浅谈软土地基上修建水泥混凝土路面的关键技术.pdf

⋯叫m —s◎ 浅谈软 土地 基 上修 建水 泥混凝 土路 面 的 关键 技 术 胡 佳庆 [ 上海公路桥梁( 集团) 有限公司， 上海2 0 0 0 2 3 ] 摘 要 ： 在软土 地基上修建水泥混凝土路 面， 关键是 防止混凝 土路面 出现裂缝 ， 防止地表 水沿着裂 缝渗人软 土路基后造 成道路 出现 沉 陷、 错 台等严 重影 响其使用功能 的病 害。在崇 明东滩软土路基 上修 建水 泥混凝 土路 面施 工时 ， 通过 改进 道路底 基层 和路 面混 凝 土施 工工艺 ， 有 效防止 了混凝土路 面产 生裂缝和其他病害 ， 就此对相关施工工 艺进 行了详细介绍 。 关键 词 ： 软土地基 底基层 水泥混凝 土路 面 切缝 0 引言 随着 城市 化进 程 的加 快 ， 我 国 围海 造 地 规 模 越 来 越 大 。填 海造 地 区 域 的 地 基 具有 地 下水 位 高 ， 土 层 压 缩性大的特点 ， 在这种地质特性的软土地基上修建水 泥 混凝 土 路 面 ， 基 层 处 理 和 路 面施 工 工 艺必 然 与 常规 地 基 上修 建水 泥 混凝 土 路 面有 所 区 别 ， 特 别是 软 土 路 基 上底 基 层 的摊铺 和 碾压 工艺 可 能与现 有施 工 规 范 发 生 冲 突 。本文 以崇 明 东滩 二标 在软 土路 基 上成 功 修 建 水泥混凝土路面为案例 ， 详细 阐述 了在软土路基 上修 建 水泥 混凝 土 路面 时 如何 改进 道路 底基 层 和路 面 混凝 土施 工工 艺 ， 以保 证 混 凝 土 路 面 不 产 生 裂 缝 和 其 他 病 害， 供各位 同仁参考。 1试 验段 施 工 崇 明东滩 启 动 区市政 道路 ( 一 期 ) 工 程 ( 二 标段 ) 是 上 海 市“ 十二 五” 规 划 重 点 项 目， 工 程 所 在 的 崇 明 东 滩 启动区为 2 O世纪 9 o年代初 围海造地吹填而成 ， 地基 土 具有 承 载力 低 、 压缩 性 大 的特 点 。工 程施 工场 地 分 散 、 施 工 工 期 紧 、 施 工 组 织 复 杂 ， 施 工 区 域 内交 通 便 道 的建设是 事关 全局 的关键 所 在 。该 工程 交 通便 道 总 长 7 ． 7 2 k m， 宽 7 ． 0 m， 交 通便道结 构形式 为“ 8 5 c m 建筑 渣 土+1 5 c m碎 石 + 2 5 c m 水 泥混 凝 土 ( f r ≥4 ． 5 MP a ) ” 。 为 了保 证 修 建的 交 通 便 道 达 到设 计 和 规 范要 求 ， 防 止 施 工 期 间 交 通便 道 发 生 开 裂 、 沉 陷 、 错 台等 病 害 ， 必 须 进 行试 验 段施 工 和 必 要 的试 验 室研 究 ， 找 出在 软 土 地 基上修建水泥混凝土路面的特殊施工工艺 。考虑各种 因素 ， 选择在 K1 +5 O O ～ K1 - + - 8 0 0进行本工程交通便 收稿 日期 ： 2 O 1 2 — 1 0 - 1 7 道试 验段 施 工 。 1 ． 1 试 验 段施 工工 艺 1 ． 1 ． 1试 验段 施工 工 艺框 图 根 据道 路 结 构 层设 计 及 J TG F 1 0 — 2 0 0 6 << 公 路 路 基 施 工技术 规范 和 J TG F 3 0 —2 0 0 3 ~( 公 路 水泥混 凝 土 路 面施 工 技 术 规 范 》 编 制 的 试 验 段 施 工 工 艺 流 程 见 图 1 。 