旧水泥混凝土路面破碎板处治技术

第１期（总第２１４期）　山西交通科技　Ｎｏ．１　２０１２年２月　ＳｔｔＡＮＸＩ　ＳＣｍＮＣＥ＆ＴＥＣＩ　ＱＬｏＧ　Ｑ　Ｑ　！　Ｆｅｂ．　旧水泥混凝土路面破碎板处治技术　李志强　（山西省交通科学研究院黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室，山西　太原０３０００６）　摘要：结合夏家营至汾阳高速公路水泥混凝土路面加铺沥青层改造工程，对超重载道路旧　水泥混凝土路面破碎板病害产生机理进行了深入理论分析，在考虑重栽地区车辆荷栽受力特　性基础上。有针对性地提出了破碎板更换的技术处理措施和混凝土材料设计技术要求，并制定　了科学合理的施工作业顺序，满足高速公路快速施工的要求。　关键词：重载；混凝土；路面；材料；设计；车辆　中图分类号：Ｕ４１８．６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００６－３５２８（２０１２）０１－００３０＿ｏ２　夏汾高速公路水泥混凝土路面２００１年竣工通　１２　ｍｍ螺纹钢筋单层布设，间距４０　ｃ—ｎｐ】。　车以来，在大交通量、渠化交通和超、重载车辆长期　１．２．２钢筋位置　作用下，水泥路面出现了大面积破坏，路面错台和破　单层钢筋网或连续钢筋网片设置于距混凝土板　碎现象严重，２０１０年夏汾线路面改造工程中破碎板　顶面１／３厚度位置，边缘补强钢筋距混凝土路面纵　更换面积达５０　３８５　ｍ２。水泥混凝土路面病害中，破　缝或自由边１０　ｃｍ。　碎板尤为明显。破碎板丧失了板体完整性，重载车辆　１．２．３钢筋接头　作用下各板块会产生不同的位移量，导致路面出现　单面焊接接头大于等于１０ｄ，双面焊接大于等　错台［１１，雨水渗入板底后，车辆高速行驶产生的动水　于５　，＾工绑扎大于等于２５ｄ，接口不在同一断面上。　压力还将基层中细料挤出嘲，恶化路面的支撑条件，　１．２．４其他　加速路面的破坏速率。　换板作业中，原有拉杆予以保留，继续利用。　１破碎板处治技术　２混凝土配合比设计　１．１破碎板处治原则　２．１混凝土原材料　裂缝将面板分割为３块或３块以上板体时病害　ａ）水泥山西吉港Ｐ．０　４２．５水泥。　板为破碎板，必须挖除更换。板块纵向长度不大于　ｂ）粗集料文水县马西石灰岩碎石，最大公称　５　ｍ的单块混凝土面板采用单层钢筋网混凝土新板　粒径２６．５　ｍｍ。　结构；板块纵向连续长度大于５　ｍ时采用连续配筋　ｃ）细集料文水县开栅中砂。　混凝土路面结构。　ｄ）￣ｌｌ剂Ｊｓｘ一Ⅲ萘系高效减水剂。　１．２新水泥面板技术要求　ｅ）水饮用水。　１．２．１配筋设计　２．２混凝土强度　考虑到旧水泥混凝土板处治后加铺１Ｏ～１２　ｃｍ　实验室配制混凝土强度时，应减少强度变异性，　厚沥青面层，为防止沥青加铺层产生反射裂缝，旧水　之后通过原有或实测数据进行数理统计分析，得出　泥混凝土板维修采用配筋混凝土，具体方案如下：　强度变异系数嗍。强度变异系数小于１０％时，安全系　ａ）单层钢筋网混凝土面板采用８　ｍｍ螺纹钢筋　数可取１．１。根据重载地区水泥混凝土路面设计要　单层配筋，钢筋横、纵间距１５　ｃｍ，纵向两侧边缘１０　ＣＩＴＩ　求，此次改造工程混凝土２８　ｄ设计弯拉强度标准值　处各设置１根直径１２　ｍｍ补强钢筋翻。　大于５．０　ＭＰａ，抗压强度大于３５　ＭＰａ。　ｂ）单层连续配筋混凝土面板纵向采用直径　２．３混凝土工作性　１２　ｍｍ螺纹钢筋单层布设，间距１０　ｃｍ；横向采用直径　混凝土工作性应考虑施工温度、湿度、运距等因　收稿Ｅｌ期：２０１１—０５—３０；修回Ｅｌ期：２０１１—１０—２４　作者简介：李志强（１９７９一　），男，山西沁县人，工程师，工学硕士，２００６年毕业于长安大学道路与铁道工程专业。　２０１２年第１期　李志强：旧水泥混凝土路面破碎板处治技术　．３１．　素的影响，避免出现过大的坍落度损失，确保混凝土　现场坍落度满足３　５　ｃｍ嗍。　２．４用水量和水泥用量　混凝土运输能力及相关配套资料进行详细检查，检　查项目包括以下内容：　ａ）板破碎清除后基层状态，基层若破损严重可　用贫混凝土修补。　ｂ）基层顶面乳化沥青封层和侧壁混凝土热沥青　混凝土单位用水量不宜超过１５０　ｋ蜀，ｍ，，水泥用　量宜在３３０～３８０　ｋ咖　之间。　２．５混凝土含气量　新拌混凝土的含气量控制在（４±０．５）％。　３水泥混凝土路面施工　涂刷是否均匀、饱满。　ｃ）施工机械应调试、安装完毕并运行良好。　ｄ）车辆运输能力应满足混凝土连续施工作业要　求。　水泥混凝土路面施工工艺是控制路面质量的重　要因素，应遵循“科学、精细、合理”的施工原则，充分　考虑环境条件和施工工序，确保工程质量。　３．１混凝土面板类型和特点　３．１．