CN113235348A

CN113235348A - 一种具有高抗荷载能力的路面的施工方法

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Publication number: CN113235348A
Application number: CN202110512473.XA
Authority: CN
Inventors: 吴浩楠; 王小攀; 齐洁; 李平; 孙建新; 陈壮; 高文辉; 刘龙周; 张明轩; 刘辉
Original assignee: Hebei Construction Group Corp Ltd
Current assignee: Hebei Construction Group Corp Ltd
Priority date: 2021-05-11
Filing date: 2021-05-11
Publication date: 2021-08-10

Abstract

本发明公开了一种具有高抗荷载能力的路面的施工方法，其包括以下步骤：步骤S1：基体施工；以及，步骤S2：在基体上进行水泥砂浆的灌注施工。基体施工通过摊铺和碾压沥青混合料进行，该基体为开级配大孔隙率沥青混凝土基体。本发明将沥青混凝土路面的柔性和水泥混凝土路面的刚性有机结合在一起，采用本发明施工后的路面具有良好的高温稳定性，低温抗裂性能、抗疲劳性能和抗滑耐磨性能均优于普通沥青混凝土路面。

Description

一种具有高抗荷载能力的路面的施工方法

技术领域

本发明属于基础设施建设的技术领域，具体涉及一种具有高抗荷载能力的路面的施工方法。

背景技术

近年来，随着我国公路建设的飞速发展，沥青混凝土越来越广泛的应用于公路路面结构，同时由于渠化交通的形成，汽车轴载的加大以及公路交通量的不断增加，沥青混凝土路面的车辙问题已经成为一个普遍性的问题，据不完全统计，在维修以及养护沥青混凝土路面中，由车辙引起的路面破损、毁坏大约占80％。众所周知，由车辙引起的路面破损其危害性与其他路面病害相比是最大的，对交通安全构成直接威胁，另外维修的工艺较为复杂、安全隐患较多，维修成本较高，因此研究沥青混凝土路面抗车辙性能是非常有意义的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高抗荷载能力的路面的施工方法，降低车辙对公路路面的危害，提高公路的交通安全性能。

本发明提供的施工方法包括：

步骤S1：基体施工；以及，

步骤S2：在所述基体上进行水泥砂浆的灌注施工。

优选地，在步骤S1，通过摊铺和碾压沥青混合料来进行所述基体施工。

优选地，所述基体是开级配大孔隙率沥青混凝土基体。

优选地，在步骤S2，待所述基体表面的温度低于60℃时进行所述水泥砂浆的灌注施工。

优选地，所述沥青混合料的空隙率为20％～30％，油石比为3％～4％。

优选地，所述沥青混合料中的集料掺配比例为：粒径为10～15mm的集料35wt％、粒径为5～10mm的集料为57wt％、机制砂4wt％、矿粉4wt％。

优选地，所述水泥砂浆的水灰比0.52，所述水泥砂浆中包括按照重量计的：水泥1.9份，矿粉0.2份，膨胀剂0.2份，聚合物0.2份，河砂1.25份，减水剂的添加量为水泥质量的0.25％。

优选地，所述聚合物是丁苯乳液。

优选地，所述减水剂是聚羟酸聚合物。

优选地，1m²所述基体施工后的路面灌注所述水泥砂浆0.13m³。

本发明将沥青混凝土和水泥混凝土的优点有机结合，采用本发明的方法铺设的路面，具有良好的高温稳定性，且低温抗裂性能、抗疲劳性能和抗滑耐磨性能均优于普通沥青混凝土路面。

附图说明

图1是本发明一种具有高抗荷载能力的路面的施工方法的流程示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但是应当理解，实施例仅是示例性的，不对本发明的范围构成限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

在下文的描述中，所涉及的方法如无特别说明，则均为本领域的常规方法。所涉及的原料如无特别说明，则均是能从公开商业途径获得的原料。

本发明向沥青混凝土路面的主体结构中灌入水泥砂浆，形成一种水泥砂浆灌入式沥青混凝土复合路面。通过沥青混合料骨料之间的相互嵌挤作用和水泥砂浆共同形成材料强度，从而提高路面承载能力。

图1示出了本发明一种具有高抗荷载能力的路面的施工方法，该施工流程主要包括沥青混凝土基体施工和基体施工后的水泥砂浆灌注施工两个步骤。

一方面，沥青混凝土基体施工的过程主要由基体沥青混合料的拌和、运输、摊铺和碾压四个子步骤，施工路面的主体优选开级配沥青混凝土。

在基体沥青混合料的拌和阶段，先根据JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》设计沥青混合料，设计级配类型优选为OGFC-13型沥青混凝土。然后，在不同孔隙率和不同沥青用量的情况下进行马歇尔试验。未灌浆试件马歇尔试验结果见表1。

