超薄水泥混凝土在旧沥青路面养护中的应用.pdf

M a i n t e na n c eM ac hi ne 养 r y C 机 on械s t r u c t i on 施 Te 工 c h n 技 o l o 术 g y RM CM 超薄水泥混凝土在 旧沥青路面养护中的应用 Ap pl i c a t i o n o f Ul t r a t hi n W hi t e t o ppi ng i n M a i nt e na nc e o f I ns e r v i c e As pha l t Pavem e nt 杜 小婷 ， 马照 DU Xi a o t i ngM A Bi a o 长 安 大 学 特 殊 地 区 公 路 工 程 教 育 部 重 点 实 验 室 ， 陕 西 西 安 71 0 0 6 4 Key Labor a t or y f or Speci al Ar ea Highway Engi neer i ng of M i ni st r y of Educa t i on Chang an Uni ver sit y，Xi an 71 0064 Shaanxi ，Chi na 【 摘要 】 针对 绍兴 新 昌地 区省 道 3 8 线 新 昌段 的一 段 旧沥 青 路面 ， 通 过 相应 的力学 计 算 ， 设计 确 定 了超 薄水 泥 混凝 土 罩面 的合理 板 块 尺 寸 ； 根 据 国 内外经 验 和 当地 的施 工 条 件 ， 选 择 了满 足试 验 段 要 求 的u T w原材 料和 混 凝 土配 合 比 ； 通过 合理 的质 量 控 制和 施 工 方法 ， 顺 利 完成 了试 验 路 的超 薄 水泥 混 凝土 罩 面 施工 ， 取 得 了u T w在 旧沥青 路 面 罩面 养 护 中 的 应 用 经 验 。 【 Ab s t r a c t】 B a s e d o n a s e c t io n o f i n s e r v i c e a s p h a lt p a v e me n t o f Xi n c h a n g S e c t i o n a t p r o v i n c i a l l i n e 3 8 i n S h a o xi ng，t hr ough m echanics c al culat ion，t he r eas on able s i z e of ul t r a t hi n concr et e plat e over lay i s des i gnedAcc or di ng t o som e dom es t ic and f or ei gn exper i ence and f ocal c ons t r uc t i on con di t i ons，t he r a w m a t er i al s and m i xi ng pr opor t ion of UTW t hat m eet t he r equi r em en t of t r i al r oad ar e det er m i nedBecaus e of t he r easonabl e con t r ol i n qual i t y and c ons t r uct i on， t he ult r a t hi n w hi t et oppi ng t r i al r oad i s success f ul l V com pl et ed， and t he exper i enc e i n appl i c a t ion of UTVv i n mai n t enance of asph aIt pavem ent i s gai ned 【 关 键词 】 道路 工 程 ； 超 薄水 泥 混凝 土罩 面 ； 施 工技 术 ； 板 块 尺 寸 【 K e y wo r d s】r o a d e n g i