公路白改黑技术探讨

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  水泥混凝土路面使用时间一长,行车舒适度差、噪音大不说,养护维修也不方便。于是,很多接近或超过设计年限的“白色路面”都通过改建,变成性能更优越的黑色沥青路面,统称为“白改黑”。公路“白改黑”,在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层,使原来的混凝土刚性路面变为沥青柔性路面。在“白改黑”的施工中,作为路基的原水泥混凝土路面的处理及相关施工对于保证新铺成的沥青混凝土面层质量及实用至关重要。水泥路面上加铺是一项技术难度大且稍有不慎就容易出问题的工作。虽然该工艺不是什么新工艺,但不同的工程存在不同的问题。
  一、旧水泥混凝土路面的处理方案
  旧水泥混凝土路面经过长时间使用,就会出现一些混凝土板被车轮压烂、破碎、断裂、掉角、错台、脱空等现象,在“白改黑”施工时,这些问题都必须解决。对路面损坏状况、路面弯沉检测与脱空检测分析主要判定本路段面板的破损情况,从而决定此板块能否继续利用。
  1.坏板的处理
  旧水泥混凝土路面有个别板块被压烂、破碎,不能继续使用,必须将旧板彻底砸除,将混凝土石渣挖出外运,然后重新浇注标号不低于原路面的水泥混凝土。将旧板破碎时,一要注意严格避免施工挠动更深的底基础,不使用大型破碎机具,可采用人工或小型破碎机具的方法,破碎后更不要采用装载机下去铲装,可采用人工将碎石搬出的方法,破碎时不要损坏和扰动相邻混凝土板。二要注意新浇的混凝土板块的强度不小于原来板块的设计强度,其材料要求、配合比、施工工艺质量标准等应符合有关设计与施工规范的规定要求;对于新浇板块与老板块之间的纵缝内的传力杆钢筋,应予以保留或恢复;对于横缝(胀缝或缩缝)中的拉杆钢筋应保留或恢复;对于连续换板也应对应于旧板留出纵、横缝。
  2.裂缝的维修
  当水泥混凝土板上裂缝程度较轻时,不作为断板处理,但必须对其裂缝采取措施进行维修。
  根据裂缝的损坏程度、施工技术等具体情况,选择适当的修补材料和方法。对于较宽的裂缝(≧3mm),应先清除缝内杂物,并在上口适当扩展成倒梯形,顶宽15~20cm,底宽5~15cm,深度为板厚1/3左右,再灌缝黏结;对于较细的裂缝,进行灌缝处理,并适当把缝扩成V字形,顶宽5~15cm,深度为板厚1/3左右;对于轻微的裂缝且缝宽小于1mm,可不作处理。
  3.刚性柔性路面连接段施工
  在原水泥混凝土路面与沥青混凝土路面的连接接段,由于混凝土路面上要铺沥青混凝土,从而造成新旧沥青混凝土路面高程不一致,因此要进行二者顺接施工处理。处理方法是将接头处约长10~15米的混凝土板按处理坏板的方法砸除,重新按顺接高程要求浇注混凝土路面,为保证顺接处的施工质量,往往还要在新浇注混凝土路面布设钢筋网片,形成钢筋混凝土基层,防治刚性路面与柔性路面连接处刚型路面发生断裂。
  4.伸缩缝处理
  对接缝中存在填缝料剥落、挤出、老化和出现间隙等现象,要进行必要的处理。应先清除缝内杂质,吹净,然后将灌注沥青玛蹄脂等填缝材料加热后灌缝。切割机清缝主要是将缝中的杂物彻底清除,清缝时要保证一定的锯深,即清出的缝要有足够的深度,一般最少也要1/3的板厚,清除后要及时打扫切缝边缘杂物并尽快进行灌缝,以免杂物再次进入切缝内。
  一般由专用的灌缝机,有专门的操作人员完成,灌缝时油底细腻、均匀速度要慢,保证缝中的沥青玛蹄脂均匀密实,使之慢慢静化凝固。灌缝施工还要尽量选择在气温适宜的时段施工,以防影响质量。
  5.脱空板底的处理
  旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层,如果旧水泥砼路面接缝处出现“脱空”现象,就会导致加铺层剪应力和弯拉应力的突然增大而引起沥青砼面层反射裂缝。所以,应采取措施,控制行车荷载作用下旧路面板块的变形,尽量避免“脱空”,这是防治反射裂缝产生的重要原则。因此,当旧水泥路面板块下的基层出现脱空时,必须对路基进行补强处理,提高承载力和稳定性,增强板底支撑,减小旧路面板块的变形,预防和抑制行车荷载在接缝处反射裂缝的产生。
  6.错台处理
  错台现象不但会对新铺的沥青混凝土路面平整度产生影响,而且完工后新铺的沥青混凝土路面会在此处形成裂缝,严重影响工程质量,因此必须进行处理。
