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PAGE2-GLB广西壮族自治区住房和城乡建设厅专业标准GX-××-2020城市道路旧水泥混凝土路面共振碎石化技术规程2020-××-××发布2020-××-×1实施广西壮族自治区住房和城乡建设厅前言随着城市道路建设的飞速发展,大量旧水泥混凝土路面面临加铺改造的技术需求。传统的加铺改造方式很难消除反射裂缝,从而难以达到路面结构性能及功能性能要求。水泥路面的共振碎石化改造技术在我国已有10多年的研究和应用历史,工程实践表明,它可以有效地消除反射裂缝,大大地延长加铺路面的使用寿命。目前在广西壮族自治区,利用共振碎石化技术改造旧水泥路面的工艺已在桂林、柳州、贺州、北海等城市中得到普遍的应用。但我区并没有一本详细的关于碎石化及加铺技术的规范、标准或书籍资料,全国各地有关共振碎石化及加铺的设计与施工也不尽相同。作为水泥路面应用最为广泛的省份,广西非常有必要编制相应技术规程,以统一并提高旧水泥混凝土路面共振碎石化及加铺的设计与施工技术水平。共振碎石化技术将旧水泥混凝土路面破碎为相互嵌锁的高强度粒料层,可直接在碎石化层上加铺沥青面层。共振碎石化技术包括碎石化及加铺两大部分:应充分重视旧水泥混凝土路面碎石化施工工艺,严格控制施工前、施工中、施工后的各项工作;加铺层的结构设计及施工应合理且科学,这样才能发挥共振碎石化的技术优势并达到路面最佳的使用性能要求。共振碎石化技术具有施工方便、施工期短、社会效益和经济效益良好、利环保节约资源、对交通通行影响小,后期维护成本低等优点,符合道路可持续发展的战略思想。对损坏严重的旧水泥混凝土路面采取共振碎石化技术是解决加铺改造技术难题的有效途径。本规程的内容包括总则、术语、符号、适于共振碎石化的损坏评定标准、施工前的整备工艺、施工中的工艺、施工后的整备工艺、沥青加铺层设计及施工、施工质量管理及验收标准、附录与条文说明。各单位在规程施行过程中若有任何问题、意见或建议,请函告广西交通设计集团第三市政设计院(地址:南宁市民族大道153号,邮编:530029),以便修订时参考。主编单位:广西交通设计集团参编单位:长沙理工大学、湖南中嘉通道路工程有限公司、广西勘察设计协会主要起草人:黄文彪、陈强、张起森、朱梦良、周志刚、周旺、韦作明、林增海、赖文忠、胡安、查旭东、林京松、李刚、孔燕、时勇、胡耀强、谢韬、李春、黄屹、张宇、黄钦寿、雷晓晖、林世海、李天宝、黄小夏。PAGEII目次TOC\o"1-2"\u1总则 -1-2术语、符号 -3-2.1术语 -3-2.2符号 -4-3旧水泥混凝土路面路况调查与分析 -6-3.1一般规定 -6-3.2路况调查 -6-3.3损坏评定标准 -6-4共振碎石化施工前的准备 -8-4.1一般规定 -8-4.2路面排水系统 -8-4.3移除原有沥青加铺层和修补快 -9-4.4标记构造物,设置高程控制点 -10-4.5选择试振区、开挖检查坑、铺筑试验路段 -10-4.6夜间施工准备工作 -10-4.7共振破碎施工设备的准备 -11-4.8材料以及仪器的准备 -11-5共振碎石化施工 -12-5.1一般规定 -12-5.2交通及扬尘控制 -13-5.3共振破碎施工 -13-5.4破碎层的清理 -14-5.5碎石化层的碾压 -15-5.6碎石化层的保护 -16-5.7特殊路段处理 -16-6沥青加铺层设计及施工 -18-6.1一般规定 -18-6.2加铺层结构及组成材料 -19-6.3加铺层厚度 -20-6.4粘层与透层 -20-6.5加铺层摊铺及碾压 -21-6.6与其它路段的衔接 -21-7施工质量管理及验收标准 -22-7.1一般规定 -22-7.2碎石化层质量控制与验收标准 -22-附录A本规程遵守或参考的国内外规范及标准 -24-A.1国内的规范及标准 -24-A.2国外的规范及标准 -24-附录B本规程用词说明 -26-旧水泥混凝土路面碎石化及加铺技术规程条文说明 -2740-1总则1.0.1目的为提高广西旧水泥混凝土路面共振碎石化施工技术水平,制定本规程。1.0.2适用范围本规程适用于广西各等级道路旧水泥混凝土路面的改造工程。1.0.3基本要求1)共振碎石化前,应对旧水泥混凝土路面进行路况调查,为确定路面加铺设计和共振碎石工艺参数提供依据。2)应遵循资源节约、环境保护、技术可靠、经济合理的原则,科学地应用共振碎石化技术改造旧水泥路面。3)为保证加铺路面下承层的强度或刚度均匀性,应采取必要的工程措施,对强度薄弱区域进行处理。4)共振碎石化后以碎石化层顶面弯沉值的均匀性作为碎石化效果评定与质量验收标准;共振碎石化层顶面的综合回弹模量作为加铺层的设计参数。5)路面加铺后应能满足交通需求,路面结构应有足够的承载力,同时应满足平整性、抗滑性、耐久性等路用性能要求6)应严格执行安全操作规程,制定技术安全措施和文明施工方案,确保施工安全以及沿线构造物、地下管线及周围建筑的安全,减少扬尘,控制噪声,保证施工符合环境保护的要求。