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1 混凝土路面加铺沥青层 项目设计方案 第 1 章 绪论 泥混凝土路面性能与特点 以水泥混凝土为主材料做面层的路面,简称水泥混凝土路面。 水泥混凝土路面是一种刚度较大、扩散荷载应力能力强、稳定性好和使用寿命长的路面结构 。 它与其他路面相比,具有以下优点:( 1)强度高、耐久性好:混凝土路面具有较高的抗压、抗弯拉和抗磨耗的力学强度,因而耐久性好,一般可使用 3050 年,且能通过包括履带式塔克在内的各种车辆。( 2)稳定性好:环境温度和湿度对混凝土路面的力学强度影响甚小,因而热稳定性、水稳定性和时间稳定性都 较好,尤其是强度随时间而逐渐增高,既不会像沥青路面那样出现 “老化 ”现象,也不会像砂石路面那样出现 “表退 ”现象。抗油类侵蚀能力强,不会因受油类污染而损坏。抗洪能力也远比沥青路面强。( 3)平整度和粗糙度好:虽设有接缝,但是它的表面很少起伏变形。路面在潮湿时仍能保持足够的粗糙度,使车辆不打滑而能保持较高的安全行车速度。( 4)养护费用小、运输成本低:优于混凝土路面坚固耐久、经常性养护维修工作量小,故所需的养护费用很少。而且路面平整、行车阻力小,能提高车速,减少燃料消耗、降低运输成本。( 5)色泽鲜明,反光能力强、有利于夜间行车。 当然也有以下缺点,( 1)水泥和水的需要量大,修筑 20, 7m 宽的水泥混凝土路面,每公里需要消耗水泥 400500 吨和水约 250 吨。( 2)接缝较多:由于热胀冷缩的特性,混凝土路面必须设置许多接缝,而接缝是路面的薄弱点,接缝使施工和养护增加了复杂性,如处理不当,将导致混凝土路面板边板角处破坏。接缝还容易引起行车跳动,影响行车舒适性。( 3)养护修复困难:路面破坏后,挖掘和修补工作都很费事,且影响交通,修补后 2 的路面质量不如原来的整体强度高,这对于有地下管线的城市道路,带来较大困难。( 4)阳光下反光 太强,汽车驾驶员感觉不舒服。( 5)施工前准备工作较多:如设模板、布置接缝及传力杆设施等。 泥混凝土路面的使用现状和发展前景 水泥路面在我国应用范同很广,高速公路、城市道路、机场跑道、乡间道路等处均铺设水泥混凝土路面。 随着作用于路面上的荷载越来越大,强度、承载能力高的混凝土路面被越来越多的国家使用。美国已把国内 30的高速公路建成了水泥混凝土路面;在欧洲,使用水泥混凝土路面最多的国家是比利时,约 50的高速公路是水泥混凝土路面,用水泥混凝土加铺旧路面在比利时也是常用的方法。德国的水泥混凝土路面也表 现出非常卓越的长期使用性能。在我国的高等级公路中水泥混凝土路面 (高速公路和一级公路 )约占 25。二级以下公路所占比例约为 40。由于现代公路交通的车流量和荷载进一步增大,渠化程度进一步提高,沥青混凝土路面将面临着严峻的考验,其中很大一部分沥青混凝土路面建成通车后不久,短的几个月,长的也不过 34 年就出现车辙、开裂等破坏,需进行大面积维修或罩面。既影响了交通运输又造成了极大的经济损失。 由于道路水泥混凝上路面所处的使用条件、环境和所承受的外力的特殊性,对道路水泥混凝土的性能也就有特殊的要求。需要满足抗折强度 高、耐磨耗、胀缩性小、耐久性好。 在我国,水泥混凝土路面主要有以下几种:常规混凝土路面,大多在中、低级路面上采用;碾压混凝土路面,目前主要用于低速和重荷载道路、重型汽车停放场等的铺筑;钢纤维混凝土路面,它能提高路面强度和韧性,而且抗冲击、抗冻、抗裂等性能也大大提高,路面使用寿命得到延长;接缝钢筋混凝土路面,其横向接缝的间距较常规混凝土路面大,因而减少接缝的数量,但造价较高,我国钢材缺乏,所以公路上采用较少。 水泥混凝土路面的造价和维护费用较低。具有良好的经济效益、环境效益和社会效益,为进一步促进我国水泥混凝 土路面的发展,除了要提高混凝土路面的施工工艺、准确选材外,还应重视水凝混凝土的质量,开发适用于道路的道路水泥混凝上,开发使用新的添加剂,并加强设计施工方案的理论研究。 3 国 “白 +黑 ”路面的应用情况 改革开放初期,由于沥青混凝土技术还不够成熟和工程造价较高,我国修建了大量的水泥混凝土路面。随着改革开放的深入,人们对交通出行的快捷舒适提出了更高的要求,高等级的沥青混凝土路面已得到广泛的应用。