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浅谈道路“白改黑”设计与施工

来源:不详 作者:未知 时间:2018-08-09 快速评论

道路“白改黑”,是指在原水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层,使原来的混凝土刚性路面变为沥青柔性路面。

摘要:道路“白改黑”,是指在原水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层,使原来的混凝土刚性路面变为沥青柔性路面。沥青加铺层能有效地改善旧水泥混凝土路面的使用性能,同时可以充分利用旧水泥路面,造价低,施工方便,并且对交通、环境影响小。所以“白改黑”在国内外旧水泥混凝土路面改造工程中应用非常广泛。本文结合104国道嵊州三界段路面大中修工程,总结了工程的改进设计及施工要点。 

  关键词:水泥混凝土,沥青混凝土,路面 

  一、项目概况

  104国道三界段起自104国道嵊州市与上虞市分界K1567+186处,经三界镇西,终于上三线三界入口以南300米K1570+830处,路线全长3.621Km。道路设计等级为二级公路,设计速度为40km/h,路面设计轴载:BZZ-100。主车道路幅宽度14米,老路为水泥砼路面。路面在交通荷载、气候、水文等自然因素的影响下,经过多年的运营,该路段出现了以下不同程度的病害:A、裂缝、斜裂缝、角隅断裂;B、交叉裂缝和断裂板;C、沉陷、错台;D、接缝张开、碎裂;E、加铺的沥青面层破碎;F、水泥路面磨损和露骨。G、整板表面良好,板底脱空。由于板块破损,行车舒适性差,已经不能满足正常的交通功能。结合该段交通量大小及道路使用功能,采用了“白改黑”的改造设计。 

  二、设计方案

  采用沥青混凝土面层作为路面的面层,这种形式的路面结构能吸取两种材料的优点:水泥混凝土提供的稳定、坚实的基层,沥青混凝土路面提供的摩擦系数较高、平整度好的面层,大大改善了路面的使用性能。然而,复合式路面的关键是解决沥青面层中出现的反射裂缝问题.由于水泥混凝土面板接缝的存在,在外力荷载作用下,接缝处相邻板块产生竖向位移差,会出现较大的剪切应力.受气温周期性变化的影响,产生的温度应力是沥青混凝土面层产生反射裂缝的原因。反射裂缝本身对面层的使用性能影响不大,但因其环境因素(雨水、氧化等)的负效应,常常使裂缝迅速扩散,从而缩短面层的使用寿命[1]。为了减少反射裂缝的数量和延缓反射裂缝的发展速度,应控制反射裂缝的产生和发展,防范措施分为改善沥青面层性能,选用合适的面层混合料组成,设置中间加筋层和增设补强层3类。

  针对三界段的现场实际,我们参考了国内外对老水泥路面直接加铺沥青砼路面的研究成果,提出了在旧水泥路面上直接加铺柔性基层+沥青砼面层的设计方案。在对三界段老水泥板块进行仔细调查、并逐板进行弯沉检测的基础上,结合其他单位路面改造设计的成功经验,在本段路面改造中,采用了4cmAR-AC13C(橡胶沥青)+6cmAC-20(沥青砼)+8cmLSM-25(大粒径沥青碎石)+1cmSAMI(应力吸收层),总厚度为19cm的路面结构方案。

  本设计方案采用了橡胶沥青和SAMI应力吸收层等先进的材料和工艺。橡胶沥青作为一种优秀的改性沥青,在国外被广泛应用于水泥路面罩面和应力吸收层,对减少反射裂缝的数量和减缓反射裂缝的发展速度有理想的使用效果。目前这两条路分别经过了2年的运营,改造效果非常不错。 

  三、原水泥混凝土路面变成路基的施工方法与要点

  1.坏板的处理要求与施工注意事项。

  A、对于压烂、压碎的板块,则必须将旧板彻底砸除,将混凝土石渣挖出外运,然后重新浇注标号不低于原路面的水泥混凝土;

  B、对于板块裂缝处理:在裂缝两侧距离不小于15cm的地方,凿除7cm深的槽,然后用Φ16的耙钉每隔50cm钉一道,清除碎块后浇筑水泥砼振捣密实、抹平。

  C、对于≤1/2板长(或板宽)角隅断裂的板块处理:在裂缝周围大于30cm的四周割出跟原板块平行的矩形水泥板块,视病害程度清除不小于15cm的原基层材料,用C15贫砼浇至原基层顶面,待达到一定强度后浇筑水泥水泥砼面层。

  D、对于有深度裂缝交错、板块碎裂及大于1/2板长(或板宽)

  角隅断裂的板块处理:对于破碎害板块统一采用挖除原有破损板块,按原设计厚度重新浇筑水泥砼板块。挖除原板块后视基层破损程程度,清除不小于15cm基层,然后浇筑C15素砼至基层顶面标高,待素砼有一定强度(抗压强度≥3Mpa)后即可浇筑面层砼。

  以上病害在施工时,一要注意不要使用大油锤,可采用人工或小型号油锤破碎的方法,破碎后更不要采用装载机下去铲装,可采用人工将碎石搬出的方法,以严格避免施工挠动更深的底基础;二要注意破碎时不要损坏相邻混凝土板,同时石渣土清除后还要清除坑底浮土,注意相邻板的下面是否有空洞等,如有,也必须同样处理。重新浇注混凝土后,要严格照规范要求进行振捣、赶光、拉毛、养护等施工,最后尽早切割好与相邻板的伸缩缝,以防天气炎热造成混凝土板胀裂[2]。

