骑缝铺土工布，宽度为200cm，其余接缝均为100cm，然后全路满幅再铺一层土工布或土工格栅，这样可以延缓接缝反射裂缝对沥青罩面层影响和减少反射裂缝的出现。
    （四）最后一个重要的环节就是剪切遏制
    在这一环节，笔者认为，我们应重点注意旧水泥混凝土路面与原有基层界面的结合间题。由于长期车辆荷载反复作用和大自然影响，旧水泥混凝土路面与基层之间的界面结合将会发生较大的变化，这个层间结合不外乎3种形式，即完全结合式、半结合式、完全分离式。目前多采用具有填充性、渗透性和挤密性的注浆方法，注浆材料可为纯水泥砂，水泥砂浆、沥青等。通过注浆使界面的半结合式和完全分离式变成完全结合式，挤密性增大了摩擦力，水平剪力得到了控制，同时，面板下脱空问题也因注浆的填充性得到治理，竖向剪力失去了形成条件，透渗性使混凝土板的倾斜剪力得到遏制。

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

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