1.0.4相关规范与标准本规程的制定,参考了美国国家、行业、地方、网站现行的关于共振碎石化技术的一些规定及建议,并通过对国外已发表或公布的文献资料进行整理统计,再根据各地区修建的共振碎石化加铺道路进行修正,在这些基础上完成了本规程的编制。旧水泥混凝土路面共振碎石化及加铺除按本规程的规定执行外,还应遵守我国国家、行业和地方现行有关技术标准、规范和规程的规定。参考的规范、指南、标准等见附录A。2术语、符号2.1术语2.1.1碎石化技术RubblizationTechnique采用各类破碎设备将旧水泥混凝土路面板就地破碎成具有一定尺寸的颗粒嵌挤体,作为路面基层或底基层使用的技术。2.1.2共振碎石化技术ResonantRubblizationTechnique通过共振原理,使旧水泥混凝土路面板与破碎机械产生共振,将旧水泥砼面板碎裂成上部嵌挤碎石层,下部嵌锁粒料层的破碎技术。减少了水泥混凝土板的水平及竖向移动,具备高于级配碎石的强度,同时对旧路地基的影响不大,是目前最能有效地解决白加黑路面反射裂缝问题的技术。2.1.3共振碎石化机械ResonantPavementBreaker通过共振装置产生高频低幅的振动波传递到水泥混凝土板,引起水泥板的共振并迅速破碎开裂的设备。是一种将旧水泥路面就地碎石化,并可自主移动的专用工程机械。2.1.4水泥混凝土路面CementConcretePavement以水泥混凝土做面层(配筋或不配筋)的路面,亦称刚性路面。2.1.5热拌沥青加铺层HotMixAsphaltOverlay对原路面(沥青路面或水泥路面)采用一定的技术处治,再用1~3层沥青混合料加铺,以恢复或提高原路的结构性能及功能性能,从而延长路面使用寿命。2.1.6反射裂缝ReflectiveCrack水泥混凝土刚性路面上加铺沥青面层后,在行车荷载和温湿条件综合作用下,容易在接、裂缝处产生由加铺层层底开始并向上发展的一种裂缝;或者半刚性基层上铺筑沥青面层后,因半刚性基层的收缩特性而产生由半刚性基层开始并向沥青面层扩展的一种裂缝。在这两种模式下产生的裂缝即为反射裂缝。2.1.7碱集料反应Alkali-AggregateReaction水泥混凝土中某些集料所含的细小活性物质成分与混凝土中的碱氢氧化物发生的一种化学反应。它在集料表面生成复杂的碱-硅酸或碱-碳酸凝胶,改变了集料与水泥浆原来界面,生成的凝胶吸水后体积可不断膨胀,逐渐形成胀裂。水泥混凝土面层通常会产生网裂,并且在接缝处伴随剥落现象,导致路面整体结构性破坏、承载能力下降。碱集料反应包括碱-硅反应ASR(Alkali-SilicaReaction)和碱-碳酸反应ACR(Alkali-CarbonateReaction)。2.1.8试振区TestArea共振碎石化正式施工前为确定基本施工参数而进行试振的区域。2.1.9检查坑InspectionPit完成试振后,为检查共振碎石化效果,进行相关试验而在试振区开挖的坑。2.1.10综合回弹模量compositemodulusofresilience用现场回弹变形测试方法测得的碎石化层顶面以下部分的模量值。符号表2.2.1本规程所用符号及其意义编号符号意义1PCI路面状况指数,PavementConditionIndex2PVC聚氯乙烯,Poly-Vinyl-Chlorid3HDPE高密度聚乙烯,High-DensityPolyethylene4AM半开级配沥青碎石混合料5SMA沥青玛蹄脂碎石混合料,StoneMatrix/MasticAsphalt6ATB密级配沥青碎石,AsphaltTreatedBase7SBS苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物,Styrene-Butadiene-StyreneBlockCopolymer8AC密级配沥青混凝土混合料,AsphaltConcrete9ls计算弯沉值10ld设计弯沉值11Ne设计年限内设计车道累计当量轴载作用次数12Ac公路等级系数13As面层类型系数14Ab路面结构类型系数15F弯沉综合修正系数16p标准车型的轮胎接地压强17δ标准车型的轮胎当量圆半径18αc理论弯沉系数19E0土基回弹模量20Et碎石化后旧路顶面当量回弹模量21Et’碎石化前旧路顶面当量回弹模量22K碎石化后旧路顶面当量回弹模量折减系数23l0’碎石化前旧路各路段的计算弯沉24l0碎石化后旧路各路段的计算弯沉25碎石化前旧路路段内实测弯沉平均值26碎石化后旧路路段内实测弯沉平均值27m1碎石化前旧路面上用标准轴载汽车测得的弯沉值与用承载板在相同压强条件下所测得的回弹变形值之比28m2旧路顶面当量回弹模量扩大系数29D承载板直径30pi’碎石化前旧路面上第i级承载板压力31pi碎石化后旧路面上第i级承载板压力32li’碎石化前旧路面上第i级承载板压力下对应的计算弯沉33li碎石化后旧路面上第i级承载板压力下对应的计算弯沉34μ旧路结构体系的泊松比35S碎石化前旧路路段内实测弯沉标准差36Za与保证率有关的系数37K1季节影响系数38K2湿度影响系数39K3温度影响系数40σm加铺层层底拉应力计算值41σR加铺层层底拉应力容许值42σs沥青加铺层材料的极限劈裂强度43Ks抗拉强度结构系数44路基顶面的垂直压应变45路基顶面容许垂直压应变46C1被换算车型的轴数系数47C2被换算车型的轮组系数48Et1旧路基层顶面当量回弹模量49Et2碎石化层顶面当量回弹模量50弯沉系数51AL(R)快凝液体石油沥青52AL(M)中凝液体石油沥青53AL(S)慢凝液体石油沥青54PC喷洒型阳离子乳化沥青3旧水泥混凝土路面路况调查与分析3.1一般规定3.1.1在实施共振碎石化技术前,应开展有针对性的调查分析工作,为设计和施工提供依据。