一个问题也越来越突出的摆在我们面前,既如何采用成熟的沥青混凝土技术改造原来大量修筑的水泥混凝土路面,也就是 我们通常所说的白加黑路面。 许多地方对白加黑路面的特点并未做深究,通常只是在白色路面上简单的加铺一层或两层沥青混合料,其结果是这种路面未使用多久即出现了开裂、推移及沉陷等多种严重病害,不仅未能有效地改善行车条件,反倒浪费了宝贵的投资。 一段时间过后,人们逐渐认识了白加黑路面要解决反射裂缝的问题。一种颇为流行的方法是将原来的水泥路面板体打碎以消散板缝处可能出现的应力集中对新加铺的沥青路面的破坏。于是,我们经常可以看到挖掘机安装在振动破碎头忙绿地在水泥路面上作业,许多完好的水泥板块也被完全震碎了 。一个新的问题出现了,就地破碎的水泥路面并非级配均匀且安定的道路基层在其上直接铺筑沥青路面是不能成功的。若将这些破碎路面拉走弃掉的话,不仅要花费大量的运输成本,而且还对环境造成不良影响。于是很多地方在破碎的路面上重新铺筑水泥稳定基层,然后再铺筑至少两层沥青混凝土路面,这个结果不仅花费很大,还将原路面标高提高了许多,引起了排水、安全设置重置等一系列的问题。 白加黑路面是一种修复旧路、提高等级的好方法。白加黑路面具有节约资源、减少环境破坏、缩短改建道路的工期、对公共交通的影响小、提高道路通行能力的效果显 著等一系列优点,只要了解了白加黑路面的原理,因地制宜地采取适当的措施,在合适的时机进行白加黑改造完全可以取得很好的效果。 绵高速公路工程概况 成绵高速公路起于成都,止于绵阳,双向四车道,全长 2003年成都城北收费站日均混合交通量 23543辆,绵阳磨家收费站日均混合交通量 9925辆。成绵高速公路是四川省高等级公路主骨架的重要组成部分,是四川省南北向的一条主要经济干线,是一条全封闭、全立交、高标准配套的现代化高速公路。 成绵高速公路 0000 为沥青混凝土路面,路面 结构为 6中粒式沥青混 4 凝土 粒式沥青混凝土 0二灰稳定砂砾 +20配砂砾,该段于 1998 年底建成通车。 成绵高速公路 0000 为水泥混凝土路面,路面结构为 23水泥混凝土板 +25水泥稳定砂砾基层,该段于 1997 年底建成通车; 经过多年的运营之后,如今成绵高速公路各路段已出现不同程度的损坏,诸如破碎板、纵缝、横缝、唧泥、角隅断裂等病害。若不及时采取措施,将会影响道路的服务质量甚至行车安全。该高速公路设计年限为 15 年,尚未达到其使用 寿命,经过一定的整治,还能继续发挥其使用功能。经各有关部门调研,得出全幅路段的调查资料,从路面破损状况,路面平整度,路面抗滑性能,路面强度等四个路况指标反映出原路段目前的使用品质,为进一步的综合评价、提出整治方案以及维修养护措施提供了必要的数据依据。 设计的主要内容 本设计为成绵高速公路路面加铺沥青层整治工程的设计,整治的里程是 60 至00段。主要设计内容为: ( 1) 按照相应规范根据调查数据对原路面进行各项路况指数的计算; ( 2) 根据各项路况指数的值,得出原路面破损 状况、路面平整度、路面抗滑性 能的等级; ( 3) 根据各项路况指标的评定结果,提出相应的路面整治措施,重点对需补强 的路段进行补强设计; ( 4) 计算出路面整治的工程量。 5 第 2 章 路段原路面状况调查资料分析 面服务能力的调查 路面所能提供的舒适程度或行驶质量,称为路面的服务能力。 路 面状 况调查 和 评价 主要 是为公路管理部门编制公路养护年度计划提供依据。 在 确定日常养护和维修工作内容 时 也 要 进行路 面状 况调查和评价。对路面使用性能 要 进行长期观测和调查,研究其变化规律,分析路面产 生病害的原因, 然后 拟订处治方案。路面调查的内容包括:路面破损状况、路面平整度、路面抗滑能力等 三 项内容 。 路面调查可采用全面调查或抽样调查的方式。路面调查的频率应遵照表 2 表 2 面 调 查 频 率 公 路 等 级 评 价 指 标 破 损 平 整 度 强 度 抗 滑 高速公路、一级公路 每年一次 1 3 年一次 二、三、四级公路 每年重点调查 必要的调查 面破损状况调查 路面 破损 状况的调查结果 数据 是对路面结构完好程度最直接的反映。路面 破损 状况的调查除 了 可提供路面结构是否可以继续使用等信息外,还为确定所需的养护或改建措施提供有效的数据依据,也为设计、施工、养护 等 提供 了 信息。