  错台的处理在板底脱空处理后进行。根据错台程度采取措施处理,对于高差小于1cm的轻微错台,可用人工将稍高板的高出部位按倒三角断面凿一部分,使二者处在同一水平面上。
  高差大于1~3cm的错台,则在低侧板加铺水泥混凝土斜坡层,使错台高差逐渐过渡。不但要将稍高板凿一部分,还要在稍低板上洒1.0kg/m2的乳化沥青透层油,并铺上一层细细的沥青砂混合料,用衬平的方式使二者处在同一水平面上。当错台大于3厘米时,按坏板的方法将下沉板破除,重新浇注新混凝土板补强。
  7.清扫混凝土路面
  洒热沥青、铺土工布之前还有一项重要的工作就是搞好混凝土基层表面的处理与卫生清扫工作,原旧混凝土路面上点点滴滴的突出棱角都要清除。为保证平整度,原路面上的路面标线也都必须进行人工清除。新铺沥青路面严禁有柴油、汽油等油料污染基层。施工中一定注意严格避免各种机械设备的油料对混凝土基层的污染。一旦出现,就要及时采取措施进行彻底清理干净。为了保证旧混凝土路面与新铺沥青路面很好地结合,对混凝土路面上光滑的部分区域要采用专用的混凝土铣刨设备进行拉毛施工。
  二、土工布铺设与沥青混凝土路面摊铺
  对旧水泥混凝土路面的补强工序施工完毕后,即可进行热沥青喷洒、土工布铺设。土工布遇水便失去其应有作用,所以施工前一定要充分了解当地的天气预报,详细掌握天气变化趋势,若有雨天可能出现时,坚决不能施工。
  1.热沥青喷洒及土工布铺设
  混凝土路面清扫干净后,利用专用沥青喷洒机将粘层油加热至150℃~170℃后进行仔细喷洒,喷洒时一定要喷均匀,喷洒量控制在1.0kg/m2左右为宜。在粘层油高温状态下,利用专用设备及时铺设土工布,铺时要求要平整无褶皱,局部不到位时采用人工辅助处理,接口处要相互搭接15厘米,铺完后及时采用胶轮压路机碾压,保证土工布与热沥青粘接密实。   喷热沥青、铺土工布及随后的摊铺沥青混凝土面层等工序要紧凑连贯。施工时要针对工程实际施工长度,适当分段施工,一般可按每日摊铺的长度来确定喷油铺土工布路段长短,施工完沥青混凝土后再进行下一个施工路段的喷油铺土工布的施工,这样可尽可能避免因天气变恶劣、土工布遇水便失去应有效力。面层施工中等候沥青混合料及其他非正常情况发生时对施工的不利影响,最好先做一个实验段,及时总结技术经验。
  2.沥青混凝土面层的摊铺施工
  土工布铺设完成后,要立即进行沥青混凝土面层的施工,除按正常摊铺方法进行施工外,还要特别注意以下几点:
  (1)摊铺速度不能过快,防止摊铺机履带碾坏土工布;
  (2)分幅施工时,摊出的沥青混凝土不能将土工布全盖住,在准备连接的边缘至少留出15cm左右便于以后搭接土工布;
  (3)除即将卸料摊铺的运料车外,其余车辆都要在土工布以外区域等候。料车在土工布上倒车时要缓慢,严禁急刹车,严禁转弯、调头等,防止轮胎搓烂土工布。
  三、总结
  白改黑解决了接缝透水、板底脱空带来的唧泥、断板等病害;与破碎、挖除等方案相比,显著节省了造价;施工快捷,不需要养生,对交通干扰小;充分利用了原有的混凝土路面,有利于环境保护和资源利用。但这种结构形式在使用过程中,它的缺点和弊端也随着使用期限的延长不断出现,反射裂缝、水泥路面板的错台等病害日趋严重。
  总结起来,有如下几个值得注意的方面:1.承载面的处理:加铺面层是直接铺筑在老水泥路面上,水泥路面上已经或正在发生的病害将直接反映在加铺层上,因此,将水泥路面已发生的病害处理,提高旧水泥路面的承载能力并把将来可能导致病害的因素消除十分重要。2.防水的问题:混凝土路面的接缝、裂缝是水容易渗入的薄弱环节,沥青路面并不是完全不透水的,相反,雨水透过接缝渗入后,因沥青面层的覆盖更难散发,长久积累极易导致接缝处路面不均匀沉降,从而导致错台等问题发生。因此做好接缝防水处理十分关键。3.防裂:路面反射裂缝的出现主要是因为接缝处的沥青面层经反复拉伸错动而产生疲劳破坏,使该处产生断裂。断裂初期并不明显影响路面使用功能,它的危害是继发性的,断裂部位雨水下渗产生错台、材料脱落流失等破坏可能相继发生,使路面状况日益恶化。因此它的危害很大,有必要加铺高强度纤维对材料可能发生的反射裂缝进行有效抑制,即采取措施提高沥青混凝土抗拉性能以提高其疲劳强度。4.厚度适当:旧路改造一般采用两层密实型沥青混凝土结构,沥青混凝土面层的最小厚度为8~10cm比较理想,一层为最小厚度5cm的沥青混凝土整平层,一层为4cm左右的抗滑表层。
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