DB37∕T 1160-2009 旧水泥混凝土路面碎石化技术规程(山东省).pdf
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1、DB37 山东省地方标准DB37/Tl160-2009 旧水泥混凝土路面碎石化技术规程2009-01-24发布2009-01-24实施山东省质量技术监督局JL. -L. 目。吕水汩汩凝土路面是路面的主要形式之一。截至2007年底,全国水泥泪凝土路面总里程己达84.88万余公里,山东省水泥混凝土路面总里程己达5.2万公里。目前,国内旧水泥混凝土路面维修改造方案主要是:压浆稳板修补后直接加铺、破裂稳固后加铺、洁除后重建等。实践证明这些方案必须与旧路面的实际破损程度相适应,才能达到既经济又耐用的效果。碎石化技术是目前旧水泥混凝土路面维修改造新技术之一。该技术是通过专用设备将l口路面板二次性破碎为承载
2、能力市、反射裂缝控制效果好的咬合嵌挤柔性结构层,可充分利用旧路残余强度、保护环境、节约资源。自2002年国内首次引进多锤头碎石化设备以来,山东省交通厅公路局组织开展了水泥泪凝土路面碎石化技术应用研究),2005年通过专家鉴定、2008年获得山东省科技进步一等奖。其成果在山东、安徽、浙江等省的900多公里的高速公路、国省干线公路改建工程中广泛应用,路时效果良好,取得了较好的技术经济效益和社会效益。为规范碎石化技术的应用,山东省交通厅主持编制完成了本规程,共分6章,重点对旧水泥混凝土路面状况调查与检测、碎石化应用决策与加铺设计、碎石化施工、检查验收等内容进行了规定。本规程基于目前研究和应用的最新成
3、果而编制。碎石化技术作为旧水泥泪凝土路面改建的一项新技术,必将随着工程实践而发展。在使用过程中,各单位和个人对本规范有何意见或建议,可与规范编制单位联系(地址:济南市舜耕路19号山东省交通Jr公路局,邮编250002)。本规程主编单位、参加单位和主要起草人名单z主编单位:山东省交通厅公路局参编单位:东南大学山东省公路建设(集团)有限公司主要起草人:王松根、黄晓明、张玉宏、李相、孙同波、张建目录1总则.2术语、符号.22.1术语.22.2符号.33旧水泥混凝土路面状况调查与检测.53.1调查与检测内容.53.2调查方法.53.3施工段落划分.53.4调查与检测要求.63.5数据处理.74碎石化应
4、用决策与加铺设计94.1旧水泥泪凝土路面加铺改造的判断条件.94.2碎石化技术应用决策内容.94.3决策万法.104.4加铺设计原则.104.5设计参数.104.6水泥混凝土路面加铺设计.124.7沥青路面加铺设计.125碎石化的施工.175.1二般规定.175.2设备要求.175.3二般工序.185.4施工准备.185.5试验段工程.205.6碎石化施工.205.7碎石化表层处置.216检查验收.22.1术语.273实施前路况调查.293.1调查与检测内容.293.2调查方法.293.3施工段落划分.303.4调查与检测要求.303.5数据处理.314碎石化应用决策与加铺设计.324.1旧水
5、泥混凝土路面加铺改造的判断条件.324.3决策方法.334.4加铺设计原则.344.5碎石化后的设计参数.354.6水泥混凝土路面加铺设计.364.7沥青路面加铺设计.375碎石化的施工.395.2设备累求.395.3二般工序.395.4施工准备.405.5试验段工程.405.6碎石化施工.415.7碎石化表层处置.416检查验收.426.1碎石化层检查验收.426.2检查与验收指标与标准.42工程实例.43旧水泥混凝土路面状况调查与检测.43碎石化应用决策.l总则1总则1.0.1为满足旧水泥IH凝土路面加铺改造的技术需求,充分利用旧路资源、保护环境,推动碎石化技术的合理应用,保障碎石化改造施