  2.接缝处理要求与施工注意事项

  对于接缝张开处理:纵横向裂缝张开宽度w≤1cm时,用聚氯乙烯等加热施工式填缝料灌缝;纵横向裂缝张开宽度1<w<1.5cm时,用聚氨酯类常温施工式填缝料灌缝;纵横向裂缝张开宽度w≥1.5cm时,用沥青砂进行填缝维修。

  5.密切注意施工条件及其他

  洒热沥青、铺土工布之前还有一项重要的工作就是搞好混凝土基层表面的处理与卫生清扫工作。原旧混凝土路面上的点点滴滴的突出棱角都要清除。为保证平整度,原路面上的路面标线也都必须进行人工清除。“白改黑”施工很怕有柴油、汽油等油料污染底基层。施工中一定注意严格避免各种机械设备的油料对混凝土路基的污染。万一出现时,要及时采取必要的措施进行彻底清理干净。为了保证旧混凝土路面与新铺沥青路面很好地结合,对混凝土路面上光滑的部分区域要采用专用的混凝土铣刨设备进行拉毛施工。另外,一定要保证喷透层油前表面干干净净,无任何浮尘与污染,同时要经过建设单位、监理单位、设计单位、质监站等多家联合验收才可进行下一步施工。 

  四、聚酯玻纤布铺设与沥青混凝土路面摊铺

  对水泥混凝土路面的病害处治结束后,即可进行热沥青喷洒、聚酯玻纤布铺设以及沥青混凝土路面的摊铺施工。

  1.热沥青喷洒及土工布铺设

  混凝土基层处理完毕并全部清扫干净后,利用专门大吨位沥青路面喷洒机将粘层油加热至150~170℃后进行仔细喷洒,喷洒时一定要喷均匀(严格掌握“喷薄了不行、喷厚了也不行、个别地方没喷到更不行”的原则),喷洒量控制在1.2kg/m2左右为宜。

  在粘层油高温状态下利用专用设备铺设聚酯玻纤布。施工时在进行灌缝后即刻进行聚酯玻纤布的铺设工作。玻纤布沿水泥板块纵横缝方向摊铺,纵横缝侧向余宽各为50cm.玻纤布在接头应有搭接长度,纵横缝横缝搭接长为20~30cm。铺时要求要平整无褶皱,局部不到位时采用人工辅助处理,保证玻纤布与热沥青粘接密实。聚酯波纤布铺设完毕后,采用专业设备浇洒橡胶沥青应力吸收层,推荐橡胶沥青洒布量采用2.0~2.6KG/m2。喷洒橡胶沥青后应立即撒铺碎石,碎石撒铺量推荐采用16±2kg/m2,根据试铺情况确定,以满铺、不散失为度,对于局部碎石撒铺量不足的地方,应人工补足。然后用25T以上的胶轮压路机进行压实,碾压3遍。

  喷热沥青、铺玻纤布及随后的沥青应力吸收层摊铺等工序要紧凑连贯、一气呵成。

  2.沥青混凝土面层的摊铺

  橡胶沥青应力吸收层铺设完成后,要马上转入沥青混凝土面层的施工。面层摊铺前要保证喷透层油前表面干干净净,无任何浮尘与污染,同时要经过建设单位、监理单位、设计单位、质监站等多家联合验收才可进行沥青面层的施工。

  沥青混合料由拌和厂运至施工现场的温度在170℃左右,摊铺后温度在150℃左右。随时调整摊铺速度与供料速度的衔接,使摊铺能够均匀、连续,一般保持摊铺机前有5-8台运料车等候。当温度降至110℃左右时,开始碾压。碾压顺序分初压、复压和终压,碾压由边向中、先静后振。先用双钢轮压路机初压3遍,每次重叠30cm。然后用轮胎压路机复压2遍,最后用双钢轮压路机终压2遍。碾压过程中压路机不得在新铺的面层上转向调头,快速启动、制动和停机等候,碾压速度初压1.5~2.0km/h、复压3.5~4.5km/h、终压2.5~3.5km/h。

  五、其他相关应特别注意的问题

  对基层处理中坏板挖出重新补强的区域,要严格做好登记,并在图纸上标出,以便完工后及时查找,万一出问题时便于分析原因。玻纤布要妥善进行保管,不得露天存放。

  五、结语 

  由于沥青混凝土路面表面平整无接缝、柔性好,能较好地满足行车要求,可以提高车速,降低油耗,具有明显的行车舒适性、耐磨性等优点。绍兴地区有很多国省道原来采用的都是水泥混凝土路面结构,随着使用年限的增加,已经出现了不同程度的病害,严重影响了道路行驶的安全性和舒适性。随着“白改黑”的设计与施工技术的完善与提高。其方便的施工方法及低廉的造价必将会使其越来越受关注与广泛接受。通过设计单位的合理设计及施工单位妥善的施工组织与严密的技术措施,将有力地保证施工质量与施工进度;通过对104国道嵊州三界段大修工程及近期水泥路面改造等已完工程中的经验总结,必将时使“白改黑”这项技术逐渐走向成熟,并将其得到更加广泛的应用。 

  参考文献

  [1]吴英俊.用沥青罩面改造旧水泥混凝土路面技术[J].公路,2001,(3):32~34.

  [2]钟璎.亭枫公路“白改黑”工程的施工工艺和质量控制.[J].上海公路.2004.1.

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