打裂压稳结合高弹改性沥青处治路面施工工法_secret. 12页

築淹網zhulQHQ.com打裂压稳结合高弹改性沥青应力吸收层对刚性路面处治的施工工法冃U言在改革开放初期至上世纪九十年代末修建的高等级公路中，由于受到我国石油工业发展的制约，大多数的高等级公路均采用刚性路面结构。目前，这些刚性路面在行车荷载及自然条件的共同作用下均已出现了严重的麻面、露骨、坑槽、断板、错台、掉边缺角、碎裂、胀缝破坏等病害。这些病害的出现不仅降低了路面的强度、平整度、抗滑性能，也降低了道路的通行能力甚至危及到行车的安全。所以对这些路面进行改造，恢复其通行能力、提高其行车舒适性与安全性就显得尤为重要。根据以往经验，对刚性路面的改造多采用直接加铺沥青面层、将刚性面板挖除后重新铺筑沥青混凝土面层、在原有刚性路面上重新铺筑一层连续钢筋混凝土面层后再铺筑沥青面层的方式。这几种做法或因反射裂缝严重、或因工程量大、或因造价偏高等原因均不能取得良好的效果。打裂压稳技术结合高弹改性沥青应力吸收层在“刚改柔”施工中对刚性路面进行处治，是使用冲击式压路机使刚性路面产生不规则开裂，由于开裂后的刚性路面仍具有相当强度，将其作为基层使用；之后铺筑一层2cm厚的高弹改性沥青应力吸收层，以消除或延缓加铺沥青混凝土面层反射裂缝的出现。采用该方法不仅能充分利用原有旧路作基层以节省大量投资，而且能减少反射裂缝的产生，大大改善道路行车条件，延长旧路使用寿命，更重要的是修复施工期短，可采取分段分片施工，对交通影响较小。因此，这种方法是刚性路面结构中后期维修的一种行之有效的方法。通过宣大高速公路三期重车幅水泥混凝土路面加铺沥青面层工程、宣大高速公路三期轻车幅水泥混凝土路面加铺沥青面层工程中的应用表明，该方法具有施工工艺简单、施工速度快、对交通干扰小、节约投资、后期维护成本低等特点。通车以来未见该段路面产生开裂、推移等病害，使用效果良好。1工法特点根据我们在宣大高速公路三期重车幅水泥混凝土路面加铺沥青面层工程、宣大高速公路三期轻车幅水泥混凝土路面加铺沥青面层工程中的应用，证明该工法具有以下特点：1.1该施工方法均采用常规机械施工，无需另外购置机械设备，主导机械5YCT23五边形冲击压路机已经广泛的应用于路基土石方工程及刚性路面破碎施工中（图一）。1.2该施工方法工艺简单，施工质量易于控制。1.3因旧刚性路面开裂成边长50cm左右的裂块，有效的消除了路面板的内应力，且结合2cm厚高弹改性沥青应力吸收层的设置，能够有效的减少沥青面层反射裂缝的产生。1.4加铺的沥青面层对拌合、摊铺、碾压等无特殊要求，按照常规施工程序进行即可。1.5该施工方法的工期短，较传统工艺的工期快4倍以上。1.6与传统施工方法相比，能够节约大量的建设资金。-3-n築淹網zhulQHQ.com图一5YCT23五边形冲击压路机2适用范围本工法适用于路基较差，基层强度不足，板底脱空严重，且沿线桥涵及紧靠道路房屋较少的各等级公路“刚改柔”路面施工。3工艺原理3.1打裂施工：“打裂施工”是指在旧刚性路面上施加高能量低频冲击外力，使其开裂而丧失板体性。施工时，5YCT23E边形冲击压路机在专用牵引车以8Km/h〜10Km/h的速度牵引下，压实轮从最大半径滚动至最小半径时，将对刚性路面产生23KJ的冲击能。由于刚性路面所用的水泥混凝土属脆性材料，在压实轮的冲击下，被击裂成平均边长40cm〜60cm较为均匀的裂块，产生既贯穿全板厚度、又难以用肉眼观察到的裂缝，有利于板内应力的释放。同时，冲击碾压可以对原路面起到加固补强的作用，使其保持足够的结构完整性，可以作为沥青混凝土加铺层的稳定基础。