6、工质量,延长加铺路面使用寿命,特制定本规程。1.0.2本规程适用于旧水泥混凝土路面的原位破碎再利用加铺改造工程。1.0.3旧水泥混凝土路面改造前,应根据旧路状况、技术条件及经济指标等综合分析,确定碎石化技术的适用性。1.0.4碎石化施工中,应严格遵循本规程,先通过试验路段确定设备参数与质量控制指标,再转入正常施。施1伞过程中应加强参数检测与质量控制,并应根据质量变异及时进行适度调整O1.0.5砰石化施工应有符合国家或交通行业规定的劳动保护条件,确保施工人员的安全。1.0.6 IR水泥混凝土路面碎石化施工除应按本规程的规定执行外,尚应遵守国家和行业其它现行相关标准、规范的规定。2术语、符号2.1
7、术语2.1.1碎石化CRubblization) 旧水泥混凝土路面板被破碎成粒径较小的碎石,称为碎石化。2.1.2碎石化技术CRubblization Technology) 2术语、符号采用专用设备对旧水泥混凝土路面板块进行原位破碎利用的一种技术。2.1.3多锤头破碎机CMulti-headBreaker, MHB) 一种碎石化专用设备。该设备后部成组排列多个重锤,通过重锤下落的冲击动能,使板块破碎形成7.530cm尺寸的嵌锁结构。2.1.4共振式破碎机CResonant Breaker) 二种碎石化专用设备,通过共振梁的高频低幅振动将旧水泥混凝土板块破碎到规定尺寸,破碎后碎石粒径较MHB设
8、备小。2.1.5打裂压稳CCrack and Seat) 采用专用设备对旧水泥混凝土路面进行原位破碎和利用的二种技术,粒径范围约5080cmo2.1.6打碎压稳CBreak and Seat) 采用专用设备对旧水泥混凝土路面进行原位破碎和利用的一种技术,其破碎后粒径尺寸处于碎石化和打裂压稳之间O2.1.7冲击压实ClmpactCompaction) 采用冲击压实设备对路基或路面进行厚层压实或冲击破碎的一种技术,用于旧水泥混凝土路面破碎时,效果类似于打裂压稳。2.1.8可靠度CDegree of Re1iability ) 结构在规定的时间内,在规定的条件卡,完成预定功能的概率。2.1.9可靠度
9、系数CRe1iability Coefficient) 为保证所设计的结构具有规定的可靠度,而在极限状态设计表达式中采用的单二综合系数。2.1.10碱集料反应CAlkali-SilicaReaction, AAR) 混凝土原材料巾的碱性物质K20与Na20与集料巾的泪性硅酸盐发生化学反-2一2术语、符号应,生成膨胀性反应物,从而引起混凝土内部产生自膨胀应力而开裂、松散、破坏的现象。2.1.11年最大温差(AnnualMaximum temperature difference) 气象部门记录的工程所在地二年中极端最高、最低气温间的差值。2.1.12当量回弹模量(EquivalentModulu
10、s of Resilience) 将旧路面下部看作弹性半空间体时,用顶面回弹模量测试方法测得的模量值。2.1.13动力圆锥员入仪(DynamicCone Penetrometer, DCP) 二种现场简易触探设备,适用于细粒、粒料类或水泥处治类的路基、底基层、基层等强度的现场快速测定。其测试结果与CBR值具有相关性。2.2符号CBR一加州承载比(California Bearing Ratio) PR一动力圆锥贯入仪测试的贯入值(PenetrationRates ) PCI一路面损坏状况指数(PavementCondition Index) DBL一断板率LSPM一大粒径透水性沥青混合料(La