n e e r i n g ； u l t r a t h i n wh it e t 0 p p i n g ： c o n s t r u c t i o n t e c h n o l o g y ； p la t e s i z e 中 图 分 类 号 ： U41 6 2 1 6 文 献 标 志 码 ： B 文 章 编 号 ： 1 0 0 0 - 0 3 3 X( 2 01 0 ) 0 8 0 0 5 1 0 3 0 引 言 超 薄 水 泥 混 凝 E( Ul t r a T h i n Wh i t e t o p p i n g 简 称 u 1 w ) 路 面 是 指 厚 度 为 5 0 1 O 0 n l r n、 接 缝 间 距 较 小 ( 0 6 1 8 m) 的 水 泥 混 凝 土 罩 面 层 ，是 粘 结 于 已 有 旧沥 青 路 面 上 形 成 的 路 面 结 构 。 uTw 路 面 不 同 于 目前 大 量 使 用 的 刚 性 路 面 、 柔 性 路 面 、 半 刚 性 沥 青 路 面 的 新 型 路 面 形 式 它具 有 建 设 费用 低 、 施 工维 修简 便 、 施 工 中 断时 间短 、 使 用 性 能 良好 、 使 用寿 命 长等 特点 E - 一 2 1 2 0 0 1 年 ， 长安 大 学与 陕西 省铜 川 公路 管理 局 联 合 率 先成功 地修 筑 了中 国第 一 条u T w路面 试验 路 3 为 了 进 一 步 使 UT w 路 面 在 南 方 地 区 得 到 应 用 推 广 浙 江 省 绍 兴 市 公 路 管 理 处 在 新 昌地 区 选 择 省 道 3 8 线 新 昌 段 K1 1 8 + 5 0 0 Kl 】 9 + 0 0 0 作 为 试 验 路 段 与 长 安 大 学 进 行 了 技 术 合 作 ， 借 鉴 已 有 的 设 计 理 论 和 方 法 结 合 实 际 路 况 ， 合 理 选 材 ， 制 定 了 适 宜 的 施 工 方 案 ， 成 功 修 筑 了5 0 0 m 的 uTw罩 面 技 术 应 用 研 究 试 验 路 段 。 1 旧 路 概 况 浙 江 省 省 道 3 8线 新 昌 段 起 讫 桩 号 为 K1 5 9 8 4 4 3 K1 6 4 2 7 4 3， 全 长 4 4 3 k m。 随 着 新 昌 县 经 济 的 发 展 和 道 路 使 用 时 间 的 延 长 ， 沥 青 路 面 出 现 了横 向 裂 缝 、 沉 陷 、 网 裂 、 松 散 、 坑 槽 、 泛 油 等 病 害 。 1 1 综 合 承 载 能 力 测 试 与 评 价 2 0 0 7 年 l 】 月1 2臼对 浙 江省 道 绍兴 新 昌县 至 宁 波 象 山线 K1 1 8 + 5 0 0 K1 1 9 + 0 0 0 行 弯 沉 测 试 。仪 器 采 用 5 - 4 m 贝克 曼 梁 测 试 车 ， 车 型 为 B Z Z一1 0 0 轮 胎 左 右 气 压 均 为07 养护 机械 & 施工技术 Ma i n t e n a n c e Ma c h i n e ry& Co n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y MP a，后 轴 重 为 1 0 0 k N；路 基 干 燥 ； 前 5 d 平 均 气 温 为 1 3 ，保 证 率 系数 为 1 3 。测 试 点 总 数 为5 0 ，平均 弯 沉 为 1 2 5 3 2 mm， 标 准 差 为 6 6 5 mm 弯 沉 代 表 值 为 21 2 1 mm 计算 综合 回弹弯 沉值E = 1 1 1 MP a 。 1 2 旧 路 面 破 损 状 况 调 查 分 析 全 路段 内泛 油严 重 ， 主 要 分布在 左 右幅 中 心地 带 呈 间 断 、 较 密 的 岛状 分布 ， 前 1 0 0 m主要 表 现 为泛 油 ， 中 间 4 0 0 i n 表 现 为泛油 、 不规则 裂缝 、 松 散 等综合 破坏状 态 。 