抗反射裂缝技术在水泥混凝土路面改建工程中的应用.pdf

MA I N T E N A N C E C O N S T R U C T I O N A N D MA C H I N E R Y I 昆匾匝亘国团圈 文章编号 ： 1 0 0 0 0 3 3 X ( 2 0 1 4 ) 0 2 0 0 6 5 0 3 抗反射裂缝技术在水泥混凝土路面 改建工程 中的应用 屈 波 ( 安徽 省公路桥梁工程有 限公 司， 安徽 合肥2 3 0 0 3 1 ) 摘 要 ： 阐述 了防止水 泥 混凝 土路 面产 生反射 裂缝 的技 术措 施 ， 同时对 路 面碎 石 化 的施 工 原理及 施 工特点进行介绍 ， 重点描述 了碎石化的准备工作、 施工方案、 质量标准及 实际施工参数的设定， 为同 类工程解决反射裂缝问题提供参考。 关键 词 ： 混凝 土路 面 ； 反 射 裂缝 ； 碎 石化 ； 施 工 方案 中图分 类号 ： U4 1 8 8 文献 标志 码 ： B Ap pl i c a t i o n o f Re f l e c t i v e Cr a c k Re s i s t a n c e Te c h no l o g y i n Re c 0 ns t r u c t i 0 n o f Ce m e nt Co n c r e t e Pa v e me nt QU Bo ( An h u i Ro a d B r i d g e En g i n e e r i n g C o Lt d ，He f e i 2 3 0 0 3 1 ，An h u i ，Ch i n a ) Ab s t r a c t ：Th e t e c h ni c a l me a s ur e s t o p r e ve nt r e f l e c t i v e c r a c ks i n c e m e n t c on c r e t e p a ve me nt we r e e xp ou nd e d The c on s t r u c t i o n p r i nc i pl e s a n d c ha r a c t e r i s t i c s o f p a ve m e nt r ub bl i z a t i on t e c hn ol o gy we r e i nt r od uc e d； t he p r e pa r a t i o n， c o ns t r uc t i o n s c he m e， a nd s e t t i ng o f q ua l i t y s t a n da r d s a n d a c t u a l c on s t r u c t i on pa r a me t e r s we r e de s c r i be d e s pe c i a l l y， whi c h c a n pr o v i d e r e f e r e nc e f or r e f l e c t i v e c r a c k s p r e v e n t i o n i n s i mi l a r p r o j e c t s Ke y wo r d s ：c o n c r e t e p a v e me n t ；r e f l e c t i v e c r a c k；r u b b l i z a t i o n；c o n s t r u c t i o n s c h e me 0 引 言 近些年， 越来越多的水泥混凝土路面面临改建 ， 最 常用 的方 法就 是加 铺沥 青混 凝土 面层 。由于水 泥 混凝土路面存在接缝 ， 在汽车荷载及温度循环变化 的作用下 ， 接缝处会产生较大的应力 ， 易促成裂缝的 产生。裂缝扩展贯通至沥青层顶面 ， 即形成反射裂 缝口 。而通过碎石化施工 ， 将原水泥混凝土路面破 碎成均匀的碎石块 ， 不仅消除了板块空洞的隐患 ， 而 且通过不同粒径石块的嵌挤作用 ， 使得破碎后的水 泥 混凝 土路 面从 不稳 定 的刚性 板块 变成 了稳 定 的碎 石基层 ， 从而最大 限度地防止了反射裂缝的产生 ， 延 长路面的使用寿命 。 