浅谈水泥路面白改黑设计及施工需注意的问题论文_陈跃省,胡胜威

浅谈水泥路面白改黑设计及施工需注意的问题论文_陈跃省,胡胜威

温州路桥工程设计所

论文导读:自20世纪70年代中期以来,中国许多干线公路、县乡公路和城镇道路大多采用了水泥混凝土路面结构,经过多年营运水泥路面大多出现不同程度的损坏。加铺沥青混凝土能改善旧路的结构状况和使用性能、充分利用老路的残余寿命、减少旧路面开挖造成的建筑垃圾污染。结合笔者工作实践,本文简要介绍了C型“白改黑”方法在工程实践中的结合应用,并对一些要点提出了建议与看法,根据竣工项目的运营情况推荐经济耐用的结构处理方案。

关键词:水泥混凝土路面,加铺,改造

公路交通是主要陆上交通渠道,很多物资以及人员都通过公路来运输,随着社会经济的发展,车流量的迅速增加致使一些早期修建的公路承担很大的压力,造成公路路面存在或多或少的破损,为了可以将该问题有效解决,可以采用加铺沥青混凝土罩面,该方案能改善旧路的结构状况和使用性能、充分利用老路的残余寿命、减少旧路面开挖造成的建筑垃圾污染,具有一定的经济及社会效益。

一、概述白改黑

水泥混凝土路面白改黑目前主要有两种方案:1)彻底挖除旧水泥混凝土板块,并对基层或地基处理和补强后,再铺筑沥青混凝土路面;2)在充分综合利用现有水泥混凝土路面的基础上,加铺沥青混凝土路面结构层以达到白改黑的效果。很明显第一种方案投入资金多,工期长,对正常交通的影响很大,并且堆放挖除的混凝土板块易造成一定的环境影响。第二种方案的路面结构形式主要有三种类型:A 型:旧水泥混凝土板块断裂、处治、冲击压实+ 补强层+沥青混凝土加铺层;B 型:旧水泥混凝土路面处治+ 补强层+ 沥青混凝土加铺层;C 型:旧水泥混凝土路面处治+ 应力吸收层+ 沥青混凝土加铺层。

A型和B型方案在对老路面进行处治后都要设置补强层,对老路路面高程有较大的提高,适用性较差。上述C型以水泥混凝土路面做基层,在其上加铺沥青面层,是当前水泥路面改造工程中广泛采用的一种方法,该方案对路侧地坪影响小且工程造价具有很大的优越性。在旧水泥混凝土板块上直接加铺沥青混凝土面层,关键在于对水泥路面板块产生的反射裂缝的防治。应加强对旧水泥混凝土板块的处治,尤其是脱空、错台等病害的处治,尽量减少反射裂缝的产生。除了增加沥青面层厚度外设置应橡胶沥青层或铺设土工合成材料(如玻璃纤维土工格栅),相当于设置一层应力吸收层,可减小接缝区加铺层中两侧板块垂直与水平的相对位移而产生的应力,延缓反射裂缝的产生和发展,起到抗疲劳开裂、耐高温车辙、抗低温缩裂的作用,从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。

结合笔者作为项目负责人设计的2019年苍南县埭金线路面大中修工程的实践,本文简要介绍了上述C型“白改黑”方法在工程实践中的结合应用,并对一些要点提出了建议与看法。

1.工程概况

2019年苍南县埭金线大中修工程(实施桩号K10+770~K11+730)长约0.96Km,宽约9.0m,双向两车道,一块板形式,是宜山镇一条主要的干线公路位于宜山镇建城区内兼具城市道路功能。现状水泥砼路面经过了多年的运营加上污水管道埋设,已出现了纵、横向裂缝、修补、错台、断板等损坏,为了提高行车的舒适性和安全性,提升城镇整体形象需对其进行改造。经过检测和调查分析,改造方案为对原有路面水泥板块进行病害处理后,设置橡胶沥青应力吸收层(矾山镇小城镇综合整治项目采用设置土工格栅层夹层),最后在其上加罩沥青面层,形成黑色路面。

2.现状病害调查分析

根据路面取样调查,原埭金线车行道路面结构为:20cm水泥砼+5cm碎石+30cm片石,标准水泥板块尺寸为3.5m×4.0m。

根据对改造范围内水泥路面板块的病害调查统计与分析,各类病害占总板块数比例为29.8%,主要分类表现形式如下:

(1)裂缝类——纵向、横向、斜向裂缝/交叉裂缝/破碎板/板角断裂等:18.50%;

(2)变形类——错台/沉陷/拱起等:8.90%;

