旧水泥混凝土路面冲击压实改造技术应用.doc

旧水泥混凝土路面冲击压实改造技术应用作者：王明亮来源：科技创新导报2011年第17期摘 要:旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土层是恢复路面使用性能的有效措施,冲击压实技术不但可以消除旧水泥混凝土路面的板体性,而且避免旧路面结构破损所引起的刚度不均匀性对新罩面结构的影响。 关键词:旧水泥混凝土冲击压实改造 中图分类号:U418 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)06(b)-0073-01 G204莱阳至青岛界段(K101+865K107+770)路基宽27.5m,路面宽26.0m,于1989年建成通车,该路段于1999年进行了路面大修,其中K101+865K106+857段(长4.992km)采用水泥混凝土路面,在老路面上直接加铺24cm水泥混凝土面层。经过10多年运营,随着区域经济的快速发展,水泥路面存在大量的板块断裂、沉陷等病害,沥青路面存在纵横向裂缝、唧浆等病害。 1 水泥混凝土路面板破碎机械 水泥混凝土路面的冲击打裂按照破坏特性主要分为三种:碎石化、碎裂压稳及震裂压稳。对于此次工程中的水泥混凝土面板来说,主要是将面板破裂压稳,对于原有路面基层的压实只要起很小的作用。在该工程中,为了将面板充分破碎,我们选用了25kJ三边形双轮冲击压路机。 2 冲击压实技术的机理及施工质量控制标准 2.1 冲击压实作用机理 由于水泥混凝土路面是刚性材料,在冲击压实机钢轮的巨大冲击能量的作用下,脱空及基层不稳的地方由于支撑较弱而首先发生断裂并向下发生位移,并与基层紧靠在一起,起到稳固旧板的作用,使原来的基层和稳固后的破碎板块成为更加坚固的支撑体。冲击压实以后水泥板块破碎成多个小的水泥岩块。冲击压实技术处理旧水泥混凝土路面的最突出优势就是将破裂、稳固旧板两道工序合二为一。 2.2 冲击压实处理效果及适用范围 结合本工程的实际特点,我们采用破裂稳固处理方式,适用条件:原有的水泥混凝土路面板底面脱空及板块活动较明显,出现明显或普通的纵向、横向或者斜向裂缝以及错台、唧泥、板角断裂等病害;路基较为稳定,只有一部分板块碎裂严重,并出现沉陷;20%的路面板已经被修补或亟需修补。 处理方式:冲击压实的能量选择中等偏上,行驶速度一般为10km/h左右,板块出现的裂缝要贯穿旧板,破裂板要处于相互嵌锁状态。为避免过度破坏,打裂时不应使路面板产生过大位移,并不应使混凝土板由于打裂产生大量的碎屑。 需要注意的问题是:对于严重破碎的板块,应该预先将其挖除,采用水泥稳定碎石回填至原路标高并充分压实。 2.3 冲击压实质量控制标准 (1)对打裂压稳效果的检验 总体原则是希望面板打裂后所形成的不规则面积控制在0.6m2以内,简易的检查方法可以通过以下两种方法来测定: 现场取芯:用取芯机现场取芯测定其断裂情况,频率为每1000m2取1个。 打开检验:选取有代表性的几块板,用挖掘机开挖并测量使其75%以上的路面板出现不规则开裂,相邻裂缝形成的块状面积最大不得超过0.6m2。 (2)对沉降量的控制 对打裂前后的路面进行定位定点的水准测量,测量的位置要用明显耐久的材料做好标记,并计算总体沉降量。 测量每一次打裂压稳后沉降量的变化量。当最终相对沉降量是第一个间隔沉降量的10%以下或者最后2遍平均沉降量不超过5mm时,可以认定沉降基本稳定。为加快施工进度,可以先做实验段,确定出冲击次数后可以减少测量的遍数。但到了最后要及时测量,确定出相对沉降量。 3 施工要点 3.1 旧路面状况调查 打裂时的振动冲击波会传播到一定的范围,在做路况调查时应对道路及周围构造物如桥梁、涵洞、房屋、地下管线等的位置和状态进行详细的调查摸底,并对这些构造物的位置走向、埋深等做好记录,避免在破碎时对其造成危害。还应该对加铺路面后路面的降水与排水情况进行分析。 3.2 破碎施工 在正式施工之前,应选取试验路段进行试冲击破碎,以确定满足破碎尺寸要求的速度,为确保路面被破碎成理想的尺寸,应该同时在试验区内开挖2个或2个以上的基坑来检验破碎的效果。 (1)冲击压实的顺序。破碎时应从混凝土路面的高处向低处进行,即路肩行车道超车道,以避免影响排水。 (2)冲压速度的选择。前56遍的冲压主要是对水泥混凝土板块的破碎,选择79km/h的速度即可产生最佳得破碎效果。之后考虑沉降与破碎双重效果选择911km/h速度为最佳。 (3)特殊路段处理。在冲压过程中发现出现 路基“弹簧” 现象,应立即停止冲击。把软弱层全部挖除,然后回填水泥稳定碎石基层找平并分层压实,避免与非挖填段之间产生不同的沉降量。 (4)构造物注意的问题。正常使用的构造物顶部以上填土高度大于2.5m的,可以直接进行冲击压实;对于填土高度小于2.5m构造物应根据构造物的状况相应降低冲击压路机的行驶速度,增加行驶遍数或挖除新建;对于填土高度小于1.2m的构造物禁止冲击压实。 3.3 破碎后压实 压实的目的是把表面较长、较宽的颗粒进一破碎,紧固下层块料以达到增加结构强度并提供一个用于沥青混凝土罩面的平滑表面。具体压实的遍数与最佳含水量应该在试验路段确定。 3.4 沥青封层 在摊铺沥青混凝土面层之前,应在破碎并压实后的水泥混凝土碎块基层上用洒布1cm厚沥青同步碎石封层,沥青用量宜为1.2kg/m2,采用的集料规格为S12,用量宜为58m3/1000m2,且做到完全密水。 4 工程应用情况 4.1 应用情况与分析 通过对路面通车运行半年后的观察,加铺层无裂缝。对路面弯沉值测量,发现道路具有较高的强度,反算其整体模量也较高,以国道204K102+400800段为例,沥青面层代表弯沉值为0.215mm,碎石化表面反算模量为360MPa。表明破碎效果良好,破碎稳固后的路面保持了相当的整体性和连续性。 4.2 冲击压实技术特点 通过对试验路段的实际应用,碎石化稳固技术的特点可以归结为: (1)碎石化稳固技术在防止反射裂缝的效果方面优于直接加铺半刚性基层,同时在又在一定程度上改善了路面性能指标; (2)从费用上看,冲击压实技术比加铺半刚性基层的方法能够节省投资914元/m2; (3)与加铺半刚性基层相比,显著缩短改建