CN114032732A - 一种弯道制动性试验路面及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种弯道制动性试验路面及其施工方法，弯道制动性试验路面由下至上依次包括底基层、基层、水泥混凝土及金刚砂路面，其中，底基层为20～70cm厚的石灰稳定土，基层为15～70cm厚的水泥稳定碎石层，水泥混凝土为24～40cm厚的水泥混凝土层，金刚砂路面为8‑10mm厚的金刚砂层。本发明提供的弯道制动性试验路面可以在保证弯道制动性试验路检测结果准确性的同时，延长试验路的使用年限。

Description

一种弯道制动性试验路面及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种弯道制动性试验路面及其施工方法，属于道路施工技术领域。

背景技术

现有的弯道制动性试验路路面大都采用ES表处理的方式，弯道制动性试验路路面ES表处理部位因为材料与路面基层的伸缩系数不同，导致出现不均匀的裂缝，以及材料本身的特性，造成车辆轮胎颗粒附着于路面表面的现象，这样导致弯道制动性试验路路面的使用寿命大大缩减，一般使用寿命只有两年，如何能在不影响弯道制动路的检测结果的前提下，延长弯道制动性试验路面的使用寿命是亟需解决的技术问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术的上述问题，本发明提供一种弯道制动性试验路面及其制备方法，经改良后并采用金刚砂混凝土路面可延长使用年限且不影响弯道制动路面的检测结果。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种弯道制动性试验路面，该路面由下至上依次包括底基层、基层、水泥混凝土及金刚砂路面，其中，底基层为20cm～70cm厚的石灰稳定土，基层为15～70cm厚的水泥稳定碎石层，水泥混凝土为24～40cm厚的水泥混凝土层，金刚砂路面为8～10mm厚的金刚砂层。

如上所述的弯道制动性试验路面，优选地，所述石灰稳定土包括石灰和稳定土，其中，石灰的剂量为10～15％，石灰为Ⅲ级以上的钙质生石灰，其有效钙加氧化镁含量≥70％，稳定土为塑性指数为10～15的黏性土，黏性土的最大粒径为20～37.5mm，硫酸盐含量＜0.8％，有机质含量＜10％。

如上所述的弯道制动性试验路面，优选地，当稳定土为使用特殊类型的土壤其中包括有砾石、砂石、杂填土时，添加15％的黏性土，其中，碎石或砾石的压碎值应≤40％，黏性土的塑性指数为10～20。

如上所述的弯道制动性试验路面，优选地，所述水泥稳定碎石层包括水泥和碎石，水泥稳定碎石层中的水泥剂量为5％，水泥为初凝时间大于3h、终凝时间大于6h小于10h的42.5级普通硅酸盐水泥，碎石的压碎值≤30％，碎石最大粒径≤31.5mm。

如上所述的弯道制动性试验路面，优选地，所述水泥稳定碎石层的行车道的上基层压实度≥98％，7天无侧限抗压强度≥4.5MPa。

如上所述的弯道制动性试验路面，优选地，所述水泥混凝土中的水泥初凝时间大于3h、终凝时间大于6h小于10h的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥，强度等级为42.5MPa，金钢砂层中的金钢砂的粒径为1～2mm。

如上所述的弯道制动性试验路面的施工方法，其包括以下步骤：

S1、石灰稳定土底基层的测量放样，运输和摊铺稳定土土方及石灰，拌合及检测石灰含量与含水量，进行底基层整形，底基层碾压，底基层质量检验，底基层养生形成石灰稳定土底基层；