测试压实度 路基处理 测量放样 8 5 c m底基层分3 层摊铺碾压 1 5 z m级配碎石基层摊铺碾压 2 5 c m水泥混凝土路面浇筑 l 现场取样检测弯拉强度 水泥混凝土路面养护 图 1 试 验段施工工艺框 图 1 ． 1 ． 2 路基 处理 ( 1 ) 普 通路 基处 理 ： 清表 5 ～ 1 0 c m 后 整平压 实 。 ( 2 ) 存 在 浜塘 路段 的路 基处 理 ： 清淤 至原 状 土后 回 填 建 筑渣 土 ， 分层压 实 至原 地面 标高 。 1 。 1 ． 3 测量 放样 ( 1 ) 测量原路面标高 ： 每隔 2 0 m测量一个横断面 ， 每个 横断 面测 量左 中右 3 个 点 的标 高 。 ( 2 ) 用石灰标示 出交通便道路基边线 ， 要求底基层 填 筑 宽度 每侧 比设 计 路面 宽 5 0 c m。 N o ． 1 2 0 1 3上 么咯 2 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m ◎s一 ⋯G— s 1 ． 1 ． 4 8 5 c m 底基 层摊 铺碾 压 ( 1 ) 分 3层 摊铺 碾 压 ， 第 一 层厚 度 为 3 5 c r fi ， 第 二 层 和第 三层厚 度均 为 2 5 c m。 ( 2 ) 每层 摊 铺 后 碾 压 时 ， 先 用 1 4 t 单 钢 轮压 路 机 慢 速稳 压 2 ～3遍 ， 而后用 2 0 t 双钢 轮压路 机振 动碾 压 4 --5 遍 ， 直至碾 压后 没有 明显碾 压轮 迹为 止 。 ( 3 ) 用核 子密 度仪 现场检 测底 基层压 实 度 ， 要 求 压 实 度达 到 9 3 以上 ， 否 则 ， 需 用 2 0 t 双 钢 轮 压 路 机 补 压 2 ～3遍 ， 直至压 实度 满 足要求 为止 。 1 ． 1 ． 5 1 5 c m级 配碎 石基层 摊铺 碾压 ( 1 ) 底基 层碾 压完 成后 ，测量 压实 面 标 高 ， 用 石 灰 标 示 出级配 碎石 道路边 线 。 ( 2 ) 用推 土机将 碎 石慢慢 推平 并进行 人 工整 形 ， 再 用 2 0 t 双钢 轮压 路机慢 速碾 压 3 ～4遍 。 1 ． 1 ． 6 2 5 c m 水 泥混 凝土 ( f ≥4． 5 MP a ) 面层 浇筑 按 照相应 规 范要求 进行 测量 放样 、 模 板 安装 、 混 凝 土 拌合 物摊 铺 和 振捣 、 养 护 和拆 模 。为 了 防止 混 凝 土 路 面产 生裂 缝 ， 施 工过 程 中注意 做到 ： ( 1 ) 滚槽 ： 滚 槽在 混凝 土浇筑 后 5 ～6 h内实 施 ， 不 能 拖延 。 2 ) 伸缩 缝 设置 ： ① 混凝 土浇 筑后 4 8 h左 右切 缝 ， 不 能 拖延 ； ②每 隔 5 m切 一 条横 向伸缩缝 ； ③ 伸缩缝 切 割深度 为 5 ～7 c m， 宽度 为 3 ～4 mm。 ( 3 ) 每 隔 1 0 0 m 设置一条 横 向胀缝 。胀缝传 力杆 的 施 工 方 法 为 ： ① 每 条 胀 缝 准 备 1 4根 直 径 2 5 mm， 长 5 0 c m的圆面 钢筋 ； ② 钢筋 安置 在 距路 面 1 3 C I T I 左 右 的 位置 ， 间距 为 5 0 c m， 最 外侧钢筋距离道 路 自由边 2 5 c m； ③传力杆钢筋一端锚固在混凝土中， 另一端涂黄油伸人 P V C套 管 内， 钢筋末端 和套管底 部之 间 留2 ～3 c m 的间 距 。