旧水泥混凝土路面加铺沥青路面的施工

2010-08-15张晓亮

黑龙江交通科技 2010年9期

张晓亮

(衡水公路工程总公司)

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,在城市道路中得到广泛使用。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。在旧水泥混凝土路面上加铺沥青路面成为城市道路改造最为广泛的形式。为了防止旧水泥混凝土路面产生反射裂缝,在旧水泥混凝土路面补强的基础上进行加铺土工格栅处理。

1 旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层设计的关键问题

旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层,由于接缝和裂缝的存在,会出现反射裂缝问题。反射裂缝是由于旧面层在接缝或裂缝四周的位移引起接缝或裂缝上方沥青混凝土加铺层内出现应力集中所造成的。旧面层在接缝或裂缝四周的位移,包括由于环境温度的变化引起的面板的水平伸缩和由于荷载作用引起的面板边缘的竖向弯沉。前者导致接缝或裂缝上方的沥青混凝土加铺层内出现较集中的拉应力;后者则使接缝上方的沥青混凝土加铺层承受较大的弯拉应力和剪切应力。由于水泥混凝土面板强度较高,作为基层上加铺沥青混凝土这种路面结构,强度方面一般能满足要求。但由于反射裂缝的产生使沥青混凝土面层丧失整体性,因路面水的渗入导致沥青混凝土加铺层发展成为更严重的病害破坏。因此,旧水泥混凝土加铺沥青混凝土层设计的关键是预防和延缓反射裂缝的产生。对于旧水泥混凝土路面加铺沥青层反射裂缝的预防。目前主要采用玻璃格栅夹层结构。

2 玻纤格栅加筋的作用机理

玻璃纤维格栅是以硅酸盐为主要成分的一种由玻璃纤维制成的平面网格状材料,具有抗拉强度大、弹性模量高、耐高温、耐腐蚀、低延伸率、物理化学性能稳定、嵌锁和限制作用强等特点。采用铺设玻纤格栅作为加筋夹层能达到提高沥青加铺层抗反射裂缝,玻璃纤维格栅能改变沥青混凝土层在车辆荷载和温度作用下的受力状态,大幅减小接缝处的应力集中,从而阻止反射裂缝的产生和发展。玻璃纤维网的防裂作用实质是一种隔离功能。它分隔了有裂缝或接缝的混凝土板和沥青混凝土加铺层.避免了沥青混凝土层直接处于裂缝或接缝尖端的应力集中区域,而由强度较高的材料承受较大的拉应力,阻碍了裂缝的迅速扩展。因此格栅本身的抗拉强度大小是抑制裂缝发展的主要因素,采用抗拉强度高的格栅更有利于抑制裂缝的发展。

3 施工技术

3.1 旧水泥混凝土路面损坏状况调查与评估

原有路面状况的调查与评估是改造设计与施工的基础性工作。通过对调查数据分析和评价,能准确推测原有路面剩余寿命和找到路面损坏的原因。在调查过程中,首先将损坏分为结构性破坏和非结构性破坏两大类。然后根据损害程度和破损方式具体细分为纵向裂缝、横向裂缝、斜向裂缝、角隅裂缝、沉陷、隆起、裂纹、起皮、填料损坏、接缝碎裂、拱起、唧泥、错台、板底脱空等 14种。采用 5.4m贝克曼梁弯沉仪和标准轴载汽车对改造路段进行弯沉测量,以评定水泥路面在板角的传荷能力和结构整体强度。板角弯沉测试时后轴一侧放置在板角。双轮隙中心距纵缝 4cm左右,双轮隙中心距横缝 2cm左右,弯沉仪分别置于加载的相邻板上,距横缝 5～8cm。采用钻芯机钻取结构层的试样,进行厚度、劈裂强度和模量测定,并与弯沉测试结果联合对路面结构承载能力评定。对弯沉比较大的进一步分析是否有板底脱空病害发生;对于表面破损主要采取人工用尺量的办法,根据面积、长度、深度等几何尺寸进行分类统计。