特 别 在 K1 1 8 +8 6 8 K1 1 9 + 0 0 0出 现 5处 不 同 程 度 沉 陷 其 中 在 K1 1 8 + 8 6 8 处 出现 面积 为7 0 m x 3 2 IT I 的沉 陷 ，路基 变形 明 显 ： 最 后 5 0 m还 出 现 拥 包 最 严 重 处 面 积 为 3 0 mx 0 6 m 该段 沥 青路 面 的综合 破 损率 为6 9 9 路面 状 况指 数 为 6 6 6 路 面 质 量 等 级 为 中 。 2 试 验 段 UTW 结 构 设 计 根据 已有的设计理 论，将 旧路 的回弹 弯沉 值和混凝 土 设计参数( 水泥混凝土 设计 弯拉 强度 为5 0 MP a ， 混凝土 弯拉 弹性模量 I I Y 3 0 0 0 0 MP a ) 代 入有 关公 式进行 了计 算和 验算 ， 最后 方案确定 为 ： 罩 面厚度9 c m， 路 面板平 面尺 寸为 1 1 m 1 1 m。经计 算 ， 该 方案在完全 连续状态 时可 以满足要 求 ， 完 全 滑 动 时 也 可 以满 足 要 求 铺 筑 UTw路 面 的 方 案 可 行 嘲。 3 混 凝 土 配 合 比 与 原 材 料 uT w 路 面 所 用 的 混 凝 土 通 常 为 高 早 强 混 凝 土 ( I E S C ) ， 且 宜掺 入适 量纤 维进 行 增 强 总体 要 求抗 折强度 高 、 弹性 模量 低 、 密实 、 耐磨 、 施工和 易性好【 。 u I 1 w 路 面 水 泥 混 凝 土 配 合 比 设 计 按 中 国 现 行 国 标 水 泥混凝 土 路面 施工 及验 收规范 ( GB J 9 7 8 7 ) 的规定 ， 采 用 抗 弯 拉 强 度 为 指 标 的 经 验 公 式 法 进 行 基 准 配 合 比计 算 按 所选 增 强 纤维 的推荐 掺 量直 接 掺入 ， 根 据 室 内试验 计 算 得 出 配 合 比 ， 本 研 究 设 计 的 水 泥 混 凝 土 抗 弯 拉 强 度 值 大 于 5 5 MP a， 能 满 足 规 范 要 求 9 3 。 推 荐 水 泥 混 凝 土 配 合 比( 质 量 比) 为 ： 水泥 ： 水 ： 砂 ： 粗 集料= 1 ：0 4 2 ： 1 5 0 ： 3 3 4 。 水泥 采 用4 2 5 级普 通 硅酸 盐 水 泥 ；级 配 组成 设 计采 用嵌 锁 密实 型水 泥混 凝土 ；增 强 纤维 采用 佳路 得 网状 聚 丙烯 纤 维 掺量 为 0 9 k g i n 。 ； 外 加 剂采 用 天马 牌 N F 一 1 型 高效 减水 剂 掺 量 为水泥 用 量 的2 。 对 uT w 路 面 使 用 性 能 影 响 作 用 明 显 。 因 此 。 在 u， I W 路 面 施 工 前 ， 应 对 旧 沥 青 路 面 进 行 全 面 调 查 ， 并 采 取 适 宜 措 施 进 行 ； 隹备 ， 以利 于u T w路面 的长 期 使用 性 能 。对 旧沥 青 路 面 进 行 施 工 ； 隹备 的措 施 主 要 有 ： 铣 刨 、 清 洗 、 裂 缝 处 理 、 找 平 、 补 强 、 设 置 应 力 消 解 层 等 。 利 用 路 面 铣 刨 机 对 旧 沥 青 路 面 表 面 进 行 铣 刨 处 理 清 除 沥 青 路 面 的 车 辙 、 拥 包 、 波 浪 等 变 形 ， 保 证 表 面 大 面 平 整 ， 并使 表 面粗 糙 ， 粗 集 料外 露 ， 增 大路 面板 与沥 青 层 之 间 的 啮 合 作 用 ， 提 高 层 间 粘 结 力 。 以 减 小 板 内应 力 。 铣 刨 厚度 应 根据 路面 变形 状 况 、 旧路 面 沥青 层厚度 、 旧路 面 标 高 、 设计 标 高 、 设计 板 厚 等 因素 综合 确 定 ， 在保 证 表 面 平 整 、 粗 糙 的 前 提 下 ， 尽 量 减 小 铣 刨 厚 度 ， 使 uTw 路 面 有 足 够 厚 的 沥 青 下 卧 层 。 