CN103276659B - 打裂压稳结合高弹沥青应力吸收层改造旧砼路面施工方法 - Google Patents

打裂压稳结合高弹沥青应力吸收层改造旧砼路面施工方法 Download PDF

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刘加华
宋敏敏
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汪玲
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Nantong University
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Abstract

本发明公开了一种打裂压稳结合高弹沥青应力吸收层改造旧砼路面施工方法，包括打裂压稳施工、胀逢处置、喷洒透层、设置高弹沥青应力吸收层等步骤。本发明施工效果好，特别适用于路基较差，基层强度不足，板底脱空严重，且沿线桥涵及紧靠道路房屋较少的各等级公路“刚改柔”路面施工。

Description

打裂压稳结合高弹沥青应力吸收层改造旧砼路面施工方法
技术领域
本发明涉及一种改造旧砼路面施工方法。
背景技术
在改革开放初期至上世纪九十年代末修建的高等级公路中，由于受到我国石油工业发展的制约，大多数的高等级公路均采用刚性路面结构。目前，这些刚性路面在行车荷载及自然条件的共同作用下均已出现了严重的麻面、露骨、坑槽、断板、错台、掉边缺角、碎裂、胀缝破坏等病害。这些病害的出现不仅降低了路面的强度、平整度、抗滑性能，也降低了道路的通行能力甚至危及到行车的安全。所以对这些路面进行改造，恢复其通行能力、提高其行车舒适性与安全性就显得尤为重要。
根据以往经验，对刚性路面的改造多采用直接加铺沥青面层、将刚性面板挖除后重新铺筑沥青混凝土面层、在原有刚性路面上重新铺筑一层连续钢筋混凝土面层后再铺筑沥青面层的方式。这几种做法或因反射裂缝严重、或因工程量大、或因造价偏高等原因均不能取得良好的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种施工方便、效果好的打裂压稳结合高弹沥青应力吸收层改造旧砼路面施工方法。
本发明的技术解决方案是：
一种打裂压稳结合高弹沥青应力吸收层改造旧砼路面施工方法，其特征是：包括下列步骤：
（一）打裂压稳施工
（1）施工前进行桥涵调查，在各明构造物及埋深小于2m的构造物桥头两侧各10m处设立明显标志，打裂施工时避开该段落；
（2）在进行打裂施工前设置好排水设施，使破碎后的旧路面层、基层和路基处于较好的排水状态；。
（3）正式施工前通过试验段确定冲击碾压的遍数，以保证刚性路面被击裂后形成边长为40～60cm的裂块；
（4）每一作业段的长度控制在1000m～1500m，打裂过程中冲击压路机以8～10Km的速度匀速行驶，以标准冲击势能作用于刚性路面，以保证裂块大小的均匀性；
（5）刚性路面的打裂效果为边长40～60cm的裂块；
（6）打裂后立即用XP301胶轮压路机进行压稳，压稳进行4～6遍，使裂块稳固在基层上，消除其竖向位移；
（7）打裂压稳后立即清扫路面，并用压缩空气将裂缝内的所有松散混凝土、污物、和其他异物去除；
（8）原有旧刚性面板的接缝、裂缝均重新进行清缝，并用改性沥青材料进行灌缝，以有效防止路面水从路面渗入基层；
（9）对于在打裂压稳过程中发现的原有刚性面板局部不稳定或暴露出的软弱或损坏的基层，清除不稳定路面板和软弱基层，并全深度用ATB-25沥青碎石填充密实；
（10）打裂压稳完成后，立即进行应力吸收层的施工，以防止雨水渗入；
（二）胀逢处置
对于路段内的胀逢，在喷洒透层油前全部清除；在平行于胀逢两侧各50cm～70cm处切缝，凿除两切缝内水泥混凝土，按照缩缝做法浇筑C35混凝土，将每道胀逢改造成两道缩缝；
（三）喷洒透层
（1）打裂压稳施工完毕后，立即喷洒透层；