1 工程 背景 G3 1 2上海至乌鲁木齐段为国家骨干公路 ， 是 国 收稿 日期 ： 2 0 1 3 - 0 9 0 3 道 网 中东西 走 向的 大动 脉 之 一 ， 其 中六安 段 是 安 徽 省干线公路 网中的中轴线 ， 为 G3 1 2的重要组成部 分 。原 路 面按照 一 级公 路 标 准 建设 ， 采用 水 泥 混 凝 土路面结构 。经过多年的运行 ， 加之超重、 超 限车辆 的影响 ， 路面已出现严重病害。本项 目对原路面病 害 严重 路段进 行 换板 处 理 后 ， 对 水 泥 混凝 土 面板 进 行碎石化处理， 然后加铺水稳及沥青层 。 2 实 际应 用 2 1施工特 点 ( 1 )碎 石化 技术 能最 大限度 地 防 止反 射 裂缝 的 产 生 。 ( 2 )施工简便， 改造周期短 ， 综合造价低。 ( 3 )破碎后的水泥混凝土路面 由不 同粒径 的混 凝土块紧密结合 ， 内部嵌挤 ， 可以为加铺后的路面提 供更高的结构强度 。 6 5 MAI NTENANCE CoNS TRUCTI oN AND M ACHI NERY ( 4 )就 地再 生 ， 环保 尢 污染 ， 可将 破 碎后 的水泥 混凝土路面直接作为底基层 ， 不仅节约了： 程材料 ， 而 且省 去 r水泥面 板 的 运输 费 用 ， 极 大 地 提高 了工 程 进度 ， 解决 _r水 泥碎块 垃圾 的处理 问题 。 2 2施工前 准备 工作 ( 1 )本 项 目碎 石 化 采 用 的 机 械 为 山 东 路 鑫 的 I X 4 0 0多锤 头 破 碎 机 及 Z型 钢 轮 压 路 机 。I X4 0 0 破碎机全宽 4 r n ， 后部配备两排成对锤头 ， 锤头的提 升高度 、 频率 _口 独立调节 ， 在设备全宽范围内可以一 次 性均 匀地将 路 面完 伞破 碎 。该设备 每小 时可 破碎 _m 宽车 道 l 5 O m 以 。Z型钢 轮压 路机 表 面携 带 Z型钢 箍 ， 主要 埘破 碎 后 的混 凝 土 进行 补 充破 碎 和 压实 。 ( 2 )在 碎 化 前 ， 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 到破 碎 的 效 果 。 ( 3 )破碎前 ， 结合设计 图纸及业主单位提供 的 有 关 隐藏 构造 物 ( 如 暗涵 、 底 下 管 线 ) 等 情 况进 行 调 查 ， 以确 定破 碎是 否 会 对这 些 构 造 物造 成 损 坏 。埋 深 住 1 I T I 以下 的构造 物 不 会 因为破 碎 而 遭 到损 坏 ， 这 种路 段可 以 止 常 破 碎 ； 埋 深 在 0 5 l m 的构 造 物 或管线 可能会受 到 路 面碎 石 化 影 响 ， 这种 路 段 可 以降低锤头高度进行轻度打裂 ； 埋深 足 0 5 m 的 构 造物 、 管线 以及 桥梁 等 ， 应 禁 止 破 碎 ， 避让 范 围 为 结 构物端 线外 侧 3 m 以 内的 所 有 域 。距 路 肩 1 0 m 以外 的建 筑物 不易 因路 面碎 石 化 受 到破 坏 ， 口 以 止常破碎 ； 路肩外 5 1 0 F I I 范围内的路面需降低锤 头 高度进 行轻 度打 裂 ； 路 肩 外 5 m 以 内存 在建 筑 物 的 区域禁 止破碎 。 ( 4 )与桥 梁 连 接段 的路 面 应 标 明破 碎位 置 ， 根 据 实际情 况 ， 可 以破 碎到桥 头搭 板 的后 端 ， 或根 据路 面设 汁线 的高 程破碎 到监 理指 定位置 。未破碎 的路 面应 铣刨 到可 以摊铺 同样厚 度 沥青罩 面 的程 度 。 ( 5 )由于碎石 化后 的路面 在下 层 结构 层施 工 之 前不允许升放交通 ， 所 以对交通管制的要求 比较严 格 ， 破碎施工时禁止任何与破碎无关 的施工机械和 车辆通行 。同时在破碎起始段及破碎完成的路段安 排专人看护指挥， 以确保破碎质量。 ( 6 )在碎石化初测设所有需碎石化的路段的现 有路面高程、 中线及边线 。