(3)接缝类——接缝破碎/修补损坏等:1.10%;

(4)松散类——起皮/龟裂/坑洞/脱空等:1.30%;

路面综合破损率DR=1.96%,路面状况系数PCI=80.22%,路段路面破损状况评价等级为“良”。建议保留原有混凝土板作为基层,在其上加罩沥青面层。

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另外,根据对现有路面板块的弯沉检测,水泥混凝土板块主点弯沉平均值为0.101~0.282mm,差异弯沉为0.169~0.592mm。根据经验对板块弯沉测试值进行分析,部分水泥板块有明显脱空,需要进行注浆处理。注浆标准按主点弯沉≥0.20mm或差异弯沉≥0.06mm,约占总数的12.05%。

3.具体处理对策

经过路段现状的全面调查研究,以及对工程投资、质量、工期、保通工作、环境保护以及社会影响等诸多方面的综合比较,选择C型“白改黑”方案,主要内容为:

(1)原有水泥板块病害处理与路基加强

对于弯沉不满足要求的板块,进行注浆修复;对原有轻度板块裂缝,进行局部切割、凿除并用C30混凝土补强处理;对于严重损坏(断裂)的板块,进行换板处理;对换板板块下原路基松散或强度严重不足段,须进行翻挖后经加强处理方可新建板块。

当注浆和裂缝处理完毕后,须对混凝土板块的错台进行处理。轻度错台(6~10mm)可采用机器磨平或人工凿平;重度错台(>10mm)时,可先进行凿平处理,再加铺调平层,或局部翻挖新建的方法进行处理。

原板块接缝须经过清缝、吸吹缝内杂物后,重新采用聚氨酯密封胶填充。

(2)沥青面层加罩

混凝土板块、接缝处理完成后,摊铺橡胶应力吸收层(在所有纵横缝上铺贴SBS防水卷材(骑缝粘贴,宽50cm,厚度3mm),铺设一层玻纤土工格栅,用水泥钉将其固定,固定艰巨为1m,)洒布改性沥青粘层油,最后加铺沥青面层4cm AC-13C(SBS改性)+AC-20C(平均厚度6cm,最小厚度5cm)。

橡胶应力吸收层,具有较强的粘性,能适应板块接缝的变形而不开裂,较好的防止裂缝扩散到沥青面层。而SBS防水卷材能减少板块下地下水通过板缝进入加铺层而降低加铺层、粒料层的强度,延长加铺层结构的使用寿命,同时又能够有效地较少路面积水通过板缝渗入基础。玻纤格栅具有较高的抗拉强度、弹性模量、低延伸率、耐高温、耐低温等特性,能有效地改善沥青混凝土路面应力分布,减少由地下水泥混凝土板块接缝引起的反射裂缝的发生,提高加铺路面的使用年限。

4.注意事项

(1)板块处理方案的针对性。详细调查,根据板块的损坏类型及程度,分析其损坏原因,通过比较,选定合理的对策,是取得良好处理效果的前提。

(2)混凝土板块的压浆处理。

注浆板块的选择、注浆孔位的布置(注意避开地下管线)、注浆混合料的要求及灰浆的配合比例、路面基层与路基注浆控制及停止判定等,都是决定注浆是否能够取得预想效果的重要因素,必须认真对待。

(3)为了减少重复工作量,建议施工时可选择有代表性的路段进行试验,然后按此检验标准进行检验,若检验结果不能满足上述标准,且不合格率很高,则可能需要调整浆液配比或注浆工艺。

5.结束语

旧水泥路面通过加铺改造,两种方案现运行状况良好,路面无反射裂缝出现。旧水泥混凝土路面加铺在具体道路设计和施工过程中,影响因素很多,应根据实测资料,详细分析原有道路病害状况及损坏程度,制定满足道路功能及景观需求的加铺改造设计方案。

另外,经多年的养护实践证明,加强对新建道路的预防性养护(即在道路投入使用后,没有损坏之前的预防性养护)工作,必须认真巡查,发现问题,查明原因,采取针对性治理对策,进行及时有效地养护,是延长道路使用年限的重要措施。

参考文献:

[1]公路养护技术规范(CJJ 36--2006).

[2]于凤河,张永明,宋金华.道路改扩建工程设计与施工.人民交通出版社,2004.09(1).

[3]拾方治,孙大权,吕伟民.旧水泥混凝土路面沥青层加铺技术及设备.筑路机械与施工机械化,2004(11).

[4]潘汉标.旧水泥砼路面病害的处理方法.工程施工技术,2006(11).

论文作者:陈跃省,胡胜威

论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期

论文发表时间:2020/4/13

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