刚性基层断裂稳固技术11

刚性基层断裂稳固技术在高速公路养护维修工程中的应用摘要：刚性基层反射裂缝对柔性面层的破坏已引起广大公路养护管理者的高度重视。本文结合济青高速公路实体工程，在对病害刚性基层进行断裂稳固处理的基础上，对柔性面层和刚性基层的复合式结构如何达到“刚柔相济”进行了详细总结，探讨了断裂稳固技术在高速公路养护中的应用。关键词：刚性基层；断裂稳固；养护维修 一、前 言 刚性基层是高速公路路面结构经常采用的结构形式之一，在刚性基层上加铺沥青罩面能够很好的改善使用性能，达到承载力高、使用寿命长、行车舒适的要求。由于青混凝土面层直接承受车辆荷载急温度应力的影响，加之两者间的模量相差较大，因此罩面层对剪切力和温度应力更为敏感。刚性基层在各种应力作用下极易产生裂缝，荷载在裂缝处形成最大弯拉应力，并在附近形成最大剪切力促进反射裂缝的形成和罩面层的损坏，引起唧浆、坑槽等路面病害。另外，刚性基层普遍存在透水性差，排水困难的特点，水损坏现象也比较突出。如果对刚性基层进行断裂稳固处理，释放刚性基层应力，可以起到降低裂缝应力峰值和预防或延缓反射裂缝的作用，基层顶部增设横向排水管，将多途径进入结构层中的水由闭式循环改为开式循环。通过以上措施完全可以达到延长、改善路面使用寿命的效果。二、工程概况：济青高速公路高密段于1993年建成通车，设计为双向4车道，车道宽3.752m，中央分隔带宽1.5m，硬路肩宽2m。本次采用断裂稳固技术处理的路段为K272+530800段左幅，全长270m。 2003年前的结构形式为：4cmAC205cmAC256cmAH-3018cm二灰碎石30cm灰土在长期的车辆荷载及层间水的双重作用下，该段路面出现明显的坑槽、唧浆、沉陷，裂缝纵横交错，行车舒适性降低，所以在2003年路面维修中，将该段基层列入维修处理范围。但是由于施工期间正值国庆节前夕，施工工期压力相当大。经业主、监理单位、施工单位商榷并报经设计单位同意，将原二灰碎石基层结构做厚度为18cm C25水泥混凝土浇筑，然后按照沥青铺筑工工艺加铺沥青混凝土。经过一段时间的运营，该段路面出现裂缝、唧浆及坑槽。经过路桥技术人员开挖探明，系水泥混凝土板断裂并反射到沥青铺装层所致。（本图拍摄于2007年5月断裂稳固处理前原路面病害）在2007年路面维修中，为彻底解决该段基层病害，确保年度路面维修的整体效果，设计单位在听取了管理处养护基建科的经验性意见后，做出对该段基层进行断裂稳固处理的设计方案。实践证明，该案效果良好，对复合式结构的基层病害修复有十分重要的借鉴意义。三、施工方案：第一章 设备及断裂稳固前的准备工作一、 断裂稳固技术采用的设备1、门式破碎机（BB-8600）门式破碎机装配有宽度为2.5米的门式冲击锤，锤头重5吨，具备足够的能量使混凝土路面产生全深度的开裂，每台设备每天施工面积约为7000 m2。破碎机装备帷幕防止破碎飞屑。2、压实设备 压稳设备为25吨的胶轮压路机。低于25吨时，应增加压实遍数，以达到规定要求，为沥青罩面提供较为平坦的工作面。二、 断裂稳固前的准备工作1、清除存在的沥青面层 在断裂稳固施工之前，应清除水泥混凝土路面上的沥青修复材料，因为这些材料的存在会影响到断裂稳固的效果。 2、隐蔽构造物的调查与标记 断裂稳固施工前，结合设计图纸及业主单位提供的有关隐蔽构造物如：暗涵、地下管线等的情况进行调查，以确定断裂稳固是否会对这些构造物造成损坏。通常，构造物埋深在1米以上的不会由于断裂稳固带来损坏。不满足以上条件的，可以降低锤头高度对水泥路面进行打裂，或采用监理工程师认为可行的其他方案。 