（2）在喷洒透层前，使用机械清扫车与森林灭火机将击裂后的刚性面板表面清理干净，洒水车洒水；
（3）透层采用喷洒型PC-2阳离子乳化沥青，沥青洒布量控制在0.75Kg/m2，下渗至刚性面板表面下不小于3mm并结合成整体；
（4）透层采用沥青洒布车一次性喷洒均匀；
（5）透层洒布后进行交通管制，禁止车辆行人通行，以免破坏透层；透层沥青破乳后铺筑应力吸收层；
（四）高弹沥青应力吸收层
在打裂压稳后的刚性面板与加铺沥青面层间设置高弹沥青应力吸收层；
应力吸收层主要技术要求：
应力吸收层采用高弹性改性沥青SBS进行拌制，厚度为2cm；应力吸收层的原料重量组成为：
粒径2.36-4.75mm的玄武岩       14.97%
机制砂                         74.88%
矿粉                           3.74%
改性沥青SBS                    6.4%；
应力吸收层的原料即高弹改性沥青混合料的拌合：
1）高弹改性沥青混合料在拌合过程中，控制混合料的温度在185℃～190℃；
2）拌合时间的控制：干拌时间不少于5s，总拌合时间不大于55s；
高弹改性沥青混合料的运输：
1）高弹改性沥青混合料采用自卸运输车运至摊铺现场；
2）运料车车厢保持清洁，运输前均匀涂刷隔离剂；
3）在运输过程中对混合料进行覆盖，以保持混合料的温度及防止污染。
4）混合料到场后现场检测混合料的温度应≥170℃，之后在距离摊铺机100～300m处等候，待前一辆卸料车卸料完成前的5～10分钟，打开车厢上的覆盖物，将卸料车停放到距离摊铺机前20cm～30cm处，由摊铺机推动运料车前行；
高弹改性沥青混合料的摊铺：
1）摊铺前将作业面清理干净；
2）摊铺机在工作前0.5～1h，将摊铺机的熨平板、夯锤初压装置进行预热，预热温度不低于100℃；
3）严格控制摊铺速度，高弹改性沥青混合料的摊铺速度控制在1～3m/min内，同时摊铺速度应与拌合能力相适应，保证摊铺机前有5～6辆料车等待卸料，这样可以保证摊铺机能够保持匀速、不间断地前行，从而保证路面的平整度、减少混合料的离析；
4）摊铺机采用非接触式自动找平系统，以原路面作为找平系统的基准；
5）根据试验段确定松铺系数，以保证应力吸收层有效压实厚度；
高弹改性沥青混合料的碾压：
1）由于应力吸收层厚度为2cm，摊铺后温度下降较快，故压路机应紧跟在摊铺机后30m内做短距离碾压；
2）碾压时采用戴纳派克CC722型双钢轮压路机进行碾压，碾压时采用静压，根据试验段资料，采用的碾压组合为：初压1遍、复压2遍、终压1遍；
高弹改性沥青接缝处理：
1）横缝：在新铺筑混合料末端，路面未冷却时，凿除端部厚度不足部分，使工作缝呈直角连接；铺筑前在前一日铺筑层的顶面上放置与松铺厚度一致的垫木块，使摊铺机的熨平板放置在垫木上，摊铺机熨平板的液压装置加压后向前行驶；接头的碾压与路面呈45°角，初压时轮子一部分压在新铺筑路面上，一部分落在已压实路面上，这样可以保证接头的平顺，每压一遍向新铺层移动15～20cm，直至全部在新铺层上再改为纵向碾压；
2）纵缝：采用热接缝，两台摊铺机呈梯队形前后距离3～5m同步向前铺筑，两幅之间有30～60mm的搭接，接缝错开轮迹带；
高弹改性沥青应力吸收层施工完毕后，即可按照常规工艺进行加铺层的施工。
机制砂的质量要求：表观相对密度不小于2.5t/m3；坚固性不大于12%；含泥量不大于0.5%；砂当量不小于70%；亚甲蓝值不大于25g/Kg；棱角性不小于45s；应力吸收层矿粉质量要求：表观相对密度不小于2.50t/m3；含水量不大于1%；亲水系数＜1，塑性指数＜4。
打裂施工：“打裂施工”是指在旧刚性路面上施加高能量低频冲击外力，使其开裂而丧失板体性。施工时，5YCT23五边形冲击压路机在专用牵引车以8Km/h～10Km/h的速度牵引下，压实轮从最大半径滚动至最小半径时，将对刚性路面产生23KJ的冲击能。由于刚性路面所用的水泥混凝土属脆性材料，在压实轮的冲击下，被击裂成平均边长40cm～60cm较为均匀的裂块，产生既贯穿全板厚度、又难以用肉眼观察到的裂缝，有利于板内应力的释放。同时，冲击碾压可以对原路面起到加固补强的作用，使其保持足够的结构完整性，可以作为沥青混凝土加铺层的稳定基础。
