秦曉丹 程 璐
(河南錦潤建設工程有限公司,河南 平頂山 467300)
改革開放40多年來,我國公路建設取得了令人矚目的成績。公路交通運輸網(wǎng)的不斷完善,進一步加快了各區(qū)域之間的互聯(lián)互通,協(xié)同發(fā)展。瀝青路面作為我國高等級公路的路面形式,其具有噪音小、養(yǎng)護方便、行車舒適等優(yōu)點,因此,在公路工程建設中得到了大力推廣。在交通荷載和自然因素的長期影響下,路面病害問題日益突出,常見病害包括:車轍、裂縫、松散等,若不及時處理,將會嚴重影響路面耐久性和公路服務質(zhì)量。為從根本上改善路面質(zhì)量問題,碾壓混凝土(RCC)基層因其獨特的優(yōu)勢受到了工程行業(yè)的青睞。
近年來,隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,大量先進技術(shù)、材料和工藝不斷用于公路建設,瀝青路面結(jié)構(gòu)也從傳統(tǒng)單一的薄層瀝青和半剛性基層的組合形式逐步向多種結(jié)構(gòu)形式并存的方向發(fā)展,其中碾壓混凝土基層因其強度高等優(yōu)勢得到了大量使用。相比傳統(tǒng)半剛性基層,碾壓混凝土基層的優(yōu)點如下:
1)碾壓混凝土基層具有較高強度和抗疲勞能力,對于提升瀝青路面整體剛度,緩解路面病害具有重要作用。
2)碾壓混凝土基層受到碾壓振動作用大,相比普通半剛性基層,工后強度增長迅速,具有良好完整性,開放交通時間早,能夠保證碾壓混凝土基層充分粘結(jié)封層,防止出現(xiàn)松散層,可以充分發(fā)揮封層作用。
3)碾壓混凝土單位用水量和水泥用量小,能夠進一步降低干燥收縮問題,大幅降低工程成本。此外,碾壓混凝土材料充足,可就地取材,具有良好經(jīng)濟效益。
4)碾壓混凝土選擇預切縫形式,有助于釋放溫度、濕度應力,在切縫位置通過鋪筑一定應力吸收層,可大大降低基層裂縫產(chǎn)生機會,對消除和控制瀝青面層反射裂縫意義重大。
5)碾壓混凝土基層可采用振動壓路機、攤鋪機等施工機械,施工方便,操作簡單,可有效降低施工成本。
6)相比傳統(tǒng)半剛性基層材料,碾壓混凝土基層抗沖刷性能和重載敏感性良好,在路面動荷載作用下,有利于減少路面開裂、松散等病害。
某公路工程為雙向六車道,瀝青混凝土路面。近年來,沿線經(jīng)濟發(fā)展迅速,交通量較大。據(jù)據(jù)交通量統(tǒng)計分析,大型客車和貨車交通量大,在全年總交通量中占比較高,屬于特重交通等級。在行車荷載和自然因素作用下,路面病害問題嚴重。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和檢測分析,路面承載力已無法達到規(guī)定要求,需進行原路面基層補強處理?;鶎友a強采用20cmC25碾壓混凝土+20cm6%水泥穩(wěn)定級配碎石基層。
1)拌和。按照一定配合比拌制碾壓混凝土基層材料。拌和場地應選擇在地勢較高的地方,需提前設置排水設施,并通過混凝土硬化拌和場地。在拌和施工中,需提前調(diào)試所用設備,保證設備運行正常。拌和時,可采取兩次拌和,或間歇式拌和法,拌和碾壓混凝土時間需控制在15s以上。
2)運輸。碾壓混凝土基層混合料含水量不高,且混合料較為松散,在運輸及裝卸環(huán)節(jié),必須采取一定措施做好保水工作。首先,要確保運輸車廂潔凈、無雜質(zhì);其次,要根據(jù)工程量大小、運輸距離等合理安排數(shù)量充足的運輸車輛,保證滿足攤鋪能力需求。同時,還要將篷布覆蓋到車頂,避免水分蒸發(fā)過來。最后,還要做好運輸時間控制,避免因運輸時間過長,影響混合料質(zhì)量。
