水稳上基层预切缝施工工法文本样本.doc

水稳上基层预切缝施工工法文本

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2020年4月19日
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工 法 文 本

工法名称：水稳上基层预切缝
申报单位：德州市市政工程建设总公司
申报时间： 10月

水稳上基层预切缝工法
德州市市政工程建设总公司

一、前言
水泥稳定级配碎石基层是一种良好的基层结构，其最大优点是具有较高的抗压、抗弯拉性和良好的水稳性。因此，随着公路交通建设事业的迅猛发展，这种结构在高等级公路的路面结构设计中被越来越普遍的采用。可是这种刚性基层结构，由于水泥的收缩作用导致结构层本身产生裂缝并反射到油面层上，几乎是一种不可避免的现象。基层及其反射到油面层的各种裂缝，不但影响了公路行车安全性和路面美观程度，还大大增加了养护及修补费用，降低了公路的社会经济效益，同时又是导致路面早期破坏的重要原因之一。因此如何有效防治水泥稳定级配碎石基层的各种裂缝，已成为当前路面设计施工中急待解决的问题。
当前国内外围绕着这一课题进行了大量研究工作，总的来讲主要是从两个方面着手：一是从基层本身考虑，主要是设法调整水泥的掺用量和粒料的级配，以期尽可能减少冷缩和干缩裂缝；二是从外部着手，采用增加过渡层、增加路面厚度和提高路面质量等方法，使这种基层裂缝不反射到油面上来；比如在基层上面铺设土工织物，增加沥青砼层的厚度，在沥青中加掺橡胶粉或道路专用纤维等，近年来又出现了在基层上铺设一定厚度的大粒径沥青碎石过渡层（简称“大黑碎”）的方法，都属于这方面的研究成果，这些方法对防裂缝具有彻底性，效果很好，但前期投资成本较高。我们引伸水泥混凝土路面设置切缝的原理，用切割机对基层进行预切缝处理，收到了良好的效果。
二、适用范围
适用于所有新建、改建道路工程水泥稳定碎石基层。
三、工艺分析
由于水泥稳定级配碎石基层使用的水泥剂量仅为5%左右，属贫混凝土类型，这种水泥稳定结构因其抗压强度较低，同时受拌和及含水量等不均匀性因素的影响较大，故其干缩和冷缩裂缝的分布将会比一般混凝土更加紊乱，更加没有规律性。我们认为，在确定切缝的密度也就是基层板块的具体尺寸时，既要从力学角度进行分析计算，又要调查已交付使用的半刚性基层的裂缝反射情况并以此作为重要依据，从而使切缝的布设更能符合基层的胀缩规律。切缝的布设以横缝为主，间距50m，贯穿整个水稳碎石基层宽度，缝深一般为基层厚度的1/3~1/4，缝宽4~6mm，切割时间为上基层完工一周内，以切割时切口不形成松散但又不致于强度过高不易切割为适度。切割完成后对切缝进行热沥青灌缝处理，灌封深度为切割的全部深度。基层切缝后，切缝虽有高温沥青填料填充，但从防水和受力方面来分析，它依然是基层中最薄弱的环节。另外，基层被切割后分成了许多板块，有损于其整体性能。为了弥补这方面的不足，而且防止基层裂缝反射到面层上，洒铺沥青透层和封层之前，在切缝处铺设1m宽土工布（切缝两侧各50cm范围内），目的是让水稳基层产生的温缩变形消耗在此处，我们经过实践调查，道路因温缩产生的横向裂缝宽度一般在10mm左右，经过实验得到，沥青混凝土的低温变形系数在1.5%左右，因此设置1m宽的土工布带来消化10mm的温缩变形量。而且在下面层完成后，上面层施工前在切缝处铺设1.4m宽玻纤土工格栅（切缝两侧各70cm范围内），目的是增强此处的沥青混凝土的抗拉性能。