④胀缝 两端 混凝 土 横 断面 之 间用2 c m左 右 的泡 沫 板填充 ； ⑤施 工 时保证 胀 缝 与道 路 中心 线垂 直 ， 绝 不 允 许胀缝 弯曲 ； ⑥7 d后把 胀 缝里 的泡 沫板 取 出来填 入 灌 封油膏 ， 防止地表水沿 着胀缝渗入路基 。 1 ． 2试 验段 所用 材料 ( 1 ) 8 5 c m 厚底 基层 材料 ： 回收 利用 施 工 区域 内及 施 工 区域附 近 房 屋 和 道 路 拆 除 产 生 的混 凝 土 、 砖 、 砌 块 、 砂 浆 、 水稳 和三 渣 碎块 ， 以保 护 环境 并 降低 工 程 造 价 。底基层材料性能必须满足相应规范要求 。 ( 2 ) 1 5 c m 厚 基层 材料 ： 级 配碎 石最 大 粒 径控 制 在 3 7 ． 5 mm 以 内 ， 其 颗 粒组 成 和压 碎值 必须 满 足相 应 规 范要求 。 ( 3 ) 2 5 c m厚路 面材料 ： 商 品混凝 土( f ≥4 ． 5 MP a ) ， 2 2 上 么咯 N 。 ． 1 2 0 1 3 由具有专业二级 资质的上 海祥 盈 混 凝 土制 品有 限公 司 供应 ， 要求 混凝 土坍 落度 达 到 1 2 0 3 0 mm， 粗 集 料 粒 径为 5 ～4 0 mm， 细集 料采 用 中粗 砂 ， 混凝 土 胶凝 材 料 和外 加剂性 能必 须满 足相应 规范要 求 。 ( 4 ) 其 他材料 ： 胀缝 传 力 杆 采 用 的 咖 2 5光 面 圆筋 和塑 料套 管 、 浇 筑混凝 土用 模板 、 混凝 土养护 用 土T 布 必须 满足 相应规 范要 求 。 1 ． 2试验 段所 用施 工机具 ( 1 ) 压 路机 ： 一 台 1 4 t的单 钢 轮 振 动 压 路 机 和 一 台 2 0 t 的双钢 轮振 动压路 机 。 ( 2 ) 浇筑混 凝 土 用 施 工机 械 ： 直径 5 0 mm 作 用 半 径 1 8 0 mm 的插入 式振捣 器 6个 。 ( 3 ) 混 凝 土 切 缝 用 施 工 机 械 ： 混 凝 土 路 面 切 缝 机 2台 。 ( 4 ) 施 工用 其 他机 具 ： 推 土 机 2台 、 混 凝 土 收光 用 磨 光机 2台 、 切 槽 机 2台 、 抽 水 养 护 混 凝 土 用 水 泵 2 台 、 铁锹若 干 等 。 1 ． 4试 验段 施工效 果 ( 1 ) 8 5 c m 底基 层分 三层 摊铺 碾 压 时 ， 第 一 层 摊铺 后 压路机 一碾 压 ， 建 筑渣 土全 部陷进 地基 土里 了 ， 不利 于第二层 和第 三层 建筑 渣土 的摊铺碾 压 。 ( 2 ) 建筑 渣土摊 铺后 进行 振动碾 压 时 ， 地基 土 出现 液 化变 软 现 象 ， 导 致 基 底 变 成 “ 弹 簧 土 ” 而 无 法 继 续 施 工 。 ( 3 ) 混 凝 土 拌 和 物 存 在 轻 微 的 离 析 和 泌 水 现 象 。 