3.1.2旧路面状况调查,应包括旧路基础资料、气候条件、交通量、旧路技术状况、沿线设施等内容。3.2路况调查调查内容包括:1)道路修建资料:路面结构,材料组成,改建、养护历史;2)路面损坏状况:损坏类型,轻重程度,损坏范围;3)路面结构强度:路表弯沉,基层顶面回弹模量,混凝土强度;4)路基状况:地下水位、路基结构、基层材料及厚度;5)沿线环境条件:路基路面排水状况,涵洞、桥台、地下管线、排水管、挡土墙等地下构造物或附属构造物的位置,建筑物分布情况;6)已承受的交通荷载及预计的交通需求:交通量、轴载组成、增长率等。3.3损坏评定标准3.3.1判定是否采取共振碎石化技术的损坏评定采用断板率、平均错台量、路面状况指数PCI、接缝传荷能力四项指标,见表3.3.1。表中四项指标任何一项评定为次或差时,适宜采取共振碎石化技术。表3.3.1适于碎石化的路面损坏状况标准评定等级路面状况指数PCI断板率平均错台量接缝传荷系数次54~4011%~20%11mm~15mm31%~55%差<40>20%>15mm<31%路面状况指数PCI和断板率两项指标的调查和计算按现行《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073.1)的规定进行;平均错台量和接缝传荷系数两项指标的调查和计算按现行《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40)的规定进行。3.3.2既有水泥混凝土路面下埋设军用管线或燃气管、给水管等压力公用管时,应避免使用碎石化技术,或者跳过后再使用。对于路面下的非压力管线:当埋深大于0.8m时,可采用共振碎石;当埋深为0.5~0.8时,谨慎采用共振碎石;当埋深小于0.5m时,不宜采用共振碎石。3.3.3道路周边建筑物距离共振破碎路面边缘水平距离大于5m时,可采用共振碎石施工;当建筑物离破碎边缘水平距离1~5m时,谨慎采用共振碎石;建筑物离破碎边缘水平距离小于1m时,不宜采用共振碎石。3.3.4旧道路存在上跨构造物时,应研究采用可满足净空要求的方案。3.3.5板块破碎严重造成板体松散、渗水基层以致基地松软弹簧、路基翻浆沉陷的局部路段不得采用碎石化施工,而应参照5.7的方法做为特殊路段进行处理。4共振碎石化施工前的准备4.1一般规定4.1.1共振破碎应避开雨天施工,且密切关注施工期间的天气变化。破碎后的路面应及时压实并喷洒透层油,避免被雨水浸泡。4.1.2旧水泥混凝土面层上应清除有碍于共振碎石化能量传递而影响碎石化效果的沥青加铺层或沥青补块。4.1.3必须在碎石化前选择1~2个试振区并开挖1~3个检查坑,通过试振确定碎石化机械的基本施工参数。4.2路面排水系统4.2.1若旧水泥混凝土路面已设置排水系统,应对其进行仔细检查并评估。若原有排水系统完好且排水效果良好,可只对原排水系统进行疏通或修复;若原排水系统损坏严重、排水不畅,则应重新设置排水系统。4.2.2路面排水包括路表排水、中央分隔带排水及路面结构内部排水。共振碎石化前设置的排水系统主要指路面结构内部排水,可设置在紧贴旧水泥面板的绿化带或者人行道的下方。宜与城镇排水体系相协调统一。4.2.3排水系统设置形式为路面边缘排水方式,设置在路面横坡低的一侧。由纵向排水管、横向排水管、反滤织物、集水沟及回填料组成,如图4.2.3所示。图4.2.3碎石化道路排水系统示意图4.2.4碎石化层外侧边缘设置纵向集水沟和带孔集水管,孔口总面积不小于42cm2/延米,孔口直径不大于透水性回填料通过率为85%时的粒径的1/2。4.2.5纵向带孔集水管通应选用透水软管或聚氯乙烯(PVC)或高密度聚乙烯(HDPE)塑料管,孔径宜为100~150mm,管中心线低于土基顶面,排水管纵向坡度宜与路线纵坡相同,但不得低于0.25%。4.2.6集水沟宽度应能保证集水管两侧各有50mm以上的回填料,集水沟深度应低于路床顶面。沟内回填料宜采用不含细料的透水性碎石或砾石粒料,其级配推荐值见表4.2.6。回填料与沟壁及沟底之间应铺设无纺反滤织物。大粒径碎石填料应填满至原水泥路面齐平,确保路面边缘破碎时,碎板能与碎石很好融合。表4.2.6集水沟透水性粒料的级配组成推荐值编号通过筛孔(mm)百分率(%)37.5251912.59.54.752.36110095~100—25~60—0~100~52—10090~100—20~550~100~54.2.7横向排水管不带孔,管径与集水管相同。横向排水管设置间隔通常为50~100m。4.2.8横向排水管出口端口应设端墙,端头用镀锌铁丝网或格栅罩住,出水口应进行冲刷防护。