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连续配筋混凝土复合式沥青路面施工技术刍议

2022-09-01陈惠珍

建材发展导向 2022年16期
关键词:压路机摊铺碾压

陈惠珍

(福州经济技术开发区市政工程中心,福建 福州 350000)

近些年,国内公路事业发展迅速,在这一背景下,车辆车辆轴载、公路交通量大幅增加,人们也逐渐提高了对公路寿命和公路质量的要求。作为一种新技术,连续配筋混凝土沥青复合路面施工技术能够有效提高道路承载力、强度,减少沥青用量与面层厚度。从这个角度来看,应积极研究道路工程中连续配筋混凝土沥青复合路面施工技术的应用。

1 工程概况

某项目位于福州经济技术开发区长安工业园区,道路大致为由西北向东南,起点桩号为K0+000,起点接新104国道辅道,终点桩号为K0+707.255,与现状104国道平交,道路全长为707.255m,道路宽度为18m,设计速度为20km/h,道路等级是城市支路,项目地理位置如图1所示。

图1 项目地理位置

2 复合式沥青路面的结构特点与形式

2.1 结构特点

客观来讲,沥青混凝土、连续配筋混凝土二者的收缩变形特点和刚度存在较大差异,其连接需要通过黏结层来实现,由此可以得出,施工过程中的黏结层质量至关重要,并且是薄弱的结构部分,这使得黏结层自身的抗剪性能差,施工人员需要对两种材料的相对移动情况加以预防,完成沥青混凝土、连续配筋混凝土的施工作业后,应及时展开特殊处理,从而让相对位移、变形量得到精准控制。

2.2 结构形式

连续配筋混凝土复合沥青路面结构主要由连续配筋混凝土、沥青混凝土这两种结构构成,其中,采用连续配筋混凝土能够让整个路面的平稳性得到保证,沥青混凝土则能够让车辆行驶过程中的舒适性得到保证,将这两种路面结构有机结合能够同时发挥二者优势,达到施工优势互补的目的。又因连续配筋混凝土施工无接缝,使得常见的道路施工病害出现几率大大降低,而钢筋植入后能够发挥纵向、横向这两个方面的功能,对裂缝发展进行限制,使其速度得以延缓,有助于预防路面的裂缝。与此同时,连续配筋混凝土的平稳性、强度相对较高,能够进一步确保上一层的沥青路面平稳性。混凝土沥青路面能够将行车荷载全面分散,这对控制施工材料的温度应力十分有利,起到了积极的裂缝病害和混凝土边缘冲击预防功能。由此能够得出,融合两种结构形式的施工技术可以让路面耐久性、稳定性、强度显著提升。施工人员应借助模型的构建,按照施工经济性、勘查地质资料、材料力学、施工可行性、道路施工规范、理论力学等内容来确定施工方案,经过专家论证来提高路面设计的专业性。

3 路面材料要求与施工要求

3.1 底基层材料要求与施工要求

底基层采用级配碎石时,应保证最大的碎石粒径小于53mm,压碎值小于百分之四十,颗粒组成需要满足道路工程的相关规定,级配料为细集料,如粗砂和石屑等,并且级配料应满足连续配筋混凝土复合沥青路面的通过质量百分比、筛孔尺寸等要求。

在底基层施工时施工人员应始终坚持如下原则。第一,细集料需时刻保持干燥。第二,初次碾压过程中应选取规格为8t的压路机来开展碾压作业。碎石层的全部空隙都应通过级配料来填满。经过碾压施工后,应全面填满粗碎石表面空隙,避免出现粗集料受到级配料覆盖而单独为一层的情况,让粗碎石在表面能够以肉眼可见的形式存在。碾压的固体体积率需超过百分之八十三。第三,填满所有级配碎石孔隙后,应选取规格为12~15t的三轮压路机再次进行一遍或两遍碾压,具体碾压时需防止蠕动现象的发生。同时,施工人员应在碾压开始前进行洒水工作,将少量水撒在级配碎石表面,并将洒水量控制于每平方米3千克以上。

3.2 水稳碎石材料要求

水泥应选取42.5等级的道路硅酸盐和普通硅酸盐水泥,水泥的初凝时间需超过3h、终凝时间需超过6h,不可使用变质水泥、受潮水泥、早强水泥、快硬水泥等。处于夏季高温条件下,应确保水泥温度始终不超过50℃,如若不然,则施工人员应实施有效的降温举措。

碎石应用于基层时,其粒径应低于37.5mm并符合相应性能要求,如表1所示。碎石基层配合比应符合道路工程的通过质量百分率、筛孔尺寸等各项要求。需要注意的是,若细集料的粒径为0~5mm且存在塑性指数,则0.075mm的筛孔通过率需低于5%。与此同时,碎石应用于基层时存在一定的性能要求,水泥稳定碎石的龄期应为7d,抗压强度应超过3MPa。