在破碎碾压的过程 中不 断测 设高 程 ， 确 保其 碾压满 足要 求 。 ( 7 )主道破碎时利用原有路面排水系统将水引 至路肩 的边 沟 内 ， 防止 路 破碎 时水 侵入结 构层 。 造 成隐 患 。 2 3工艺 技术流 程 根 据本 项 日特 点 ， 试 验 段 多 锤 头破 碎 施 工 流 程 依 次 为 ： 多锤 头 破 碎 l遍 。 Z型 压 路 机 振 动 爪 3 遍 ， 测 量沉 降量 ( 根据路 中线 的高程 7 支原路 面 的横坡 与实测 高程差 所得 ) 。 2 4碎 石化 施工 ( 1 )在路面 碎 石 化 止 式 施 【 之 前 根 据 路 兄 查资料 ， 选定有代表性的一段作 为试验段破 碎。试 验 段 长度 不 小 于 5 0 m， 宽度 不小 于 4 I T I ， 根 据 以件 施 经 验 ， 落 锤高 发 一 般 为 1 1 1 2 F in ， 落 锤 问 距 为 1 0 c t n 。逐级 涮 整 破 碎 参 数对 路 向进 行 破 芥 。 H 测破碎 效果 ， 并 录破 碎 参 数 。 当碎 化后 的路 呈鱼鳞 片状 时 ， 蹄 化 满足 没计要 求 录此 时 的破 碎参数 ， 作 为大 面积破 碎 的技术 参数 。 ( 2 )为 了确 保 路 而被 破 碎 成 觇 定 要 求 的 J 寸， 在 试验 随机选 取 两 个独 的位 置 分 别 开 挖 1 n ! 的试验 坑 ， 试坑选 择没 有横 向接缝 或工 作缝 的 域 ， 开挖至 板下 层 。 试 验路 段确 定 的破 碎机 程序 及参 数将 j 于 本工 程 。在 正常 的大 面积 破 碎 过程 中 ， 根据 路 曲现 状 不 断地 监拄破碎 操作 ， 并 在施 工过程 中不 断地 凋整 ， 以 确保结果满足要求。密切关注混凝土板 面的变化， j 击 据板 面情 况 及 时 调 整 破 碎 参 数 ， 以 确 保 破 啐 质 量 。破 碎时从 混 凝 土路 面 的高 处 向低 处 破 碎 以 避 免摊铺 沥青 混凝 土后 影响 排水 。破蹄 个车道 的 过 中实 际破 碎宽 度 应 超 过一 个 年道 宽 度 。 与相 邻 车道搭接 一部 分 ， 宽度至 少足 1 5 c m。 ( 3 )采 用专用 路 机振 动压 实 2 3遍 ， 压实 速 度 不超过 5 k m h 。 ( 4 )压 实后测 设顶 面标 高 ， 枪 合其 平整 度 ， 局 鄙 凹陷处超 过 5 C I T I 的用级 配碎 石补平 补平 后 的芥 化路 面采 用光 轮压 路机振 动 乐实 3 1遍 ， 且 路 机 的压实速 度 超过 5 k m h 。 ( 5 )为保证 破 碎 段 不 留步 E 角 ， 破 碎 宽 度 比实 际 破碎宽度宽 5 O c m， 将多余的 5 0 C I l l 破砟区破碎后 挖除， 在接缝处铺设 1 2 F I I 宽的聚酯玻纤布 ， 冉川 C 3 O商品混凝土浇筑。 ( 6 )挖 除施 工路 段不 稳 定 的基 。 然后 浇筑 C 3 O商品混凝 土 ， 再 进行 碎石 破碎 。 ( 7 )除 r指 定的用于开放横穿交通的 域 外， M AI NTENANCE C0NS TRUCTI ON AND MACHI NERY 破 碎后 的 混 凝 土 路 面 的任 何 路 段 均 不 得 开 放 交 通 ( 包括不必要的施工运输) 。开放交通区域的开放时 间不 得超 过 2 4 h 。本 项 目施工 时采 取半 幅封 闭半 幅 施工的顺序， 确保碎石化后混凝土路面的养护质量。 ( 8 )老路面破碎应 由高处 向低处破碎 ， 确保排 水通畅 ； 增加高程 、 中线、 边 线测设 ， 确保 路拱 和坡 度 ； 破碎时确保破碎连续性 。 2 5 碎石 化 施工质 量标 准 ( 1 )板 面顶 面 上小 于 7 5 c i n ， 上部 i 2厚 度 小 于 2 2 5 c m， 下 部 1 2 厚 度小 于 3 7 5 c m。 ( 2 )路 面碎 石化后 顶 面 的当量 回弹模 量 不应 小 于 2 6 O M P a 。 ( 3 )碎石 化施 工 的质 量 标 准 及检 测 频 率 如 表 1 所示 。 