水泥混凝土路面加铺沥青混凝土的探讨.pdf

2 0 1 1 年第 2 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 1 6 期 文章编号 ： 1 6 7 1 7 6 1 9( 2 0 1 1 ) 0 2 0 0 4 2 0 4 水泥混凝土路面加铺沥青混凝土的探讨 林旭东，施茂松，代 磊 ( 广东华路交通科技有限公司，广州5 1 0 4 2 0 ) 摘要： 通过对水泥混凝土路面加铺沥青混凝土施工过程的实践， 对出现的各种现象进行分析和探讨， 形成一些结 论和观点， 对类似工程的施工和设计有一定的参考作用。 关键词： 水泥混凝土；加铺；沥青混凝土 中图分类号： U 4 1 6 2 1 6 文献标识码： B O 概述 某高速公路采用水 泥混凝 土路面结构 ， 路 基 宽度 2 4 5 m， 沿线纵坡较多， 最大纵坡5 0 ， 于 2 0 0 5 年 1 0月建成通车。通车4年多， 水泥混凝土 路面病害相对较少， 为提高路面的美观性， 行车舒 适性， 在水泥混凝土路面上加铺沥青面层。该次 实施的是试验段， 施工长度约单幅5 k m 。 本次施 工 维修 的主要 内容： 路基 段 加铺 8 c m G A C一 2 0沥青混凝土和 4 c m G A C一1 3改性沥 青7 昆 凝土， 桥梁段加铺 4 c m G A C一1 3改性沥青混 凝土。另外对原路面的病害进行处理， 包括板面 脱空处理、 裂纹处理等； 对原波形梁护栏、 防撞墙和 排水设施进行改造 ， 部分地段排水设施进行疏通。 1 主要施工措施及效果 1 1 工作面处理 1 1 1 铣 刨 采用水泥混凝土专用刀具铣刨， 按5 1 0 m m深 度控制( 桥面按 5 m m) ， 铣刨面积能保证在 8 5 以 上。铣刨后用专用扫地车清扫两遍， 吹风机吹扫一 遍， 较清洁， 用白毛巾擦拭呈灰色。铣刨过程曾出现 小雨天气， 铣刨后用高压水枪清理两遍工作面。 铣刨后出现的问题： 横向接缝啃边严重， 有些 达到4 5 c m； 纵向接缝啃边 1 2 c m； 二是铣刨后 旧路面、 桥面粗粒径碎石被带起， 工作面出现小 坑， 封层及防水粘结层施工后， 同步碎石和沥青微 观上未呈均匀分布。 1 1 2 清缝和灌缝 清缝： 人工清缝， 吹风机吹扫， 能保证清缝到位。 灌缝： 原设计采用 M 9 5 0聚氨酯填缝料， 后改 用改性热沥青， 最后改用改性乳化沥青砂， 用水壶 慢灌， 施工过程沥青需不断加热。灌缝过程如从 低端往高端灌注， 效果略好于相反方向灌注。啃 边处灌平。 1 1 3 接缝 的防反射裂缝处理 路基段接缝 的防反射裂缝处理分别使用 自粘 式压缝带、 热粘式压缝带、 浸油土工布和仅做清 缝、 灌缝处理。桥面不作处理。 ( 1 ) 自粘式压缝带处理路段： 厚度 3 m m， 横向 压缝带 8 c m宽， 纵向4 c m宽， 自粘式压缝带主要材 料是沥青， 沥青粘结， 施工进度较快。中面层施工 后， 横向压缝带处约4 0 肉眼可见凹陷， 最大高差 达 5 m m， 有泛油现象。抽芯后在压缝带处有沥青 积聚 ， 渗人中面层约 3 c m。 ( 2 ) 热粘式压缝带处理路段 ： 厚度 3 m m， 沥青 含量约占3 0 ， C A P涂底 ， 明火烧熔粘结。施工过 程进展缓慢。中面层施工后， 局部横向压缝带处肉 眼可见凹陷， 最大高差 3 m m， 未见泛油现象。抽芯 后可见粘结极好， 有沥青积聚， 渗入中面层约2 c m 。 ( 3 ) 土工布处理路段： 横向宽度 l m， 纵向宽度 0 5 m， 用改性热沥青粘结 。施工进度快 ， 粘结质量 难保证， 料车行驶常将土工布带起， 需经常维护补 粘。中面层施工后情况正常， 抽芯可见粘结良好， 土 工布与大粒径碎石接触处形成孔洞， 面积约1 0 。 ( 4 ) 未做接缝处理路段： 仅做清缝灌缝处理， 下封层沥青与碎石与其它路段相同。目前情况正 常， 效果有待观察。 1 2 透层 、 封层和防水粘层 采用同步碎石洒布车， 洒布均匀。在铣刨后 作者简介： 林旭东( 1 9 7 2 5 一) ， 男， 工程师 ， 主要从事公路工程监理工作。E m m l ： l i n x u d o n g l i n x u d o n g 1 2 6 c o rn 42 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1 年第 2 期 林旭东， 施茂松， 代磊水泥混凝土路面加铺沥青混凝土的探讨 总第 1 1 6期 形成的小坑处有沥青和碎石积聚现象。 