(蕪湖市公路管理局, 安徽 蕪湖 241000)
近年來(lái),作為安徽省雙核城市、國(guó)家區(qū)域中心城市、南京都市圈成員暨合肥都市圈城市,蕪湖市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展迅猛,城市機(jī)動(dòng)車保有量連年激增,對(duì)市域道路行駛舒適性要求日益提高?!笆濉逼陂g,蕪湖市水泥混凝土公路路面大部相繼進(jìn)行路面“白改黑”改造升級(jí),結(jié)合道路等級(jí)、舊水泥板病害、強(qiáng)度以及基底情況等綜合因素充分論證“白改黑”的具體改造方案。下面結(jié)合蕪湖市公路改建項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)和補(bǔ)足,對(duì)“白改黑”處治方案進(jìn)行研究和探討。
在蕪湖市公路改建和養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目中,水泥混凝土路面“白改黑”的改造方案主要是針對(duì)舊水泥板處治的方法不同,處治后一般均加鋪水泥穩(wěn)定碎石基層和瀝青混凝土面層。簡(jiǎn)要介紹以下幾種常用的處治方案:
該方法施工工藝較為簡(jiǎn)單,工程投資較??;將舊水泥板打裂,減小了板塊的尺寸效應(yīng),從而減少了接縫處的位移,對(duì)延緩反射裂縫起到一定的作用;沖擊破碎水泥板塊后,板塊脫空質(zhì)量病害得以消除,板塊尺寸依舊較大,水泥板塊間的裂縫極易反射至新建瀝青面層。
該方法將水泥板徹底破碎,消除了原路面病害,碎石化后的粒徑組合合理,下層裂而不碎、聯(lián)鎖咬合、契合良好,破碎板塊在平面上的強(qiáng)度分布較均勻,不易產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象,防止反射裂縫的發(fā)生。
該方案處理較為徹底,移除舊水泥板,解決了反射裂縫問(wèn)題,并且能夠較好地查明和解決老路路基所存病害,同時(shí)亦可防止因加鋪結(jié)構(gòu)層導(dǎo)致的路面抬高。其弊端,主要是被挖除的水泥板廢棄,浪費(fèi)嚴(yán)重也易造成環(huán)境污染,容易引起不良社會(huì)影響。
相比其他路面破碎處治工藝,碎石化系一種針對(duì)水泥路面養(yǎng)護(hù)維修和再生利用的較為實(shí)用的新技術(shù)。主要原理是通過(guò)專業(yè)設(shè)備將舊水泥混凝土路面碎石化,作為基層或底基層使用,再依次加鋪水泥穩(wěn)定碎石補(bǔ)強(qiáng)層和瀝青面層,近年在公路大修工程中廣泛應(yīng)用且效果較好。下面就蕪湖市S208柘無(wú)路大中修工程簡(jiǎn)單介紹碎石化處理情況:
S208柘無(wú)路起于巢湖市柘皋鎮(zhèn),終于蕪湖市無(wú)為縣,全線為二級(jí)公路,路面寬 12m,路基寬 15m;現(xiàn)狀水泥路面使用狀況較差,面板斷裂、破碎較多,嚴(yán)重影響行車的舒適性。
S208原水泥混凝土路面情況
經(jīng)調(diào)查、檢測(cè)和評(píng)定后,鑒于該路段水泥板斷板率較大,確定采取大修補(bǔ)強(qiáng)措施。大修設(shè)計(jì)方案為:對(duì)老路水泥混凝土面板進(jìn)行碎石化處理,采用水泥穩(wěn)定碎石調(diào)平后,加鋪20cm水泥穩(wěn)定碎石基層和(6+5)cm兩層瀝青混凝土面層。
施工歷時(shí)三個(gè)月,“白改黑”之后的瀝青混凝土路面正式投入使用,現(xiàn)已通車一年有余,按照碎石化技術(shù)改造升級(jí)處理后,常見(jiàn)路面病害基本消失,路面平整、行車舒適,道路通行能力得到了很大的改善。
(1)排水系統(tǒng)