用 高 压 水 冲 洗 铣 刨 后 的 表 面 ， 清 除 浮 渣 ， 有 利 于 层 间 粘 结 。 冲 洗过 程 中应 采取 合适 的排 水 措施 ， 及 时 将水排 除 到 路基 范 围 以外 。 尤 其是 分 幅施 工 中 ， 冲 洗靠 近 已完半 幅 一 侧 时 。 应尽 量避 免 过 多水渗 入 路面板 和 沥青层 界 面 。 冲 洗 结 束 后 ， 应 认 真检 查 表 面 ， 对裂 缝 进行 封 闭处理 以减 小 对 板 的 反 射 破 坏 作 用 。 封 闭 可 采 用 涂 刷 沥 青 、 土 工 材 料 灌 缝 等 措 施 。 国 UTW试 验 路 研 究 中 ， 对 比 较 严 重 裂 缝 路 段 采 取 了设 置 应 力 消 解 层 的 方 法 进 行 处 理 。 5 施 工 工 艺 与 质 量 控 制 根 据 试 验 路 段 工程 实 际 ， 提 出 了u r w罩 面 小 型 机 具 施 工 工 艺 及 质 量 控 制 措 施 。uTW路 面 施 工 流 程 如 图 1 所 示 。 ( 1 )旧沥 青路 面 罩面 前 处理 。 为 了保 证层 间粘 结 力 ， 在 使 用 薄 层 混 凝 土 罩 面 施 工 以 前 ，对 试 验 段 的 旧 沥 青 路 面 进 行 了 铣 刨 、 清 扫 和 高 压 水 冲 洗 等 处 理 ， 见 图 2 。 f 2 _) 三 振 一 拖 滚 二 抹 一 拉 毛 ” 成 面 法 施 工 。在 表 面 处 理 后 的施 工 路段 ， 按 要 求安 装 模板 ， 再 采 用 “ 三 振 一 拖 滚 二 抹 一 拉 毛 ” 成 面 法 施 工 。 即 ： 混 凝 土 拌 和 、 运 输 并 人 工 摊 铺 后 ， 采 用 平 板 振 捣 器 振 捣 ， 拖 滚 整 平 后 两 次 收 面 ， 最 后 进 行 压 纹 。 ( 3 )锯 缝 并 封 缝 。成 型 混 凝 土 达 到 规 定 强 度 后 ， 按 路 面板 平 面尺 寸锯 缝 并 用 改性 沥青 填缝 。 f 4 1 养 生 。项 目在 冬 季实施 ， 经 历 了雨 雪天气 ， 有 时 日 平均 气温低 于5。 根据天气状 况和 温度 ， 对 已经 收面的作 业 面 及 时 采 用 了薄 膜 覆 盖 和 加 盖 毛 毡 保 温 养 生 的 措 施 。 4 旧 沥 青 路 面 处 理 方 案 6 结 语 通 过 国 内外 对u T w路面 的理 论 分析 和 试验 路 研 究 ， 表 明 旧沥青 路面 沥青 层 品质 和厚 度 、 承 载能 力 、 表面 状 况 5 2 根据 浙 江 省新 昌县 省道 3 8 线 沥 青路 面 工 程 实 际 ， 对 超 薄水 泥 混凝 土 ( u T w) 罩 面技 术 的设 计 、 施 工 与使 用 情 图1 UTW 路 面 施 工 流 程 图2 旧 沥 青 路面 铣 刨 后 清 洗 养护机械 & 施 工技术 Ma i n t e n a n c e Ma c h i n e r y Co n s t r u c t i o n T e c h n o l o g y 况 进 行 了应用 研 究 ， 得 出 了 以下主 要 结论 。 UT W路 面 可 以 应 用 于 南 方地 区 的 一 般 旧 沥 青 路 面 的养 护 维 修 且 初 期 使 用 效 果 良好 。 f 2 1 uT w 路 面 面 层 薄 ， 板 块 尺 寸 J 、 而 灵 活 ， 施 工 后 的 养 护 、 维 修也 很 方便 ， 可 以节 约 材 料 和 施工 成 本 ， 综 合 经 济 效 益 良好 有 利于 可 持续 发 展 。 ( 3 )根据 试 验路段 的检 测 和 分析 ， 罩面 方案 采用 板块 厚 度 9 c m、 板 块 尺 寸 1 1 mx1 1 11 1 。 所 选 用 的 混 凝 土 施 工 配合 比满 足 了试验 路段 的养 护使 用 要 求。 