3.2压稳施工：XP301胶轮压路机对被击裂的刚性路面板进行压稳，脱空的板块由于支撑较弱而向下发生位移，可以消除“板底脱空”并减小刚性面板的垂直应力，与基层密贴在一起成为更加稳固的支撑。通过打裂压稳技术处理后的刚性面路板，因其块体尺寸小且被稳固在基层上，故其水平应力及垂直应力均较小；同时，破裂的块体之间在“嵌挤锁结”作用下相互“嵌锁”紧密，使之能够为沥青混凝土加铺层提供一个无应力状态的、均匀稳定的基层，可减缓沥青混凝土加铺层反射裂缝的发生。3.3高弹改性沥青应力吸收层：高弹性改性沥青应力吸收层是增强了普通改性沥青（I-C或I-D）性能中的弹性性能，能够极大地吸收基层中产生的拉应力，有效地提高对龟裂、坑槽等破损的抵抗性，同时具有非常优越的抗剥离性。大大保证在行驶中的安全性和舒适性、降低养护费用。四施工工艺流程及操作要点4.1工艺流程图-3-n築淹網zhulQHQ.com4.1操作要点421打裂压稳施工1.施工前应进行桥涵调查，在各明构造物及埋深小于2m的构造物桥头两侧各10m处设立明显标志，打裂施工时应避开该段落。2.在进行打裂施工前应设置好排水设施，使破碎后的旧路面层、基层和路基处于较好的排水状态，为加铺层提供足够的支撑强度。3.正式施工前应通过试验段确定冲击碾压的遍数，以保证刚性路面被击裂后形成边长为40〜60cm的裂块。4.每一作业段的长度控制在1000m〜1500m,打裂过程中冲击压路机必须以8〜10Km的速度匀速行驶，以标准冲击势能作用于刚性路面，以保证裂块大小的均匀性。5.刚性路面的打裂效果为边长40〜60cm的裂块，施工过程中必须严格控制裂块尺寸的大小，为避免过度破坏旧路面结构，打裂时不应使刚性面板产生过大的位移、不应使板由于破裂产生大量的碎屑。6.打裂后立即用XP301胶轮压路机进行压稳，压稳进行4〜6遍，使裂块稳固在基层上，消除其竖向位移。7.打裂压稳后立即清扫路面，并用压缩空气将裂缝内的所有松散混凝土、污物、和其他异物去除（图二）。8.原有旧刚性面板的接缝、裂缝均要重新进行清缝，并用改性沥青材料进行灌缝，以有效防止路面水从路面渗入基层，保证基层有足够的强度和稳定性。（图三）-3-n築淹網zhulQHQ.com图二打裂压稳后的水泥混凝土面板图三热沥青灌缝处理1.对于在打裂压稳过程中发现的原有刚性面板局部不稳定或暴露出的软弱或损坏的基层，应清除不稳定路面板和软弱基层，并全深度用ATB-25沥青碎石填充密实（图四）。图四沥青碎石填补效果2.打裂压稳完成后，立即进行应力吸收层的施工，以防止雨水渗入。4.2.2胀逢处置对于路段内的胀逢，在喷洒透层油前应全部清除。在平行于胀逢两侧各50cm-70cm处切缝，凿除两切缝内水泥混凝土，按照缩缝做法浇筑C35混凝土，将每道胀逢改造成两道缩缝。4.2.3喷洒透层1.打裂压稳施工完毕后，立即喷洒透层。2.在喷洒透层前，使用机械清扫车与森林灭火机将击裂后的刚性面板表面清理干净，洒水车洒水。3.透层采用喷洒型PC-2阳离子乳化沥青，沥青洒布量控制在0.75Kg/m2，下渗至刚性面板表面下不小于3mm并结合成整体。4.透层采用具有自动控制喷油量功能的智能型沥青洒布车一次性喷洒均匀，洒布车应有独立操作的油泵、速率计、压力表、计量器、温度计及罐内循环泵搅拌装置。洒布时应保持稳定的速度和喷洒量，并保证在喷洒宽度内喷洒均匀。5.透层洒布后进行交通管制，禁止车辆行人通行，以免破坏透层。