在横向排水管上方的路肩边缘处应设置标志,标明出水口位置。也可将排水管导入市政集水井或排水沟内。4.2.9排水系统应在碎石化施工前2~4周内设置,设置后应保证排水顺畅。4.2.10没有条件开挖集水沟或者设置排水系统的城镇路段,也可采取常规封水的思路。可在共振碎石的基层表面加铺同步碎石封层,阻止水下渗影响基层;沥青面层应设计为密级配的沥青混凝土结构,加强路表排水。4.3清除原有沥青加铺层和修补块若旧水泥混凝土路面已存在沥青加铺层,应先用铣刨机清除;已存在的沥青修补块宜用风镐破碎移除.原水泥板块有脱空、断板的情况。上面的沥青补块破碎并清除后,水泥板块中间坑槽深度大于10cm的,可用级配碎石回填,或用C15贫水泥混凝土填补。级配碎石回填区域将不再作共振碎石化处理,C15贫混凝土填补段将与其它路段一并碎石化。回填级配粒料可参照表5.7.2推荐值。表层细料填补,应具备足够的石粉或石屑含量,以保证板结和压实效果。4.4标记构造物对于不同埋深的构造物、地下管线等,应在路面相应位置进行标注,并简要标明注意事项及参数调整等信息。地下构造物上方未破碎的路段与共振破碎路段之连接处应采取相应的延缓反射裂缝措施。4.5选择试振区、开挖检查坑、铺筑试验路段4.5.1试振区应设置在路面状况具有代表性的路段,试振区长度宜为100~200m,道路等级高或里程长取高值,等级低或里程短取低值,试振区宽度为单向路幅宽;检查坑通常为1.2m(长)×1.2m(宽)×h(水泥混凝土面层厚),检查坑通常选在试振区的中央部位,数量1~2个。4.5.2检查坑不可用现场挖出的破碎层材料直接回填,现场挖出料需移走,回填采用级配碎石或沥青碎石,回填料级配具体要求见表5.7.2。4.5.3若发现检查坑处碎石化层不满足碎石化要求,需另开挖一处检查坑。若仍不满足要求,则试振区的施工参数不满足要求,仔细检查分析并调整施工参数后,应另觅一试振区试振只至满足要求为止。最后应根据试振效果,择优确定正式施工的参数取值。在正式施工过程中,可根据路面实际状况适时微调施工参数。4.5.4试振区碎石化完毕后,根据6.1.5和6.1.6的要求,对比碎石化层顶面当量回弹模量的设计值,如相差过大,设计应做出相应调整。4.6夜间施工准备工作4.6.1若夜间必须进行施工,则现场需有符合操作要求的照明设备,施工场地设置路灯,对于需要保护的结构物、桥涵、路面下埋设的管线等应设置围栏,并悬挂红灯警示标志。4.6.2对于高路堤旧水泥混凝土路面的碎石化,应在离路堤边缘1.5m处设置反光警示标志,以防碎石化机械开过路堤边缘发生危险事故。4.6.3应评估夜间施工是否会影响沿线居民的休息,严格控制夜间施工的时间。4.6.4城市道路夜间施工,要时刻注意来往车辆的影响,做好围挡和交通导流措施,避免发生交通事故。4.7共振破碎施工设备的准备4.7.1共振破碎应采用高频低幅共振设备,共振频率应能够达到40Hz以上,以保证能够适应各种旧水泥面板的频率,使之达到应有的破碎效果。并保证坚硬水泥面板的破碎。4.7.2共振设备应具有独立的吸尘除尘系统,以避免扬尘污染环境,满足城市道路的环保要求。4.7.3碎石层的碾压可选择单钢轮振动压路机或者轮胎压路机,压路机吨位不宜小于18吨。并协调好水车,及时做好洒水降尘、碾压、养生等后续工作。4.8材料以及仪器的准备4.8.1储备好石灰石或玄武岩质地的细骨料或石屑作为碎石层表面弥缝的材料,材料中应保证一定的石粉含量,以保证碎石表面板结和良好的压实效果。4.8.2路面坑槽较多的,按照表5.7.2的要求准备相应的回填材料。4.8.3配备相关测试仪器设备:包括现场取样、筛分试验、回弹弯沉、回弹模量等试验设备。5共振碎石化施工5.1一般规定5.1.1碎石化施工应有完善的交通控制方案,施工中还应注意扬尘控制。5.1.2碎石化施工中机械施工参数采用通过试振确定的参数,遇到路况发生较大改变地段需做调整。共振碎石化基本施工参数见表5.1.2。表5.1.2共振碎石化基本施工参数频率(Hz)振幅(mm)激振力(kN)锤头宽度(mm)施工速度(km/h)40~7010~208~10150~3001.0~4.05.1.3施工前应在现场对构造物做出明确标记,施工过程中进行实时监控。共振碎石化施工的竖直向安全距离和水平向安全距离见表5.1.3及表5.1.4:表5.1.3共振碎石化施工竖直向安全距离构造物(或管线)埋深(距路表)共振碎石化施工可行性>0.8m可用(正常施工)0.5~0.8m慎用(充分调研、论证)<0.5m不得用(原则上)表5.1.4共振碎石化施工水平向安全距离周边建筑物水平距离(距路肩)共振碎石化施工可行性>5m可用(正常施工)1~5m慎用(充分调研)<1m不得用(原则上)共振碎石时,将根据构造物的实际情况和标记出的安全施工距离,采取减小激振力、降低频率、提高锤头、加快行进速度等方法对不同的构造物进行处理。遇到有实在不能振的构造物(例如路面检查井),采取迂回跳过的方式躲开。为此留下的施工缝,在铺筑面层之前增设防止反射裂缝的措施。