根 据商 品混 凝土 拌 站 提供 的混 凝 土 配合 比 ， 细 集 料 掺 量 及其 细度 模数 、 混 凝 土 胶凝 材 料 和 外 加剂 使 用 量 完 全符合 规范 要求 ， 导 致 混 凝 土轻 微 离 析 和 泌水 的原 因 在于 粗骨料 级配 不 良 ( 4 ) 在 混凝 土浇 筑 后 3 6 ～ 4 8 h后 才 切 缝 的 路 段 ， 出现 了浅层 不规 则 裂 缝 ， 这 些 裂缝 没 有 贯 穿整 个 横 断 面 ， 但 是这 些 裂缝 减 少 了有 效 横 断 面 面积 。而 在 混 凝 土浇 筑 2 4 h左 右后 立 即切缝 的路 段 ， 没有 出现 任何 浅 层 裂缝 。 ( 5 ) 在 两条 胀缝 的 中 间部 位 出 现 了 一 条贯 穿 性 的 约 0 ． 5 mm 宽的横 向裂缝 。结 合本 工程 实 际及 相关 文 献 ， 导致这 条贯 穿性 横 向裂缝 的原 因包 括 ： 胀缝 设 置 间 距偏 大 、 路 基产 生 了不均 匀沉 降 。 2 交通 便道 施工 改进措 施及 效果分 析 2 ． 1 改进措 施 ( 1 ) 分 2层 摊铺 碾 压 ， 第 一层 厚 度 约 为 5 5 c m， 第 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 二层 约 为 3 0 c m。 ( 2 ) 由于本地 区地 下水 位较 高 ， 路 面表层 为 砂 质 吹 填土 ， 重 型机 械振 动碾 压 时会造 成 土层 液化 变软 ， 因此 每层 摊铺 后碾 压 时 ， 先 用 1 4 t 单钢 轮压 路 机慢 速静 压 2 ～3 遍 ， 而后用 2 0 t 双钢 轮 压路 机慢 速 静压 4 ～5遍 ， 直至 碾压 后 没有 明显碾 压 轮迹 为止 。严 禁在 施 工过 程 中采 用振 动碾 压 。 ( 3 ) 通过试 验 研 究 后 ， 调 整 混 凝 土 粗 集 料 级 配 ， 使 混 凝 土粗 集料 的级 配 曲线基 本位 于筛 分上 限 和 下 限之 间 ， 如 图 2所 示 。在 保 证 混 凝 土弯 拉 强 度 达 到设 计 要 求 的前 提 下 ， 调 整 粗集料 级 配 ， 在 不增 加胶 凝 材料 的情 况 下 ， 使混 凝 土拌 和物具 有 良好 的流 动性 、 黏 聚性 和 保 水 性 ， 不产 生离 析 和泌水 现 象 。 l 2 O l 00 8 0 摆 ： 6 0 嘴 4 0 2 O O 混凝土粗集料筛分曲线 ／ 二 ．／ ／， ， ／ _筛 茹 ⋯ ⋯ 孽 堇 举 至 一 嘉 藉 亩 一 4 0 3 5 3 0 2 5 2 O l 5 1 O 5 0 公 称粒径 图 2混 凝 土 粗 集 料 筛 分 曲线 ( 4 ) 8 5 c m 建筑 渣 土摊铺 碾 压 完 成后 ， 先 不 立 即摊 铺 级 配碎 石和 浇筑 混凝 土 ， 而是 允 许 施 工 区域 内 的运 输 车辆 和施 工人 员 通行 1 0 d以上 ( 根据 工 期节 点 计 划 确 定运 输 车辆 和施 工人员 通 行天 数) 后 ， 再 测量 放 线 整 形 ， 摊铺 碾 压级 配碎 石和 浇 筑混凝 土 面层 ， 以最 大 限 度 提高混凝土路面底 基层密实度 ， 防止混凝土面层浇筑 后 发生 不 均匀 沉降 导致 路面 开裂 。 ( 5 ) 混 凝土 收浆 后覆 盖 土工 布保 湿 ， 混 凝 土浇 筑 后 2 4 ～3 6 h内每隔 5 m 切一 条 横 向伸缩 缝 ， 切 割 深 度 为 5 ～7 c m， 宽 度为 3 ～4 mm。 ( 6 ) 每 隔 4 0 i n按 照 规 范 要 求 设 置 一 条 胀 缝 。 胀 缝 严 格 按 规 范 施 工 ， 7 d后 ， 把 胀 缝 里 的 泡 沫 板 取 出来 ， 填 入 灌 封 油 膏 ， 防 止 地 表 水 沿 着 胀 缝 渗 入 路 基 。 s H AN GHAI H - 一s◎ 2 ． 2效 果分 析 本工 程交 通便 道施 工 于 5 月 底完 工 ， 截 至 2 0 1 2年 1 O月 1 6日， 交通 便道 已安全 运 行 将 近半 年 ， 期 间 没有 出现 开裂 或任 何 其 他 病 害 ， 为本 工 程 顺 利 完 成 各项 施 工节 点计 划发 挥 了关键 作用 。 ( 1 ) 8 5 c m 底基 层分 2 层 摊 铺 且碾 压 时 不 开振 动 ， 防止 地基 土液 化和 弹簧 土现 象 ， 加 快 了施工 进 度 ， 在不 增 加造 价 的基 础 上 ， 保 证 道路 基 层 压 实 度 达 到 了设 计 要 求 。 ( 2 ) 粗 集料 级 配调 整后 混 凝 土 拌 和 物 的 和 易性 得 到改 善 ， 施 工 时没 有 出现泌水 和离 析 现象 ， 混凝 土 2 8 d 弯拉强度也达到了设计要求 。 ( 3 ) 8 5 c m 底基 层建 筑渣 土摊 铺 碾 压 后 ， 开 放交 通 允 许施 工 区域 内的运 输 车辆 和人 员 通行 l O d以上 ， 保 证 道路 底 基层 的压 实度 。混 凝土 浇筑 后 以及 交 通 便道 运 行期 间 ， 路 面没有 出现 贯穿 性 的结构 裂缝 ， 说 明道路 底 基层 没有 产 生不 均匀沉 降 。 ( 4 ) 混 凝土 浇筑 后及 时切 割 了伸缩 缝 ， 并 合 理设 置 了胀缝 。后 期跟 踪 检 查 发 现 ， 交 通 便 道混 凝 土路 面 没 有 出现 表层 伸缩 裂 缝和贯 穿 性裂缝 。 3 结 语 在 软 土地基 上修 建水 泥混 凝 土路 面 的关 键 技术 是 防止混 凝 土路 面 出现 裂 缝 ， 为 此 需 要 从 三方 面采 取 措 施 保证 路 面施 工质量 ： 一 是要 改进 道 路 底 基层 摊 铺 碾 压 工 艺 ， 保 证 道 路 基 层 和底基 层压 实 度 ， 防止 路 面 混 凝 土 浇 筑 和 道路 运 行 过程 中发 生不 均 匀 沉 降 。主要 措 施 是 ： 8 5 c m 底 基 层 分两 层摊 铺 、 碾 压 时采用 慢 速静 压 的方式 ， 避 免振 动 碾 压 时路基 土层 液化 形成 弹簧 土 。 二 是 在保证 混 凝 土 耐 久性 、 弯 拉 强度 达 到设 计 要 求 前提 下 ， 采取 措施 改进 混凝 土拌 和物 和易 性 ， 防 止混 凝 土拌 和 物 出现 泌 水 和 离析 。主要 措 施 是 ： 调 整 粗 集 料 级配 ， 在 不增 加 胶 凝 材料 用 量 的情 况 下 改 善混 凝 土 拌 和物 和 易性 ； 三是 及时 切缝 并 且 合 理设 置胀 缝 ， 防止 混凝 土路 面 出现伸缩 裂 缝 和 贯 穿 性结 构 裂 缝 。主要 措 施 是 ： 将 胀 缝 间距缩 短 至 4 0 m、 混 凝土 浇筑 后 2 4 ~3 6 h内及时 切 割横 向伸缩缝 。 N o ． 1 2 0 1 3上冯 么魄 2 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m