S2、在石灰稳定土底基层上进行水泥稳定碎石基层测量放样，运输和摊铺水泥和碎石的混合料，进行基层碾压，基层质量检验，基层养生形成水泥稳定碎石基层；

S3、在水泥稳定碎石基层上，浇筑水泥混凝土，撒铺金刚砂，打磨金刚砂，进行路面质量检验，路面养生。

如上所述的施工方法，优选地，在步骤S3中，浇筑水泥混凝土后，待水泥混凝土初凝前半小时内撒铺0.8～1.0cm厚的金刚砂，待混凝土强度达到设计值75％以上后采用磨光机装载50目树脂磨片磨一遍，150目树脂磨片磨两遍、500目树脂磨片磨三遍，1000目的树脂磨片磨四遍将金刚砂打磨，所述养护期为14～21天。

(三)有益效果

本发明的有益效果是：

本发明提供的弯道制动性试验路面及其施工方法，将金刚砂打磨至8mm来控制弯道制动性试验路的摩擦系数，以保证弯道制动性试验路检测结果的准确性，同时因水泥混凝土中掺入了金刚砂，而提高了耐久性，达到了延长弯道制动性试验路的使用年限。

本发明提供的弯道制动性试验路面，采用了石灰稳定土底基层的铺设，既保障了道路底基层的质量又节省成本，金刚砂的路面更具经济性。

附图说明

图1为实施例2中一种弯道制动性试验路面的结构示意图。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1

一种弯道制动性试验路面的施工方法，包括如下步骤：

S1、石灰稳定土底基层的铺设：

1、测量放样：在土方路基路床顶上恢复中线，直线段每15～20m设一桩，曲线段每10～15m设一桩，并在两侧路肩边缘上设指示：进行水平测量，在指示桩上用明显的标志标出水泥土边缘的设计高程。

2、运输和摊铺土方及石灰：对摊铺土方的段落，洒水使其表面湿润：土方装车时，应控制每车的数量基本相等：在路床顶上根据计算的每车土的堆放面积，用石灰线打出方格控制卸料；运土至施工段落，用推土机放土；在摊铺石灰前检测土的含水量应控制在最佳含水量的±1.5％左右对含水量过大的，进行翻晒处理，含水量过小的洒水湿润，调整完成后整平土方，整平后的土方必须表面平整、横坡与设计横坡一致，并用两轮压路机稳压1～2遍。根据计算的每平方米的撒铺数量，用石灰线打出方格控制摆放石灰。石灰用人工进行撤布，所有石灰均应撤布在所在方格中，表面应没有空白位置，也没有石灰过分集中的地点。

3、拌合及检测石灰含量与含水量：将石灰和稳定土加水用稳定土拌和机拌和2遍以上，拌和深度应直到稳定层底，其中石灰剂量为10～15％(即重量百分比)。拌和时设专人跟随拌和机，随时检查拌和深度并配合拌和机操作手调整拌和深度。严禁在拌和层底部留有夹层。为了底基层和路床连接的更加紧密应略微破坏(约1cm左右，不应过多)路床顶的表面，用于加强上下层粘结；检测含水量：拌合中及时检测混合料含水量，酒水或翻晒调整含水量至最佳含水率(最佳含水率经过试验室击实试验后测定)。洒水后，应再次进行拌和，使水份在混合料中分布均匀；检测石灰含量：拌和中及时检测石灰剂量，不足的立即补足后，再重新进行，获得石灰土混合料；其中，所用的石灰选用Ⅲ级以上的钙质生石灰，其有效钙加氧化镁含量不得低于70％，在用于工程施工之前7天，充分进行消解，未消残渣含量5mm圆孔筛的筛余量不大于17％，稳定土选用塑性指数为10～15的黏性土，土粒的最大粒径不小于10mm，硫酸盐含量小于0.8％，有机质含量小于10％。水应符合国家现行标准《混凝土用水标准》JGJ63的规定，宜使用不含油类等杂质的清洁中性水。石灰土混合料压实后7天浸水无侧限抗压强度应不小于设计值，压实度大于设计值。通过试验选取最适宜的稳定土，确定必须的石灰剂量和混合料的最佳含水量；当用石灰稳定无塑性指数的级配砂砾、级配碎石、未筛分碎石时，应添加15％左右的黏性土，其黏性土以塑性指数10～20的黏性土为宜；试验塑性指数偏大的黏性土时，应进行粉碎，粉碎后土块的最大尺寸为20～37.5mm。当稳定土的有机质含量不超过10％，硫酸盐含量超过0.8％时，不宜用石灰稳定，重新选土场或者换土。如果使用特殊类型的土壤如级配砾石、砂石、杂填土时碎石或砾石的压碎值应不大于40％。石灰稳定土在养生期间应保持一定的温度(20℃左右)，不应过湿或忽干忽湿，应保持湿润(一般用土工布盖上，土工布是湿的)养生期不宜小于7d。