11、rgeStone Porous Asphalt Mixture) n一测点数Et一按可靠度方法折减后的旧水泥混凝土板块顶面破碎后的当量回弹模量Et一当量回弹模量平均值,设计阶段时取当量回弹模量推荐值一根据顶由当量回弹模量变异系数值查表确定的可靠度系数Za一保证率系数S一标准差品,1各测点的劈裂强度j,p一劈裂强度平均值五p一劈裂强度代表直CBRj一各测点的CBR值E豆豆CBR平均值-3一CBR-CBR代表值OJ 含水量平均值1一含水量测试值E山回弹模量测试值五;一实测回弹模量平均值Etp 实测回弹模量代表值2术语、符号-4一3 IR水泥混凝土路面状况调盒s检测3旧水泥混凝土路面状况调查与检测3
12、.1调查与检测内容碎石化实施前路m调查与检测,包括)力史数据、基本状况和技术参数等三个方面,具体为:(1)历史调查:原有路面的路基稳固情况:路面原设计中各结构层材料与厚度:路基路面的建造工艺与质量:养护状况及真实运营年限等。(2)基本路况调查:交通量及轴载谱状况:基层破损状态与稳固情况:路面破损状况:构造物与排水设施现状:路面与构造物衔接情况等。(3)技术参数检测:混凝土面板钻芯劈裂强度与基层钻芯抗压强度的检测与统计分析:基层回弹模量检测与统计分析:路基含水量、强度实测与分析等。3.2调查方法3.2.1在调查和检测过程中,应按照、3.1规定的顺序进行。同时,应符合现行公路水泥泪凝土路面养护技术
13、规范)(JTJ073.1)和公路技术状比计定标准(JTGH20)的有关规定。3工2修建养护历史、构造物与排水设施的调查,应采用人工查找资料、调研、全线踏勘、结构层调查等方法,并及时填写调查记录表格。3工3混凝土面板与基层现场取芯,测试劈裂强度与抗压强度。3工4基层松散、破损等情况,通过开挖面层检查确定。3工5路基含水量宜采用现场取士、室内烘干法检测,也可采用现场酒精燃烧法测试。路基强度宜采用动力圆锥触探设备现场测试,参照公路路基路面现场测试规程测试右法,根据测试PR值与CBR的相关关系,按附录A表格确定对应的CBR值。3.3施工段落划分3.3.1旧水泥混凝土路面改造的设计和施工,应坚持分段调查
14、、分段设计、分段实施、合理决策的鼠则。-5一3 IR水泥混凝土路面状况调盒s检测3.3.2施工段落的初步划分应结合建养历史,满足分段最大长度限制,按照段落内路况相近的原则综合确定,二般分段最大长度不宜大于10km。3.3.3路况调查完成后,计算初步划定施工段落内的每公里断板率(DBL),按表3.3.3确定的分段级别,最后合理确定最终施工段落。表3.3.3按路面破损状况分段的标准分段级别2 3 4 5 断板率DBL(%) 510 1120 2130 3140 41 3.3.4施工段落划定后,按照、3.4节要求进行混凝土面板劈裂强度、基层稳定情况、路基含水量与强度状况的调查与检测工作。3.4调查与
15、检测要求3.4.1位置选择与测试数目要求(1)取芯和试坑位置应优先在破损程度分级相同的行车道板内病害严重、破损程度较高的位置,并向分析该路段路面破碎的主要原肉。(2)面板与基层取芯的频率每公里每车道应不少于3个,在最小施工段落中应不少于6个点。(3)应对基层稳定性、路基强度与含水量进行调查与检测,可按开挖试坑方式进行,最小施工段落应不少于l个试坑。试坑开挖到基层时,应清理基层表雨,并应记录基层的松散、沉陷、裂缝、破碎粒径大小等情况。(4)基层开挖完成后清理表面,在每个试坑的露出路基区域内,应随机选取至少6个点测试CBR值。在测试点附近,清除浮士采集士样,测试路基含水三主。3.4 .2调查与检测