四、施工材料
1主要施工材料
热沥青、土工布、玻纤土工格栅（拉强度≥40KN/M）、1mm厚铁皮（长宽=50mm*30mm）、钢钉。
2、施工所需机械、设备
切割机、水车、锤子、钢尺。
五、预切缝施工工艺及操作要点
施工流程：
施工放样→切缝→切缝清理→灌缝→铺设土工布→洒布透层、下封层→下面层施工→铺设土工格栅。
1施工放样：在上基层施工完成一周内，以50m整桩号为准进行放线并做好标记。
2切缝：使用切割机对上基层切缝，缝深为基层厚度的1/3~1/4，缝宽4~6mm。切缝防裂施工的关键设备是切割机，施工时最好选用合金钢片的新型混凝土切割机械，这样既可加快进度，又可降低工程成本，取得更好的技术经济效益。
3切缝清理：切缝完成后对缝内的小石子、石粉等杂物进行清理（可使用高压气泵等）。
4灌缝：切缝采用空气压缩机配合毛刷清理干净，再使用热沥青进行灌缝，灌缝要饱满到底。
5土工布及玻纤格栅铺设：透层、封层洒布前在预切缝位置铺设土工布宽度为1m（切缝两侧各50cm范围内）。上面层施工前在预切缝位置铺设1.4m宽玻璃纤维土工格栅（切缝两侧各70cm范围内）。采用锚固法施工，施工人员必须戴手套，施工方法如下：
a.土工布及玻璃纤维土工格栅的长度为切缝宽度。铺设应平顺，拉紧，如有搭接，长度宜为150-200mm。
b.使用50mm×30mm×1mm的铁皮（要求平整不翘角，周边宜倒角处理）配合2英寸钢钉进行固定，先将一端用固定铁皮和钉子固定在基层结构上，钉子可用锤击或射枪射入。再将土工布（格栅）纵向拉紧纵向、横向均处于挺直张紧状态并固定（加固间距2m）。
c.玻纤土工格栅固定时不能将钉子钉玻纤上，也不能用锤子直接敲击玻纤。固定后如发现钉子断裂或铁皮松动，则需予重新固定。
六、安全、环保措施
1、进行切割操作时应注意安全、严格按操作规程操作。
2、灌缝时人工应做好防范措施以防止烫伤。
3、施工现场应做到工完、料净、场地清。
4、居民区附近应严格控制噪声污染，避开中午及夜间施工。不得影响居民休息。
七、效益分析
一台切割机，按一辆运水小拖计算，小型工具若干，包括划线人员，切割操作手，冲洗缝人员，贯入沥青人员在内需工人7~8名，每天割缝长度一般在240米左右，成本合计（燃油、沥青、土工布、格栅、车辆、刀片、小型工具费等）折合每平方米路面费用非常低，相对于增加沥青厚度及加掺添加剂等方法，其经济效益是显而易见的。在施工完成后，我们进行了定期检查观测，以验证其效果。经连续观测，切割路段的油面尚未发现任何不规则裂缝现象。整个路段也未出现其它任何早期破坏现象，路面现状很好。但因使用时间还较短，预切缝真正的防裂效果还有待于今后在长期使用中继续进行观测和验证。
八、应用实例
1、德州市经九路建设项目道路及绿化工程
经九路位于京沪高铁以东，本期拟建道路南起纬九路，北至北外环路，全长5231.35米，是高铁新区重要的南北向城市次干路。规划道路总宽度68米，规划道路红线宽42米，断面形式为三块板，其中机动车道宽22米，两侧各分设2米的机非绿化分隔带、5米宽的非机动车道及宽3米的人行道，人行道外侧设13米宽的绿化带。本路段全线为新建道路。
2、德州市5号线道路及绿化建设工程
德州市5号线道路位于南部生态片区，工程西起广川路，东至长河路，建设项目全长930米，规划道路红线40米，断面形式为三块板，其中主车道14米，两侧各设置3米绿化隔离带，5米非机动车道，5米人行道，人行道外侧各10米绿化带。