冲击压稳结合高模量沥青技术在重载混凝土道路改造中的应用.pdf
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1、2 1 8 成果应用 城 市道桥与防洪 2 0 1 1 年 5 月第5 期 冲击压稳结合高模量沥青技术在重载混凝士道路改造中的应用 张 高 才 ( 广州市 第一市 政工程有 限公 司, 广东广 州 5 1 0 0 6 0) 摘 要 :该 文通 过介绍 一种在 重载交 通下破损 水泥混凝 土路面 快速改造 升级的新 技术在广 州北环 高速路 面改造 工程 中的应 用 , 探讨 和总结 了旧路 面冲击 压稳结合 高模量 沥青混凝 土的罩 面加铺技 术对道路 改造 中的病 害快速处 理 、 路面结 构等级 的改 善 和提升作 用 。 关键 谰 : 混凝 土路 面 ; 冲击压稳 ; 高模 量沥青 ;
2、反射 裂缝 ; 车 辙 ; 施 _ r = ; 广 州市 中 图分 类号 : U 4 1 8 文献标识 码 : B文章编号 : 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 1 ) 0 5 0 2 1 8 - 0 3 0前言 冲击 压稳技术应用于 旧水泥混凝 土路面的处 理 , 是指通过将板块打裂 、 破碎从而减小有效面积, 充分释放 内应力, 降低 因温度 、 湿度 的应力变化 和 车辆荷载的综合作用下而产生 的综合位移 ,从 而 解决反射裂缝等病害对加铺层的早期破损问题l 】 l 。 把 旧混凝土板块打裂并稳固到 旧基层上 ,形成稳 定的支撑体系后作为一新基层使用,在其上面加 铺高模量沥
3、 青混凝土罩 面 , 利用其较 强的抗 车辙 能力 和抗疲 劳性能 , 能有效地改善 和提 高在 重载 交通下路 面的结构强度和行车舒适性 , 从而 达到 破损混凝土路 面快 速修 复且升级改造 的效果 。 本 文就广州北环高速 K 3段水 泥混凝土路 面 改造工程 中,对采用 的冲击压稳结合高模量 沥青 技术的综合应用进行探讨 。 1 工程概 况 广州北环 高速公路是广州地区的一条交通要 道 , 车流量 巨大 , 重车混入率 高 , 载重车超载现象 严重。 经过 十多年的通行 , 很 多路段水泥混凝土路 面已经出现唧浆 、 断板 、 承载力不足 、 表 面功能丧 失 等严 重病 害 , 其
4、中 K 3路段 ( 路基段 ) 尤为严重。 为尽可能减少对车辆通行影响 的情况下快 速修复 并提升该路段的路用功能, 采用以下路面结构形式 : 基层 ( 原 水泥 混凝 土路 面 冲击压 稳形 成 ) +2 5 C lT I 厚 沥青砂 ( 高模沥青 ) + 6 e m厚 F A C 一 2 0 ( 高模 沥青 ) + 4 e m厚 S MA一 1 3 ( 高模 沥青 ) 。 2 冲击压稳 技术 的应用 2 1 旧混凝土路 面冲压技术的简介 旧混凝土路 面冲击压稳技术是指将水泥板块 收稿 日期 : 2 0 1 1 - 0 3 1 6 作者简介 : 张高 才 ( 1 9 7 8 一 ) , 男
5、, 广东揭 西人 , 工程 师 , 从事 路 桥工程 项 目的施 工和 管理工 作 。 打裂 、 破碎 , 使原来 4 m5 m的水泥板块破碎成 为 4 0 6 0 e m 的碎块, 并利用冲击 压实机 的冲压能 量使水泥碎块压实稳固。水泥板块尺寸的变小降 低 了温度变化 时的收缩变形,减少 了沥青加铺层 底拉应力,能有效地 防止或抑制温度型反射裂缝 的产 生; 另一 方面 , 经过 冲击 压稳后, 板下土 基更 加密实 , 水泥板块 密实嵌 锁在原基层上, 可消除原 有的脱 空 、 板块 间弯沉差 , 以及板块缝角 , 防止或 抑制车载作用下加铺层 由于基底松动或应力集中 产生的反射裂缝。