透层沥青破乳后尽早铺筑应力吸收-3-424高弹沥青应力吸收层在打裂压稳后的刚性面板与加铺沥青面层间设置高弹沥青应力吸收层，可以起到“承上启下”的粘结作用，由于隔开了裂缝，可以降低沥青加铺层底面的荷载应力，并有效地吸收刚性面板裂缝的反射应-9-n力，起到阻止或延缓反射裂缝产生与扩展的作用。因此，应力吸收层必须具有突出的粘结力、足够的高温抗变形与低温抗开裂能力。此外为了防止水损坏的产生，应力吸收层还必须具有良好的防水能力。1.应力吸收层主要技术要求1）应力吸收层采用高弹性、高沥青含量、高聚合物改性沥青进行拌制，厚度为2cm。2）高弹改性沥青应力吸收层主要技术指标（表一）表一高弹改性沥青应力吸收层主要技术指标技术指标VV(%VMA(%)VFA(%)MS(Kn)FL(min)MSO(%)最佳沥青用量%目标3〜6>1870〜85>82〜4.596.26.4生产3〜6>1870〜85>82〜4.596.86.52.高弹改性沥青混合料拌合1）高弹改性沥青混合料在拌合过程中，严格控制混合料的拌合温度、拌合时间、沥青用量及骨料级配。2）必须严格控制混合料的温度在185C〜190C。由于应力吸收层的厚度较薄，铺筑后降温很快。因此，对混合料的加热温度及控温精度提出了较高的要求。若出料温度偏低，摊铺后难以达到碾压要求；温度过高，则沥青产生老化，失去粘结力及弹性，从而影响混合料的质量。3）拌合时间的控制：必须保证干拌时间不少于5s，总拌合时间不大于55s。3.高弹改性沥青混合料的运输1）高弹改性沥青混合料采用自卸运输车运至摊铺现场。2）运料车车厢保持清洁，运输前应均匀涂刷隔离剂。3）在装料时采用前、后、中的方式进行，以避免混合料发生离析。4）在运输过程中对混合料进行覆盖，以保持混合料的温度及防止污染。5）混合料到场后现场检测混合料的温度应》170C，之后应在距离摊铺机100〜300m处等候，待前一辆卸料车卸料完成前的5〜10分钟，打开车厢上的覆盖物，将卸料车停放到距离摊铺机前20cm〜30cm处，由摊铺机推动运料车前行。6）为防止因摊铺机的不匀速前行影响摊铺平整度，在卸料过程中运料车的刹车不宜过紧。待摊铺机与卸料车轮胎接触后，启动液压装置缓慢地将混合料卸入摊铺机受料斗内。4.高弹改性沥青混合料的摊铺1）摊铺前必须将作业面清理干净，经监理工程师检验合格后方可进行摊铺作业。2）摊铺机在工作前0.5〜1h,将摊铺机的熨平板、夯锤初压装置进行预热，预热温度不得低于100C,并将夯锤的振频和振幅调整至合适的范围。3）严格控制摊铺速度，高弹改性沥青混合料的摊铺速度应控制在1〜3m/min内，同时摊铺速度应与拌合能力相适应，保证摊铺机前有5〜6辆料车等待卸料，这样可以保证摊铺机能够保持匀速、不间断地前行，从而保证路面的平整度、减少混合料的离析。4）摊铺机采用非接触式自动找平系统，以原路面作为找平系统的基准。5）根据试验段确定松铺系数，以保证应力吸收层有效压实厚度。5.高弹改性沥青混合料的碾压-9-n1）由于应力吸收层厚度仅为2cm,摊铺后温度下降较快，故压路机应紧跟在摊铺机后30m内做短距离碾压。2）因应力吸收层厚度较薄，不宜采用胶轮压路机碾压以免碾压层产生推移或波浪。3）碾压时采用戴纳派克CC722型双钢轮压路机进行碾压，碾压时采用静压，根据试验段资料，采用的碾压组合为：初压1遍、复压2遍、终压1遍。1.高弹改性沥青接缝处理1）横缝：在新铺筑混合料末端，路面未冷却时，凿除端部厚度不足部分，使工作缝呈直角连接。低温季节，在凿除端涂抹粘层沥青；铺筑前应在前一日铺筑层的顶面上放置与松铺厚度一致的垫木块，使摊铺机的熨平板放置在垫木上，摊铺机熨平板的液压装置加压后向前行驶。