表1 碎石基层性能要求

3.3 关键参数

在连续配筋混凝土、沥青混合路面施工中,需要对混凝土面板进行控制,要求面板厚度在180mm以上。根据JTG D40—2011相关要求,复合式路面沥青的最小厚度应达到4cm。参考JTG D40—2002文件要求,以连续配筋混凝土作为基础的复合式路面中,沥青面层的厚度一般保持在2.5~8cm之间。对复合路面结构层之间的剪应力进行分析可知,为确保路面施工技术应用可靠性,建议将沥青层厚度保持在6~10cm。研究指出,沥青混合料的热传导性与吸收太阳辐射的能力与普通混凝土存在差别,当沥青层厚度不足4cm时,沥青层的隔热作用消失。因此,在本次施工中,将复合路面的沥青厚度控制在6~10cm。

根据JTG D40—2011要求,路肩混凝土路面可不配置纵向钢筋,保持纵缝拉筋与行车到CRC板相连即可。鉴于此,需要对CRC板的厚度设计进行严格控制。在具体设计过程中,有关人员应参考行车荷载与温度梯度下产生的疲劳断裂作为极限状态其中CRC板的应力需要符合JTG D40—2011规范要求。当裂缝间距较小时,需要对CRC板的冲断破坏板厚进行测算。即考虑沥青面层,在裂缝间距为0.2m、0.3m、0.4m、0.5m下,对CRC板的厚度进行优化设计,并充分考虑荷载极限应力与温度应力的总和。根据我国道路工程施工规范,建议将复合路面中沥青面层的厚度范围控制在6~10cm,其中结构设计部分应为两层,下面层控制在4~6cm,表面层为4cm,以提升路面施工技术水平,提升道路工程使用可靠性。

4 道路工程中连续配筋混凝土沥青复合路面施工技术的应用

4.1 钢筋网绑扎、混凝土浇筑及材料拌合

绑扎钢筋是连续配筋施工的重要环节,应根据设计文件对预制组件加以制作和安装,随后浇筑水泥混凝土。在材料拌合环节,施工人员应将材料的质量关卡充分把好,拌合沥青混合料工序、碾压工序、摊铺工序等所有工序的管理都需要由专门技术人员把关。施工人员应时刻通过目测的方式对混合料均匀程度进行检查,第一时间找出异常情况,若混合料的异常现象为质量问题,施工人员应将其当成废料来处理,从而在第一时间将混合料异常问题纠正。在拌合楼控制室,施工人员应详细地记录、打印所有材料使用情况、使用量、拌合楼实施状况等,能够经常性地校对拌合楼配备的计量系统。

4.2 材料运输

首先,拌合机将料放入运料车时,应让车辆保持前后移动,装料时分成三堆来进行,从而让粗集料分离情况得到有效预防,并检测所有车辆中的混合料温度。其次,运输沥青混合料的车辆运量需具备一定的施工富余度,如摊铺速度富余度、拌合能力富余度等,在摊铺机附近等待卸料的运料车数量应超过五辆。再次,覆盖运输车辆时,施工人员应使用双层篷布来进行,双层篷布应无损、完整,从而防止材料对周围环境产生污染,并起到防雨、保温等多种功能。最后,在进行连续摊铺时,运料车辆的停车位置以摊铺机正前方10~30cm为宜,严禁对摊铺机仅凭碰撞。除此之外,施工人员在卸料时需将运输车挂空挡,凭借摊铺机的推动实现前进的目的。

4.3 摊铺施工

摊铺施工的稳定性和连续性有利于使路面平整度得以提高。施工人员应通过2台摊铺设备进行梯队式摊铺,确保摊铺层的压实度、均匀性符合道路施工规范要求,摊铺机的运行速度需结合摊铺厚度、配套机械设备状况、拌和机产量等多方面因素综合确定,进行不间断、均匀、缓慢的摊铺施工。施工人员不可在短时间内快速摊铺后停车等待后一车施工材料,在中午时应交替、轮换、分批的休息和用餐,防止暂停摊铺并用餐的情况发生,尽可能保证每日停机收工只有一次。

要想让路面压实度得到保证,沥青混凝土应运用挂线施工技术,抄平原地面,这样一来,路面加铺后可以有效提升平整度。混合料在摊铺后、压实前,不可出现人员踩踏、车辆碾压等行为,通常无需施工人员以人工方式持续整修,仅需在有特殊情况下根据施工现场管理人员的指导,采用人工方式对混合料进行更换、人工找补等工作,若缺陷较大,施工人员应将对应部位的混合料全面铲除,适当对摊铺工艺进行优化或进行摊铺设备的调整工作。