5.1.4共振碎石化施工目标1)保证旧水泥混凝土面层破碎开裂,内部应力释放,不再产生刚性板块的脆性断裂,从而彻底根除沥青加铺层的反射裂缝;2)保证旧路面的基层和路基受到的影响足够小,维持原有道路结构稳定性;3)最大程度保留旧水泥面板的剩余强度,减少沥青加铺层的疲劳损伤。5.1.5 应制定合理且完善的施工组织计划和施工方案,共振碎石化施工工艺流程见图5.1.5。图5.1.5旧水泥混凝土路面共振碎石化施工流程图5.2交通及扬尘控制5.2.1交通控制碎石化范围内的出入口应有醒目的安全标记,禁止无关车辆与人员出入。破碎施工须占用1-2条车道,对于没有中央分隔带的道路,应在道路中央设置隔离对向车道的设施,施工作业区域的车道禁止交通通行。在隔离处设置明显的交通导向标志,或派专人负责指挥交通。5.2.2扬尘控制碎石化前可用洒水车在需碎石化的车道上洒水以控制施工中的扬尘现象;在共振破碎施工过程中,共振设备本身也应利用自带的洒水和吸尘装置降低扬尘。5.3共振破碎施工5.3.1 碎石化施工顺序一般由外侧车道边缘开始破碎,也可从相邻水泥板块之间的纵缝边缘处开始破碎。破碎时宜从路拱的低处向高处依次进行破碎,宜从混凝土路面的低处向高处破碎,以便于渗透进的水分排出。5.3.2 每一条锤头破碎宽度约0.2m,破碎一条车道(3.5~3.75m)宜控制在15~18条。相邻两条破碎区域间隔应控制在一个锤头宽度以内,严格控制隔行破碎。5.3.3共振碎石化一块水泥面板,实际破碎宽度应超出这块面板,与相邻板块搭接部分的破碎宽度不应少于0.1m,以消除原有接缝。5.3.4 对于连续配筋混凝土或基层为素水泥混凝土等水泥面板强度过高或板块过厚的路段,应适当增大振动频率、增加激振力、降低行进速度等施工参数,或在破碎前采用打裂等其他手段对旧水泥砼面板进行预裂处理。5.3.5 对于排水不畅且含水率过大的软弱路基路段,宜采取减小激振力、加快行进速度、减小振幅,隔行破碎等措施进行处理,以最大程度保留水泥面板的剩余强度,确保承载力。如果以上措施的效果不理想时,可参照本规范5.7中的相关规定。5.3.6对于碎石化施工路段内的构造物及标定的敏感建筑物,在施工期间应安排专人实时观测,发现开裂和位移等异常现象时,应立即停止施工,应在查明原因并采取相应的保护措施后方可继续施工。5.3.7共振碎石必须使用同一设备对水泥路面整幅进行全宽、全断面、全方位、全深度的共振破碎,不得留边、留死角。不得依靠非共振设备进行辅助破碎。确保不形成由于施工方式不同造成的施工缝,避免日后反射裂缝的产生。5.4破碎层的清理5.4.1 人工清除破碎层上原水泥混凝土面层接、裂缝之间的条状填料;5.4.2 碎石化表层若有尺寸大于10cm的碎块应予以清除。竖向大于5cm的凹地,应采用连续型级配碎石回填。连续型级配碎石的级配组成见表5.7.2。破碎表面块径较大的部位可用细料填缝,细料以石粉或石屑为主,以保证碎石的板结和压实效果。5.4.3如果碎石化层有钢筋外露,外露部分需剪除至与碎石化层顶面齐平,碎石化层中的钢筋可保留在原处。5.5碎石化层的碾压5.5.1 碎石化层碾压按初压、复压、终压三个阶段进行。直线和不设超高的平曲线段,由两侧路肩开始向路中心碾压;设超高的平曲线段,由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。5.5.2 应在碎石层表面洒水达到最佳含水量后碾压,初压采用静压1遍;复压采用振动碾压2-3遍,先强振后弱振;终压采取静压1-2遍为宜(在破碎层上碾压一个来回为一遍)。碾压速度不宜超过3km/hr。5.5.3 振动压路机碾压时相邻碾压带重叠宽度为100~200mm,折回时应先停止振动;轮胎压路机碾压时相邻碾压带应重叠1/3~1/2的碾压轮宽度。5.5.4 对路面边缘、加宽及港湾式停车带等大型压路机难于碾压的部位,宜采用自重1~2t的小型振动压路机或振动夯板作补充碾压。5.5.5为加强碾压效果,宜在初压和终压前洒水。以促进石粉与骨料之间的黏合板结。在实际施工条件允许的情况下,应尽可能提高碾压遍数。但应注意不要过振过压,以压稳压平不再产生轮迹印为准。5.5.6严禁压路机在已完成的或正在碾压的路段上掉头或紧急制动。碾压不平之处,应耙松补充材料,或移除多余部分,然后碾压整平。5.6碎石化层的保护5.6.1施工时交通车辆的控制严格控制碎石化层上的交通,禁止通行与施工无关的车辆,并控制施工车辆的通行次数。车辆不得随意在碎石化层上刹车和调头。5.6.2雨水的防治碎石化后应及时碾压,防止碎石层被雨水浸泡。遇上雨水天气,则要确保道路的排水系统能有效地工作。一旦经历降雨,应待碎石化层的水分疏干后方可进行后续沥青摊铺。5.6.3碎石化层的交通开放如果出现交通压力大或基础较差,确实需要通行车辆的情况,可在破碎碾压后及时喷洒沥青透层油(2-3kg/m2),放行车辆,车辆通行速度应严格限制在30km/hr以下,并交叉通行碾压,同时应洒水养生。为保护透层油和碎石化层不被通行车辆损坏,宜撒布用量为2-3m3/1000m2的3-5mm石屑或粗砂,也可采用5-10mm单一粒径的碎石,并用6-8t钢筒式压路机碾压一遍。开放交通能够加速碎石化层的板结和稳固,提高其早期强度,有利于防止日后沥青面层的疲劳损伤;车辆的碾压也能够使软弱基础等病害尽早曝露,及时修补处治,使隐患在沥青摊铺之前就被消除。