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加設穩定層處治水泥砼路面病害試驗

08-22 12:29:11  瀏覽次數:408次  欄目:橋涵工程
標簽:工程設計, 加設穩定層處治水泥砼路面病害試驗,http://www.nvlbio.live
  本文介紹我站對縣道436線(新橋-蛟塘)水泥砼路面病害進行加設水泥 石屑穩定層,乳化瀝青罩面的維修試驗,在地方公路技術等級低、養護資金投入少的情況下,為探索適合地方公路水泥路面病害的維修方法起到積極的作用。 [關鍵詞] 穩定層 罩面 維修 試驗 1 基本情況   本文介紹我站對縣道436線(新橋-蛟塘)水泥砼路面病害進行加設水泥 石屑穩定層,乳化瀝青罩面的維修試驗,在地方公路技術等級低、養護資金投入少的情況下,為探索適合地方公路水泥路面病害的維修方法起到積極的作用。 [關鍵詞] 穩定層 罩面 維修 試驗。 基本情況    我站管養的縣道 436線(新橋-蛟塘)全長25.4公里。其中,K6+000-K25+400段于一九九六年初完成三級水泥砼路面改造。由于本次改造工程的建設資金有限,建設管理不完善,施工隊伍素質差,技術、質量意識淡薄,不按要求施工,偷工減料等。原設計的路面結構基層為:原舊砂土路面強度足夠的則利用舊路,個別的舊路軟土路基采取換土或加高路堤處理,面層為17厘米水泥砼板。而從這兩年對破碎板挖補的情況發現,水泥砼板的厚度極不均勻,且平均厚度只有15厘米左右,有的路段基層對舊路面的強度估計不足,該按要求處理的沒有徹底處理,有的甚至將混凝土板直接置于軟弱土基之上,故而造成通車一年后,出現大量路面板松動、唧泥、裂縫、沉陷、拱起等病害,致使板塊嚴重破碎,危及行車安全,必須盡快處理。    在一九九七年下半年,高要市交通局投入資金180萬元,對全路段嚴重病害的路面板進行瀝青砼罩面處理,罩面厚3厘米。其中,對松動拱起的路面板用破碎機破碎后用石屑調平,沉陷路段同樣用石屑調平、碾壓。全路段瀝青混凝土罩面面積達99800平方米。由于資金有限,處理措施簡單,&127;且3cm厚的瀝青砼罩面層較薄,抗折強度極低,故使用不到一年,反射裂縫急劇出現,基本同維修前的病害一樣,為了探索更科學、更切合實際的修補方法,我站于一九九八年八月在該路段進行破碎板面加鋪水泥穩定石屑、乳化瀝青淺貫碎石層罩面維修試驗。2 試驗方案選定    目前,國內、外對大面積砼路面維修方法有多種:板下壓漿、稀漿封層、添加各種外加劑處理等。但是,制約我們試驗維修方法選定的因素主要是地方公路養護資金投入少、設備有限。這些維修方法對維修新蛟線在經濟、技術、設備上不允許。    從該線的現狀發現,大部分路基趨于穩定,破碎的路面板已不能使用,但經破碎機破碎,碾壓后用作底基層還具有一定的承載能力,且該線交通量較輕。結合這些情況,根據車輛荷載所引起的應力是隨著深度而減小的原理,可通過增加路面結構層的厚度來提高路面的承載能力。為此,試驗方案確定為:破碎路面板經碾壓后作底基層,加設水泥穩定石屑為基層,面層0.5─1cm碎石淺貫乳化瀝青罩面。水泥穩定石屑具有強度高,水穩性好,早期強度高,后期強度持續增長等特性,較適應濕熱多雨地區使用。對于水泥穩定類基層的厚度,規范要求最小厚度15cm,但考慮到破碎板具有一定承載力,我們嘗試減小厚度,擬定試驗三種結構厚度為:5%水泥穩定石屑基層厚6cm、8cm、10cm,面層厚度都為1.5cm 。通過試驗比選,&127;以探索出一種經濟、實用的結構厚度,用于維修水泥砼路面。3 維修試驗3. 1 試驗材料水泥:采用425號普通硅酸鹽水泥。石屑:采用各種硬質巖石軋碎并篩分而得的石屑,要求具有棱角,最大顆粒不超過3cm,石粉含量適中。0.5─1cm碎石:要求除本身品質好之外,級配要達到良好。石屑和0.5─1cm碎石都取于高要市亨達石場,平均工地運距30公里。根據石場提供的0.5─1cm碎石篩分實驗結果,石料符合級配。篩分結果見表1。表1篩孔尺寸(mm)2010520.50.075<0.075分計篩余(g)085.5241.5127.025.015.06.0 分計篩余(%)017.148.325.45.03.01.2累計篩余(%)017.1 65.490.895.898.8100通過量 (%)10082.934.69.24.21.20.0  砂:主要用于碎石淺貫乳化瀝青后的封面,要求用級配良好的粗砂。試驗用砂取自西江金渡砂場,平均運距30公里。建議采用的粗砂的級配范圍見表2。 表2篩孔尺寸(mm)9.54.752.3