16、方法要求(1)面板强度调查:现场取芯时应避开己有裂缝。(2)基层稳定性调查:开挖露出区域内,基层臼身有一道以上或有分岔的裂缝,可判定为基层开裂:基层破碎颗粒粒径在40cm200cm之间,应判定为基层破碎:当破碎粒径小于40cm时,应判定为基层松散。(3)路基含水量和强度的调查:含水量与强度检测点成组对应,并在路基表面露出区域内均匀分布:路基强度宜采用动力圆锥贯入仪(DCP)测试,根据附录A确定对应的CBR值。-6一3 IR水泥混凝土路面状况调盒s检测3.5数据处理3.5.1面板钻芯劈裂强度应按式(3.5.1)计算面板芯样劈裂强度的平均值、标准差不口代表值,并记录其最小值。艺儿?,j儿=47一儿
17、=儿-ZaS工(人J,j一儿)2S = 1/1=1 0.5.0 n-1 式中:n 测点数,每个施工段落内大于等于6;儿,1一各测点的男裂强度值(MPa);Z一保证率系数高速、二级公路取1.645,二级及其以下公路取1.282;S一标准差:fsp一所有测点的劈裂强度平均值(MPa)岛一劈裂强度代表值CMPa)j;p,min 劈裂强度最小值CMPa)。3.5.2基层钻芯抗压强度将式0.5.1)中的面板芯样劈裂强度替换为基层钻芯抗压强度,计算基层抗压强度的平均值、标准差和代表值,并记录其最小值。3.5.3路基强度与含水量按式(3.5.3-1)、0.5.3-2)计算各施工段落的CBR代表值和含水量平均
18、值。P丁R B C CBR = CBR -ZaS 0.5.3-1 ) ICCBRi一R)2S = 1/1=1 n-1 式中:-7一3 IR水泥混凝土路面状况调盒s检测n一测点数,取施工段落内所有试坑的测点总数,大于等于6;CBRi一各测点的CBR值(%);Za 保证率系数,高速、一级公路取1.645,二级及其以F公路取1.282;S一标准差:CBR一所有测点的CBR平均值(%); CBR-CBR代表值(%)0 HFP丁 0.5.3-2) 式中:n一测点数,取施工段落内所有试坑的测点总数,大于等于6;马一所有测点的含水量平均值(%); I一各测点的含水量测试值(%)。-8一4碎石化所用决策Lj加
19、铺设计4碎石化应用决策与加铺设计4.1旧水泥混凝土路面加铺改造的判断条件在旧水泥混凝土路面正常养护措施无法满足相应等级公路运营质量技术要求时,宜按以下特征判断旧水泥混凝土路面是否需进行改造维修:(1)超过20%的纵、横向接缝需要修补,并发生了严重错台、口肯边或角隅断裂主m象;(2)断板率超过20%,己经出现了局部翻浆现象或大面积碎板:(3)超过10%的路面面积需要开挖修补:(4)出现明显的碱集料反应裂缝或冻胀开裂征兆:(5)继续换板翻修的造价偏高,所获得的技术性能偏低,翻修性价比明显不合理。旧水泥混凝土路面具有上述特征之二时,宜按4.2节进行碎石化技术应用决策。4.2碎石化技术应用决策内容4工
20、l碎石化技术应用的必要条件碎石化技术的实施应满足必要的技术条件:(1)实施碎石化技术,旧路必须满足碎石化应用的条件,如表4.2.1。表4.2.1碎石化技术应用的基本标准5 一阵1一下即一清刷一阳-m出-p1 现一散K们川-飞、国后一呻甘棋-1刁相关指标界限或性状土主在CBR注1、基层未松散是指基层无明显裂缝、沉陷,或虽有但破碎成的块体粒径不小于40cm;2、强度无显著下降的具体标准是面板材料劈裂强度代表值按公路水泥混凝土路面设计规范方法换算为弯拉强度后,应不低于原混凝土板强度设计值的80%;3、如果路基平均含水量减去最佳含水量之差大于10%,则应增设碎石盲沟等排水措施。(2)除表4.2.1所列
