高等級公路路面施工技術探討

【摘要】用復合式高等級路面的施工要點，說明碾壓式混凝土復合式路面的設計與施工過程、工藝方法。并對該結構路面進行經濟分析，得出復合式路面高強、穩定、耐久、開放交通早，接縫間距長，養護時間短、省水泥、造價低的經濟效益。

【關鍵詞】復合式高等級路面；施工；經濟解析

1.復合式新型路面的結構設計

1.1復合瀝青混凝土原度的確定

根據交通量和氣候，并參照國際有關資料，確定采用多厚的瀝青混凝土面層。一般重型交通大于6cm，中型交通4～6cm厚，輕型交通小于4cm厚，這個厚度不足以消除碾壓混凝土的反射裂縫，但可改善行車條件，消除噪音。這層只考慮受壓，不考慮受拉。面層間用粘層油連接，熱瀝青按0.8kg/m2，然而再撒1層石屑，份量按瀝青的30%計。

1.2碾壓混凝土厚度的確定

據JTJ012-94公路水泥混凝土路面設計規范確定參數：標準軸載換算，交通分級，設計使用年限和累計作用次數，基層頂面的當量回彈模量和計算回彈模量，混凝土設計強度的彎拉彈性模量。

1.3碾壓混凝土的配筋

為了施工方便，碾壓混凝土接縫處不設拉桿，僅在橋頭填方路基設防下沉的鋼筋網。

1.4碾壓混凝土板設縫

水泥混凝土板一般施工必設賬，縮縫和工作縫。據西安公路交通大學“碾壓水泥混凝土與瀝青混凝土復合式路面結構研究”所提，縮縫距離最好在10m左右為宜，夏季可適當縮短至8m，脹縫只設在永久結構接頭處，縱縫以兩條行車道線標準為3.75m，所以，建議每塊板尺寸為10m×3.75m為宜。

2.復合式新型路面配合比設計

2.1配合比及骨料級配

依據中華人民共和國交通部標準JTJ92-94“公路水泥混凝土路面設計規范”中碾壓混凝土路面的有關規定，并根據地產材料質量，然后通過實驗結果采用標準。普通混凝土強度主要靠膠結形成，而碾壓混凝土則是靠骨料的嵌擠起重要作用。在滿足和易性及相對高容重條件下，盡可能增大粗骨料用量，但必須保證不離析。試驗工程砂石級配，據西安公路交通大學測定的數據。

2.2砂率

按粗細骨粒間填充原理，用石料空隙率求集料空隙體積，并以此計算砂率。據西安公路大學“復合路面碾壓混凝土性能試驗報告”中給定的砂率為35%，經過拌合，攪拌合物在手中握成團，從平身高度落下不發生離析現象視為直接檢查合格。

2.3水泥用量

據西安公路大學“復合路面碾壓混凝土性能實驗研究報告”中給定的水泥用量為273kg，而實際施工中由于各種不利因素，用量超過此數，平均為290kg，水膠比按0.4控制。

2.4碾壓混凝土工作度及用水量

碾壓混凝土的工作量及用水量決定著碾壓混凝土的可碾壓性和混凝土的強度及其力學性能，工作度采用普通混凝土測定稠度的維勃儀，在透明的圓盤上施加30g/cm3荷載，加料約15kg，通過了測定圓盤下灰漿所需時間以及拌合物表面至筒上緣的距離即下沉量，求出改進值及壓時量。直觀檢查是壓路和振搗時，既能振出漿又不起彈簧現象為原則。用水量按最佳含水量計算，一般控制在130～145kg/cm3，約占混合料重量的5.2%～8%，施工時可根據氣溫、風力，運距及攤鋪碾壓時間等適當調整用水量。但注意，碾壓混凝土含水量過低及水泥漿不足均不利于壓實。

2.5外加劑

由于碾壓混凝土早期強度發展較快，初凝和終凝時間對碾壓混凝土施土要求均較短，加之和易性較差，而施工工序上的振密碾壓和表面加工碾壓，以及邊部的密實，則要求減緩碾壓混凝土凝結速度，提高工作度。為此通過室內試驗和實際施工，我們采用了加入水泥和粉焊灰用量0.3%木素磺酸鈣的方法，即可達到減緩凝結的目的。這樣不僅取代部分水泥用量，降低工程造價，而且利用混合料與水泥的二次水化反應，提高碾壓混凝土的后期強度，并改善碾壓混凝土的和易性，減少離析，起到了緩凝增塑的作用。