高速公路和一级公路路面破损数据的调查,宜采用先进 、 快速 、科学 的调查方法。其它等级公路可采用人工调查的方法。 通过调查,得出本设计路段左幅沥青混泥土路面病害状况详见附表 2泥混凝土路面病害状况调查记录表。 段病害状况分析 该路段病 害主要是破碎板、横纵缝合唧泥比较严重。水泥板破碎的原因有路基下沉变 6 形、路面结构层强度不稳定、汽车 超载 作用等。当采用水泥、石灰等稳定类基层时,由于湿度变化而产生的横向收缩裂缝会反映到面层上来,会使面层相隔一定距离出现横向反射裂缝。在寒冷地区,面层材料本身在低温时 就 收缩 ,材料 受到阻碍会产生较大的拉应力,当拉应力超过材料的抗拉强度时,面层 就 会出现横向断裂,这些横向裂缝虽然在 刚出 现时不会影响行车,但在 雨 水 等 不断侵蚀下,其边缘会出现碎裂而使缝隙扩大,并在其周围形成网状裂缝。 唧泥是指车辆通过时基层细料和水一起从板接缝处 挤出,由缝中喷溅出稀泥浆的现象。 唧泥 逐渐使基础失去支撑能力,在 行车 荷载的重复作用下,最 后 将产生板断裂的现象。 唧泥 产生的主要原因是填缝料损坏,雨水下渗和路面排水不良。 面平整度调查 铺面平整度可定义为 路 面表面诱使行驶车辆出现振动的高程变化。 路 面不平整所引起的车辆振动,会对车辆磨损、燃油消耗、行驶舒适、 路 面损坏和交通安全等多方面产生直接影响,因此可采用平整度作为度量铺面行驶质量的一项主要性能指标。 面平整度调查测试方法 三米直尺测定平整度试验方法 1 目的和适用范围 方法规定用 三米直尺测定路表面的平整度,定义三米直尺基准面距离路表面的最大间隙表示路基路面的平整度,以 。 方法适用于测定压实成型的路面各层表面的平整度,以评定路面的施工质量,也可用于路基表面成型后的施工平整度检测。 2 仪具与材料技术要求 本方法需要下列仪具与材料: 7 三米直尺:测量基准面长度为 3m 长,基准面应平直,用硬木或铝合金钢等材料制成。见图 2 图 2米直尺测试平整度 最大间隙测量器具: 楔形塞尺:硬木或金属制的三角形塞尺,有手柄。塞尺的长度与高度之比不小于 10,宽度不大于 15部有高度标记,刻度读数分辨率小于或等于 深度尺:金属制的深度测量尺,有手柄。深度尺测量杆端头直径不小于 10度读数分辨率小于或等于 其它:皮尺或钢尺、粉笔等。 3 方法与步骤 备工作 按有关规范规定选择测试路段。 测试路段的测试地点选择:当为沥青路面施工过程中的质量检测时,测试地点应选在接缝处,以单杆测定评定;除高速公路以外,可用于其他等级公路路基路面工程质量检查验收或进行路况评定,每 200m 测 2 处,每处连续测量 10 尺。除特殊需要者外,应以行车道一侧车轮 轮迹 (距车道线 为连续测定的标准位置。对旧路已形成车辙的路面,应取车辙中间位置为测定位置,用粉笔在路面上作好标记。 清扫路面测定位置处的污物。 试步骤 8 施工过程中检测时,按根据需要确定的方向,将三米直尺摆在测试地点的路面上。 目测三米直尺底面与路面之间的间隙情况,确定最大间隙的位置。 用有高度标线的塞尺塞进间隙处,量测其最大间隙的高度 (或者用深度尺在最大间隙位置量测直尺上顶面距地面的深度,该深度减去尺高即为测试点的最大间隙的高度,准确至 4 计算 单杆 检测路面的平整度计算,以三米直尺与路面的最大间隙为测定结果。连续测定 10尺时,判断每个测定值是否合格,根据要求,计算合格百分率,并计算 10 个最大间隙的平均值。 5 报告 单杆检测的结果应随时记录测试位置及检测结果。连续测定 10 尺时,应报告平均值、不合格尺数、合格率。 载式激光平整度仪测定平整度试验方法 1 目的与适用范围 方法适用于各类车载式激光平整度仪在新建、改建路面工程质量验收和无严重坑槽、车辙等病害及无积水、积雪、泥浆的正常通车条件下连续采集路段平整度数据。 方法的 数据采集、传输、记录和处理分别由专用软件自动控制进行。 2 仪具与材料技术要求 测试系统 测试系统由承载车辆、距离传感器、纵断面高程传感器和主控制系统组成。主控制系统对测试装置的操作实施控制,完成数据采集、传输、存储与计算过程。 设备承载车要求 根据设备供应商的要求选择测试系统承载车辆。 测试系统基本技术要求和参数 测试速度: 30100km/h。 