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多孔改性混凝土施工控制

放大字体  缩小字体 发布日期:2016-03-02  来源:《中国公路》
核心提示:  针对国内路面水损和营运期养护费用增大等问题,河北邢衡高速公路衡水段,对路面结构排水设计进行优化,将路表防排水和结构内
   针对国内路面水损和营运期养护费用增大等问题,河北邢衡高速公路衡水段,对路面结构排水设计进行优化,将路表防排水和结构内排水有机结合,面层采用密级配沥青路面,防止路表水渗入结构层内,同时通过纵横坡、拦水带、泄水槽导流至边沟;利用多孔改性混凝土基层具有较大的空隙、有较好排水性能等特性,将少量渗入水通过排水基层、防水土工布、盲沟和横向排水管排出路基之外,改善了路面的使用性能,提高了路面的使用寿命。

  项目基本情况

  邢衡高速公路,是河北省高速公路网主骨架的重要补充,在衡水市外围形成环线,对衡水市城市布局和带动沿线县市经济起着重要作用。南绕城段西起邢台衡水交界的黄家庄,与邢台段邢衡高速连接,东至衡水市枣强县柳林庄与大广高速相通,路线长16.9 6公里,双向四车道,路基宽度28.5米。路面结构形式为4厘米AC-13C,SB S改性沥青防水粘结层,6厘米A C-2 0;36厘米多孔改性水泥混凝土基层,防水卷材,粘层;22厘米水泥稳定碎石底基层,这种路面结构设计是不透水沥青面层和透水基层的组合,是防排结合设计理念的体现。

  多孔改性水泥混凝土作为排水基层,是邢台路桥中心试验室推出一种具有高承载力、大孔隙、抗渗水的新型路面结构形式。该路面基层具多重特性,采用近似等粒径的集料作为混凝土骨料,不需要进行集料级配计算;以碎石、水泥、水和改性剂形成的多孔改性水泥混凝土路面基层结构,本身具备了遇水浸不塑化,强度不减的性质;采用等粒径集料,结构受力的应力集中转向集料颗粒内部,从而使破坏特征表现为集料断裂;采用了等粒径集料和净水泥浆,形成一定膜厚固结集料,形成了最大化的孔隙率,减少和延缓了收缩裂缝的产生。

  施工流程为:下承层清扫干净无散落石子,喷洒热沥青,铺设防水卷材;石料经过整形筛分、水洗机分选,形成洁净的等粒径石料分仓存放,在拌和楼掺加水泥及改性剂进行拌和,通过自卸车运输到摊铺现场;摊铺养生。

  质量控制要点与难点

  原材料

  集料

  集料应使用质地坚硬、耐久、洁净的碎石。进场石料经过专用整形石料筛分机筛分、水洗、选料、整形,达到符合要求的单一粒径,该项目采用2 2.5、2 7.5、32.5三种等粒径,集料粒径范围代表值±2.5毫米。

  防水材料

  防水材料采用双面纤维防水卷材,由特定厂家生产,每批卷材进场须附有厂家的合格检测报告。防水卷材的技术指标参照《土工合成材料非织造复合土工膜》(GB/T17642)规定。

  过程控制

  下承层准备

  下承层表面应平整、光洁、无浮尘。由于该项目下承层为水泥稳定碎石底基层,对于局部松散、离析等现象一定要加以处理。通行施工车辆散落的石子必须扫净,避免尖锐石子扎破卷材。

  铺设防水卷材

  防水层是在下承层(水泥稳定碎石底基层)上喷洒热沥青(普通7 0号),后铺设防水卷材(一膜双面纤维防水土工布)。铺设防水卷材的作用,是防止渗入水进入水泥稳定碎石底基层及路基,渗入水沿防水卷材表面,排向基层两侧级配碎石盲沟,并经出水管排到路基以外,保证路基稳定。