4、底基层整形：用平地机初步整平和整型。在直线和平曲线不设超高段，平地机由两侧向路中心进行刮平；在平曲线设超高段，平地机由内侧向外倒进行刮平。必要时，可再刮一遍；整型过程中，及时消除石灰土混合料离析现象，特别是土窝(或土带)；用推土机、平地机或轮胎压路机快速碾压1～2遍，以暴露潜在不平整，对于局部低洼处，应将其表层5cm以上耙松，并用新拌的石灰土混合料进行找补平整，最后再用平地机整型一次；整型过程中，要及时测量标高和横坡度，每次整型都要按照规定的标高和横坡进行，并特别要注意接缝处的整平，以保证接缝顺适平整。

5、底基层碾压：当混合料的含水量等于或略大予最佳含水量时，立即用压路机、在路基范围内进行碾压，在直线段或平曲线不设超高段，由两侧路肩向路中心碾压，曲线设超高段，由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压时，后轮应重叠1/2轮宽，后轮必须超过两段的接缝处，后轮压完路面全宽时，即为一遍。应在终凝前碾压到要求的压实度，同时没有明显的轮迹。一般需碾压6～8遍。压路机的碾压速度，头两遍以采用1.5～1.7km/h为宜，以后用2.0～2.5kM/h的碾压速度，路面的两侧，应多压2～3遍，碾压时，严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车，以保证表面不受破坏；碾压过程中，表面应始终保持湿润，标准是(保证在最佳含水量±1.5％以内)，如表面水蒸发得快，应及时补洒少量的水，严禁洒大水碾压；碾压过程中，如有“弹簧”松散、起皮现象，应及时翻开重新拌和或用其他方法处理，使其达到质量要求；在碾压结束之前，测量标高和横坡度，用平地机再终平一次，使其纵向顺适、路拱和超高符合设计要求，必须将局部高出部分刮除并扫出路外，对于局部低洼处，及时将表面5cm耙松，用新拌的石灰稳定土补平。

6、底基层质量检验：碾压结束后，按《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2017)规范或设计要求进行除强度以外的各项指标检测达不到要求的及时处理。

7、底基层养生：碾压成型并经检测合格后，进行洒水养生，养生期不少于7天，养生期间：要始终保持表团潮湿，除洒水车外，不得行驶其它各种车辆，此时石灰稳定土底基层铺设完成。

S2、水泥稳定碎石基层：

1、测量放样：在石灰稳定土底基层上以摊铺机宽度与传杆器间距按在直线上间隔为10m、曲线上间隔为5m做出标记，并打好导向控制线支架，根据松铺系数算出松铺厚度，决定导向控制线高度，挂好导向控制线。