表1

由表1的数据可以看出，基体沥青混合料在20～30％孔隙率和油石比3.2～3.7％条件下，当孔隙率为25％和油石比为3.2％时，马歇尔模数最大，最大马歇尔模数值为1.147KN/mm。

灌浆试件马歇尔试验结果见表2。

表2

由表2的数据可以看出，在20～30％内，当基体沥青混合料设计孔隙率为25％时，灌浆后的马歇尔模数最大。养护时间为3d时，马歇尔模数值为5.835KN/mm，养护时间为28d时，马歇尔模数为6.440KN/mm。

另外，对设计的基体沥青混合料进行了车辙试验，结果见表3。

表3

由表3的数据可以看出，基体沥青混合料的孔隙率为25％时，动稳定度最大，在养护时间为3d时，动稳定度为19779次/mm，在养护时间为28d时，动稳定度为22096次/mm。

通过表1、表2和表3的结果可以看出，基体沥青混合料的最佳孔隙率为25％,最佳油石比为3.2％，此条件下，集料掺配比例见表4。

表4

由表4的数据可以看出，基体沥青混合料中各种集料的比例分别为：10～15mm的集料35wt％，5～10mm的集料57wt％，机制砂4wt％，矿粉4wt％。

基体沥青混合料设计完成后，按照设定的比例，先将碎石和机制砂加入拌合机，适当混合后加入矿粉，搅拌混合，搅拌时间优选≥25秒，然后加入沥青，优选使用A级70号沥青，继续搅拌混合，搅拌时间优选≥50秒。在混合搅拌时，必须使所有集料颗粒裹附沥青结合料，并以沥青混合拌和均匀为度，无花白料、无结团成块或严重的粗细集料分离现象。

在基体沥青混合料的运输阶段，运料车在沥青拌和楼接料时应采用前、后、中五次移动接料法，以防止粗细集料离析。运料车装满混合料后，可采用数字显示插入式热电偶温度计检测混合料的出厂温度，温度计从运料车侧面中后部的专用检测孔插入混合料的深度不小于200mm。该孔口距离车厢底面约300mm，孔口周围可用白色自喷漆喷直径100mm的圆圈。运料车达到施工现场后，混合料的温度应≥145℃。

在基体沥青混合料的摊铺阶段，松铺系数优选为1.2，摊铺温度≥135℃。每台摊铺机采用整幅摊铺方式，摊铺前1h将熨平板温度预热至≥100℃。摊铺速度控制为1.5～2.0m/min，摊铺过程中避免摊铺机停机待料，若发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时，要及时消除。当摊铺机摊铺3～5m后，测量员应及时复合横断面各点标高与横坡是否符合要求，以便及时调整松铺厚度和横坡。

在基体沥青混合料的碾压阶段，先按施工要求设置压路机的运行参数和结构参数，同时设定碾压各阶段的控制温度，设定结果见表5。

表5

压路机优选13T双钢轮压路机，具体碾压工艺如下：

初压：采用13T双钢轮压路机紧跟摊铺机静压1遍，速度1.5-2KM/h；

复压：采用13T双钢轮压路机振动碾压4遍，速度3-3.5KM/h；

终压：采用13T双钢轮振动压路机静压2遍，速度3-3.5KM/h。

基体沥青混合料经过初压后，需要检查平整度、路拱，并及时予以修正。避免碾压时出现推移和横向裂纹。压路机的碾压带在纵向应呈阶梯形排开，相邻两碾压带纵向接头至少有10～20cm重叠宽度。

另外，在摊铺施工过程中会出现横向接缝和纵向接缝。当摊铺工作中断或者摊铺任务结束，需要设置一道横向施工缝。横缝应与铺筑方向大致呈直角，严禁使用斜接缝。接缝处在终压之后冷却之前凿出接茬并修理整齐，用3m直尺检查端部的平整度，不符合要求时，垂直与路中线切齐清除。在下次施工搭接前，人工在接茬处刷涂少量粘层油，将摊铺机停在横缝终端，对准摊铺好的路面，开机预热，使路面部分软化，然后开始摊铺。碾压时，在接缝处采用压路机横向由老路面向新铺中面逐步往返碾压，横缝碾压结束后，再进行纵向碾压。