5.6.4 共振碎石后很长时间才铺沥青面层的话,在铺油之前应重新整理(扫除浮石和积水,填平坑洼)和压实共振碎石面,以确保完整稳固的基层表面。5.7特殊路段处理5.7.1软弱路段软弱土、含水量过大的不良路段,应采取减小激振力、提高行进速度、降低振幅、增大相邻两条破碎施工间距等措施。5.7.2对于出现严重病害的路面,如已经翻浆或明显沉陷,可直接破除损坏的水泥混凝土板,挖除软弱的基层,如有必要换填路基直至符合设计要求。挖除部位的回填可根据现场情况,依据设计文件指定的方法处治。零星挖除部位的回填,下部可用低标号水泥混凝土填满,距旧水泥路面顶面以下15~20cm的范围内采取级配碎石或沥青碎石回填,回填材料可参照表5.7.2。表5.7.2回填材料级配要求材料类型通过各筛孔(mm)的质量百分率(%)5337.531.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075AM-4010075~9867~9650~8025~60-15~4010~356~256~183~152~101~71~61~4粒料10075~9567~9050~7040~6030~5020~4520~3515~306~183~152~101~71~60~2级配碎石110090~10079~9560~8553~8048~7440~6525~5018~4013~329~256~203~130~7级配碎石210090~10075~9566~8859~8246~7130~5518~4013~329~256~203~130~75.7.3局部下陷处共振碎石化经过碾压后,若下陷深度小于15cm,可用级配碎石或沥青碎石回填,级配要求见表5.7.2。若下陷深度大于15cm,宜将下陷区域的碎石化层挖除,15cm以下用早强水泥或掺早强剂的水泥砼进行补强,强度要求不小于C15,15cm以上部分可用级配碎石或沥青碎石回填。若挖除碎石化层后出现路基软化等现象,应先采用级配碎石或挖出的碎石化层材料换填软化部位的路基,再按上述要求依次回填。5.7.4脱空路段共振碎石化之后,小的脱空会在车辆的碾压下自然挤密,大的脱空会形成塌陷。针对脱空处的凹陷,可参照5.7.3条处理。6沥青加铺层设计及施工6.1一般规定6.1.1加铺层各层沥青混合料应满足所在层位的功能性要求,便于施工,不易离析。各层应连续施工并连结成为一个整体。当发现混合料结构组合及级配类型的设计不合理时,应进行修改、调整,以确保加铺层的使用性能。6.1.2碎石化沥青加铺层应能满足设计年限内交通轴载作用要求,并具备良好的抗车辙等路用性能。加铺层厚度一般在12~25cm之间。6.1.3加铺层不得在气温低于10°C(高速公路和一级公路)或5°C(其它等级公路),也不得在雨天、碎石化层潮湿的情况下施工。6.1.4加铺层宜连续施工,避免与可能污染沥青层的其它工序交叉干扰,以杜绝事故和运输污染。6.1.5加铺层结构设计宜分为预估设计与优化设计两个阶段,实测计算回弹模量值与推荐回弹模量值的差超过200MPa时,宜重新进行加铺层结构设计。6.1.6预估设计阶段,旧水泥路面共振碎石后顶面当量回弹模量可按表6.1.6选用。表6.1.6水泥路面共振碎石化后顶面当量回弹模量预估值范围(MPa)基层结构类型实测抗压强度代表值(MPa)碎石化层顶面当量回弹模量预估值(MPa)级配碎石≤30100~180>30140~220石灰/水泥/二灰稳定土≤30150~230>30190~300单层水泥/二灰稳定碎石/砂砾≤30180~260>30220~350双层水泥/二灰稳定碎石/砂砾≤30250~330>30290~450贫混凝土≤30300~380>30340~6006.1.7加铺层结构设计应按现行的《公路沥青路面设计规范》(JTGD50)中的新建路面设计方法进行。6.2加铺层结构及组成材料6.2.1加铺层可为双层或三层。三层结构分为上面层(表面层)、中面层、下面层。上面层应具备平整密实、抗滑耐磨、抗裂耐久的性能;中、下面层应具有高温抗车辙、抗剪切、基本不透水的性能;下面层还应具备耐疲劳开裂的性能。6.2.2上面层为细粒式,宜采用沥青玛蹄脂碎石混合料SMA,宜加改性剂SBS;中面层为中粒式,宜采用密级配沥青混凝土AC或SMA;下面层为粗粒式,宜采用AC或密级配沥青碎石ATB。6.2.3沥青加铺层材料、级配和性能等要求按《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的规定执行。6.3加铺层厚度6.3.1应根据项目所在地区的水文地质、气候特点,等级与使用要求、交通量及其交通组成等因素,结合共振碎石化工程实践经验,按有关规范计算确定加铺的路面结构厚度。6.3.2各结构层厚度应与混合料的公称最大粒径相匹配,设计厚度应根据级配类型、结构组合及施工条件等确定。6.3.3与其它改建方法加铺相比,共振碎石化路面加铺层采用厚沥青层混合料,各等级公路加铺厚度宜符合表6.3.3的要求。