3、与桥梁连接段的路面与桥梁连接段应标明断裂稳固的位置，根据实际情况，可以作业到桥头搭板的后端，或根据路面设计线的高程断裂到监理指定位置。未断裂稳固处理的接茬路面应铣刨到可以摊铺同样厚度SMA罩面的程度. 4、交通管制由于断裂稳固后的路面在没有摊铺完沥青混凝土面层之前不允许开放交通，所以对交通管制的要求比较严格，建议在条件允许时一次性全封闭施工段落。第二章 断裂稳固的工艺流程及试验路段一、主要工艺流程图断裂稳固试验路段 确定断裂稳固工艺控制 断裂稳固施工 胶轮压路机压实 交路面施工沥青混凝土铺筑三、 断裂稳固施工试验路段 试验路段应为监理工程师在工程项目范围内确定的位置，车道全宽，长度为100米。要求：75%以上的路面不规则开裂，相邻裂缝围成的面积为0.4-0.6平方米；路面压实前后沉降差收敛于5mm以内且目测板体稳定。试验路段应完成以下数据的采集：1、 门式破碎机锤头作业高度。2、 锤击间距。3、 压路机压实遍数及沉降量。试验路段确定的断裂稳固程序和数据将用于本工程，以确保断裂稳固结果满足要求。经现场试验，具体施工数据如下： 1、锤头高度以1.20.1m为宜。2、锤击间距以4010cm为宜。3、压路机压实遍数不少于3遍4、沉降量小于5mm第三章 断裂稳固的施工控制1、75%以上的路面不规则开裂，相邻裂缝围成的面积为0.4-0.6平方米；路面压实前后沉降差收敛于5mm以内且目测板体稳定。2、检验断裂稳固效果，一般可以采用高程测量和洒水观察两种方法由于裂缝极为细小，破裂前需在前方路面一定范围内均匀洒水到可以看见自由水的程度，然后断裂施工。在断裂时，应可以看到开裂痕迹并伴有气泡。在路面自由水消失后，应可见清晰的裂缝痕迹，并由此鉴别开裂的程度是否满座要求。在确定断裂程序满足要求后，应确定压稳程序，一般压稳遍数为3-5遍。控制标准为：在按确定程序施工的试验路段，每50米取一点，在断裂完成后对这些点进行水准测量，并在每压稳1遍时测量每点的沉降量变化，如果每次压稳后最大沉降变化量小于5mm，则认为压稳施工达到要求。任何情况下压稳次数不得小于2遍。压实速度不应超过4.8km/h。71 78454556676777先65432323234557不济青高速公路高密段路面维修工程 水泥砼基层断裂稳固检验表1幅别桩号范围及部位锤头高度所占比例%锤击间距所占比例%开裂率 %压路机压稳遍数压稳后情况1.1m1.2m1.3m1.4m30cm40cm50cm60cm标准实际左K272+5302560105255520075953路面板稳定+550286372156520075973路面板稳定+5702362123108010075983路面板稳定+5902065510156025075963路面板稳定+6101865116108010075983路面板稳定+6401567108255520075953路面板稳定+660286372157015075993路面板稳定+680236476156520075973路面板稳定+7002560105108010075973路面板稳定+720276283156025075953路面板稳定+7402364112156520075963路面板稳定+7602560105255520075993路面板稳定自检说明符合要求济青高速公路高密段路面维修工程 水泥砼基层断裂稳固检验表2幅别测点桩号测点高程第一遍第二遍第三遍高程变化情况左K272+530稳压前（m）收敛允许值1.834 