采样间隔: 500 传感器测试精度: 距离标定误差: 20 将调查路段分为 6050 、 500 、 0000 、 21 0000四段。 经由公式 3333 第一段 6050的各种破损类型及 其 损密度 数 时出现多种破损时, 单项扣分值占总扣分值的比值 表 3段各数据计算结果 破损类型 碎板 9/116 103 、横缝 14/116 93 隅断裂 4/116 95 泥 12/116 65 得结果 照路面破 损状况等级评定标准评定此路段为优。 第二段 5000的各种破损类型及 其 损密度 数 时出现多种破损时, 单项扣分值占总扣分值的比值 表 3段各数据计算结果 破损类型 碎板 24/100 103 、横缝 54/100 93 隅断裂 6/100 95 泥 30/100 65 得结果 照路面破损状况等级评定标准评定此路段为中。 22 第三段 0000的各种破损类型及 其 损密度 系数 时出现多种破损时, 单项扣分值占总扣分值的比值 表 3段各数据计算结果 破损类型 碎板 56/200 103 、横缝 56/200 93 隅断裂 11/200 95 泥 26/200 65 得结果 照路面破损状况等级评定标准评定此路段为良。 第四段 0000的各种破损类型及 其 是破损密度 数 时出现多种破损时, 单项扣分值占总扣分值的比值 表 3段各数据计算结果 破损类型 碎板 29/200 103 、横缝 12/200 93 隅断裂 1/200 95 泥 2/200 65 得结果 照路面破损状况等级评定标准评定此路段为优。 各路段 表 3面状况结果统计表 23 路 段 定标准 6050 5000 0000 0000 板率( 依据路段破损状况调查得到的断裂类病害的板块数,按断裂缝种类和严重程度的不同,采用不同的权系数进行修正后,由下式确定该路段的断板率( 以百分数表示。 L B ( 3 式中: W表确定; 评定路段内的板块总数。 表 3算断板率的权系数 W缝类型 交叉裂缝 角隅断裂 纵、横、斜向裂缝 轻重程度 轻 中 重 轻 中 重 轻 中 重 权系数 W由公式 3表 2 表 3板率和评定标准统计表 路段 ) 评定标准 6050 5000 60 差 24 0000 0000 驶质量指数( 路面行驶质量采用行驶质量指数( 行评定,行驶质量指数同路面平整度指数 3驶质量标准见表 3 表 3驶质量等级评定标准 评定等级 优 良 中 次 差 行驶质量指数 底清理 补设拉杆、传力杆 混凝土拌和及运输 钢筋网制作 混凝土浇筑 接缝设置 养生。 空板块处治技术 1 路面使 用 时 出现的裂缝、破碎板儿乎都与板底脱空有关。见图 4但是 一些当时看来既没有破碎又没有裂缝的板块,其板底仍 然 可能存在脱空,这种病害 比 较隐蔽,但其危 29 害性却非常大。在路面修复中,脱空板 若是 不处理, 就算 加铺层达到 20无法防止反射裂缝的出现。 图 4 板底脱空可使用钻孔压浆法处理。 3 在混凝土面板底部有脱空处钻孔,通过孔洞利用高强压力将流质材料(沥青、水泥)压入空隙,流质材料凝固后 会 产生一定的强度, 均匀承受着面板 ,进而稳固板块。 泥处理 1 水泥混凝土路面唧泥病害,应采取压浆处理。 见图 4 图 4 进行压浆处理后, 要 对接缝 进行 及时灌缝。 3 设置排水设施,路面和路肩应保持设计横坡,路面裂缝、接缝以及路面与硬路肩 处的 接缝应密封,设置纵向积水管和横向出水管。 台处理 错台的处治方法有磨平法和填补法两种,可按错台的轻重程度选定。见图 4 30 图 4 高差小于 10用磨平机磨平,或人工凿平。 从错台最高点开始向四周扩展,边磨边用三米直尺找平,直至相邻两块板齐平为止。 平后,接缝内缝杂物清除干净,并吹净灰尘,及时将嵌缝料填 入。 2 高差大于 10采取沥青砂或水泥混凝土进行处治。 错台下沉板凿除 23补长度按错台高出除以坡度( 1%)计算。 除面应清除杂物灰尘。 筑聚合物细石混凝土。 陷处理 沉陷多由于路基的不均匀沉降引起,见图 4 图 4 沉陷处理应设置排水设施,首先路面和路肩应保持设计横坡,宜铺设硬路肩,然后对路面裂缝、接缝以及路面与硬路肩接缝进行密封,最后设置纵向积水管和横向出水管。 31 2 面板在顶升前,应用水准仪 测量下沉板的下沉量,求出升起值。