表6.3.3沥青混凝土加铺层推荐厚度交通等级加铺层结构组合加铺层总厚度(cm)特重、重交通上、中、下三层18~25中等交通上、中、下三层15~20轻交通上、中、下三层或上、下两层12~186.4粘层与透层6.4.1粘层沥青混凝土加铺层各分层之间,加铺层与路缘石、雨水口、检查井等构造物接触面之间,应喷洒粘层油。粘层油宜采用快、中凝液体沥青,或者采用快、中裂乳化沥青,用量宜满足表6.4.1的要求。粘层的其它要求按《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的相关规定执行。表6.4.1沥青加铺层粘层材料的规格和用量液体沥青乳化沥青规格用量(L/m2)规格用量(L/m2)AL(R)-3~AL(R)-6AL(M)-3~AL(M)-60.3~0.5PC-3PA-30.3~0.66.4.2透层在沥青加铺层与碎石化层之间可以设置透层。透层油宜选用渗透性好的液体沥青、乳化沥青或煤沥青,宜在铺筑沥青层之前1~2天洒布,喷洒后应通过挖掘确认透层渗入碎石化层至少10mm。透层油用量应满足表6.4.2的要求,洒布后不留白,不形成明显的表面径流。其它要求按《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的相关规定进行。共振碎石施工后如有开放交通的要求,透层油宜增加10~30%的用量;并撒布适量石屑进行光轮静压。在铺筑沥青层前1~2天,应补洒透层油以修补缺失的部分。表6.4.2碎石化沥青加铺路面透层材料的规格和用量表液体沥青乳化沥青煤沥青规格用量(L/m2)规格用量(L/m2)规格用量(L/m2)AL(M)-1、2或3AL(S)-1、2或31.0~2.3PC-2PA-21.0~2.0T-1T-21.0~1.56.5加铺层摊铺及碾压碎石化路面加铺层的摊铺及碾压按《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的规定进行。6.6与其它路段的衔接碎石化路段与其它路段的交界处往两边各1~4m的过渡路段,宜在碎石化层顶面与其它路段顶面铺设一层土工材料后再加铺沥青层,加铺层宜向其它路段延伸1~4m,应注重交界处的摊铺及碾压工艺。7施工质量管理及验收标准7.1一般规定7.1.1共振碎石化及其加铺施工,应根据全面质量管理的要求,将控制、管理与检查贯穿整个施工过程,建立健全有效的质量保证体系。对施工各工序的质量进行检查评定,达到规定的质量标准,确保施工质量的稳定性。出现质量问题,应立即纠正或停工整顿。7.1.2城市快速路及主干路的施工,应加强施工过程质量控制,宜实行动态质量管理,包括施工准备、铺筑试验路段、施工过程中各项技术指标的检验、出现质量问题后的报告及解决办法。7.1.3应根据机械化施工特点,做好安全生产工作,落实安全生产责任制;施工期间加强施工场地环境卫生管理、监督和检查,注重环保。7.2碎石化层质量控制与验收标准7.2.1破碎粒径共振碎石化施工后开挖试坑检测,试坑开挖尺寸不宜小于50×50cm,开挖深度不宜小于旧路面板厚度。共振碎石层的粒径应满足下表要求:表7.2.1破碎层质量检查项目项次检查指标标准保证率(%)检查方法和频率1粒径上部松散层(0~1/4H)或钢筋以上0mm~75mm75直尺,每公里不宜少于2处。下部嵌锁层(1/4H~H)或钢筋以下75mm~230mm752破裂深度整个板厚80检查坑观察3裂缝夹角20°~60°90检查坑观察7.2.2承载能力共振碎石后洒水压实,并喷洒沥青透层油稳定后,应立即检测碎石层顶面的当量回弹模量值,测点数量每公里不宜少于3个,并计算代表值。代表值应满足设计或试验路段优化后的顶面当量回弹模量代表值的要求。不满足要求时,应采取调整施工参数或添加水泥、石灰等材料来改善碎石层承载力等措施。回弹模量不方便检测时,可换算成回弹弯沉值来检测。7.2.3碾压碎石化层碾压应满足本规程5.5的规定。附录A本规程遵守或参考的国内外规范及标准A.1国内的规范及标准《公路技术状况评定标准》(JTG5210)《公路水泥混凝土路面再生利用技术细则》(JTG/TF31)《水泥混凝土路面共振碎石化技术规程》(上海DB31/T828)《公路路面基层施工技术细则》(JTG/TF20)《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)《旧水泥混凝土路面共振碎石化技术规范》(陕西DB61/T983)《旧水泥混凝土路面共振碎石化施工技术指南》(人民交通出版社)《公路工程质量检验评定标准》(JTGF80/1)《城镇道路工程施工与质量验收规范》(CJJ1)《四川省旧水泥混凝土路面共振碎石化技术标准》(试行)《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073.1)《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40)《公路沥青路面设计规范》(JTGD50)《公路水泥混凝土路面施工技术细则》(JTG/TF30)《公路路基路面现场测试规程》(JTJ3450)《公路排水设计