接头的碾压一定要与路面呈45°角，初压时轮子一部分压在新铺筑路面上，一部分落在已压实路面上，这样可以保证接头的平顺，每压一遍向新铺层移动15〜20cm,直至全部在新铺层上再改为纵向碾压。2）纵缝：采用热接缝，两台摊铺机呈梯队形前后距离3〜5m同步向前铺筑，两幅之间有30〜60mm的搭接，接缝必须错开轮迹带。2.高弹改性沥青应力吸收层施工温度控制（表二）表二高弹改性沥青应力吸收层施工温度控制表施工阶段高弹改性沥青应力吸收层施工温度「C）沥青加热170C〜175C矿料加热190C〜220C沥青混合料出厂185C〜190C摊铺温度不低于170C初压温度165C〜170C碾压终了温度不低于120C沥青混合料废弃温度高于220C或低于120C3.高弹改性沥青应力吸收层施工完毕后，即可按照常规工艺进行加铺层的施工。-9-n图五高弹改性沥青混合料弹性评价图六高弹改性沥青应力吸收层摊铺、碾压施工图七高弹改性沥青应力吸收层五材料与设备5.1原材料5.1.1集料1.应力吸收层集料级配表三应力吸收层混合料矿料级配表孔径（mm9.54.752.361.180.60.30.150.075设计级配10097.670.752.940.324.212.38.5目标级配1009973.851.631.322.2128.2生产级配10098.168.145.529.220.89.07.32.应力吸收层粗集料质量要求-9-n表四应力吸收层粗集料质量要求技术指标技术要求石料压碎值不大于（%24洛杉矶磨耗损失不大于（%30表观相对密度不小于（t/m3）2.5吸水率不大于（%3.0坚固性不大于（%12针片状颗粒含量（混合料）不大于（%其中粒径大于9.5mm不大于（%其中粒径小于9.5mm不大于（%101520水洗法v0.075mm颗粒含量不大于（%1软石含量不大于（%1.53.应力吸收层集料与沥青的粘附性不小于：34.应力吸收层细集料质量技术要求表五应力吸收层细集料质量技术要求技术指标技术要求表观相对密度3不小于（t/m）2.5坚固性（＞0.3mm部分）不大于（%12含泥量（＜0.075mm的含量）不大于（%0.5砂当量不小于（%70亚甲蓝值不大于（g/Kg）25棱角性（流动时间）不小于（s）455.应力吸收层矿粉质量技术要求表六应力吸收层矿粉质量技术要求技术指标技术要求表观相对密度不小于（t/m3）2.50含水量不大于（%1v0.6mm(%100粒度范围v0.15mm(%90〜100v0.075mm(%75〜100外观无团粒料块亲水系数v1塑性指数V4加热安定性实测记录5.1.2高弹改性沥青表七高弹改性沥青技术指标-9-n项目针入度/0.1mm5C延度/cm软化点/C135C粘度弹性恢复25C指标实测值>60>40>70V3.5>90%5.2高弹改性沥青混合料5.2.1配合比表八高弹改性沥青应力吸收层配合比配合比材料名称料仓最佳沥青用量YsbYsaYsef3玄武岩2.36〜4.75mm机制砂矿粉2#(4.5〜7mm1#(V4.5mm)目标16%80%4%//6.4%2.762.7832.781.07%生产//8%5%87%6.5%2.7452.8392.8631.18%5.2.2高弹改性沥青应力吸收层主要技术指标（见表一）5.3机械设备5.3.15YCT23五边形冲击压路机主要技术指标冲击势能工作质量破碎路面工作速度牵引功率冲击轮宽度牵引高度外形尺寸23KJ16000kg8km/h-10km/h>176kw2X800mm760mm3720mmX2750mmX2100m5.3.2拌合设备：3000型拌合设备1台，每小时稳定生产240t。