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。公路交通運輸網的不斷完善,進一步加快了各區域之間的互聯互通,協同發展。瀝青路面作為我國高等級公路的路面形式,其具有噪音小、養護方便、行車舒適等優點,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量。為從根本上改善路面質量問題,碾壓混凝土(RCC)基層因其獨特的優勢受到了工程行業的青睞。
近年來,隨著科學技術的不斷發展,大量先進技術、材料和工藝不斷用于公路建設,瀝青路面結構也從傳統單一的薄層瀝青和半剛性基層的組合形式逐步向多種結構形式并存的方向發展,其中碾壓混凝土基層因其強度高等優勢得到了大量使用。相比傳統半剛性基層,碾壓混凝土基層的優點如下:
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封層,防止出現松散層,可以充分發揮封層作用。
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,沿線經濟發展迅速,交通量較大。據據交通量統計分析,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。據現場調查和檢測分析,路面承載力已無法達到規定要求,需進行原路面基層補強處理。基層補強采用20cmC25碾壓混凝土+20cm6%水泥穩定級配碎石基層。
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,在運輸及裝卸環節,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;其次,要根據工程量大小、運輸距離等合理安排數量充足的運輸車輛,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,影響混合料質量。
3)攤鋪。攤鋪施工前,先確定下承層施工質量,可采用穩定細粒材料。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生碰撞,可保持一定安全距離,應控制在10m以內。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)養生。養生施工當中,需制定合理的施工組織方案,養護周期不得小于7d。可采取覆蓋保濕養生方式,養生期間需封閉交通,只允許灑水車輛通行。在此期間,可封閉交通,待養護質量滿足規定要求后,方可進行下一工序施工。
6)切縫。待碾壓施工結束后,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。切縫時間可選在養生的3~5天,避免大量收縮裂縫產生。第三,切縫深度。根據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,合理控制稠度很關鍵,根據以往工程案例,結合本工程實際情況,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。
4)粗細集料離析。攤鋪施工過程中,很容易出現集料離析問題,為此,可指派專人進行此類問題處理,保證無材料堆積、離析現象,同時補充新拌混合料。
5)基層收縮裂縫。養生環節,基層若產生裂縫,通過彎沉檢測,結構層承載力可達到規范要求,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當中,半剛性基層在瀝青路面施工中得到了大量使用。但經大量實踐表明,傳統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。