f 4 1 u T w路 面 的长期使 用情 况还 有待于 进 一步跟 踪 观 测 与 分 析 参 考 文 献 ： 1 马鼠 超 薄水 泥混凝 土路 面设 计理论与方 法研 究 D西安 ： 长 安大学， 2 0 0 2 2 胡长顺 ， 王秉纲 复合式路 面设计 原理 与施工技 术 M 北 京： 人 民 交 通 出版 社 1 9 99 3 申爱琴 水泥与水泥混凝 土 M北京： 人 民交通 出版社 ， 2 0 0 0 4 汪澜 水泥混凝土纽成性能应 用 M 北京： 中国建筑工业 出版 社 ， 2 0 0 5 5 J O J 5 5 -2 0 0 0， 普通混凝土配合 比设计规程 I s 6 G B 5 0 0 7 O 一2 O 0 2 ， 混凝土结构设计规范 s 7 谢 洪学， 沈承庭 混凝土配合 比使 用手 册 M 北京 ： 中国计 划 出 版 社 2 0 0 2 8 周怀 治， 原 驰 超 薄水泥混凝 土路 面修筑 养护技术研 究 J 筑 路机械与施工机械 化， 2 0 1 0 ， 2 7 ( 3 ) ： 2 2 2 7 9J G J F 3 0 -2 0 0 3 ， 公路 水泥混凝土路面施工技 术规 范 s 收 稿 日 期 ： 2 01 0 - 0 4-1 0 责 任 编 辑 ： 王 玉 玲 ( 上 接 第5 0页) 工格 栅加 筋 路基 、 粉 喷 桩复 合地 基 等 方式 进行 处理 将 路 基 工 后 沉 降 量 控 制 在 预 定 目 标 范 围 内 达 到 了 差 异 沉 降 主 动 控 制 的 目 的 。 参 考 文 献 ： 1 傅珍 ， 王选仓， 陈星光， 等 拓宽路基差异沉降特性和 影响 因素 J 交通运输工程学报 ， 2 0 0 7 ， 7 ( 1 ) ： 5 4 5 7 2 张永清 ， 王选仓 ， 王朝 辉 拓 宽路基 差异沉降计算参数和 的确定 L 长安大学学报 ： 自然科 学版 ， 2 0 0 9 ， 2 9 ( 2 ) ： 1 3 7 8 3 李珍 玉， 李海洋 ， 王永和 ， 等 贝叶斯理论在红粘土地基 沉降 中的 应用 J 长安 大学学报 ： 自然科学版， 2 0 0 9 ， 2 9 ( 4 ) ： 3 O 一 3 3 4 聂鹏 ， 曲向进 ， 刘奉侨 ， 等 沈大高速公路 改扩 建工程路基加 宽 容许 工后 不均匀沉降指标研 究 J 公路 交通科技 ， 2 0 0 5 ，2 2 ( 7 1 ) ： 1 8 -2 0 5 傅珍， 王选仓 ， 陈星光 ， 等 高速公路拓 宽差异 沉降对路 面结构 的影响f I 长安大学学报 ： 自然科 学版 ， 2 0 0 8 ， 2 8 ( 3 ) ： 3 6 3 9 6 王 东耀 ， 折 学森 高速公路 软基 最终沉 降预测 的范例推 理 方法 1 长安 大学学报： 自然科学版 ， 2 0 0 6 ， 2 6 ( 1 ) ：2 0 - 2 3 7 郑木 莲， 王选仓 ， 王崇涛 路基 弯沉检测标 准L I 长安大学 学报 ： 自然科学版 ， 2 0 0 8 ， 2 8 ( 5 ) ： 5 -9 8 尹利华 ， 王晓谋 ， 张 留俊 费 尔哈斯 曲线在软 土地基路堤 沉降预 测 中的应用 J 长安大学学报 ： 自然科学版， 2 0 0 9 ， 2 9 ( 2 ) ： 1 9 - 2 3 9 王伟 ， 孙斌祥 ， 卢廷 浩 公路路堤 软土地 基工后沉 降的三参数 预估模型U 中国公路学报， 2 0 0 8 ， 2 7 ( 2 ) ： 1 2 1 7 1 0 陈建峰 ， 石振明 ， 沈 明荣 宽路堤软 土路基 沉降的有限元模 拟 J 公路 交通科技 ， 2 0 0 3， 2 0 ( 4 ) ： 2 3 2 5 7 7 崔新 壮 交通荷 载作用 下低路 堤软粘 土地基 累积 沉降规律 分析 1 中国公路 学报 ， 2 0 0 9 ， 2 2 ( 4 ) ： 1 8 收 稿 日期 ： 20 0 9 -11 1 5 责 任 编 辑 ： 谭 忠 华