2、运输和摊铺混合料：装料前将车厢清洗干净，配备足够的运输车辆且略有富余，装车后将混合料(这里混合料指5％水泥稳定碎石，覆盖指拿篷盖布等东西把水泥稳定碎石盖上)覆盖，以减少水分损失。如运输车辆在中途出现故障，必须在最短时间内排除，当有困难时，车内混合料不能在初凝时间内运到工地，或碾压完成最终时间超过2小时，必须予以废弃；摊铺前将石灰稳定土底基层适当湿润，检查摊铺机各部分运转情况，调整好传感器臂与导向控制线的关系，严格控制水泥稳定碎石基层厚度和高程，保证路拱横坡度满足设计要求，且每天坚持重复此项工作，基层混合料摊铺采用摊铺机作业，应控制好速度、摊铺厚度、松铺系数、摊铺平整度、振动频率等，且接缝应平整。摊铺机的螺旋布料器应有三分之二埋入混合料中，在摊铺机后面设专人消除细集料离析现象，特别应该铲除局部粗集料“窝”，并用新拌水泥稳定碎石的混合料填补。其中，水泥稳定碎石中的水泥剂量按重量百分比计为5％，水泥应选用初凝时间大于3h、终凝时间大于6h小于10h的42.5级普通硅酸盐水泥。碎石的压碎值不应大于30％。水泥稳定碎石施工时采用厂拌，摊铺机摊铺。

3、基层碾压：摊铺机后面，紧跟振动压路机进行碾压，一次碾压长度一般为30～50m。碾压段落层次分明，且应在最佳含水量(最佳含水量经试验室击实试验测定)的+1％～+2％时碾压。碾压过程中，水泥稳定碎石的表面应始终保持湿润，如水分蒸发过快，应及时补洒少量的水，但严禁洒大水碾压。碾压应遵循试验路段确定的程序与工艺。应遵循：稳压(遍数适中，压实度达到90％)—弱振动碾压—强振动碾压—最后静压去除轮迹。一般需要碾压6～8遍。直线和不设超高的平曲线段，由两侧路肩向路中心碾压；设超高的平曲线段，由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。碾压时应重叠1/2轮宽，后轮必须超过两段的接缝处。压路机倒车换挡时要轻且平顺，不要拉动底基层，在第一遍初步稳压时，倒车后原路返回，换挡位置应在已压好的段落上，在未碾压的一头换挡倒车位置错开，呈齿状，当出现个别拥包时，派专人进行铲平处理。压路机停车要错开，且相隔3m远，最好停在已碾压好的路段上，以免破坏基层结构。严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上调头和急刹车，以保证水泥稳定碎石层表面不受破坏。碾压时宜在水泥终凝前及试验确定的延迟时间内完成，并达到要求的压实度，同时没有明显的轮迹。碾压过程中，如有“弹簧”、松散、起皮等现象，应及时翻开重新拌合(加适量的水泥)或用其他方法处理，使其达到质量要求。

4、基层质量检验：碾压结束后，按《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1-2017)规范或设计要求进行除强度以外的各项指标检测，达不到要求的及时处理。

5、基层养生：碾压成型并经检测合格后，进行洒水养生，养生期不少于7天，养生期间，要始终保持表团潮湿，除洒水车外，不得行驶其它各种车辆，形成水泥稳定碎石基层，其行车道的上基层压实度：≥98％，7天无侧限抗压强度≥4.5MPa。厚度为15～70cm。根据需要水泥稳定碎石基层可20cm左右厚铺一层，可铺一到三层，当有水泥稳定碎石基层多层连铺类的施工时可以一体成型，不用分20cm厚一层铺，没有水泥稳定碎石基层多层连铺类的施工时则需分层摊铺。