压稳施工：XP301胶轮压路机对被击裂的刚性路面板进行压稳，脱空的板块由于支撑较弱而向下发生位移，可以消除“板底脱空”并减小刚性面板的垂直应力，与基层密贴在一起成为更加稳固的支撑。
通过打裂压稳技术处理后的刚性面路板，因其块体尺寸小且被稳固在基层上，故其水平应力及垂直应力均较小；同时，破裂的块体之间在“嵌挤锁结”作用下相互“嵌锁”紧密，使之能够为沥青混凝土加铺层提供一个无应力状态的、均匀稳定的基层，可减缓沥青混凝土加铺层反射裂缝的发生。
高弹改性沥青应力吸收层：高弹性改性沥青应力吸收层是增强了普通改性沥青（I-C或I-D）性能中的弹性性能，能够极大地吸收基层中产生的拉应力，有效地提高对龟裂、坑槽等破损的抵抗性，同时具有非常优越的抗剥离性。大大保证在行驶中的安全性和舒适性、降低养护费用。
本发明采用常规机械施工，无需另外购置机械设备，主导机械5YCT23五边形冲击压路机已经广泛的应用于路基土石方工程及刚性路面破碎施工中；工艺简单，施工质量易于控制；因旧刚性路面开裂成边长50cm左右的裂块，有效的消除了路面板的内应力，且结合2cm厚高弹改性沥青应力吸收层的设置，能够有效的减少沥青面层反射裂缝的产生；加铺的沥青面层对拌合、摊铺、碾压等无特殊要求，按照常规施工程序进行即可；工期短，较传统工艺的工期快4倍以上；与传统施工方法相比，能够节约大量的建设资金。
本发明施工效果好，特别适用于路基较差，基层强度不足，板底脱空严重，且沿线桥涵及紧靠道路房屋较少的各等级公路“刚改柔”路面施工。
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
具体实施方式
一种打裂压稳结合高弹沥青应力吸收层改造旧砼路面施工方法，包括下列步骤：
（一）打裂压稳施工
（1）施工前进行桥涵调查，在各明构造物及埋深小于2m的构造物桥头两侧各10m处设立明显标志，打裂施工时避开该段落；
（2）在进行打裂施工前设置好排水设施，使破碎后的旧路面层、基层和路基处于较好的排水状态；。
（3）正式施工前通过试验段确定冲击碾压的遍数，以保证刚性路面被击裂后形成边长为40～60cm的裂块；
（4）每一作业段的长度控制在1000m～1500m，打裂过程中冲击压路机以8～10Km的速度匀速行驶，以标准冲击势能作用于刚性路面，以保证裂块大小的均匀性；
（5）刚性路面的打裂效果为边长40～60cm的裂块；
（6）打裂后立即用XP301胶轮压路机进行压稳，压稳进行4～6遍，使裂块稳固在基层上，消除其竖向位移；
（7）打裂压稳后立即清扫路面，并用压缩空气将裂缝内的所有松散混凝土、污物、和其他异物去除；
（8）原有旧刚性面板的接缝、裂缝均重新进行清缝，并用改性沥青材料进行灌缝，以有效防止路面水从路面渗入基层；
（9）对于在打裂压稳过程中发现的原有刚性面板局部不稳定或暴露出的软弱或损坏的基层，清除不稳定路面板和软弱基层，并全深度用ATB-25沥青碎石填充密实；
（10）打裂压稳完成后，立即进行应力吸收层的施工，以防止雨水渗入；
（二）胀逢处置
对于路段内的胀逢，在喷洒透层油前全部清除；在平行于胀逢两侧各50cm～70cm处切缝，凿除两切缝内水泥混凝土，按照缩缝做法浇筑C35混凝土，将每道胀逢改造成两道缩缝；
（三）喷洒透层
（1）打裂压稳施工完毕后，立即喷洒透层；
（2）在喷洒透层前，使用机械清扫车与森林灭火机将击裂后的刚性面板表面清理干净，洒水车洒水；
（3）透层采用喷洒型PC-2阳离子乳化沥青，沥青洒布量控制在0.75Kg/m2，下渗至刚性面板表面下不小于3mm并结合成整体；
（4）透层采用沥青洒布车一次性喷洒均匀；
（5）透层洒布后进行交通管制，禁止车辆行人通行，以免破坏透层；透层沥青破乳后铺筑应力吸收层；
（四）高弹沥青应力吸收层