现场施工出现同步碎石洒布车在刚起步时， 因管路温度低 ， 出油不畅， 起步时喷洒量少， 有带 状现象； 第一处施工的路基过渡段在仅做上面层 处发现有油斑， 其它过渡段在该处的封层用油量 由 1 8 k g m 降为与桥面相同( 1 0 k g m ) ， 未发现 类似现象。 1 3 粘层 粘层采用快裂或中裂改性乳化沥青， 用量未 明确， 实际用量是 0 2 0 4 L m 。 。 施工现场的污染明显少于新建公路。经取 芯 ， 层 间粘接牢固。 1 4面 层 1 4 1 拌 和楼 所使用 的拌和楼 为西筑 H 4 0 0 0型 ， 13生产能 力达 2 0 0 0 t d 。拌和楼的计量系统和温度控制系 统经过标定 ， 生产过程使用稳定 。 拌和楼出现过三次故障， 造成现场停产。故 障问题如发电机、 输送链条等。 1 4 2 沥青混合料级配 目 标级配试验原采用的筛分数据基数较少， 且仅取其中一个筛分结果进行 目标级配设计， 所 取用的筛分结果代表性不足。 1 4 3 摊铺和压 实 设备配置 ： 摊铺机配置 ： 配备 A B G一8 6 2 0型 + A B G一 4 2 3型 + S U P E R 2 1 0 02型( 1 2 m) 沥青摊铺 机共 3台。压路机配置： 配备 2台B W2 0 2 型( 1 I t ) 振动双钢轮压路机( 其中一台备用) +1台 B W2 0 2 型( 1 3 t ) 振动双钢轮压路机 +1台 2 Y 81 0 B型 ( 8 t ) 光轮压路机 + 2台 X L 2 7 3 ( 2 7 t ) 轮胎压路 机。运输车辆配置 ： 固定配备 l 6台约 4 5 t 一 5 0 t 运 输车。 1 4 5 施工效果及存在的问题 ( 1 ) 平整度、 压实度、 厚度、 构造深度和摩擦系 数合格， 上面层有两处渗水不合格。 ( 2 ) 施工规范要求两台摊铺机距离 1 0 2 0 m， 按前段时间的气 温及于规范 下限 ， 发 现上面层按 1 5 m控制仍出现纵缝 ， 后按 51 0 m控制， 情况较 理想。 ( 3 ) 长纵坡路段出现平整度较差的现象。 ( 4 ) 料车的管理。料车在运输过程中， 因经过 长纵坡较多， 到达 目的地后对制动片洒水冷却 ， 工 作面形成积水。现场 曾 出现料 车供料不 足 ， 停 工 待料的现象。 ( 5 ) 伸缩式摊铺机出现过故障， 导致一处纵缝 明显 。 ( 6 ) 轮胎压路机采用拖把头刮除带起余料， 刮 除后在路面形成油斑。 ( 7 ) 旧路局部沉降较大路面采用 G A C一2 0沥 青混凝土调平。实际施工中压实后有较明显的不 平整。 2 设计方案的探讨 2 1 工作面的铣刨处理 路基段采用铣刨工艺处理， 但未对纹理及铣 刨比例提出要求。实施中采用水泥混凝土专用刀 具， 粗粒径碎石被带起， 形成小坑， 影响同步碎石 和封层油的均布， 且在接缝处形成 啃边 ， 影响了接 缝 的处理。宜强制使 用沥青 混凝土专用刀具 ， 明 确纹理和铣刨比例的要求。 桥面设 计采 用抛 丸或铣 刨 ， 铣刨深 度 5 mm。 实际施工采用水泥混凝 土刀具铣刨 ， 存在 问题与 上述相似。桥面存在较多的钢筋， 宜采用抛丸工 艺处理， 做好设备选用， 保证工作面平整粗糙，防 止扰动桥面钢筋。 2 2 灌缝 在出现泛油后 ， 分析认 为高温高压使灌缝料 表面液化。灌缝建议先用泡沫条填充后， 再灌改 性乳化沥青。当面层压实时有泡沫条受力， 沥青 高温时即使熔化， 也将往下渗透。 2 3 接缝的防反射裂缝处理 自 粘式压缝带主要由沥青组成， 面层施工的高 温高压使压缝带处出现泛油和凹陷， 不适宜采用。 热粘式压缝带沥青含量 3 0 ， 但 在取芯 中发 现， 有沥青积聚， 宜做进一步的试验。可考虑将芯 样放人烘箱中， 调至夏季路面温度， 检查沥青的软 化情况 。如软化较明显 ， 则不宜采用。 土工布在四种接缝处理方案中最成功。经取 芯， 无局部沥青用量过大现象， 土工布与面层、 桥 面的粘结均较好， 将不会出现夹层的现象， 是可以 考虑应用的方案。该方案的缺点是摊铺过程中料 车将土工布带起， 需经常维护， 一旦工班不认真， 将严重影响质量。 试验段中有 2 0 0 m仅采用清缝、 灌缝处理， 封 层改性热沥青 1 8 k g m ， S 1 2预拌规格碎石 7 k g m ， 接缝未做处理， 其效果有待观察。其意图是试 验同步碎石能否消除反射裂纹。S 1 2预拌规格碎 4 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1 年第 2 期 广东公路交通 总第 1 1 6期 石 7 k g m 用量， 是平铺后能较理想的满铺， 已有 大量的现场试验效果。但现在存在接缝， 则在接 缝处难以起到消除反射裂缝的作用。