3.路面應力分析

為了便于應力分析，將路面簡化為4層彈性狀體系，自上而下分為6cm瀝青混凝土，聚丙稀土工格柵（為增加粘結力和反射裂縫發展而高），20cm碾壓混凝土面層，最底層是老路。通過室內實驗，4層路面結構體系中，彎拉拉力主要產生在17～26cm范圍內，在26cm時達到最大值。但26cm處不是老路基。剪應力最大產生在水泥混凝土板與原路面頂面接觸上，深度約為26～27cm處，水泥混凝土板中頂剪應力遠遠大于上覆瀝青混凝土面層。按碾壓混凝土材料（28d）抗彎拉強度5.0MPa計，取強度折減系數0.5，實際允許抗彎拉強度為2.5MPa，遠遠大于新型路面剛性板中所產生最大彎拉應力（約0.38MPa），同時，在上覆瀝青混凝土面層中不產生拉應力。因此，在老油路為基層的新型（剛柔）復合式路面中，設置剛性面板是經濟合理的結構形式。

4.碾壓混凝土的施工

由于振碾混凝土拌和時含水量較小，自落式混凝土拌和機的葉片容易粘上水泥獎，不易拌勻，造成配比不準，所以應使用強制式拌和機械。拌和時注意事項：

（1）拌和機生產能力應與攤鋪進度相符。

（2）拌和時不但要抽樣進行強度、配比，水泥含量等正規試驗，還應隨時從外觀目測拌和料質量，發現問題及時處理。

拌和料的運輸應由自卸汽車進行，配備數量應與進度，數量匹配。運輸應控制時間和運距。攤鋪和攤鋪注意事項：攤鋪應用攤鋪機進行，應該是一次全寬、全厚度攤鋪，如果寬度不夠，應由2臺攤鋪機并行一次作業。由于條件限制，也可以采用人工攤鋪。但是，人工攤鋪勞動強度大，布料難以均勻。所以，當自卸汽車卸料后有大骨料離析，就要將大骨料重新摻到料堆中，由于人工布料進度慢，為了減少水份流失，拌和料應隨到隨鋪隨平整，邊布料邊碾壓。熱天施工最好加以覆蓋，對離析較大的拌和料應加以翻拌，攤鋪時人工不得拋撒，以防骨料離析，人工攤鋪系數為1.3。對于鋸縫和斷縫的處理，參考普通混凝土鋸縫經驗，切縫時以強度計，一般強度應達到10MPa，也就是說夏天當晚即可鋸縫，如果強度未達到10MPa時鋸縫要掉顆粒，鋸口處不平整；如果強度超過10MPa時不但鋸縫很費勁還容易產生斷板。

5.瀝青混凝土施工

瀝青混凝土施工按正常瀝青施工操作規程進行，但由于與剛性碾壓混凝土復合，因此，要求瀝青混凝土質量要高，而且必須是粗粒式。應處理好結合層，以免由于冰動期兩層滑動，不僅對平整度而且還對表面粗糙度都有要求。

6.反射裂縫

水泥混凝土路面產生一些裂縫，是由于氣溫變化，施工和切縫時間等原因，碾壓混凝土也是如此。裂縫的確是路面一大病害，給路面養護帶來了很大麻煩。復合路面碾壓混凝土產生的裂縫往往反射到瀝青混凝土面層上來。為了消除這種反射裂縫，我們采用了土工網格施工方法。就是在碾壓混凝土頂面和瀝青混凝土底面結合處，鋪設降丙烯土工網格。

在施工時先將土工網格平鋪在碾壓混凝土頂面，將一端用射釘槍固定，另一端張拉，使土工網格伸長到15%～20%左右，其中間每隔2m固定1次，直到末端。再灑乳化瀝青1.0～1.2kg/m2，再按用量的30%撒1層石屑，碾壓后再鋪瀝青混凝土面層。施工后觀察效果很明顯，產生反射裂縫處均在土工網格搭接處理不好的地方。最后搭接在1m，另外要注意瀝青混凝土不能直接鋪在土工網格面上，以免由于溫度太高破壞土工網格的作用。

總之，復合式高等級公路的新型路面結構延長了路面使用壽命，節省了工程造價，不久的將來必然會產生具有宏觀性的社會經濟效益。

【參考文獻】

[1]周蘭玉.土工織物工程設計[M].西安：西安交通大學出版社，1991.

[2]楊宗放.現代預應混凝土施工[M].北京：中國建筑工業出版社，1993.