水泥混凝土路面共振碎石化设计与实践.pdf
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1、s 一一s 水 泥混凝 土 路 面共 振碎 石化 设计 与实 践 王 海 荣 ( 上海 兰德公 路 工程 咨询设 计 有 限公 司) 摘要 : 旧水泥混凝 土路 面共 振碎石化具有施工便捷 、 控制反 射裂缝 效果 明显 、 减少 废弃工 程的特 点 , 在 目前 大量水 泥混凝 土 路面改建 中有广泛的应用前景 。依托沪青平公路 旧水 泥混凝土路面共振碎石化改建 ( 白改黑) 工程 , 对 旧水 泥混凝土路 面共振碎 石 化设计理论和方法进行总结 , 为上 海公 路类似旧水泥混凝土路 面改建提供 一种新的工艺 。 关键词 : 共振碎石化 ;国际平整度 ; 试 振 ; 反射裂缝 0 引 言 国
2、外水 泥混 凝土 路面 碎石 化工 艺应 用很 广 泛 。美 国从 2 0世 纪 7 O年 代 末 、 8 O年 代 初 开 始 , 因 大 范 围水 泥混凝 土路 面损 害 的出现 , 碎石 化工 艺逐 渐发 展 起 来 。 虽 然碎 石化技 术 在 国外许 多工 程 中得 到 了有 效 应 用 , 但 在 国内 尚属 空 白 , 其 力 学 机 理 、 加 铺 层 厚 度 设 计 方 法 、 路面设 计指 标 、 验收 指标 、 设计 标 准 、 破 碎 层特 性 的 表 征等仍 需做 大量 的研究 工 作 。 2 0 0 4年 3月 在 我 国公 路 第 二 届 科 技 创 新 高层 论
3、 坛上 , RMI 公 司 向我 国介 绍 了共 振 碎 石化 技 术 。2 0 0 5 年到 2 0 0 6年 间 , 我市 先后 在 沪青平 公路 、 沈 砖 公路 、 金 山大道 ( 亭 卫 公 路 ) 、 新 卫 公 路 等 工 程 中进 行 了 应 用 。 本论文 以沪青平公路整治项 目为依托 , 介 绍水 泥混凝 土路面 共振 碎石 化设计 与 实践 。 1 工 程概述 沪青 平公 路 2 0 0 7年 整 治 路 段 东起 拦 路 港 桥 西 桥 坡 ( 桩 号 K5 4 +4 5 4 ) , 西 至沪 苏省 界 ( 桩号 K6 7 +0 0 2 ) , 路线 全长 1 2 5
4、4 8 m。 沪青平公路于 1 9 9 0 1 9 9 3年进行拓宽改建 , 由原 来 双 向 2车 道大 部分 路段 为 7 m 宽 的公 路 , 改建 成 “ 四 快 二慢 ” 的一 级 公 路 , 设 计 速 度 1 0 0 k m h 。沪 青 平 公 路 现状 见 图 1 。 目前 沪青 平公 路除 部分 桥梁 接坡 及部 分 过渡 段 是 沥青 混凝 土路 面外 , 主要 为 水 泥 混 凝 土 路 面 。其 中 机 动车 道水 泥混 凝土路 面 结构 如下 : 水泥 混凝 土面层 ( f r = : = 4 5 MP a ) 2 2 c m 粉煤灰 三 渣基层 3 0 e m 砂
5、 砾 ( 砾 石 砂) 垫 层 1 5 c m 收 稿 日期 : 2 0 1 0 0 4 2 8 图 1 现 状 沪 青 平公 路 2现 状道 路状 况调 查 现 场水 泥混 凝土 路 面板块 损坏 情况 较 为严 重 。道 路病害情况主要有 : 板块裂缝 、 板块碎裂 、 板角角裂 、 水 泥混凝土板块错 台等影响道路行 车条件 与安 全的情 况 , 其 中以纵 向裂 缝 、 板 角 断裂尤 为严 重 。见 图 2 。 图 2板 块 纵 向连 续 裂缝 3碎 石化 工 艺的选 择 碎 石 化 技 术 包 括 MHB( Mu l t i He a d B r e a k e r ) 多 锤 头