对于由于梯队作业导致的纵向接缝，采用热接缝的方式，将已铺部分留10～20cm暂不碾压，作为后续部分的基准面，然后再跨缝碾压以消除缝迹。对于由于半幅施工导致的纵向接缝，采用冷接缝的方式，先将接缝采用切刀切齐，然后加铺另半幅前应涂洒少量粘层油，重叠在已铺层上5～10cm，碾压时由边缘向中央碾压留下10～15cm，再跨缝挤紧压实。

基体施工完成后，检测路面的温度，当表面温度低于60℃时，进入水泥砂浆灌注施工。该施工阶段主要包括水泥砂浆制作、运输、灌注。

在水泥砂浆的制作阶段，一方面，先根据水泥砂浆的性能要求设计水泥砂浆的各原料配比，并对水泥砂浆的性能进行分析。水泥砂浆的性能要求见表6。

表6

水泥砂浆的原料配比及性能分析结果见表7。

表7

由表7的数据可以看出，试验序号3的水泥砂浆的流动度为12.1s，且抗折强度和抗压强度均超过设计要求(3天抗折3.0，抗压15.0；7天抗折5.0，抗压25.0)，满足半柔性路面对水泥砂浆的技术要求，因而选择该配比的水泥砂浆用于施工。在该水泥砂浆中：水泥优选P.O.42.5水泥，膨胀剂优选FS-4A，聚合物优选丁苯乳液，减水剂优选聚羟酸聚合物减水剂。

另一方面，先将水泥、矿粉、膨胀剂、聚合物、河砂和减水剂添加在一起，拌和均匀，拌和时间优选1～2min，然后加水，再拌和2～3min，直至各原料混合均匀。

在水泥砂浆的运输阶段，要控制运输时间＜3h。同时方式运输过程中漏浆、漏料和污染路面。

在水泥砂浆灌注阶段，采用人工将水泥砂浆均匀卸于碾压完成的基体沥青路面上，水泥砂浆的用量优选为1m²路面0.13m³。采用13T钢轮压路机轻振碾压辅助灌注施工。水泥砂浆灌注完成3h后，采用人工将路面的多余砂浆清理干净。在水泥砂浆灌注施工完成后，采取钻芯取样的形式，取样进行芯样试验，结果见表8。

表8

由表8的数据可以看出，采用本发明的方法施工的路面的马歇尔稳定度、流值和动稳定度均大幅度超出技术要求指标，满足工程的要求。

水泥砂浆施工完成后，对路面进行3d的养生，然后开放交通。

采用本发明的施工方法的路面为水泥砂浆灌入式沥青混凝土复合路面，其将沥青混凝土路面的柔性和水泥混凝土路面的刚性有机结合在一起，具有良好的高温稳定性，低温抗裂性能、抗疲劳性能和抗滑耐磨性能均优于普通沥青混凝土路面。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种具有高抗荷载能力的路面的施工方法，其特征在于：所述施工方法包括：

步骤S1：基体施工；以及，

步骤S2：在所述基体上进行水泥砂浆的灌注施工。

2.根据权利要求1所述的具有高抗荷载能力的路面的施工方法，其特征在于：在步骤S1，通过摊铺和碾压沥青混合料来进行所述基体施工。

3.根据权利要求1或2所述的施工方法，其特征在于：所述基体是开级配大孔隙率沥青混凝土基体。

4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：在步骤S2，待所述基体表面的温度低于60℃时进行所述水泥砂浆的灌注施工。

5.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于：所述沥青混合料的空隙率为20％～30％，油石比为3％～4％。

6.根据权利要求2所述的施工方法，其特征在于：所述沥青混合料中的集料掺配比例为：粒径为10～15mm的集料35wt％、粒径为5～10mm的集料为57wt％、机制砂4wt％、矿粉4wt％。

7.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于：所述水泥砂浆的水灰比0.52，所述水泥砂浆中包括按照重量计的：水泥1.9份，矿粉0.2份，膨胀剂0.2份，聚合物0.2份，河砂1.25份，减水剂的添加量为水泥质量的0.25％。

8.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述聚合物是丁苯乳液。

9.根据权利要求7所述的施工方法，其特征在于：所述减水剂是聚羟酸聚合物。

10.根据权利要求1、2、4、5、6、7、8或9中任一项所述的施工方法，其特征在于：1m²所述基体施工后的路面灌注所述水泥砂浆0.13m³。