在打裂压稳后的刚性面板与加铺沥青面层间设置高弹沥青应力吸收层；
应力吸收层主要技术要求：
应力吸收层采用高弹性改性沥青SBS进行拌制，厚度为2cm；应力吸收层的原料重量组成为：
粒径2.36-4.75mm的玄武岩       14.97%
机制砂                         74.88%
矿粉                           3.74%
改性沥青SBS                    6.4%；
应力吸收层的原料即高弹改性沥青混合料的拌合：
1）高弹改性沥青混合料在拌合过程中，控制混合料的温度在185℃～190℃；
2）拌合时间的控制：干拌时间不少于5s，总拌合时间不大于55s；
高弹改性沥青混合料的运输：
1）高弹改性沥青混合料采用自卸运输车运至摊铺现场；
2）运料车车厢保持清洁，运输前均匀涂刷隔离剂；
3）在运输过程中对混合料进行覆盖，以保持混合料的温度及防止污染。
4）混合料到场后现场检测混合料的温度应≥170℃，之后在距离摊铺机100～300m处等候，待前一辆卸料车卸料完成前的5～10分钟，打开车厢上的覆盖物，将卸料车停放到距离摊铺机前20cm～30cm处，由摊铺机推动运料车前行；
高弹改性沥青混合料的摊铺：
1）摊铺前将作业面清理干净；
2）摊铺机在工作前0.5～1h，将摊铺机的熨平板、夯锤初压装置进行预热，预热温度不低于100℃；
3）严格控制摊铺速度，高弹改性沥青混合料的摊铺速度控制在1～3m/min内，同时摊铺速度应与拌合能力相适应，保证摊铺机前有5～6辆料车等待卸料，这样可以保证摊铺机能够保持匀速、不间断地前行，从而保证路面的平整度、减少混合料的离析；
4）摊铺机采用非接触式自动找平系统，以原路面作为找平系统的基准；
5）根据试验段确定松铺系数，以保证应力吸收层有效压实厚度；
高弹改性沥青混合料的碾压：
1）由于应力吸收层厚度为2cm，摊铺后温度下降较快，故压路机应紧跟在摊铺机后30m内做短距离碾压；
2）碾压时采用戴纳派克CC722型双钢轮压路机进行碾压，碾压时采用静压，根据试验段资料，采用的碾压组合为：初压1遍、复压2遍、终压1遍；
高弹改性沥青接缝处理：
1）横缝：在新铺筑混合料末端，路面未冷却时，凿除端部厚度不足部分，使工作缝呈直角连接；铺筑前在前一日铺筑层的顶面上放置与松铺厚度一致的垫木块，使摊铺机的熨平板放置在垫木上，摊铺机熨平板的液压装置加压后向前行驶；接头的碾压与路面呈45°角，初压时轮子一部分压在新铺筑路面上，一部分落在已压实路面上，这样可以保证接头的平顺，每压一遍向新铺层移动15～20cm，直至全部在新铺层上再改为纵向碾压；
2）纵缝：采用热接缝，两台摊铺机呈梯队形前后距离3～5m同步向前铺筑，两幅之间有30～60mm的搭接，接缝错开轮迹带；
高弹改性沥青应力吸收层施工完毕后，即可按照常规工艺进行加铺层的施工。
机制砂的质量要求：表观相对密度不小于2.5t/m3；坚固性不大于12%；含泥量不大于0.5%；砂当量不小于70%；亚甲蓝值不大于25g/Kg；棱角性不小于45s；应力吸收层矿粉质量要求：表观相对密度不小于2.50t/m3；含水量不大于1%；亲水系数＜1，塑性指数＜4。

Claims (1)

1.一种打裂压稳结合高弹沥青应力吸收层改造旧砼路面施工方法，其特征是：包括下列步骤：
(一)打裂压稳施工
(1)施工前进行桥涵调查，在各明构造物及埋深小于2m的构造物桥头两侧各10m处设立明显标志，打裂施工时避开该段落；
(2)在进行打裂施工前设置好排水设施，使破碎后的旧路面层、基层和路基处于较好的排水状态；
(3)正式施工前通过试验段确定冲击碾压的遍数，以保证刚性路面被击裂后形成边长为40～60cm的裂块；
(4)每一作业段的长度控制在1000m～1500m，打裂过程中冲击压路机以8～10Km的速度匀速行驶，以标准冲击势能作用于刚性路面，以保证裂块大小的均匀性；
(5)刚性路面的打裂效果为边长40～60cm的裂块；