在摊铺施工中,应采用两台摊铺设备联合摊铺,其中一台摊铺机完成摊铺后,其摊铺层的纵向接缝需要具备斜坡,而另一台摊铺机需要跨缝5~10cm进行摊铺。施工人员应保证两台摊铺机间距低于10cm。与此同时,施工人员需要对摊铺设备进行合理调整,让所有摊铺设备都能保持最优工作状态,将自动料位器调试完成后,让螺旋布料器、链板送料器、料门开度的各项施工参数充分匹配。其中,螺旋布料机自身料量应比螺旋布料器中心高,让挡料板前方的混合料分布的均匀性得到保证,每日摊铺前适当调整料量后方能正是摊铺,防止摊铺层发生离析的问题,动态、实时地对粗骨料均匀性展开调整和分析,通过进行松铺厚度的检测,确保摊铺施工符合道路工程的各项规定。摊铺施工时需要预热烫平板,使其温度超过100℃,摊铺过程中应按照中强夯等级来要求烫平板,让路面具有85%以上的初始压实度。摊铺设备的烫平板应紧密地拼接,不可出现缝隙,以免细料进入导致摊铺面出现大小不一的条痕。

除此之外,施工人员应加强对接料斗操作的重视,使粗细料离析的情况有效减少。摊铺设备的集料斗需要在未露出刮板且存在10cm厚度热料的情况下,由后续运输车卸料,实现供料的连续性,同时防止在相同地点集中醋疗的情况出现。需要注意的是,摊铺施工应尽可能选取每日的高温时段来开展,当路面的表面温度不超过15℃时,非特殊情况下不可摊铺。如遇降雨天气,摊铺施工应立即停止,将混合料未全部压实成型的部分及时清除,当混合料受到雨淋后应当作废料处理,避免将经过雨淋的混合料投入到摊铺机中。

4.4 碾压施工

要想让路面压实质量得到保障,施工人员应对充足的压实器械进行赔本,按照道路工程的具体状况,对压实施工配备的压路机数量应超过5台,在这些压路机中,光轮压路机数量为1台、胶轮压路机数量为2台、钢轮压路机数量为2台。通常来讲,压实沥青混合料有利于使面层质量充分符合道路施工规范要求,这要求施工人员科学选取压路机碾压方案和组合方式,在初次碾压时选取高温时间段,通常先由钢轮压路机进行1遍至2遍碾压,路面的复压应与初压连续进行,钢轮压路机、轮胎压路机都可进行复压,若发生粘轮问题,施工人员不可将油水混合物、油涂到压路机上,如有必要,可将皂水、清水喷于压路机上。

压路机的碾压速度应均匀、缓慢,具体碾压参数会因终压、复压、初压、压路机种类而产生一定差异,施工人员应借助试铺加以确定。要想防止碾压过程中推挤混合料导致的拥包问题,可将驱动轮、摊铺机路线的朝向保持一致,避免碾压路方向、路线突然发生变化。停止或启动压路机都需要缓慢、减速前行,不可刹车制动,并且当压路机折回时避免在相同的路面横断面上。若沥青混凝土经过碾压后当日未冷却完成,则车辆、压路机不能在上面停放,同时避免沥青层面上有杂物、油料、矿物洒落。除此之外,施工车辆应在路面压实12h后正常通行。

4.5 养护和裸化

在复合式沥青混凝土路面施工完成后,需要做好路面的养护与裸化工作。本项目养护方案是在路面上覆盖土工布,并进行洒水养护。在养护期间,为达到理想效果,需要确保土工布完整,表面湿润时间应大于7d,覆盖养护时间不得低于2周。在路面养护管理中,也需要做好路面管理工作,严格禁止一切车辆与行人经过路面。考虑到本路面是沥青混合路面,因此在养护管理过程中,需要重点关注沥青混凝土罩面层,确保粘结层材料的力学性能得到充分发挥。

由于沥青面层被摊铺在连续配筋混凝土层上,层间主要根据结合料的粘结力、沥青内聚力、混合料与表层之间的摩擦力,对抗水平剪力。因此,针对连续配筋的混凝土与沥青复合式路面而言,各层界面结合问题较为严重,如何提高层间抗剪切能力成为施工人员关注的重点。基于对路面施工经验的积累,在本路面养护施工中,采用了粘结强度高的材料,同时对面板进行裸化处理,由此增加路面各层间的抗剪切能力,预防出现反射裂缝,对路面施工质量造成不良影响。此外,复合式路面的结构端受到温度变化的影响较大,在温度的作用下会发生滑动位移,当位移量超过2cm后,需要对端部进行处理。目前行之有效的解决方式为构建伸缩缝,例如毛勒缝的应用。

5 结语

总而言之,研究道路工程中连续配筋混凝土沥青复合路面施工技术的应用具有重要的意义。相关人员应对复合式沥青路面的结构特点与形式有一个全面了解,充分把握路面材料要求与施工要求,能够通过钢筋网绑扎、混凝土浇筑、材料拌合、材料运输、摊铺施工、碾压施工等方式运用连续配筋混凝土沥青复合路面施工技术,从而确保道路工程顺利完成并获得更高的经济效益。

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