21、的技术条件外,旧路的其它病害特征或指标,不宜作为碎石化技术应用的必要条件。4工2经济性决策标准在满足4.2.1规定后,工程的经济性指标是决策的最终依据:-9一4碎石化所用决策Lj加铺设计(1)宜将碎石化后加铺改建费用与继续维修、尽量延长路面服务年限的费用相比较,当前者费用较低时,适宜加铺改建。(2)应在充分考虑技术特点、成本、加铺结构要求和使用年限的基础上,对比其它原位破碎利用技术方案,如:打裂压稳、打碎压稳、冲击压实等,选择技术经济性最佳的方案。4.3决策方法4.3.1按4.1规定,判断碎石化技术应用的前提条件是否具备,确定可能性。4.3.2按4工l规定,判断碎石化技术应用的技术条件是否可行
22、,确定可行性。4.3.3按4.2.2规定,判断碎石化改建方案的投资效益是否最佳,确定技术经济性。4.3.4碎石化技术应在以上三方面规定都符合的情况下进行科学决策、实施。4.4加铺设计原则4.4.1加铺结构设计宜结合3.3节划分的不同施工段落进行分段设计。4.4 .2加铺前应对路况调查中己查明的严重Pi尼、沉陷和积水部位开挖至路基,清除路基表面积水后,用碎石分层回填穷实至旧路面标高。4.4.3受多种因素影响,碎石化前设计参数无法准确预知,应采用两阶段设计:设计阶段、优化设计阶段。4.4.4加铺水泥混凝土路面和加铺沥青路面两种情况下,If=l水泥混凝土路面碎石化后的设计参数相同O4.4.5加铺结构
23、设计应按公路沥青路由设计规范CJTG D50)、公路水泥混凝土路面设计规范CJTG D40)中的新建路面设计方法进行。4.4.6沥青路面分段设计时,应考虑不同路面结构段落的衔接:力口铺水汩汩凝土路面时,宜在施工段落划分的基础上对结构适当合并;路面结构层不二致或变化时,应通过加铺或加厚基层进行衔接或调整纵坡。4.5设计参数碎石化后的设计参数取其顶面的当量目弹模量O一10一4碎石化所用决策Lj加铺设计4.5.1在碎石化后加铺结构设计时,取顶面的当量回弹模量代表值作为设计参数。4.5.2设计阶段,其平均值查表4.5.2-3取值,带入公式(4.5.2)得到代表值。计算中用到的参数取值见表4.5.2-1
24、、表4.5.2-2。E, = E, /,气(4.5.2) 其中:Et一设计阶段,按可靠度方法折减后的旧水泥混凝土板块顶面破碎后的当量回弹模量代表值(MPa);E,一当量回弹模量平均值,取表4.5.2-3的推荐值(MPa);Yr一根据顶面当量回弹模量变异系数值查表4.5.2-2确定的变异水平等级对应的可靠度系数O表4五2-1可靠度设计标准表公路技术等级高速公路一级公路J级公路工、四级公路安全等级一级二级-7级四级设计某准朋(年)30 (15) 30 (15) 20 (12) 20 (12) 日标可靠度(%) 95 90 85 80 变异水平等级低低一中中中一高注1、本表引用自公路水泥混凝土路面设
25、计技术规范;2、对沥青路面加铺沿用水泥混凝土路面加铺可靠度设计标准z3、设计基准期一栏的数据中,括号外为水泥混凝土路面,括号内为沥青路面。表4丘2-2可靠度系数表变异水平等级目标可靠度(%)95 90 85 80 低1.201.33 1.091.I6 1.041.08 中1.33 1.50 1.161.23 1.081.13 1.041.07 l司1.231.33 1.131.18 1.07 1.11 表4丘2-3碎石化后顶面当量回弹模量平均值取值范围水泥标号32.5 42.5 (MPa) 250350 300500 顶由当量回弹模量平L句古注=当路基、基层状况较好,且为填方路堤时,可取中值z
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