(6)打裂后立即用XP301胶轮压路机进行压稳，压稳进行4～6遍，使裂块稳固在基层上，消除其竖向位移；
(7)打裂压稳后立即清扫路面，并用压缩空气将裂缝内的所有松散混凝土、污物和其他异物去除；
(8)原有旧刚性面板的接缝、裂缝均重新进行清缝，并用改性沥青材料进行灌缝，以有效防止路面水从路面渗入基层；
(9)对于在打裂压稳过程中发现的原有刚性面板局部不稳定或暴露出的软弱或损坏的基层，清除不稳定路面板和软弱基层，并全深度用ATB-25沥青碎石填充密实；
(10)打裂压稳完成后，立即进行应力吸收层的施工，以防止雨水渗入；
(二)胀逢处置
对于路段内的胀逢，在喷洒透层油前全部清除；在平行于胀逢两侧各50cm～70cm处切缝，凿除两切缝内水泥混凝土，按照缩缝做法浇筑C35混凝土，将每道胀逢改造成两道缩缝；
(三)喷洒透层
(1)打裂压稳施工完毕后，立即喷洒透层；
(2)在喷洒透层前，使用机械清扫车与森林灭火机将击裂后的刚性面板表面清理干净，洒水车洒水；
(3)透层采用喷洒型PC-2阳离子乳化沥青，沥青洒布量控制在0.75Kg/m2，下渗至刚性面板表面下不小于3mm并结合成整体；
(4)透层采用沥青洒布车一次性喷洒均匀；
(5)透层洒布后进行交通管制，禁止车辆行人通行，以免破坏透层；透层沥青破乳后铺筑应力吸收层；
(四)高弹沥青应力吸收层
在打裂压稳后的刚性面板与加铺沥青面层间设置高弹沥青应力吸收层；
应力吸收层主要技术要求：
应力吸收层采用高弹性改性沥青SBS进行拌制，厚度为2cm；应力吸收层的原料重量组成为：
应力吸收层的原料即高弹改性沥青混合料的拌合：
1)高弹改性沥青混合料在拌合过程中，控制混合料的温度在185℃～190℃；
2)拌合时间的控制：干拌时间不少于5s，总拌合时间不大于55s；
高弹改性沥青混合料的运输：
1)高弹改性沥青混合料采用自卸运输车运至摊铺现场；
2)运料车车厢保持清洁，运输前均匀涂刷隔离剂；
3)在运输过程中对混合料进行覆盖，以保持混合料的温度及防止污染；
4)混合料到场后现场检测混合料的温度应≥170℃，之后在距离摊铺机100～300m处等候，待前一辆卸料车卸料完成前的5～10分钟，打开车厢上的覆盖物，将卸料车停放到距离摊铺机前20cm～30cm处，由摊铺机推动运料车前行；
高弹改性沥青混合料的摊铺：
1)摊铺前将作业面清理干净；
2)摊铺机在工作前0.5～1h，将摊铺机的熨平板、夯锤初压装置进行预热，预热温度不低于100℃；
3)严格控制摊铺速度，高弹改性沥青混合料的摊铺速度控制在1～3m/min内，同时摊铺速度应与拌合能力相适应，保证摊铺机前有5～6辆料车等待卸料，这样可以保证摊铺机能够保持匀速、不间断地前行，从而保证路面的平整度、减少混合料的离析；
4)摊铺机采用非接触式自动找平系统，以原路面作为找平系统的基准；
5)根据试验段确定松铺系数，以保证应力吸收层有效压实厚度；
高弹改性沥青混合料的碾压：
1)由于应力吸收层厚度为2cm，摊铺后温度下降较快，故压路机应紧跟在摊铺机后30m内做短距离碾压；
2)碾压时采用戴纳派克CC722型双钢轮压路机进行碾压，碾压时采用静压，根据试验段资料，采用的碾压组合为：初压1遍、复压2遍、终压1遍；
高弹改性沥青接缝处理：
1)横缝：在新铺筑混合料末端，路面未冷却时，凿除端部厚度不足部分，使工作缝呈直角连接；铺筑前在前一日铺筑层的顶面上放置与松铺厚度一致的垫木块，使摊铺机的熨平板放置在垫木上，摊铺机熨平板的液压装置加压后向前行驶；接头的碾压与路面呈45°角，初压时轮子一部分压在新铺筑路面上，一部分落在已压实路面上，这样可以保证接头的平顺，每压一遍向新铺层移动15～20cm，直至全部在新铺层上再改为纵向碾压；
2)纵缝：采用热接缝，两台摊铺机呈梯队形前后距离3～5m同步向前铺筑，两幅之间有30～60mm的搭接，接缝错开轮迹带；
高弹改性沥青应力吸收层施工完毕后，即可按照常规工艺进行加铺层的施工。
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