S3、C35水泥混凝土及金刚砂路面面层：

在水泥稳定碎石基层的上面浇筑C35水泥混凝土，选用初凝时间大于3h、终凝时间大于6h小于10h的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥，强度等级为42.5MPa，水泥品质必须满足国家标准规定。快硬水泥、早强水泥以及已受潮变质的水泥不应使用，混凝土强度等级为C35及以上，金钢砂的粒径为1～2mm。C35水泥混凝土的浇筑厚度为24～40cm，立模位置及高程符合设计要求，并应支撑准确牢固、接头紧密平顺，无离缝，前后荀茬和高低不平等现象。所用拉杆、传力杆、钢筋网等应符合国家有关标准的技术要求。所用钢筋应顺直，不得有裂纹、断伤、刻痕、表面油污和腐蚀。传力杆钢筋加工应锯切，不得挤压切断；断口应垂直、光圆，用砂轮打磨掉毛刺，并加工成2-3mm的圆倒角。横向接缝为未设传力杆的平缝、主线与匝道相接处或其他类型路面相接处，可在面层边缘的下部配置钢筋。可选用2根直径为14mm的螺纹钢筋，置于面层底面之上1/4厚度处并不小于50mm，间距为100mm，钢筋两端向上弯起。两根边缘钢筋用直径8mm的HPB300级钢筋连接。自由边的角隅以及锐角板的锐角角隅，配置角隅钢筋，选用2根直径为14mm的螺纹钢筋。模板接头、模板与基层接触处不得漏浆，模板与砼接触面应涂隔离剂。混凝土摊铺时应考虑振实预留高度，采用人工摊铺时应用反锹反扣，严禁抛掷和耧扒，防止混凝土离析。混凝土的振捣必须采用振捣器进行，振捣器振捣时间以拌和物停止下沉，水泥浆均匀液化并且无明显气泡冒出为止，不宜过振。在C35水泥混凝土面层摊铺后初凝前半小时内撒铺金刚砂。金刚砂的厚度为0.8～1.0cm，待混凝土强度达到设计值75％以上后，采用磨光机装载50目树脂磨片磨一遍，150目树脂磨片磨两遍、500目树脂磨片磨三遍，1000目的树脂磨片磨四遍将金刚砂打磨至5～12mm厚形成金刚砂路面后开始养护，养护期一般为14～21天，养护过程中禁止车辆通行，金刚砂路面达到设计强度时可允许开放交通。

经大量实验，研究发现在混凝土初凝前半小时撒铺金刚砂，可以保证混凝土表面砂浆与金刚砂更好的结合，若撒铺过早，会造成金刚砂下沉；撒铺过晚，混凝土表面砂浆与金刚砂不能更好地结合，在初凝前半小时内撒铺金刚砂，有效控制金刚砂面层与混凝土结合层控制在8-10mm，更保障了金刚砂面层表面金刚砂密度及强度。

检测：

釆用《公路路基路面现场测试规程》(JTG 3450—2019)摆式仪测试路面摩擦系数方法进行测试，通过对实际金刚砂路面摩擦系数的测试，路面摆值平均为45，证明了金刚砂路面具有符合要求的抗滑性能；采用《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG 3420—2020)水泥混凝土耐久性试验方法进行测试证明了金刚砂路面耐久性得到了显著的提高。经过以上测试表明了本发明具有在保证弯道制动性试验路检测结果准确性的同时延长路面的使用年限的能力。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上进行，其中，在步骤S1中，石灰稳定土底基层的铺设过程中，石灰稳定土底基层中石灰的含量为10％，石灰稳定土底基层的高度为20cm，在步骤S2中，水泥稳定碎石基层中水泥剂量为5％，(即除了水泥、水外全是碎石，最大粒径31.5mm，最大公称粒径26.5mm)，先铺设厚度为18cm的第一水泥稳定碎石基层，待养护7天之后铺设第二水泥稳定碎石基层，厚度为18cm，即水泥稳定碎石基层总的厚度为36cm，其中，基层集料的最大粒径不大于31.5mm，集料的级配组成如下表1。

表1

在步骤S3中，C35水泥混凝土的浇筑厚度为24cm，撒铺金刚砂的厚度为1cm，将金刚砂打磨至8mm厚形成金刚砂路面。形成的弯道制动性试验路面，其结构示意图如图1所示，其由下到上依次为1：10％石灰稳定土底基层，2：第一水泥稳定碎石基层，3：第二水泥稳定碎石基层，4：C35水泥混凝土，5：金刚砂路面。