收敛允许值1.834收敛允许值1.833符合设计要求稳压后（m）/1.834/1.833/1.833高差（mm）505150K272+580稳压前（m）/1.765/1.763/1.761符合设计要求稳压后（m）/1.763/1.761/1.760高差（mm）525251K272+630稳压前（m）/1.687/1.686/1.685符合设计要求稳压后（m）/1.686/1.685/1.685高差（mm）515150K272+680稳压前（m）/1.626/1.624/1.622符合设计要求稳压后（m）/1.624/1.622/1.621高差（mm）525251K272+730稳压前（m）/1.860/1.857/1.857符合设计要求稳压后（m）/1.857/1.857/1.857高差（mcm）535050K272+780稳压前（m）/1.587/1.854/1.853符合设计要求稳压后（m）/1.854/1.853/1.853高差（mm）535150K272+800稳压前（m）/1.587/1.854/1.853符合设计要求稳压后（m）/1.854/1.853/1.853高差（mm）535150自检说明符合设计要求第四章 断裂稳固技术对沥青路面施工的要求1、间隔一定距离在底基层部设置横向pvc排水管。刚性基层在断裂稳固后，混凝土块之间没有粘结性，如果有水渗入该层，将会带来很大的安全隐患。为了保持混凝土板的长期稳定，必须完善排水装置。本次维修在硬路肩部位底基层顶部设置横向排水管，间距10米。2、撒布下封层及防水层断裂并压实后，散布50%慢裂乳化沥青透层油。根据路况，一般建议撒布量为3Kg/m2左右,破乳并撒布SBS防水层后，按要求洒布薄层石屑，用光轮压路机静压两遍。在洒布粘层油前，应清除接缝中的松散料。如果接缝宽度较大应采用许可的封缝料进行封缝。如有必要，可以改变材料类型和撒布量以保证混凝土路面和沥青面层的结合。3、摊铺的时间要求摊铺应在防水粘结层稳固后进行，除非天气允许或监理工程师另有批准，在混凝土断裂和摊铺沥青混凝土之间的最长间隔时间不宜超过48小时。4、沥青层罩面之前断裂混凝土路面的压实。 在沥青层罩面铺设之前，重新进行压实，振动压实2遍（除非在前面压实后立即摊铺了沥青铺装层），由罩面施工造成的混凝土路面扰动，也应在摊铺之前进行再压实，或改变罩面程序以减少对混凝土路面的扰动。5、断裂稳固后混凝土路面的扰动 施工车辆的通行次数和载重量应降低到最小程度。若无工程师的其它批准，运送沥青料的车辆仅能在摊铺点附近才能驶上断裂稳固后的混凝土路面表面。 如果监理工程师认为破碎后的混凝土路面表面已被运料维修后路面结构为：超车道行车道路肩4cmSMA134cmAC20 11cmAC25LSPM30混合料18cm水泥混凝土断裂稳固层30cm灰土第五章 质量、安全保证措施1、质量保证措施断裂稳固工程项目主要依靠进口专用设备进行，工艺比较简单，施工质量控制主要是控制破碎粒径，设备操作手每班两人，专门经过破碎技术培训，一人操作，一人随时观察断裂情况并做出调整，确保断裂稳固的施工质量。2、安全保证措施结合施工路段交通管制特点，现场操作人员要穿着警示背心，夜晚施工要有明显的灯光警示标志，进出施工区域也要注意安全。四、结 论刚性基层断裂稳固技术是目前解决复合式路面柔性面层反射裂缝最有效的方法，这是因为断裂并压实的混凝土基层是由混凝土块组成的紧密结合、内部嵌挤、高密度的材料层，可以为沥青混凝土铺筑提供更高的结构强度。提刚性基层断裂稳固处理技术在济青高速公路养护工程中尚属于首次使用，经过了一个雨季的验证，昔日的路面病害多发区现在路况稳定、平整顺直，路容美观、畅通无阻，维修效果十分显著。 断裂稳固技术具有施工简便迅速，节能环保，不会产生大量的施工废弃物、不占用场地等优点。但是最吸引公路养护管理者的是断裂稳固技