连续厂拌式碾压混凝土基层在广乐高速公路中的应用.pdf

2 0 1 5年第 5期 广 东 公 路 交 通 G u a n g D o n g G o n g L u J i a o T o n g 总第 1 4 0期 文章编号 ： 1 6 7 1 7 6 1 9 ( 2 0 1 5 ) 0 5 0 0 0 1 0 4 连续厂拌式碾压 混凝 土基层 在广乐高速公路中的应用 许新权，方 杨 ，李海军，肖春发，傅广文，伍 宇 ( 1 公路交通安全与应急保障技术及装备交通运输行业研发中心， 广州 5 1 0 4 2 0 ； 2 广东华路 交通科技有限公司 ， 广 州 5 1 0 4 2 0 ) 摘要： 连续厂拌式碾压混凝土基层在国内应用较少， 尚未形成完善的施工工艺。对广乐高速公路 L M2标碾压混 凝土基层的原材料选择、 配合比设计优化、 施工质量控制要点进行了分析。实践表明， 在有效控制细集料含水 量、 含泥量指标的条件下， 连续厂拌式碾压混凝土基层使用效果良好， 路面使用性能优良。 关键词 ：高速公路 ；碾压混凝土 ；配合 比设计 ；施工质量 中图分类号 ： U 4 1 6 2 1 2 文献标 识码 ： B 0 引言 半刚性基层沥青路面使用质量和使用寿命达 不到应有水平 ， 其 主要 原因是传统 的半 刚性基层 强度不足 、 强度衰减较 快、 不 耐雨水 冲刷所 造成。 针对广东地区在高温 、 重载、 多雨条件下 的半 刚性 基层沥青路面易出现水损害 、 裂缝 、 强度衰减快等 早期损坏情况 ， 并且在施工期 ， 半刚性基层容易受 施工车辆荷载的作用发生表面松散 、 龟裂等病害 ， 而碾压混凝土基层具有强度 高、 承载能力 大 的特 点 ， 采用碾压混凝土 ( R C C) 基层可 以提高基层 的 强度和抗 冲刷 性能 ， 因此 在广 乐高 速公 路 L M 2 、 L M 4合 同段采用碾压混凝土基层沥青路面 ， 其路 面结 构 为 ： 4 5 c m 改 性 G A C一1 6+5 5 c m 改 性 G A C一2 O +8 c m A T B 一2 5 +2 4 c m 碾 压 混 凝 土 ( R C C )+1 8 c m水稳下基层 +1 8 c m水稳底 基层 + 2 0 c m级 配碎 石垫 层 。 本文对广乐高速公 路 L M 2标 碾压混 凝土基 层 的原材料选 择 、 配合 比设计优 化 、 施 工工 艺及 控制要点进行 了分析 ， 可为后续类似工程提供借 鉴 。 1 原材料与配合比设计 1 1 原 材料 水泥为湖南 良田水泥有限公 司生产的岭东牌 P C 3 2 5复合硅酸盐水泥 ， 水泥 的主要指标检测 结果见表 1 。 集料 ， 粗细集料 、 石屑来 源于韶关兴华石场 ， 河砂为韶关龙归 老苏坝河砂 ， 检测结 果见表 2 表 4 。 1 2 配合比设计优化 碾压混凝土配合 比设计 的基本思想是满足设 计弯拉强度 、 工作性 、 耐久性和经济性 的要求。基 层碾压混凝 土主要考虑前两项技术要求 ， 在满足 前三项技术要 求的前提下 ， 碾压混凝 土配合 比应 尽可能经济。 表 1 水泥物理力学性质 基金项目： 广东省交通运输厅科技项目( 编号 ： 2 0 1 0 0 20 0 6 ) 作者简介 ： 许新权 ( 1 9 8 1一) ， 男 ， 硕士 ， 高级工程师 ， 主要从事公路试验检测 、 路面结构与材料研究 、 路面施工技术 咨询等 工作 。E m a i l ： 5 6 9 5 0 3 1 2 8 q q c o rn 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5年第 5期 广东公路交通 总第 1 4 0期 表 2 碎石主要指标试验结果 表 3 石屑主要指标试 验结果 表 4 河砂主要指标试 验结果 设计指标以 2 8 d抗弯拉强度作为 R C C试验配 合 比设计指标 ， 2 8 d抗弯拉强度 3 0 MP a 。施工过 程中， 7 d抗压 强度按 1 2 MP a控 制； 碾压混凝 土工 作性 以改进 值评定 ， 其值控制在 3 0 5 s 。本项 目碾压混凝 土配合 比设计 采用绝对 体积法 ， 通 过 正交试验确定碾压混凝 土的级配、 水泥用量 和用 水量。经计算本项 目碾压混凝土配制强度应达到 3 9MPa。 根据本项 目集料筛分结果 ， 设计 了三个级配 ， 如表 5所示。 表 5 碾压混凝土粗细集料合成级配 根据正交试验法确定各水平 因素 ( 表 6 ) ， 进行 试验考察 的指标有改进 V C值 ( 2 0 3 0 s ) 、 7 d断块 抗压强度和 2 8 d抗折强度， 室内试件成型时的压 实度按 9 5 控制。 