釆用《公路路基路面现场测试规程》(JTG 3450—2019)摆式仪测试路面摩擦系数方法进行测试，通过对实际金刚砂路面摩擦系数的测试，路面摆值平均为45，经《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG3420—2020)水泥混凝土抗折试验方法进行测试，28天抗折强度5.52MPa，该路面的使用寿命可达20年，大大延长了弯道制动性试验路面的使用年限，有利于节约成本。本发明中采用撒铺金刚砂方式每平米的施工造价平均为220元左右，而现有技术中使用ES表处理方式每平米的施工造价平均为230元左右，具体见表2，可见本发明提供的路面比现有技术中的ES表处理路面每平米可节省2080元，更经济。

表2

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明做其它形式的限制，任何本领域技术人员可以利用上述公开的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种弯道制动性试验路面，其特征在于，该路面由下至上依次包括底基层、基层、水泥混凝土及金刚砂路面，其中，底基层为20～70cm厚的石灰稳定土，基层为15～70cm厚的水泥稳定碎石层，水泥混凝土为24～40cm厚的水泥混凝土层，金刚砂路面为8～10mm厚的金刚砂层。

2.如权利要求1所述的弯道制动性试验路面，其特征在于，所述石灰稳定土包括石灰和稳定土，其中，石灰的剂量为10～15％，石灰为Ⅲ级以上的钙质生石灰，其有效钙加氧化镁含量≥70％，稳定土采用塑性指数为10～15的黏性土，黏性土的最大粒径为20～37.5mm，硫酸盐含量＜0.8％，有机质含量≤10％。

3.如权利要求2所述的弯道制动性试验路面，其特征在于，当稳定土为使用特殊类型的土壤其中包括有砾石、砂石、杂填土时，添加15％的黏性土，其中，碎石或砾石的压碎值应≤40％，黏性土的塑性指数为10～20。

4.如权利要求1所述的弯道制动性试验路面，其特征在于，所述水泥稳定碎石层包括水泥和碎石，水泥稳定碎石层中的水泥剂量为5％，水泥为初凝时间大于3h、终凝时间大于6h小于10h的42.5级普通硅酸盐水泥，碎石的压碎值≤30％，碎石最大粒径≤31.5mm。

5.如权利要求1所述的弯道制动性试验路面，其特征在于，所述水泥稳定碎石层的行车道的上基层压实度≥98％，7天无侧限抗压强度≥4.5MPa。

6.如权利要求1所述的弯道制动性试验路面，其特征在于，所述水泥混凝土中的水泥初凝时间大于3h、终凝时间大于6h小于10h的普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或火山灰质硅酸盐水泥，强度等级为42.5MPa，金钢砂层中的金钢砂的粒径为1～2mm。

7.如权利要求1-6中任一项所述的弯道制动性试验路面的施工方法，其特征在于，其包括以下步骤：

S1、石灰稳定土底基层的测量放样，运输和摊铺稳定土土方及石灰，拌合及检测石灰含量与含水量，进行底基层整形，底基层碾压，底基层质量检验，底基层养生形成石灰稳定土底基层；

S2、在石灰稳定土底基层上进行水泥稳定碎石基层测量放样，运输和摊铺水泥和碎石的混合料，进行基层碾压，基层质量检验，基层养生形成水泥稳定碎石基层；

S3、在水泥稳定碎石基层上，浇筑水泥混凝土，撒铺金刚砂，打磨金刚砂，进行路面质量检验，路面养生。

8.如权利要求7所述的施工方法，其特征在于，在步骤S3中，浇筑水泥混凝土后，待水泥混凝土初凝前半小时内撒铺0.8～1.0cm厚的金刚砂，待混凝土强度达到设计值75％以上后采用磨光机装载50目树脂磨片磨一遍，150目树脂磨片磨两遍、500目树脂磨片磨三遍，1000目的树脂磨片磨四遍将金刚砂打磨，所述养护期为14～21天。

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