在進(jìn)行破碎前應(yīng)設(shè)置好排水設(shè)施,使處理后的結(jié)構(gòu)層整體處于較好的排水狀態(tài)。同時(shí),也消除了舊水泥混凝土路面存在的水損害隱患,排水通暢,使板塊下基層及路基的干濕狀況得以改善。
(2)特殊路段換填處理
對(duì)混凝土板存在嚴(yán)重缺陷的路段,先期修復(fù)軟弱基層及底基層,必要時(shí)結(jié)合病害情況對(duì)局部路段進(jìn)行換填處理。
(3)構(gòu)造物應(yīng)對(duì)措施
由于破碎施工期間,可能產(chǎn)生一定程度的沖擊波,容易損壞破碎位置周邊構(gòu)造物,施工期間應(yīng)注意加強(qiáng)防控,如采用鋸縫切斷構(gòu)造物與水泥混凝土板塊間的聯(lián)接。重錘在距離構(gòu)造物1m范圍不宜破碎,超出該范圍后方可進(jìn)行錘擊。同時(shí),輔助采取人工破碎或挖除換填進(jìn)行配合施工。
項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中,按照勘察設(shè)計(jì)文件等有關(guān)資料,碎石化全線施工作業(yè)前選擇長(zhǎng)100米以上、寬度一個(gè)車道規(guī)模的具代表性路段作為碎石化路面施工試驗(yàn)段。試驗(yàn)段施工過(guò)程中,全程記錄并適時(shí)調(diào)整破碎參數(shù),待碎石化后路表呈鱗片狀,表明碎石化的效果滿足要求。
(1)粒徑
水泥混凝土板塊破碎后顆粒的粒度組成系關(guān)鍵點(diǎn),直接影響到壓實(shí)效果及向面層產(chǎn)生反射裂縫的效果。破碎后的粒徑較小,會(huì)導(dǎo)致水穩(wěn)定性較差;粒徑過(guò)大,將導(dǎo)致頂面強(qiáng)度不均勻,不利于加鋪層穩(wěn)定。對(duì)于不同板厚路段的顆粒規(guī)定了最大粒徑,要求 3/4的顆粒滿足要求,即破碎粒徑底部不超過(guò)37.5cm、中間不超過(guò)22.5cm、表面不超過(guò)7.5cm。
(2)壓實(shí)
為了有效防止壓實(shí)過(guò)度,需避免在潮濕的條件下實(shí)施壓實(shí)作業(yè),進(jìn)而在碎石化后壓入基層。根據(jù)相關(guān)規(guī)范及施工經(jīng)驗(yàn),建議壓路機(jī)壓實(shí)遍數(shù):Z紋壓路機(jī) 3遍以上、振動(dòng)鋼輪壓路機(jī)1至3遍。
(3)彎沉檢測(cè)
在碎石化施工后,須對(duì)路面頂回彈模量是否滿足要求進(jìn)行驗(yàn)證,對(duì)于不滿足要求的區(qū)域應(yīng)增加壓實(shí)次數(shù)或換填不穩(wěn)定的基層。一般而言,碎石化施工后,頂面回彈模量較施工前必將降低,碎石化后路面強(qiáng)度分布相對(duì)均勻。
水泥混凝土路面“白改黑”改造方案應(yīng)根據(jù)道路等級(jí)、交通量預(yù)測(cè)、舊水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)性能和養(yǎng)護(hù)水平等因素科學(xué)確定。采用舊水泥路面碎石化處理,不僅提高材料再生利用率,降低工程造價(jià),也能減少改造后瀝青路面反射裂縫的產(chǎn)生,同時(shí)還縮短了施工工期。結(jié)合蕪湖市部分公路水泥混凝土路面“白改黑”改造的使用狀況,建議我省干線公路養(yǎng)護(hù)和改建工程水泥混凝土改造采用“碎石化處理”方案。
[1]李昶、張玉宏、張建,《沖擊壓實(shí)與MHB類設(shè)備對(duì)水泥混凝土路面破碎效果對(duì)比》,公路交通科技,2004;
[2]吳鳳霞,《路面碎石化的施工工藝和質(zhì)量控制》,中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2011。