根据选定 的混合料级 配 、 单位 水泥用量及单 位用水量成型试件 ， 成 型后 的试件在标准条件 下 养护至规定龄期进行抗弯拉强度及抗弯拉试件断 块抗压强度试验。正交试验结果见表 7 。 2 表 6 水平 因素表 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5年第 5期 许新权 ， 方杨 ， 等： 连续厂拌式碾压混凝土基层在广乐高速公路 中的应用 总第 1 4 0期 7 d 抗 压强度 5 7 1 0 6 1 1 3 5 8 从各因素对改进 值 的影 响结果来看 ， 级配 用水量 水泥用量 ， 说明级配和用水量对碾压 混凝土的和易性影响相对较大 ， 因此 ， 在施工 中应 特别重 视对这 两个 因素的控制 。从各 因素对 7 d 抗压强度 的影响结果 来看 ， 用水量 水 泥用量 级配 ； 从各 因素对 2 8 d抗折强度的影 响结果来看 ， 级配 水泥用量 用水量 ， 不同因素对 不同龄期 的抗压 和抗折强度影响不 同。 从满足配制强度、 施工和易性 、 工程 经济性等 方面综合考虑， 推荐采用 1 号配比， 即 1 级配， 水 泥用量 2 2 0 k g m ， 用水量 1 l O k g m ， 其 配制 的碾 压混凝 土改 进 值 为 2 8 s ， 2 8 d抗 弯 拉 强度 为 4 0 7 MP a ， 7 d抗 压 强度 为 1 7 3 MP a 。 2 碾压 混凝土基 层施工质量控制要 点 碾压混凝土施 工流程为 ： 碾压混凝 土拌合一 运输一卸人摊铺 机 摊铺机摊铺一 双钢 轮压路机 初压一 大吨位单钢轮压路机振动复压一 双钢轮压 路机终压一养生一切缝 、 清缝一填缝 。 2 1 拌 合 混合料生产质量 的稳定性 ， 是碾 压砼施工质 量控制 的重要环节。混合料质量最重要 的控制指 标除了级配和水泥含量外 ， 含水量的控制也很重 要 ， 含水量直接决定 了混合料 出拌合机 口改进 值情况 ， 实 际施工生产过 程又要考虑到混合料从 生产到摊铺碾压完成过程 中含水量 的损失 ， 按 配 合 比设计最佳含水量 +0 +1 进行控制 。含 水量过大会 出现质量 问题 ， 还会 造成混合料生 产 过程易粘结拌臂 ， 拌缸 出料 口堵塞 ； 含水量过小现 场碾压无法压实 。为了保证混合料含水量均匀稳 定 ， 需对细集料和上料仓搭设 防雨棚 ， 并随时检测 各档集料的含水量 ， 尤其是雨后 ， 及 时通过含水量 试验数据调整拌合控制用水量 ， 以保证混合料 含 水量的稳定性。 2 2 摊铺 碾压混凝土基层设计厚度为 2 4 c m， 摊 铺松铺 厚度在 3 0 c m左右。本项 目采用 1 7 5 k W 大功率摊 3 7 8 O 1 6 1 5 5 5 0 7 8 0 8 O 6 4 5 9 5 1 9 9 0 4 4 6 8 5 2 硒 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 5年第 5期 广东公路交通 总第 1 4 0期 铺机 ， 由于松铺厚度大 ， 摊铺 机向前摊铺的料槽 中 的集料经螺旋布料 向前推进 时， 大粒 径 的粗集料 向前翻滚 ， 造成粗 、 细集料不均匀分 布， 形成 了竖 向离析。为解决竖 向离析 问题 ， 对摊 铺机进行改 装 ， 安装大直径低速螺旋 ， 螺旋直径 5 0 c m至 4 0 c m 自内向外渐变 ， 加大加深布料 的料槽 ， 保证布料过 程混合料可以埋深螺旋叶片的2 3以上 ； 料槽前方 挡料板前加设软式挡料板 ， 让前挡料板与下 承层 的间距控制在 1 0 mm左右 ， 防止混合料中粗集料外 漏。通过改造摊铺 机设备 ， 有 效地解决 了混合 料 的离析现象。 2 3 碾压 碾压是碾 压混凝 土基 层施 工 的重要 工序 之 一 。混合料按设计 配合 比生产后 ， 结构层 的强度 高低主要取决于混凝土的密实程度。碾压混凝土 结构层厚度 比一般 的结 构层要厚 ， 需采用 大功率 的压路机才能压实 ； 如果初压 的压实功过大 ， 会导 致原摊铺面容易产生波浪状 ( 压 实面与未压实面 处的压纹无法消除) ， 所 以碾压组合需采用 由轻到 重的碾压顺序 ， 碾压功从4 , N大合理组合 ， 减少碾 压过程产生拥包形成波浪状。一般较合理 的碾压 组合为初压 1 3 t 左右双钢轮高静压 1 2遍 ( 形成 初始压实功 ， 减少拥包 )+复压 1 8 t 以上单钢轮振 压 3遍以上( 主要压实功直到满足压实度要求 )+ 终压 1 3 t 左右双钢轮静压 1 2遍 ( 收面平整削除 轮迹) 。 2 4 养生 碾压完成后并经检查合格 的碾压混凝土基层 应立 即开始养生， 养生期 为 7 d 。养生采用先覆盖 土工布、 洒水 ， 再塑料薄膜 的方式进行 ， 养生中， 碾 压混凝土基层要始终保持潮湿状态。