5.3.3装料设备：ZL50型装载机3台，为沥青混合料拌合设备供料。5.3.4摊铺设备：ABG423沥青混合料摊铺机1台。5.3.5压实设备：XP301胶轮压路机，用于水泥混凝土面板的压稳施工；戴纳派克CC722型双钢轮压路机，用于高弹改性沥青应力吸收层的初压、复压、终压。5.3.6运输设备：15t以上自卸汽车不少于10台，应能满足拌合楼连续拌合、摊铺机连续摊铺为宜。5.3.7其他辅助设备：路面清扫车一台，森林灭火机不少于3台，8t洒水车1台。六质量控制6.1打裂压稳：6.1.1在冲击式压路机作用下刚性面板产生的裂缝十分细小，因而在干燥路面状态下难以判别路面是否开裂。所以采取在一定范围内均匀洒水后即可见清晰的裂缝，并拌有气泡产生，由此鉴别打裂的程度是否满足75%以上的路面产生不规则开裂，每条裂缝的长度在0.4m〜0.6m。6.1.2在破碎后的路面取芯，以确定开裂的程度和深度。由于路面开裂未必沿竖直方向，因此取样的位置选择在开裂的交叉点。必要时开挖检验，直接观察开裂深度。6.1.3在确定打裂程度满足要求后，再确定压稳是否满足要求。在每次压实后观测板块沉降的情况。根据经验，当沉降量不大于5mn1时，即认为压稳施工达到要求。6.1.4在施工过程中，作为强度检验应检测打裂压稳完成后的弯沉值。6.1.5打裂压稳实测项目-9-n表九打裂压稳实测项目检查项目规定值或允许误差检查方法和频率裂块尺度>40cm且w60cm尺量20m一处回弹弯沉值（0.01mm）<45全段，每20m一点，每一评定段不少于20点平整度（mn）w153m直尺，200m测2处X10尺横坡（%±0.3水准仪，200m测4个断面6.2高弹改性沥青应力吸收层质量检查的内容和要求检查项目检查内容检查方法质量要求外观随时目测无离析花白结团接缝随时目测、三米直尺紧密、平整、顺适施工温度出场温度每车不小于1次符合作业指导书规定要求摊铺温度每车不小于1次温度测量碾压温度随时矿料级配每工作日2次，沥青抽提后做筛分、检验级配抽提沥冃离心式抽提及抽栓、矿料筛分抽提后集料筛分在设计允许范围内沥青用量拌合场每工作日2次离心抽提沥青±0.2%压实度200m钻芯机钻取芯样室内标准98%试验路99%动稳定度必要时车辙试验机>3000次/mm七安全措施7.1按照《中华人民共和国交通法》及《公路养护安全作业规程》的要求，编制《公路路面施工安全实施细则》，报监理工程师批准并执行。7.2根据工程特点建立健全工地安全生产管理机构，对全体施工人员进行安全培训。7.3设专人对施工期间所用到的安全生产设施进行维护保养，保证设施始终处于良好的工作状态。在未完成施工任务之前，任何人不得随意撤除或改变安全设施的位置、扩大或缩小控制区范围，以保证施工作业控制区的安全性和有效性。7.4在施工区上游1600m开始，设置警告区、上游过渡区、缓冲区、工作区；在工作区下游设置下游过渡区和终止区，各区域均按照《交通法》及《养护安全规程》的规定设置相应的安全防护设施。7.5对于夜间施工的段落，应在必要位置安装探照灯等照明设施，以满足夜间施工的照明要求，并适当增加施工警告灯的数量。7.6拌合厂内工作人员一律佩戴安全帽，电工穿绝缘鞋，非作业人员不得进入拌合场现场。7.7打裂压稳及沥青混合料的装、运、卸、摊铺、碾压等各工序必须配备专人指挥，各工序工长即为安全生产责任人。八环保措施8.1打裂压稳工序清扫出的废渣、废料等必须倒入指定场地，并做好废料场地的排水工作。施工结束后-9-築淹網zhulQHQ.com覆盖种植土恢复植被。