  在水稳碎石底基层检查无任何质量问题的情况下,利用沥青喷洒车洒布热沥青,边角部位人工涂抹。

  热沥青喷洒后,即开始进行防水卷材的铺设。铺设时采用人工自然平铺,并利用胶辊碾压,防水卷材铺设应平整,无褶皱,无受力,与底基层密贴。

  防水卷材相邻两幅卷材的搭接宽度为10厘米。搭接部位用热熔焊接机焊接,搭接层次依据路拱方向,高处的卷材在上面,低处的卷材在下面。

  防水卷铺设宽度,应包括盲沟底部及挡水墙立面和顶面。

  与构造物连接处,应将结构物四周涂抹一层热沥青,防水卷材沿着结构物立面竖起紧贴,并用沥青粘接牢固。特殊部位应用聚合物水泥砂浆封实。

  防水卷材的铺设长度宜在2 0 0米左右,间隔50米预留运料车的进出口和调头处,待即将摊铺到预留口的位置时,及时将预留的口的防水土工膜卷材铺设好,车辆到下一个预留口掉头,尽量避免因运料车的行驶而破坏卷材,所有运料车辆设专人指挥。

  整个段落防水部位施工完毕后,摊铺改性水泥混凝土之前,严禁任何车辆通行。

  拌和

  施工开始及搅拌过程中,都应按规定的频率检验拌和物的初凝时间,按要求预留规定数量的抗弯拉强度试件和孔隙率试件。

  混凝土拌和物应均匀一致,干料、生料和离析料必须废弃,不得运输到摊铺现场。

  实验室所得用水量须进行试拌和铺筑试验段验证,在施工中应根据天气、季节和运距等的变化而进行调节,确保多孔改性混凝土的工作性能。

  摊铺与养生

  摊铺前,认真清扫防水卷材,对卷材作全面质量检查,并安排专人监守,随时检查、清扫遗落石子,卷材局部破损应及时修补,可用比破损处周边大10厘米的卷材,刷热沥青粘贴封实。

  摊铺与养生同步进行,薄膜宽度大于覆盖面5 0厘米,并将裸露的侧面覆盖,确保混凝土全覆盖,薄膜搭接宽度不小于2 0厘米。一般养生3天至7天,当达到设计弯拉强度的80%,可停止养生。

  基层初凝前不得扰动、挤压或踩踏,养生期间禁止一切车辆通行。

  需改进的问题

  桥头、加宽段机械化施工能力不强

  桥头摊铺时,因摊铺机需要前进到桥面,有摊铺厚度及标高的变化,摊铺完成后平整度和标高均不能满足要求,需要进行铣刨。

  该项目采用2台专用摊铺机梯形作业,最大宽度不能满足紧急停车带的宽度,以及加宽三角地带无法使用摊铺机直接摊铺,需要二次施工,并且剩余宽度无法满足摊铺机施工,只能用人工摊铺,造成施工时间长,多次扰动破坏集料之间膜的厚度,造成质量下降等问题。

  多孔改性混凝土直接通行能力不强

  在沥青面层摊铺时,沥青混合料运输车辆对多孔改性混凝土损害严重,特别是在车辆转弯时,对表层粒料施加揉搓力,造成表层粒料脱落,并且难于用机械清扫,只能用人工清理,工作量大。

  对防水卷材铺设要求高

  多孔改性混凝土基层下的防水卷材相当重要,是路面渗入水的排水界面,是透水基层与下基层的隔水层。该项目采用热沥青和防渗土工膜(一膜两布),以此防止路面水下渗,因而对防水卷材的完好性提出了很高的要求。在施工中防水卷材的破坏,主要表现为水泥稳定碎石底基层不密实平整,特别是局部出现松散、坑槽、尖锐石子外露;防水卷材在施工车辆包括运输车、摊铺机的碾压下出现破损,有的局部出现布膜分离。施工中安排了多人进行清扫、检查,发现破损及时修补。

  值得注意的是,因为工序安排的问题,需要外露的防水卷材,如半幅施工中央分隔带部位、盲沟挡水墙部位,外露时间较长,因风吹日晒,老化、破损现象严重,影响防渗水功能,后续施工时需要重新更换,给施工造成不便。项目应对防水卷材进行改良,或选择更加符合要求的材料。

  钢护栏对防水卷材的影响

  该项目的多孔改性混凝土基层下方的防水层,是路基全宽范围内的一个整体。但是,无论是钢护栏水平位置,还是打入深度,均需要穿过防水卷材,对防水卷材的完整性造成破坏,如何防止水从这个薄弱环节侵入路基,特别是凹形竖曲线底部位置,是一个值得思考的问题。

  邢衡高速公路衡水南绕城段,通过一年的运营,证明采用多孔混凝土基层加密级配沥青路面防排结合的方式,可有效地解决水损害问题,虽然多孔改性混凝土施工还有待于提高,但多孔改性混凝土路面,具备良好的承载能力和排水能力,已经得到体现。

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