１单层钢筋网混凝土面板　为扩散车辆荷载应力，预防板体开裂，单层钢筋　网混凝土面板内配设　８钢筋焊接网片，钢筋网两　侧设置　１２纵向边缘补强钢筋。根据原路面结构设　计特点，面板更换中原有拉杆、传力杆保留，继续使　用。　３．１．２单层连续配筋混凝土面板　连续配筋混凝土面板中增设　１２连续配筋网　片，路面纵向不设置横向缩缝。混凝土面板在纵向连　续钢筋约束作用下，横向裂缝细小，面板连续性好，　可防止和延缓沥青加铺层产生反射裂缝。　３．２混凝土生产和运输　３．２．１混凝土生产　采用集中场拌生产方式，材料配制精确度较高。　为确保工程质量，施工作业中应随时对设备性能、原　材料和搅拌控制（拌和均匀性、坍落度、含气量、强度　试件留样等）及质量管理进行检查，杜绝生产不符合　要求的混凝土。混凝土施工应连续作业，拌和楼生产　能力不小于５０　ｍ３／ｈ。　３．２．２混凝土运输　混凝土路面大修工程与新建水泥路面不同，旧　板处治工序多，车辆及施工人员交替施工频繁，为实　现路面施工的连续性并减少单个工作面对其他工序　的影响，新拌混凝土应采用混凝土搅拌罐车进行运　输和协同布料。　３－３钢筋焊接网混凝土面板施工　单层钢筋焊接网混凝土面板施工包括混凝土卸　料、布料、摊铺、振捣、设置钢筋网片、二次卸料、二次　摊铺、三辊轴机组振捣整平、木抹表面及糙面加工和　养生等工序，各工序施工应合理衔接并满足以下作　业要求。　３．３．１施工前期准备工作　混凝土面板浇筑前，应对基层状况、施工机械、　ｅ）现场钢筋焊接网片应安放妥当，避免雨水侵　蚀而生锈。　３．３．２混凝土卸料与布料　施工现场对混凝土质量进行严格控制，每批次　混凝土应进行坍落度检验，质量不符要求的混凝土　应废弃，并将信息反馈至混凝土拌和站，及时调整确　保合格混凝土连续供应。为保证质量和提高工效，本　次施工全部采用混凝土搅拌罐车运料，并辅以人工　辅助卸料及布料。　３．３．３混凝土摊铺　钢筋混凝土面板分两层摊铺，搅拌罐车卸料后　用人工进行布料、初平。混合料松铺系数约１．１２　１．２５，也可通过试验确定。　３．３．４下层混凝土振捣　配筋混凝土分两次振捣成型，下层混凝土采用　手持振捣棒插人振捣，之后检查混凝土摊铺厚度和　预留高度，之后以梁式振捣器振捣初平，边角处应加　强振捣以提高混凝土的密实度。　３．３．５钢筋网片和边缘补强钢筋设置　施工现场采用人工将钢筋网片和边缘补强钢筋　安设在距面板表层１／３厚度位置。为充分发挥钢筋　连结作用，钢筋摆放位置应准确。边缘补强钢筋采用　绑扎方式与钢筋网形成整体。　３．３．６上层混凝土振捣与整平　下层混凝土浇筑完成并确保钢筋网片安防位置　满足要求后，浇筑上１，３混凝土，并采用振捣梁和平　板振捣器振捣初平，之后以三辊轴摊铺机进行振捣　和整平。　３．３．７混凝土表层糙面加工　为保证维修后混凝土面板与沥青加铺层层间良　好的结合能力，整平后混凝土表层应采用木抹进行　糙面处理，但不得形成浮浆。　３．３．８混凝土养生　混凝土面板浇筑完毕即覆盖塑料薄膜定期洒水　养生，养生期间不允许车辆通行。　（下转第４１页）　２０１２年第１期宋俊涛：重复车轮荷栽作用下的基层层间接触条件对沥青路面力学性能的影响分析　．４卜　本文选取的点均在车轮荷载轮隙中心的竖直线　ｃ）水平正应力能够明显地区分接触模型和连续　上。在完全连续模型中，在各层的交界处，应力值均　模型的受力情况，采用接触模型分析比连续模型能　有个较小的突变，经过分析可知，这是由于各层材料　更好地反映沥青路面的实际受力特性。　的模量不同造成的。除完全连续的模型外，其余的模　综上所述，施工过程中应加强基层之间的黏结，　型在车轮荷载作用下，各结构层顶部受水平压应力　避免因松铺系数不足等施工问题而造成的结合系数　作用，底部受水平拉应力的作用，并且有着较为明显　降低，从而延长路面的使用寿命。　的突变，这主要是由材料的弹性模量变化和层间接　参考文献：　触不完全连续所导致的［明。由此可以得出，接触模型　能更好地对层间的水平正应力进行模拟。　【１］中交公路规划设计院．ＪＴＧ　Ｄ５０－－２００６公路沥青路面　设计规范［Ｓ】．北京：人民交通出版社，２００６．　３　结论　［２］邓学钧．路基路面工程［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２０００．　通过计算分析可以得出如下的结论：　【３】ｚ　ｇｌｌｌ。“　ｓ・ａｎｄ唧ｈｉ　巴ＵｓｅｏｆＴｈｒｅｅ－Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａ］，Ｄｙｎａｎｔｉｃ　沉最ａ）在不　…ＩＩ现在双轮荷载的轮隙中心处。随着层间　［．苎间篓全委警　模　：　耋　结合系数的减小，弯沉值逐渐增大，－八］－－但／－Ｊ￣田ｔ路面结构更容易　４］　奇玮　反复载重下磊面之；　伤　ｊ．　：吾　．　