8.2喷洒透层时必须在晴朗无风的天气条件下进行，以免透层沥青对环境造成污染。8.3拌合场存料区场地采取硬化措施，机制砂必须覆盖；矿粉装入专用的储存设备中。-11-n築淹網zhulQHQ.com8.4沥青混合料拌合设备必须安装静电除尘设备，减少粉尘对大气的污染。8.5运料车必须有覆盖措施，以防止粒料洒落对路面造成污染。8.6施工便道按需洒水，以不扬尘为标准。8.7沥青混合料废料必须倾倒入指定地点深埋。九资源节约本工法充分利用了旧刚性路面作为加铺沥青面层的稳固基层，相较挖除刚性面板后重铺基层、面层等工艺大大节约了水泥、砂石等建筑材料；同时，加铺沥青面层与旧刚性路面间设置的高弹改性沥青应力吸收层大大的延长了反射裂缝出现的时间、抑制了反射裂缝的发展，从而延长了养护周期。所以该工法对于节约资源、节约建设资金、延长路面使用寿命、提高路面使用品质等具有特殊的意义，代表了刚性路面改造成柔性路面工艺的发展方向。十效益分析10.1对比条件10.1.1原计划采用的“刚改柔”施工工艺：1.对刚性路面进行铳刨处理，处理深度10mm2•喷洒透层沥青。3.铺设玻纤格栅。4.喷洒粘层。5.铺筑加铺层沥青混凝土。10.1.2本工法进行“刚改柔”施工的工艺：1.对刚性路面进行打裂压稳处理。2.喷洒透层。3.铺筑2cm厚高弹应力吸收层。4.喷洒粘层。5.铺筑加铺层沥青混凝土。10.1.3由以上两种不同的施工工艺可知：两种工艺的第2、4、5项相同，不同点是第1、3项。故经济效益分析为第1、3两项的经济效果对比。10.2经济效益分析10.2.1原计划采用的施工工艺：刚性路面铳刨处理：按照预算单价为15元/m2；铺设玻纤格栅：22.6元/m2。合计为37.6元/m2。10.2.2采用本工法施工：刚性路面打裂压稳处理：按照预算单价为8元/m2；2cm厚高弹改性沥青应力吸收层：25.4元/卅。合计为33.4元/m。10.2.3由以上对比可知，不考虑相同条件的情况下，采用本工法比采用成熟工艺可节约资金：37.6-33.4=4.2元/m2。10.3社会效益采用本工法施工的宣大高速公路三期重车幅水泥混凝土路面加铺沥青面层工程，自2009年8月通车以来，在近三年的使用中没有出现路面开裂、推移等病害，在100Km/h速度时行驶感觉平稳舒适。根据国内外相关资料显示，采用铳刨+玻纤格栅工艺施工的路面一般在使用1〜2年内均出现裂缝，且行车舒适性较差。由此可见，本工法施工的刚改柔路面，其行车舒适性与安全性大为提高，且延缓了反射裂缝的出现与发展、降低了施工直接成本，其社会效益明显。十一工程实例10.1本工法在宣大高速公路三期重车幅水泥混凝土路面加铺沥青面层工程2009-SNLMJP-1合同段的施-11-n築淹網zhulQHQ.com工中应用，本合同段起讫桩号为K248+604〜K257+600,全长8.996Km,施工宽度11.5m、刚性面板厚度28cm。该工法的应用不仅为业主节约了大量的建设资金，而且其通行能力、行车舒适性与安全性大为提高；同时，其维修保养周期延长。通车近三年来未发现路面质量病害，取得了良好的社会效益。10.2本工法在宣大高速公路三期轻车幅水泥混凝土路面加铺沥青面层工程2010-SNLMJP-2合同段的施工中应用，本合同段起讫桩号为K248+604〜K269+383，全长20.779Km,施工宽度11.5m、刚性面板厚度24cm。该工法的应用不仅为业主节约了大量的建设资金，而且其通行能力、行车舒适性与安全性大为提高；同时，其维修保养周期延长。通车近两年来未发现路面质量病害，取得了良好的社会效益。-11-