www.nvlbio.live61.180.60.30.150.075通過量 (%)10090-10065-9535-6515-295-200-100-5 乳化瀝青:選用省公路管理局三水瀝青供應站生產的中裂陽離子乳化瀝青。其主要性能指標如表3。表3檢 測 項 目技術標準檢測結果篩上剩余量(%)<0.30 乳液含瀝青量(%)50-5552.3乳液微粒電荷正 正乳液粘度C (S)12-10012粘耐性試驗>2/3>2/3拌和穩定度試驗中 裂中 裂貯存穩定性5d<5  1d<1 水:取自來水或當地干凈河水。3. 2 試驗路段的選定    試驗路段應選擇在有代表性病害的路段,也就是整條線路上最普遍、最主要的病害必須能在試驗路段上反映,這樣才能保證試驗的成果能適合整條線路的維修。經過實地調查,試驗選在K13+100-K13+320地段進行,長220米,&127;按5%水泥穩定石屑基層厚6cm、8cm、10cm依次分三段,每段70米,其中10米為三種厚度的過渡段。該試驗段均存在大面積的破碎板病害,路基相對穩定,很有代表性。為了便于以后分析研究,我們對試驗路段的病害情況作了詳細記錄,并繪制了病害分布草圖。3. 3 基層施工    基層施工采用小型鏟車拌料人工攤鋪。    施工過程為:堆料→預先加水悶料→加水和水泥→拌和→攤鋪→壓實→養生。堆料前,先對施工路段進行處理:松動的破碎板經破碎機破碎成20-30cm的砼塊,用石屑調平后碾壓,建議采用10t以內振動壓路機碾壓。施工按單邊進行,&127;石屑堆放于單邊并以不影響交通為度。為了便于拌和、攤鋪,每堆石屑以2立方米為宜,并根據攤鋪厚度計算堆放間距。若石屑含水量較少,要提前一夜灑水悶料,使水分在集料中分布均勻,以減少拌和過程中的灑水次數和數量,從而縮短延遲的時間,減少強度的損失。    水泥用量的控制:通過稱量計算,將5%的重量關系轉化為體積關系,也就是確定工地每堆石屑配多少包水泥,便于工人掌握、操作。拌和時用水量以集料濕潤為準。拌和均勻后必須讓工人迅速攤鋪,根據松鋪系數,確定攤鋪厚度比壓實厚度高4cm?紤]到面層的材料特性及厚度,故取偏大的橫坡度:3%,以利雨天迅速排水。碾壓時,以不同結構厚度的每一段為一個碾壓工作面。即第一段(厚6cm&127;)碾壓長度為72.5m,第二段(厚8cm)為75m,第三段(厚10cm)為72.5m。由于穩定層較薄,采用12-15t光輪壓路機碾壓,碾壓以2-3遍為宜。&127;從加入水泥拌和到碾壓終了的時間不宜超過3小時。三段的基層施工在同一天完成。養生期為7天,養生期間必須保持基層濕潤,該路段路肩較寬,故單邊通車也不影響交通,有利于施工。養生期過后再進行另半邊的基層施工。3. 4 面層施工    根據我們以往的經驗,參考瀝青供應站提供的瀝青用量,確定面層0.5-1cm碎石淺貫乳化瀝青罩面用油量為4kg/平方米。為了便于瀝青淺貫均勻以及保證瀝青用量足夠,我們將兩臺舊式的拖拉機灑油車改裝成手控式氣壓乳化瀝青噴灑車。其瀝青噴頭桿為人手操控,并由于給瀝青乳液加了氣壓,使乳液更易貫入碎石的間隙,大大提高了施工的質量和速度。施工先在單邊進行。    面層的施工過程可以概括為“兩油兩料兩壓”,即:灑底油→人工攤鋪碎石厚1.5cm→碾壓1遍→淺貫乳化瀝青→撒粗砂→碾壓二遍。    灑底油前必須掃清基層面的浮粒。攤鋪碎石要平整、均勻,并清除大于1cm粒徑的碎石,若石料干燥,還應在攤鋪前加入2%左右的水,使石料表面濕潤,以利于淺貫時瀝青乳液能充分滲入碎石層的空隙。由于碎石層很薄,只能用6 ̄8t光輪壓路機碾壓,并且要求初碾壓1次。如果碎石層碾壓得太密實,瀝青乳液則不易滲入,會造成面層容易松散。碾壓工作面長度與基層施工一樣。碎石層淺貫乳化瀝青后,在其表面撒一層粗砂,以填充表面的空隙,防止雨水的積聚與滲入。粗砂層不能過厚,否則會影響碾壓的質量。碾壓以兩遍為適,碾壓后要封閉交通2 ̄5h方可放車通行。3. 5 方案比較    對于三種不同厚度的結構層,主要從其經濟性、實用性比較。    從計算得知,10cm厚的穩定基層,包括乳化瀝青罩面,工程造價為20.3元/平方米,8cm厚的為18.3元/平方米,6cm厚的為16.3元/平方米。幾種造價實際相差不大,以目前地方公路養護資金的投資我們尚能承受。    試驗路段竣工通車將近一年,使用效果也有不同的反映。第一段發現有輕微裂縫出現,第二、第三段使用效果良好,未發現病害。根據原水泥路面病害的記錄及其分布草圖分析,第一段出現的輕微裂縫并非是原路面的反射裂縫,而應該是基層水泥穩定材料收縮產生的裂縫。對于水泥穩定類,水泥含量約為5%時,具有較強的干縮能力,對此,第一段出現輕微裂縫的主要原因是穩定基層的厚度、強度不夠。所以,從目前的外觀觀察,以水泥穩定石屑10cm厚的方案比較合理,但能否進一步經得起時間的考驗還有待繼續觀察。4 結束語    地方公路水泥硬底化程度正逐年提高,隨著交通量和超載車輛的不斷增長,在水泥路面養護上暴露的問題也將越多。如何及早防治,減少病害造成的損失,是值得進一步的探討與實踐。對此,除了加強公路的日常養護之外,加強工程的施工質量管理,使每個工程都按施工規范進行,堅決杜絕“豆腐渣”工程,才是減少病害產生的關鍵所

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