所以， 该试 验应改为多个档 次的 S 1 2预拌 规格碎石用量 ( 大 于 7 k g m ， 小于合理经济用量 ) ， 配相应封层油 ， 观 察实际效果， 确定是否采用通过加大预拌碎石和 封层油来防止接缝的反射裂缝处理。 2 4 透层、 下封层和防水粘层 路基段透层 的设计是少 量 的乳化 沥青 ， 实 际 用量是 0 61 5 L m。 。封层是 改性 沥青碎石 和 S 1 2 ( 61 l mm) 碎石 ， 改性热沥青 1 8 k g m ， 碎石 用量 7 k g m 。透层 的设计用量 为少量 ， 是 为了尽 可能的减少用量， 保持起到透层的作用。但实际 用量并不少， 应该引起重视。过渡段仅做上面层 处出现油斑 ， 就是一个重要 的提示。在水 泥混凝 土路面上， 透层油的作用有待验证。但透层和封 层沥青的两者叠加， 用油量却有偏多的现象。 在桥面施工前取消 了透层。防水粘层的设计 是高粘度改性沥青 1 k g m ， $ 1 2 ( 6 1 1 m m )碎石 7 k g m ， 实际用量碎石 57 k g m 。设计方 面因 桥面设透层 ， 减少 了防水粘层 的沥青 用量。在路 基段的施工 中， 发现透层油用量较大 ， 所 以在桥面 处取消透层 ， 但未相 应调 整 防水粘 层 沥青用 量。 承包人碎石用量的减少， 应是为了与防水粘层沥 青的匹配， 最终出现防水粘层的沥青、 碎石用量都 不理想的情况。考虑到水泥混凝土路面， 取消透 层的想法是可行的。但防水粘层的高粘度改性沥 青宜调至 1 8 k g m ， S 1 2碎石用量 7 k g 。 2 5 粘层 粘层采用快裂或 中裂改性乳 化沥青 ， 设计 未 明确用量 ， 实际用量是 0 20 4 L m 。施工后经 抽芯 ， 层间粘结好 。粘层 的洒 布量和 防污措 施 的 落实有关， 加铺工程污染源少， 有条件在防污上做 得更好。在保证层间粘结的基础上， 适当减少粘层 油的用量， 可以在下一步工程中取得更精确的量值。 2 6 沉降路段( 部位) 的调平 针对沉降较大路段( 部位) ， 设计处理详见表 1 。 表 1 沉降较大路段( 部位) 设计处理 调平厚度 h c m 路面结构 GAC 一1 3 4 c m G A C一1 3+ 层 G A C一 2 0 4 c m G A C一1 3+两层 G A C一 2 0 4 4 本次施工并没有大面积成段的较大沉降， 仅 是局部部位沉降较大。实际施工后出现较明显的 不平整 ， 主要原 因是施工过程 只能在面层的厚度 上做调整， 难以增加层数， 沉降较大部位施工后平 整度差。沉降较大部位的调平处理， 还需做更进 一 步的探讨 。 3 施工方法的探讨 ( 1 ) 本次工程使用同步碎石洒布车和专用的 扫地车， 施工效果好。加铺工程有必要强制执行。 ( 2 ) 路侧路缘石采用铣刨废料背后加固， 能防 止压实过程的推移， 且环保， 可以借鉴。 ( 3 ) 目标级配 的设计不是在大量筛分结果的 基础上取得代表性筛分结果落实设计， 取得较好 的压实性能和现场效果， 在级配的设计上， 更多的 是依靠经验和较好的石料性能( 特别是石料的稳 定性) 。目标级配的设计应 在大量筛分结果 的基 础上取得代表性筛分结果落实设计。 ( 4 ) 拌和楼、 伸缩式摊铺机的故障显示出保养 工作 的不足。 ( 5 ) 料车在运输过程中， 因经过长纵坡较多， 到达目的地后对制动片洒水冷却， 工作面形成积 水， 对质量负面影响大。管理上应明确洒水冷却 制动片的区域。 ( 6 ) 长纵坡路段的施工是摊铺和压实的难点， 中上面层施工后在长纵坡路段出现平整度较差的 现象。长纵坡的问题主要是如往上坡方向摊铺， 料车有倾覆的危险， 且容易出现摊铺机打滑， 造成 平整度差； 往下坡方向摊铺， 一是料车下料不畅， 特别是料车余料不多时更明显； 二是料车处在纵 坡上， 有往下滑行的趋势， 摊铺机推动时难以使料 车与摊铺机有较好的结合， 摊铺机行进速度不均 匀 ， 造成平整度差。长纵坡往下坡方 向摊铺 ， 无法 消除平整度较 差的问题。所 以 ， 长纵坡应往上坡 方向摊铺， 但应做好如下几点： 一是减少料车装料 量， 减少上坡阻力。二是选择功率大、 履带长的摊 铺机， 加大上坡的推动力。三是降低摊铺机的摊 铺速度， 尽可能保证摊铺机均速前行。 4 结论 ( 1 ) 水泥混凝土路面加铺沥青路面不同于新 建工程 ， 工作面 的处理是做好 加铺工程 的重要环 节。工作面铣 刨、 抛丸处理 的选择和接缝 防反射 裂缝的选择是做好加铺工程的重要环节。 ( 2 ) 在加铺工程中， 水泥混凝土对油量的吸收 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1 年第 2 期 林旭东， 施茂松， 代磊水泥混凝土路面加铺沥青 昆 凝土的探讨 总第 1 1 6 期 很少， 透层油和下封层或防水粘结层沥青用量的 两者叠加容易引起沥青用量的临界状 态。当加铺 厚度不大时， 控制沥青用量很重要。 ( 3 ) 合格的工作面清理对水泥混凝土和沥青 混凝土的粘结起重要的作用。 ( 4 ) 当存在大面积的长纵坡时， 应控制好摊铺 机的选择和料车的装料量控制 ， 明确摊铺方向， 提 高沥青混凝土路面的平整度。 参考文献： 1 公路沥青路面施工技术规范 J T G F 4 02 0 0 4 S 北京： 人民交通出版社， 2 0 0 4 2 公路工程 质量检验评定标 准 J T G F 8 0 12 0 0 4 s 北京 ： 人民交通出版社， 2 0 0 4 3 公路工程施工监理规范 J T G G 1 02 0 0 6 S 北 京： 人民交通出版社， 2 0 0 6 ( 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 4 2 8 ) Co n s t r u c t i o n a n d De s i g n o f As p h a l t Co n c r e t e Ov e r l a y o n t h e Ol d Po r t l a n d Ce me n t Co n c r e t e Pa v e me n t Ll N Xu d 0 n g。S HI Ma os o n g，DAI Le i ( G u a n g d o n g Hu a l u T r a n s p o rt 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 ) Abs t r a c t ：Ba s e d o n c o ns t r uc t i o n o f a s p h a l t c o nc r e t e o v e r l a y o n c e me nt c o nc r e t e pa v e me nt ，a n a l y s i s a nd d i s c us s i o n h a v e b e e n c a i e d o u t t o wa r d s v a ri o u s a p p e a rin g p h e n o me n a ，w i t h s o me c o n c l u s i o n s a n d i d e a s b e i n g d r a w n， w h i c h c a n b e u s e d a s r e f e r e n c e s f o r c o n s t r u c t i o n a n d d e s i g n o f s i m i l a r p r o j e c t s Ke y wo r d s ：P o r t l a n d C e me n t Co n c r e t e，o v e r l a y，As p h a l t c o n c r e t e ( 上接第 4 1页) 落度 6 5 m m配合 比的坍落度仅相差 4 O m m， 但 2 8 d抗压强 度相 差 1 0 9 MP a ； 抗 折强 度相 差 1 4 3 MP a ， 与设计 抗折强度 5 0 MP a相 比较 ， 相差达 到 3 2 3 。这说 明 ， 坍落 度越小 ， 抗 压、 抗 折强度越 高， 抗压、 抗折强度增长率也呈这种趋势。在4 0 m m坍落度附近， 坍落度与强度的关系出现拐点， 强度是急剧下降。在配合比设计过程中， 应综合 考虑施工机械， 尽量使用坍落度小的配合比。 3 结语 通过上述单因素试验的结果表明： 粗集料的 岩性( 酸碱性) 、 粗集料含泥量、 昆 凝土的坍落度、 粗集料压碎值、 混凝土的级配是影响水泥路面混 凝土抗折强度的关键因素。在做混凝土配合比选 材时应优先选用偏碱性的岩石或中性的花岗岩粗 集料， 粗集料的含泥量应控制在 1 0 以内， 压碎 值应小于 1 2 ， 在满足规范要求的条件下应尽量 地多掺配中碎石( 9 5 1 9 ra m) ， 少掺配大碎石( 1 9 2 6 5 ra m) ， 并应根据施工机械和现场的实际情 况选用合适的坍落度， 尽可能地使用小坍落度； 砂 率、 细集料细度模 数、 外 加剂、 水泥用量 是影响路 面混凝土抗折强度 的次要 因素 ， 在做混凝 土配合 比设计时应进行多次调试， 找出各个材料的最佳用 量， 使设计的混凝土配合比既强度高， 又具经济性。 