在混凝土面板上钻孔,孔深应略大于板厚 2注水泥砂浆,用高强水泥砂浆堵孔,当压浆材料的抗压强度达到 6可开放交通。 3 当水泥混凝土整板沉陷并产生破碎时,应整板翻修。 起处理 由于水泥安定性不良发生了膨胀,路面未设伸缩缝,热胀冷缩或路基不良都会引起水泥混凝土板块的拱起,见图 4 图 4 板端拱起但路面完好时,应根据板块拱起高低程度,计算要切除部分板块的长度。先将拱起板块两侧附近 12条横缝切宽,待应力充分释放后切除拱起端,逐渐将板 块恢复原位,在缝隙和其他接缝内应清缝,并灌注接缝材料。 2 拱起板端发生断裂或破损时,可设置传力杆。 3 拱起板两端间因 为 硬物夹入发生拱起,应将硬物清除干净,使板块恢复原位, 然后清理接缝内杂物和灰尘,灌填缝料。 4 胀缝间因传力杆 在 施工时设置不当,使板受热时不能自由伸长而发生拱起,应重新设置胀缝。 5 混凝土路面板的胀起与拱起的处理方法一致。 洞修补 1 对个别的坑洞,应清除洞内杂物,用水泥砂浆等材料填充,达到平整密室。见图 4 32 图 4 对较多坑洞且连 成一片的,应采取薄层修补方法进行修补。 割面积的图形边线,应与路中心线平行或垂直。 割的深度 要 在 6将切割面内的光滑面凿 成 毛 面 。 除槽内的混凝土碎屑。 混凝土拌合物填入槽内,振捣密实,并保持与原混凝土板齐平。 洒养护剂养生。 3 低等级公路对面积较大,深度在 3片的坑洞,可用沥青混凝土进行修补。 1 用风镐凿除一个处治区,其图形边线应与路中心线平行或垂直。 2 凿除深度以 23清除混凝土碎屑。 3 铺筑沥青混凝土前,应将凿除的 槽底面和槽壁洒粘层沥青,其用量为 4 沥青混凝土应碾压密实平整。 面起皮处治 1 根据公路等级和表面破损程度,采用不同的材料和施工方法进行 处治 ,对局部板块的表面起皮应进行罩面。 2 一般公路水泥混凝土板表面起皮宜采用稀浆封层加以处治。 3 高速公路水泥混凝土板表面起皮, 宜 采用改性沥青稀浆封层或沥青混凝土加以处治。 4 对于较大面积的水泥混凝土面板起皮,采取稀浆封层及沥青混凝土罩面措施 比较好 。 33 路段病害维修分析 本路段水泥混凝土路面的病害主要表现为破碎板、横、纵缝、角隅断裂、唧泥、坑洞几个方面,下面是对具体病害的分析: 破碎板:由表 266+80000段、4030段、 7090段和 2000段破碎板较多,有 81块,总路段 6000有 118块。破碎板情况繁多,对于下列情况破碎板:对于 断两条及两条以上横向裂缝的水泥混凝土板,应破除;对于水泥混凝土板面断一条纵缝的,应破除;对断一条横缝,且缝间发 生严重错台(高差达 1上)面板,应破除;对于水泥混凝土板角破碎占 1/4以上的,且发生严重沉陷的混凝土板,应破除;对于破碎的混凝土板,应清理基层后迅速浇筑混凝土,以防雨水浸泡基层;若基层沉陷较大(大于 5应先对基层用 15号早强贫水泥混凝土抹平,再浇筑混凝土板。 横、纵缝: 由表 266+51050段、0090段和 9030段横、纵缝较多,有 108条,总路段6000有 136条。对宽度小于 3轻 微裂缝,可采取扩缝灌浆;对贯穿全厚的大于 3于 15中等裂缝,可采取条带罩面进行补缝;对宽度大于 15严重裂缝可采用全深度补块。 角隅断裂:由表 2算严重,总共有 22处。板角断裂按破裂面的大小确定切割范围,切缝后,凿除破损部分,现浇混凝土,与老混凝土面板之间的接缝切出宽 3 4接缝槽,并灌入填缝材料。 唧泥:由表 266+55000段、5080段、 7030段和 5070段唧泥较多,有 60处,总路段 6000有 68处。水泥混凝土路面唧泥病害,应采取压浆处理,采用水泥灌浆法。 坑洞:由表 2补措施为清除洞内杂物,用水泥砂浆等材料填充,达到平整密实。 章小结 本章主要介绍了水泥混凝土路面各种病害及其处治维修方法。包括裂缝、接缝、破碎 34 板、板底脱空、唧泥、拱起、沉陷、错台、坑洞和表面起皮等病害的处治维修。 还总结了本路段的具体病害数量及大概集中位置。 35 第 5 章 旧水 泥砼路面加铺沥青层 铺沥青层原因 水泥 混凝土 路面作为高级路面的一种主要结构形式,强度高、稳定性好、使用寿命相对较长 、 前期养护费用较低 。现如今, 由于交通量剧增,汽车轴载日益重型化或设计、施工等方面的原因, 水泥混凝土路面 出现 裂缝 、断板、沉陷、错台、破碎、板底脱空 、拱起等损坏,影响了道路的使用功能, 破坏就需要 修复。