6、冲击压 实机 的冲压功能来 自于两个方 面 : 冲 压轮 的 自重 和冲压轮波动 时所产生 的冲击动能 。 该项目的冲压设备采用蓝派公司研制的三边形冲 击压实机 ,该机 的冲压势能为 2 5 k J , 中压实轮轴 组件质量为 1 2 t ;冲击速度一般 为 l 2 1 5 k m h , 冲击作用时 间取 0 0 2 S , 其冲击力 可达 2 4 5 0 k N。 这一冲击力输 出的能量密 度极 大, 冲击连续作用 于地表产生高能量 、 大振幅、 低频率的振动。冲击 之后 , 非 圆曲线轮廓 的压实轮滚过地 面 , 在揉压 、 碾压作用下, 其对地 面可施 以 1 3 0 - 2 0 0
7、k J的动 能 进行压稳 。 2 2 施 工 方 法 2 2 1工作面的准备 进行冲击破碎施工前 , 首先依据图纸并现场勘 察清楚施工路段上的涵洞 、 通道 、 桥台的位置。 冲压 施工时的冲压边界距桥头和通道边不少于 5 m, 冲 压边界距管涵边线不少于 2 IT I 。用喷漆标明压实 范围和控制点 , 检测人员做好布点测试准备工作 。 2 2 2 冲压速度与遍数的控制 压实机行驶 时速度一般为 l 2 1 5 k m h , 冲压 遍数则根据沉降量来确定 。 冲压前 , 测量记 录原地 面高程 ; 每 冲压 5 、 l 0 、 l 5 、 2 0遍后测量一次。如两 次之 间的高程测量差值小
8、 于 5 m m,即可结束 冲 压 , 以最后一次的冲压遍数作 为沉降量控制标准 。 该项 目经现场测试确定总冲压遍数为 1 3遍左右, 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1 年 5 月第 5 期 城 市道桥 与防洪 成果应用 2 1 9 具体路段也可根据板块破裂情况 和弯沉情 况酌情 小幅增减 。 2 2 3 冲压 的顺序 冲击碾压采用来 回错轮 的方式 ,轮迹 之间不 重叠 , 冲击 压力呈 4 5 。 扩散 , 表层下 面 的压实效果 相互交叉重叠 。 破碎时先 冲击 中间 2遍 , 以破坏横 向拉杆 。另外 由于混凝 土面板在水平方 向所受 的
9、 约束力越小 , 冲击破碎 的效果越好 , 因此在施 工作 业 时 , 冲击顺 序从路面 的边板开始 , 从路肩慢 车道 超车道顺序依次进行 , 冲击遍数 约为 1 1 遍 。 冲压作业至安全线 时可将 冲压轮升起 , 低速空 驶过安全范围后再行 冲压 。 2 2 4 冲 压 后 的 观 测 冲击后路面总沉降显著 ,普遍 的沉 降量都在 3 5 c m, 有效地消除了原水泥路面 的脱空现象。 混 凝土路面冲击压实后作基层使用 ,较其它水 泥稳 定土类基层的当量 回弹模量大 幅提高 ,弯沉也更 趋于均匀 ,可以有效地 防止 由于基础不牢而 出现 的沥青面层反射裂缝与车辙现象 。冲压 完成后对 沉
10、降量的变化 、 板块 的破碎嵌挤情况 , 以及 旧路 面 的回弹模量进行检测 ,以符合路面设计规 范的相 应要求 。 2 3 冲压 的注 意 事 项 ( 1 ) 由于冲压时产生极强 的冲击力 , 因此施工 时必须对 其影 响范 围进行监测 。影响范 围内的涵 洞 、 构造物进行安全避让 。 ( 2) 路面因冲击压稳产生大量裂缝 , 丧失 了抵 抗雨水渗透侵蚀 的能力 ,雨水会造成板下基层 和 土基含水 量增 大且不易散发 , 影响冲压效果 , 因此 路面破碎后要及 时进行 防水处理 ,最好尽快铺筑 沥青混凝 土面层 。 ( 3 ) 距 离桥台 台背 5 m 内 , 以及管涵 顶面 ( 填 土小
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