～国立中央大学～　，２００７．　严生圾　、。　［５］姚祖康．对国外沥青路面设计指标的评述（续）［Ｊ］．公路，　ｂ）连续模型的最大拉应力值出现在双轮荷载的　２００３（４）：４９—５５．　轮隙中心，而接触模型的最大值出现在车轮荷载的　［６］刘红坡，艾长发，黄兵，等．层间接触对沥青路面力学回　直接接触处。层间接触条件对上面层的影响比较大，应的影响［ｃ］．中国交通土建沦文集，２００６：１３３—１３６．　接触模型更容易出现路面的疲劳破坏。　Ｔｈｅ　ｈｌｎｕｅｎｃｅｄ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　Ｃｏｎｔａｃｔ　Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　Ｌａｙｅｒｓ　ｏｎ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　Ａｓｐｈａｌｔ　Ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｕｎｄｅｒ　Ｒｅｐｅａｔｅｄ　Ｗｈｅｅｌ　Ｌｏａｄｓ　（Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ　０３０００６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ　ｄｉｆｅｒｅｎｔ　ｃｏｎｔａｃｔ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｌａｙｅｒ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ｏｆ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｂｙ　Ｆｉｎｉｔｅ　Ｅｌｅｍｅｎｔ．　（上接第３１页）　确保混凝土质量和外观符合设计要求。　４结语　参考文献：　ａ１水泥混凝土路面病害处治中破损严重的裂缝　板必须全部更换，为提高更换面板的整体强度，应采　Ⅲ１　伍启群，李永华．公路水泥混凝土路面损坏机制分析与　用钢筋混凝土面板结构。　综合防治对策研究［Ｊ］．华东公路，２００３（３）：３２—３５．　ｂ）混凝土材料组成设计是影响混凝土性能的重　［２］孟德英．水泥混凝土路面水损坏产生的机理［Ｊ］．黑龙江　交通科技，２００８（１２）：４２．４３．　要因素，对路面使用寿命起着至关重要的作用，必须　【３］虞文景，申俊敏．钢筋焊接网在水泥路面中的应用［Ｊ］．山　在规范基础上通过室内试验加以确定。　西交通科技，２０１０（５）：１－７．　ｃ）钢筋混凝土面板施工工序较多，各工序衔接　ｆ４］交通部公路科学研究所．ＪＴＧ　１７３０－－－２００３公路水泥混　紧密，施工中应合理安排作业顺序，加强施工管理，　凝土路面施工技术规范【ｓ］．北京：人民交通出版社，２００３．　Ｔｈｅ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｏｆ　Ｂｒｏｋｅｎ　Ｐｌａｔｅ　ｆｏｒ　Ｏｌｄ　Ｃｅｍｅｎｔ　Ｃｏｎｃｒｅｔｅ　Ｐａｖｅｍｅｎｔ　ＬＩ　Ｚｌｌｉ－ｑｉａｎｇ　（Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｆ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ　Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ　ｉｎ　Ｌｏｅｓｓ　Ａｒｅａ，　Ｓｈａｎｘｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｔａｉｙｕａｎ，Ｓｈａｎｘｉ　０３０００６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒａｃｔｉｃｅ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ａｎａｌｙｚｅｄ　ｔｈｅ　ｄｉｓｅａｓｅ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　ｏｆ　ｂｒｏｋｅｎ　ｐｌａｔｅ　ｆｏｒ　ｏｌｄ　ｃｅｍｅｎｔ　ｃｏｎｃｒｅｔｅ　ｐａｖｅｍｅｎｔ　ｕｎｄｅｒ　ｏｖｅｒｌｏａｄｅｄ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｏｖｅｒｌｏａｄ；ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｐａｖｅｍｅｎｔ；ｍａｔｅｒｉｌａ；ｄｅｓｉｇｎ；ｖｅｈｉｃｌｅ