与沥青路面相比,水泥 混凝土 路面的修复比较困难,常用的修复方法有加铺沥青 混凝土 面层、加铺新水泥 混凝土 面层和翻修三种,由于加铺沥青 混凝土 面层能有效地改善旧水泥 混凝土 路面的使用性能,同时充分 利用旧水泥 混凝土 路面造价低 、 施工方便 、 且对交通、环境影响小 的特点 ,因此 加铺沥青混凝土 在国内外旧水泥 混凝土 路面改造工程中应用最多。 原有旧水泥混凝土路面进行处理 在进行加铺沥青砼面层之前必须对原有旧水泥砼路面病害进行认真彻底的处理,只有这样改造后的路面才能达到良好的预期效果。 缝 原有旧水泥砼路面的接缝都要采用新型改性沥青材料进行灌缝,对本路段严重裂缝均采用全深度补块的方式修补,沿内侧 4位置全深度切割。以有效防止路面水从路面渗入基层,保证基层有足够的强度和稳定性。路段工程 量见表 5 每条缝工程量 =缝长 4厚 26 5浆补块 工程量 类型 数量 单条缝修补量 工程量 横缝 82 缝 54 泥 68 36 重破碎板的修补 对已断裂成 3 块以上的严重破碎板,坚决采用常规的挖补方法对板体进行更换。将旧板破碎、运走,清扫基层 , 用贫混凝土修复松散基层,基层表面要平整,并具有一定的横坡坡度,然后重新浇筑混凝土板。工程量见表 5 单块板工程量 = 5碎板处治工程量 数量 工程量( 破碎板 118 一般断板的修补 对断裂情况较轻的板块,如果按破碎板整槽翻修的办法来做,不但成本高,而且费时。对待此类病害,采用对裂缝开槽注胶的方法来处治。 若是断裂情况较重,则需切割、凿出矩形方块,之后浇筑新混凝土。 单个角隅断裂工程量 =11 5隅断裂处治工程量 数量 工程量 ( 角隅断裂 22 脱空板块的处理 脱空板 块的处理。脱空板块较好的处理办法就是板底压浆。利用灰浆泵的压力将水泥浆液通过预先钻好的孔洞直接压入板下,填充板下出现的空洞,使基层重新稳定。 脱空板块工程量按板块面积计算,工程量见表 5 单个工程量 = 5空处治工程量 37 数量 工程量( 脱空板块 11 其他形式损坏 其他一些非结构性破坏,如表面起皮、露骨、剥落、麻面等,由于其只影响到原有路面行车舒适性,而当对老路进行改建、旧混凝土路面做基层时,这些形式的损坏对整个路面 结构承载力和行车舒适性影响甚小,故而不予特殊处理。 铺沥青层中的问题及解决方法 旧水泥混凝土路面在处治后达到规定的接缝弯沉和基层综合模量的基础上 ,加铺层结构设计应满足以下要求 ,以保证加铺层在设计期限内的使用性能。 1 抗滑性 沥青路面的表面抗滑性能除了与级配组成设计、材料等有关外,与当时的施工控制和交通参数密切相关。生产配比设计阶段即试验、试拌,石料经拌和机二次筛分,确定最终生产比例以及以目标配合比确定的油石比的正负 取最佳油石比。为了提高道路表面抗滑性能,沥青混凝土集料的原材料选取除满足一 般路面集料的技术要求外,还应在集料的磨光值。磨耗值和冲击值上有一定的要求,以保证抗滑表面有足够的宏观构造。微观构造及其耐久性。 2 高温稳定性 具有高的抗车辙能力和抗挤压破坏的能力,不使车辙过深而影响交通安全。 适当减少沥青用量,选取粘度大、劲度高、粘附性好的沥青,采用合适的集料级配,选取破碎坚硬粗糙的集料更有利于提高混合料的高温稳定性,矿粉要求洁净,用量宜适宜,施工适当增加压实度,减小混合料孔隙率等。 3 水损害问题 我国沥青路面早期损害的一个重要因素就是水的影响。评价加铺层沥青混合料水稳定性的特征指标有: 粘附性、试件冻融前、后的间接抗拉强度比。 38 4 延缓和减少反射裂缝 水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土这种路面结构普遍存在一个问题:沥青加铺层会受到反射裂缝及其产生的反射应力的影响。环境与交通量因素的负效应常常使裂缝迅速扩散,严重影响沥青加铺层的使用寿命。如何控制反射裂缝产生的时间和扩散速度是我们必须解决的关键问题。 射裂缝产生的机理 旧水泥混凝土路面加铺层,由于接缝、裂缝的存在,其作为基层后整体的强度降低,而且在外力荷载作用下,沥青混凝土加铺层处于复杂的三维应力作用的状态下。车辆通过不连续 的板体时,沥青混凝土加铺层由于接缝、裂缝的两侧相邻板块产生了纵向的位移差而出现了较大的剪应力,它是产生反射裂缝的主要原因。 