表 1 碎石化施工质量标准及检测频率 检测 内容 标准 保证 率 检测方法 及频率 顶面粒径 c m 7 5 7 5 直尺， 2 0 m一处 直尺， 试验段 5 0 m一处 ， 正常 上部粒径 c m 2 2 5 7 5 施 工不 均匀时抽查 5 K o 直尺 ， 试验段 5 0 n 3 一处 ， 正常 下 部 粒 径 c m 2 6 0 75 模量 MP a 常施工不均匀时抽查 5 平整度 c m 2 7 5 3 m直尺 ， 2 0 0 r ll 两处 纵段高程 c m 2 7 5 水准仪 ， 2 0 0 m一处 横坡 0 5 7 5 水准仪 ， 2 0 0 m一处 2 6 碎 石化 实 际施工 参数 根据多锤头破碎 的技术要求和试验 目的， 本项 目从线 路 右 幅的边 板 开 始 ， 记 录 对 多锤 头 破 碎 机 设 置不同参数( 锤头高度和地面行驶速度等) 情况下相 对应的混凝土路面破碎粒径 等结果 ， 来确定最佳多 锤头参数及机械组合( 表 2 ) 。 表 2 在试验段对锤头高度和地面行驶速 度采取 的 3种方案 频 率 行驶速度 方案 锤头高度 c m ( 次 mi n ) ( m h 1 ) 方案一 9 O 3 o 3 5 1 O O 方案二 1 o o 3 0 3 5 9 O 方 案三 1 1 O 3 0 3 5 9 O 根据破碎效果， 经业 主、 监理与项 目部分析 ， 初 步确定破碎参数为： 锤头高度为 1 1 m， 行驶速度为 9 0 m h， 落锤间距为 1 O 1 2 c m， 采用 z型压路 机 碾压 3遍 。多锤 头 破碎 时 ， 安 排一人 在后 指导 ， 因 混凝土路面强度不均匀 ， 应适时对行驶速度作细微 调整， 以防混凝土强度不足的部位碎石化过度。 当试验段完成后 ， 为了进一步验证水泥路面被 破碎后的具体尺寸 ， 确保路面破碎后达到设计 图纸 规定的要求 ， 根据设计要求 ， 在业 主、 监理在场的前 提下 ， 在标记区中、 右边板 的位置开挖 1 0 m 的试 坑 ， 通过开挖试坑 ， 在全深度内进行路面破碎粒径检 测。在检测时， 以底层粒径尺寸作为控制， 通过试验 段破碎试坑粒径检测如下： 板块顶面上层检测值为 3 -8 c m( 规定值 不超 过 7 5 c m) ； 上部 i 2厚度 检 测 值为 3 2 2 c m( 规定值不超过 2 2 5 c m) ； 下部 i 2厚 度检测值为 1 0 -3 6 c m( 规定值不超过 3 7 5 c m) 。 路 面碎 石化 后顶 面 的当量 回弹模 量 均满足 设计 要求( 大于 2 6 0 MP a ) 。 结合碎石化试验段对破碎后路面粒径及沉降量 的检测结果 ， 最终确定锤头高度为 1 1 l n ， 工作行驶 速度为 9 0 m h ， 按照每天工作 1 0 h ， 碎石化面积 为 3 6 0 0 r n ， 本项 目标段老路如果半幅全断面进行 破碎 ， 一 天破 碎长 度可 达到 3 4 2 m。 3 结 语 水泥 混凝 土路 面碎 石化 技术 可 以最大 限度地 防 止反射裂缝产生 ， 节 约材料 ， 就地 再生且环保无 污 染 ， 能够降低工程综合造价， 符合建设节约型和环境 友好 型 的社会要 求 。 通过 G3 1 2的实际工程 实践 ， 采用路面碎石化 技术是一种较为经济的改建工程施工工艺， 可以极 大地提高路面施工质量 ， 延长路面使用寿命 ， 值得在 类似的改建工程 中推广使用。 参考 文献 ： 1 D B 3 7 T 1 1 6 O 2 0 ( 9 ， 旧水 泥 混凝 土 路 面 碎石 化 技 术 规 程 s 2 熊 帆 ， 黄晓明 ， 贾栋 ， 等 碎石化技术在水泥混凝土老路改 建中的应用 J 交通科技 ， 2 0 0 4 ( 6 ) ： 5 2 5 4 3 柳正华 ， 谈 至明 旧水 泥混凝土路面 的碎石化技术综述E J 3 公 路， 2 0 0 5 ( 1 2 ) ： 1 8 7 1 9 0 4 彭荣贵 水泥混凝土桥梁施工裂 缝的产生及 控制 J 筑路机 械与施工机械化 ， 2 0 1 1 ， 2 8 ( 4 ) ： 6 3 6 5 责任编辑 ： 袁宝燕 6 7