参考文献： 1 公路工程集料试验规程 J T G E 4 2 2 0 0 5 s 北 京 ： 人民交通出版社 ， 2 0 0 5 2 公路工程水泥及水泥混凝土试验规程 J T G E 3 0 2 0 0 5 s 北京： 人民交通出版社， 2 0 0 5 3 公路水泥混凝土路面设计规范 J T G D 4 02 0 0 2 s 北京 ： 人民交通出版社 ， 2 0 0 2 4 水泥混凝土路面施工技术规范 J T G F 3 02 0 0 3 S 北京 ： 人民交通出版社 ， 2 0 0 3 5 公路工程质量检验评定标 准 J T G F 8 0 12 0 0 4 S 北京 ： 人民交通出版社 ， 2 0 0 4 ( 收稿 日期 ： 2 0 1 1 0 3 2 1 ) Br i e f Ana l y s i s o n t h e Ke y Fa c t o r s o f Ra w M a t e ria l s I n flu e n c i n g the Mi x S t r e ng th o f Ce me n t Co n c r e t e Pa v e me n t uN Zeb i n ( G u a n g d o n g Hu a l u T r a n s p o 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 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ：Mi x De s i g n o f c e me n t c o n c r e t e p a v e me n t i s n o t o n l y t h e fi r s t s t a g e t o g u a r a n t e e t h e s t r e n g t h o f p a v e me n t ，b u t a l s o t h e mo s t i m p o r t a n t s t a g e B a s e d o n y e a r s o f e x p e ri e n c e a n d s u p e r v i s i o n p r a c t i c e f o r s e v e r a l e x p r e s s w a y c o n s t r u c t i o n p r o j e c t s ， p a r t i c u l a r l y t h e c o n s t r u c t i o n s u p e rvi s i o n o f B s e g me n t b e t w e e n He k o u a n d P i n g t a i o f Gu a n g z h o uWu z h o u Ex p r e s s w a y，i n t h e l i g h t o f t h e mi x d e s i g n o f c e m e n t c o n c r e t e p a v e me n t s t a g e ， o p t i m i z e d mix d e s i g n b a s e o n e a c h m a j o r f a c t o r o f r a w ma t e r i a l s h a s b e e n c a r ri e d o u t t o fi n d o u t t h e k e y f a c t o r s o f r a w m a t e ri a l s w h i c h w i l l i n fl u e n c e c e m e n t c o n c r e t e s t r e n gt h( m a i n l y fl e x u r a l s t r e n g th) ， w h i c h c a n p r o v i d e r e f e r e n c e s f o r t h e f u t u r e o ns i t e q u a l i t y c o n t r o l o f c e me n t c o n c r e t e mix d e s i g n Ke y wo r d s ：r a w ma t e ria l ； mi x d e s i g n o f c e me n t c o n c r e t e p a v e me n t ； i nfl u e n c e； k e y f a c t o r 4 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m