3.2 旧水泥混凝土路面处理

针对水泥混凝土路面的调查情况主要采取以下措施：在脱空部位水泥混凝土板上钻 2个直径为 30mm的孔,间距0.8～1.5m,再采用 M15高强水泥砂浆高压灌注至满;严重的采用换板方式。老路面纵、横缝用机械开缝机进行开槽,用高压空气清除接缝内杂物并用水清洗。然后填灌裂缝。进行防水处置。一般 3～10mm宽的缝用沥青乳液灌填。超过 10mm的缝先灌沥青乳液后用热沥青砂填实压平。混凝土路面的纵缝处,切出宽15mm的缝后,用半固体填缝料填充。对板角裂缝,首先按板角断裂的破裂面的大小确定切割范围,再用液压镐凿除破损部分,尽可能保留原有钢筋。在切割完水泥混凝土板破裂面后,对基层采用 C15小石子混凝土补强。基层补强完成后,在新旧混凝土之间加设传力杆并在旧路面板接缝面涂刷沥青,然后浇筑快硬水泥混凝土,浇完后用养护剂养护,待混凝土达到强度后再加铺罩面。将麻面、严重脱皮处杂质清除并清洗干净,洒上一层 4%橡胶沥青。对破碎的水泥混凝土板块凿除并清理干净原破碎混凝土。用C15小石子混凝土补平。对孔洞坑槽,先将孔洞凿成外形规则的直壁坑槽,再用钢丝刷将破坏处的尘土、碎屑清除,然后用压缩空气吹干净修补面。填上聚合物乳液混凝土。最后喷洒养生剂。当板块出现大面积严重破损时,则采用整仓清除后用 C15进行补平处理。处理的旧混凝土,要求其强度、平整度、路拱横坡均应满足设计和规范有关要求。

3.3 浇洒粘层油

为保证沥青加铺层与旧水泥混凝土板的良好粘接,在找平层铺筑之间,应洒布一定量的粘层沥青。浇洒粘层油之前,先将旧路面整平清洗干净。然后在温度 10℃以上、路面不潮湿条件下,再在清扫干净的水泥混凝土路面上浇洒粘层沥青。粘层沥青采用快裂的乳化沥青或 A-140石油沥青,用沥青洒布机按 0.4～0.6kg/m2用量均匀浇洒,油温控制在 150～170℃之间。铺好玻璃纤维格栅后按 0.7～0.8kg/m2用量浇洒粘层油,再撒上石屑,其用量为2m3/km2左右,并用 6～8t压路机碾压 1遍。喷洒一定要均匀,遇有因洒布车减速或停顿造成油量过大处,要立即刮除,人工补洒。

3.4 铺设玻璃纤维格栅

在喷洒粘层乳化沥青后,待粘层沥青已破乳时开始进行玻璃格栅铺设。格栅起点用水泥钉固定,沿摊铺方向用人工拉紧,平铺格栅材料,从一侧向另一侧铺设,格栅在接头应有搭接长度,横缝搭接长为 30～50cm,纵缝搭接长为 20～30cm。对不平整处,应用摊杆推平。如碰到弯道,将弯道内侧的玻璃格栅用剪刀裁开,然后推平,涂刷沥青,再将另一侧叠盖搭接,铺设时应保证平顺并使纵横向张紧。铺设完成后,用轻型钢轮压路机碾压。保证玻璃纤维格栅嵌压在洒粘层沥青表面。一幅格栅摊完后,再喷洒另一幅格栅的粘层沥青。要在前一幅摊好的格栅上补洒 20cm沥青带,然后再摊铺第二幅格栅。

3.5 沥青混凝土的摊铺与碾压

使用最大摊铺宽度为 12.5m的摊铺机摊铺。尽量做到整幅一次摊铺。摊铺机采用滑撬自动找平装置,摊铺前要调整好找平装置。沥青混合料由拌和厂运至施工现场的温度在 150℃左右,摊铺后温度在 130℃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。