薄膜应有一 定的厚度和宽度 ， 两 幅间应 相互搭 接 2 0 c m 以上。 覆盖薄膜后应 以砂或绳 网等重物压边 ， 不得 采用 基层废料 、 土颗粒等污染性 材料压边。在 养生期 间 ， 除洒水 车外 ， 禁止其他车辆在路上通行。 2 5 切缝、 清缝与灌缝 碾压混凝土施工完毕后 ， 在不产生 崩边的情 况下应尽早进行切缝 ， 切缝 时间一般应 控制在养 生后 2 4 7 2 h ， 以避免 因碾压混凝土的收缩而产生 大量裂缝。切缝时间的确定应 由施工期 间该地 区 的平均气温及昼夜温差确定 。 切缝应采用硬切缝 的方式 ， 切缝深 度不宜小 于 1 4板厚 ， 最浅不小于 6 0 m m， 切缝宽度宜为 3 5 m m， 横向切缝间距设置为 l O m。切缝后应立即进 行第一次清缝 ， 清 除缝 中的碎屑 、 污物 等， 防止切 缝时的灰浆固结在缝 中。在养 生完成后灌封前进 行第二次清缝 ， 用 2 ra m直径的细铁丝配合森林灭 火器进行清缝 ， 清缝后应立即灌缝 。在缝干净 、 干 燥后采用 A级 7 0号热沥青进行灌缝。 3 结语 连续厂拌 式碾 压混凝 土基层 的应用 实践表 明 ： 在有效控制细集料 的含水量 、 含泥量指标和不 提高基层材料其他技术指标 的条件 下， 连续 厂拌 式碾压混凝土基层能达到高等级重交通贫混凝土 设计要求 ， 因此在重交通高速公路 中具有较好 的 应用前景 。目前 ， 广乐高 速公 路通车逾半 年的时 间， 通车后交通量迅速增长 ， 碾压混凝土基层沥青 路面使用性 能 良好 ， 长期使用性能还有待 时间 的 进一步检验。 参 考文献 ： 1 公路水泥混凝土路面施工技术细则 J T G T F 3 0 2 0 1 4 s 北京： 人民交通出版社， 2 0 1 4 2 公路路面基层施工技术规范 J T J 0 3 4 2 0 0 0 s 北京： 人民交通出版社， 2 0 0 0 3 杨金泉 碾压混凝土路面施工技术 M 北京： 人 民交通出版社 ， 2 0 0 0 4 周勇， 刘宇 浅议水稳厂拌碾压混凝土基层施工 质量检查控制方法 J 混凝土， 2 0 1 0 ( 1 2 ) ： 1 4 1 1 4 4 ( 收稿 日期 ： 2 0 1 5 0 61 2 ) Ap pl i c a t i on o f Co n t i n uo us M i x Pl a nt Ro l l e r - c o m pa c t e d Co nc r e t e Ba s e o n Gu a ng l e Ex pr e s s wa y X U X i n q u a n 。F A N G Y 0 n g 。 L f H n u n， x I A o C h u n f a ， F U G u a n g w e n ， WU Y u ( 1 R e s e a r c h a n d D e v e l o p me n t C e n t e r o n R o a d T r a n s p o r t S a f e t y a n d E me r g e n c y S u p p o r t T e c h n o l o g y& E q u i p me n t ， Mi n i s t r y o f T r a n s p o rt，P R C，G u a n g z h o u 5 1 0 4 2 0； 2 G u a n g d o n g Hu a l u T r a n s p o r t T e c h n o l o g y C o ， L t d ，G u a n g z h o u 5 1 0 4 2 0) Ab s t r a c t ：C o n t i n u o u s mi x p l a n t RCC b a s e h a s b e e n r a r e l y u s e d i n Ch i n a，wh i c h h a s n o t y e t f o r me d a c o mp r e h e n s i v e c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y I n t h i s p a p e r ，t h e s e l e c t i o n o f r a w ma t e r i a l s，mi x d e s i g n，o p t i mi z a t i o n o f c o n s t r u c t i o n q u a l i t y c o n t r o l f o r RC C b a s e o f Co n t 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