3)攤鋪。攤鋪施工前,先確定下承層施工質(zhì)量,可采用穩(wěn)定細粒材料。待處理完下承層頂面,即可進行碾壓混凝土基層攤鋪施工。若下承層采用中、粗粒材料,需先清理下承層,隨后均勻鋪灑水泥凈漿,再進行碾壓混凝土基層攤鋪。一般要將攤鋪機的功率控制在120KW以上。同時,還需合理確定攤鋪長度和施工進度,為下一步施工工序做好準備工作。施工時,若遇到降雨天氣,需考慮雨水帶來的不利因素,做好提前防雨準備工作。一旦基層含水率超過最佳含水率允許范圍,需及時采取措施進行處理。碾壓混凝土基層攤鋪采用2臺攤鋪機施工,為了避免兩臺機械設備行走時發(fā)生碰撞,可保持一定安全距離,應控制在10m以內(nèi)。針對部分超寬路段,若大型機械不適合,則選取人工方式進行攤鋪。
4)壓實。碾壓施工當中,為全面提高碾壓混凝土基層的質(zhì)量,滿足路面平整度要求,制定了相應的碾壓施工方案。通過碾壓施工,可以進一步增加碾壓混凝土混合料的密度,促使混合料內(nèi)部空隙減小,這對于提升碾壓混凝土強度和抗沖刷能力極為有利。在碾壓施工時,初壓可采用雙鋼輪壓路機進行2~3遍穩(wěn)壓,復壓則采用重型壓路機、膠輪壓路機進行組合式碾壓,碾壓遍數(shù)3~6遍,最終采用雙鋼輪壓路機進行終壓,從而消除輪跡。
5)養(yǎng)生。養(yǎng)生施工當中,需制定合理的施工組織方案,養(yǎng)護周期不得小于7d??刹扇「采w保濕養(yǎng)生方式,養(yǎng)生期間需封閉交通,只允許灑水車輛通行。在此期間,可封閉交通,待養(yǎng)護質(zhì)量滿足規(guī)定要求后,方可進行下一工序施工。
6)切縫。待碾壓施工結(jié)束后,便可進行預切縫處理。具體要求如下:第一,切縫間距。切縫間距可定為8~15m。第二,切縫時間。切縫時間可選在養(yǎng)生的3~5天,避免大量收縮裂縫產(chǎn)生。第三,切縫深度。根據(jù)基層實際厚度準確確定切縫深度,通常為層厚的1/2~1/3,寬度在5mm左右。
待完成切縫施工作業(yè)后,需及時進行清縫處理,并通過熱瀝青進行灌縫。
1)稠度。于碾壓混凝土基層而言,稠度對基層壓實效果和平整度影響很大,是檢驗碾壓混凝土基層性能的重要指標。若具有較高稠度,平整度控制較為簡單,但不易控制壓實度。當具有較低稠度,碾壓效果控制較為簡單,但不易控制平整度。為此,合理控制稠度很關(guān)鍵,根據(jù)以往工程案例,結(jié)合本工程實際情況,認為在35~45s之間控制稠度最適合。
2)配合比。于碾壓混凝土工作性能而言,配合比用水量、砂率等變化均將影響混凝土性能。因此,要在綜合考慮天氣、設備計量精度等因素下,合理控制用水量,并做好定期檢測工作。一般來講,碾壓混凝土基層含水量偏小,很容易出現(xiàn)混合料離析情況。因此,可適當增大細集料用量,提高抗離析性能。相比普通混凝土,碾壓混凝土砂率可適當大一些,多出10%左右。
3)基層邊緣壓實。碾壓混凝土基層施工過程中,因施工機械設備較大,往往會出現(xiàn)碾壓死角問題,為保證全幅碾壓,可采用人工方式或小型設備進行補充壓實,在此期間,同樣要做好混合料用水量控制,保證含水量始終在最佳含水量允許范圍內(nèi)。
4)粗細集料離析。攤鋪施工過程中,很容易出現(xiàn)集料離析問題,為此,可指派專人進行此類問題處理,保證無材料堆積、離析現(xiàn)象,同時補充新拌混合料。
5)基層收縮裂縫。養(yǎng)生環(huán)節(jié),基層若產(chǎn)生裂縫,通過彎沉檢測,結(jié)構(gòu)層承載力可達到規(guī)范要求,便可進行下一階段施工,但需針對裂縫位置進行處理。第一,可灌縫處理裂縫處;第二,將玻璃纖維格柵鋪設到裂縫處;第三,鋪灑適量熱改性瀝青。
綜上所述,在我國公路建設事業(yè)當中,半剛性基層在瀝青路面施工中得到了大量使用。但經(jīng)大量實踐表明,傳統(tǒng)半剛性基層存在諸多缺陷,尤其是開裂問題較為嚴重。一旦形成裂縫,在行車荷載和自然因素的影響下,很容易反射到面層,降低路面強度,甚至進一步發(fā)展為唧泥、沉陷、坑槽等嚴重病害。碾壓混凝土基層強度高、抗疲勞能力強,將其用于瀝青路面,可有效提升路面的整體剛度,對改善路面使用性能,延長道路使用壽命意義重大。