止反射裂缝的措施 目前国内外最普遍的防止反射裂缝的措施有铺设玻璃纤维土工格栅,铺贴烧毛土工布以及粘贴改性沥青油毛毡。玻璃纤维土工格栅的抗拉强度高,但其不能解决防水问题;改性沥青油毛毡在铺设时有一定难度,需要用喷火器熔融后压粘跨缝粘贴;土工布的抗拉强度相对较低,但综合性能好于前者,既能起到防止反射裂缝的作用,又能在浸渍沥青后形成一个理想的防渗透层,目前较常用这一方法。 青加铺层结构设计方案的研究 铺层方案设计 经过处理后的旧水泥混凝土板作沥青加铺层的基层,其刚度一般较大,基层上的弯沉较小。 因此不需要进行路面弯沉计算,可以直接在原水泥混凝土路面上铺筑沥青混凝土。沥青路面合理厚度的确定,主要是考虑防止反射裂缝。沥青加铺层 太薄容易产生反射裂缝;加铺太厚,造价又太高。根据国内外的经验,建议沥青加铺层的厚度取 1018 本设计采用 10度的加铺层方案。根据加铺混合料性能提出了三种路面施工方案。 ( 1) 方案一。上面层: 4改性沥青玛蹄脂碎石混凝土( 中面层: 6应力吸收层: 胶沥青砂应力吸收层。如图示5 39 4胶沥青 原水泥混凝土路面 图示 5 2) 方案二。上面层: 4改性沥青玛蹄脂碎石混凝土( 中面层: 6应力吸收层: 性沥青砂应力吸收层。如图示 5 4性沥青 原水泥混凝土路面 图示 5 3) 方案三。上 面层: 4断级配橡胶沥青混凝土( 中面层: 6中粒式普通沥青混凝土( 应力吸收层: 性沥青砂应力吸收层。如图示 5 4性沥青 原水泥混凝土路面 图示 5 加铺层方案比选 ( 1)方案一优点: a 上面层采用了 构,沥青玛蹄脂碎石混合料是一种抗变形能力强,耐久性较好的沥青面层混合料。 这种混合料中 粗集料的 有着 良好嵌挤, 而且 混合料有着非常好的高温抗车辙能力,同时由于沥青玛蹄 脂的粘结作用,使低温变形性能和水稳定性也有较多的改善。 混合料中混合了 纤维稳定剂,使沥青结合料保持高粘度 的效果,还有 其摊铺和压实效果较好。 沥青玛蹄脂碎石混合料的 间断级配在表面形成大孔隙,构造深度大,抗滑性能好。同时混合料的空隙又很小, 使得 耐老化性能及耐久性都很好,从而 40 全面提高了沥青混合料的路面性能。 b 采用橡胶沥青砂作为应力吸收层 有很多优点 , 首先处理废弃橡胶,有利于环保 ,然后 橡胶沥青混合料具有优良的高温稳定性、低温抗裂性、抗水损害能力, 而且橡胶沥青颗粒弹性非常不错,在抵抗反射裂缝方面能力优秀,还有 其抗老化和疲劳 性能也非常不错 ,是一种非常不错的材料。 方案一缺点: 较普通沥青混凝土造价偏高。 ( 2) 方案二优点: a 同方案一所说 上面层采用了 构,抗变形能力强,耐久性较好。有非常好的高温抗车辙能力, 对 低温变形性能和水稳定性也有较多的改善, 而且 抗滑性能 、 耐老化性能及耐久性都很好,从而全面提高了沥青混合料的路面性能。 b 应力吸收层为 性沥青,它有很好的耐高温、抗低温能力 和 较好的抗车辙能力,其弹性和韧性 也很 好,特别是在大流量、超载严重的公路上具有良好的应变能力,可减少路面的永久变形, 而且 性沥青 粘结能力 特别强,能明显改善路面遇水后的抗拉能力,并极大地改善了沥青的水稳定性,提高了路面的抗滑能力,增强了路面的承载能力,减少路面因紫外线辐射而导致的沥青老化现象。 方案二缺点: 价比普通沥青混凝土高。 在抗反射裂缝上 性沥青比橡胶沥青差了一点。 ( 3)方案三优点: a 上面层采用橡胶沥青混凝土提高了混合料的耐久性和抗疲劳寿命,改善路面产生疲劳裂 缝和反射裂缝的能力,改善高温抗永久变形能力(车辙、拥包),改善抗低温裂缝的能力,提高了薄层罩面的耐久性和使用性能,降低了路面成本,降低噪声,改善了行驶 舒适性 ,相比 着一定的优势 。 b 应力吸收层为 性沥青, 一种以热塑橡胶为主要成分,专为排水性沥青路面开发的沥青改良添加剂,加入 性剂的沥青混合料延伸性和耐久性等性能都得到了显著提高。 方案三缺点: 性沥青的混合料的低温性能略低于 性沥青混合料。而且造价很高。 特别是在少雨缺雨的地方更是体现不出 性沥青的优势。对于橡胶沥青,造价较高,相比性能已经不错的 说,没有必要再路面上用到橡胶沥青。 ( 4)三个方案都各有自己的优缺点,根据应力吸收层的功能特性,选择沥青材 料的延伸性、中温疲劳性能、低温抗裂性能作为主要评价指标, 性沥青和 性沥青都表现出良好的性能,其中 性沥青性能最优。