6、碎 石 化 技 术 和 RP B( R e s o n a n t P a v e me n t B r e a k e r ) 碎 石化 技 术 。沪 青 平 公 路 碎 石 化 采 用 美 国安 迈 公 司 生产 的 P B 5 0 0型 共振 碎石 化机 械设 备 ( 见 图 3 ) 。 N o 2 2 0 1 0上冯么魄 1 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 一s 图 3碎 石 化 破 碎 机 侧 面 图 4水泥 混凝 土碎 石化 层尺 寸 、 级配分 析 4 1 破碎 时及破碎 碾 压后破 碎 层表 观 施工 机 械 采用 P B 5 0 0型机
7、 , 破 碎 试 验 路段 之后 , 从 表面层 看 已基本 达 到 了预 期 的破碎 效果 。破 碎 的颗 粒 细小 而 均 匀 , 大 部 分 碎 块 尺 寸 都 在 4 c m 以 内 , 如 图 4 。 图 4 沪青平公路碎石化层 表层 4 2板垂 直方 向破 碎角 从 现场 情况 来看 , 破碎 旧水泥 混凝 土路 面 时 , 绝 大 多数 板块竖 向基 本沿 3 5 。 5 O 。 方 向碎 裂 , 如 图 5 。 图 5破 碎 角 4 3检查 坑 板块 破碎 后开 挖 了 5个 1 m 左 右 大 小 的检 查 坑 ( 4个在 加铺 前 , 1个在 加 铺 后 ) , 以直 观地
8、 了解 破 碎情 况( 如图 6 、 图 7 ) 。从 图中可 以明显地看到 , 旧水泥混 1 6 上 么赡 N 。 2 2 0 1 0 凝土 面层 已经碎 裂 为粒料 , 但散粒 之 间仍 比较 紧密 ( 尤 其是 碾压 破碎层 再加 铺好 沥青层 之后 ) 。 图 6加 铺 前 检 查 坑 图 7加铺后检查坑 5 水 泥混 凝土 路面 破碎前 后 的弯沉 及模量 分析 5 1 弯沉 检测 本 项 目采用 的 P RI 2 1 0 0弯沉 仪 ( 丹 麦 C a r l B r o 公 司 的子公 司 P HONI X公 司生 产 ) 进 行 弯沉测试 。 前后 进行 二次 弯沉测 试工 作
9、 : 第 一 次 , 破 碎前 , 旧水 泥混 凝土路 面上 ; 第二次, 破碎后未加铺 HMA沥青面层前 , 破碎的 水泥 混凝 土碎石 层 上 。 5 2弯沉 测试 结果 分析 测试 结果 如下 : ( 1 ) 破 碎 前 旧路 检 测 因数 据 点样 本 ( 见 表 1 ) 可 知 , 板 角 弯沉 板边 弯 沉 板 中弯沉 , 整个 板块 弯沉 变异 系数 均 比较 大 , 板 中 弯 沉离散 性 最严 重 。参 照 现 场状 况 , 可知 旧水 泥 混凝 土板破损较严重 , 且板间破碎程度不一 , 路段内地基条 件 也存在 一定 差异 , 导致 弯沉 的变 异系数 较大 。 ( 2
10、) 破碎 前后 板 中弯沉 比较 将施工前 后三 次对板 中的弯沉值 进行对 比( 见 表 2 ) 。 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 l 沪 青 平 试 验 段 破 碎 前 路 表 弯 沉 测 试 结 果 弯沉均位( F W1 ) ) 弯沉均值 ( B B梁) 标准差 变异 系数 检 测位置 o 0 1 mn 1 o 0 1 mm ( 换算 为 B B值后) ( 换算 为 B B值后) 板 中 1 O 9 7 1 2 6 6 4 4 0 5 1 2 板 边 l 3 9 9 1 8 0 6 O 2 0 3 3 5 板 角 1 5 l I 7 2 0 1
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