对于路面,多采用 胶沥青混合料造价较高。在防止放射裂缝方面由于要铺设土工布,所以三中方案都能够很有效的防止反射裂缝。本次设计采用方案二,上面层: 4改性沥青玛蹄脂碎石混凝土 41 ( 中面层: 6中粒式普通沥青混凝土( 应力吸收层: 铺沥青混凝土面层施工 工布施工 1 清理 清扫或 用水清洗已处理好的旧水泥混凝土路面, 将路面上的所有杂物清除干净,使 路面无污染。 2 喷洒粘层油 粘层油的用量 会 直接影响土工布防 止 反射裂缝的能力。用量过大,会降低土工布表面的摩擦系数, 使 其与沥青加铺层的粘结力降低;用量过少的话,土工布与旧水泥混凝土路面和沥青加铺层将不能形成一个良好的整体,从而影响其缓解应力集中的效果。 3 铺设土工布 铺设 土工布可采用机械铺设或人工铺设,铺设烧毛土工布 时 应注意烧毛的一面朝上。等 改性乳化沥青即将完全破乳时,将土工布横向、纵向拉展紧压在水泥混凝土路面上。铺设后要安 排工作人员及时检查、处理打皱和被轮胎粘起的土工布。 4 土工布的搭接 土工布横向搭接宽度为 8 10根据摊铺方向,将后一幅端部压在前一幅的末端之下;纵向搭接宽度为 4 5向搭接和横向搭接处可采用固定器固定,也可采用粘层油固定。 5 注意事项 土工布铺设过程中,应封闭交通,除施工车辆外,其他车辆只有在紧急情况下才允许在铺好的土工布上缓慢通过。施工过程中应避免车辆在土工布上转弯或急刹车。禁止现场工作人员在铺好的土工布上吸烟或乱扔脏物,污染土工布。 青混凝土面层施工 1 沥青混合料的拌和和运输 沥青混合料拌和过程中要 注意几方面的控制,包括 混合料 的 级配、沥青 的 用量、 42 拌和 时的 温度 控制 和时间 控制 等,以 此来 提高混合料的摊铺效果。 青混合料在运输过程中,必须将其充分覆盖,以防止沥青在高温时受阳光、空气所造成的氧化及沥青混合料温度的降低。 因此一般情况下,拌合场尽量设置子摊铺路段附近十几分钟车程的地方。 2 沥青混合料的摊铺 整度的控制 为了控制摊铺时的平整度,摊铺机熨平板的自动找平装置需要有一个准确的基准面。目前高速公路工程中常用的基准面( 线)控制的方法有:基准钢丝绳法、浮动基准梁法等。 铺温度控制 摊铺时的温度不得低于 110 130 ,也不得高于 165 。实际施工过程中,可以用目测法进行判别:过热的混合料从表面上冒青烟,色泽不均匀;过冷的混合料表面粗糙,并且有结块现象,骨料表面裹覆不好。 铺速度控制 摊铺机工作时应保持匀速缓慢前进,不得时慢时快或中途停顿;否则会破坏熨平板受力平衡系统,引起熨平板上下波动,直接影响路面平整度。 3 沥青混和料的碾压 实设备必须配有钢轮压路机、大吨位轮胎压路机及 大吨位振动压路机,能按合理的压实工艺进行组合压实。并应备有经监理工程师所认可的小型振动压路机或手扶振动夯具,以用于在狭窄地点压实或修补工程。 混合料完成摊铺和刮平后应立即对路面进行检查,对不规则之处应及时用人工进行调整,随后进行充分、均匀的压实。 实分为初压、复压和终压,压路机应以均匀速度行驶。 压采用轻型钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压,初压后检查平整度和路拱,必要时应予以修整。复压紧接在初压后进行,复压宜采用重型的轮胎压路机,也可采用振动压路机。终压紧接在 复压后进行,终压应采用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压。 碾压期间,压路机不得中途停留、转向或制动。当压路机来回交替碾压时,前后两次停留地点应相距 10m 以上,并应驶出压实起始线 3m 以外。 路机不得停留在温度高于 50 的已经压实过的混合料上。同时应采取有效措施, 43 防止油料、润滑油、汽油等其他有机杂质在压路机操作或停放期间掉落在路面上。 压实时,如接缝处(包括纵缝、横缝或其他原因而形成的施工缝)的混合料温度已经不能满足压实温度要求,应采用加热器提高混合料的温度达 到要求的压实温度,再压实到无缝迹为止。否则,必须垂直切割混合料并重

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