规范》(JTJ/TD33)《公路工程施工安全技术规程》(JTGF90)《公路冲击碾压应用技术指南》(交工便字[2005]329号)《公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南》(中建标公路[2002]1号)《沥青路面施工及验收规范》(GB50092)《城镇道路路面设计规范》(CJJ169)A.2国外的规范及标准AsphaltOverlaysforHighwayandStreetRehabilitation.ManualSeries17(MS-17).AsphaltInstitute.January2000.ThicknessDesign-AsphaltPavementsforHighwaysandStreets.ManualSeries1(MS-1).AsphaltInstitute.January2000.AASHTOGuideforDesignofPavementStructures.AmericanAssociationofStateHighwayandTransportationOfficials,WashingtonD.C.,1993.GuidelinesforUseofHMAOverlaystoRehabilitatePCCPavements.NationalAsphaltPavementAssociationInformationSeriesPublicationIS-117.Rubblization.NationalAsphaltPavementAssociationInformationSeriesPublicationIS-132.附录B本规程用词说明B.0.1为准确掌握本规程条文,对要求严格程度的用词作如下规定:1.表示很严格,非这样做不可的用词:正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;2.表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;3.表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词:正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”。4.表示有选择,在一定条件下可以这样做的用词:正面词采用“可”,反面词采用“不可”。B.0.2条文中指明必须按其它有关标准执行的写法为:“按……执行”或“符合……的规定(或要求)”。
附件《旧水泥混凝土路面碎石化及加铺技术规程》
条文说明1总则1.0.1目的广西的水泥混凝土路面所占比例较高,随着经济的持续发展,交通量增长很快且重载车增多。水泥混凝土路面在交通荷载及各种自然因素长时间综合作用下,出现了各种结构性及功能性损坏,很多路面需进行加铺改造。水泥混凝土路面加铺改造的最大工程问题就是如何有效地防止或延缓反射裂缝,国内目前所采用的各种技术措施,都未能很好地解决该问题。碎石化技术,尤其是共振碎石化技术问世后,在美国经过三十多年的工程应用和发展,技术已趋成熟;在我国也已有10多年的应用经验。共振碎石化机械经过多次升级换代后,已能适应各级公路与机场的各种损坏较为严重的水泥混凝土路面或道面的碎石化技术要求。碎石化加铺技术具有很多优点,不但消除了反射裂缝,还缩短工期、节省维修养护费用、节约资源,符合道路可持续发展的战略思想。共振碎石化技术于2005年首次运用在中国,从上海开始,沪青平公路、沈砖公路、金山大道先后进行了共振碎石化加铺改造。鉴于各级单位对共振碎石化技术尚缺乏设计及施工经验,根据各应用单位的要求,编制了该规程,以指导工程实践,提高本省旧水泥混凝土路面碎石化工程的设计及施工技术水平,保证施工质量及运营的安全可靠性。1.0.2适用范围本规程依据广西各地已完成的碎石化工程而编写,尚缺乏在全国推广的经验,因此,暂限定于应用在广西地区的旧水泥混凝土路面碎石化及加铺工程。1.0.3基本要求对旧水泥混凝土路面认真进行现场调查,是做好碎石化工程设计和施工的基础。碎石化加铺路面能否有效地消除反射裂缝,与旧水泥混凝土路面的碎石化效果有关,而碎石化效果又取决于施工工艺。强调对碎石化加铺路面进行跟踪观测,是为收集数据,为今后的修订提供依据。3适于共振碎石化的损坏评定标准3.2路况调查调查的内容与调查目的相关:判定是否对旧水泥混凝土路面采用碎石化技术;判定是否对旧路管线等地下构造物或沿线建筑采用避振等措施,以防止遭受振动破坏;确定对施工全线采用的具体施工方案;为设计提供基础资料。3.3损坏评定标准3.3.1适于碎石化处治的旧水泥混凝土路面宜达到次或差的评定等级,评定为中、良、优等级的道路宜采用非破碎类的常规处治技术,这主要是从经济性角度考虑。国外要求进行共振碎石化技术处治的道路要求损坏比较严重,但国外并没有一个严格的评判标准。美国沥青协会(AI)要求在原水泥混凝土路面上进行沥青加铺前必须保证接、裂缝处弯沉差低于0.05mm,平均弯沉应低于0.36mm,否则要采用破碎技术,再进行补强处理。我国《公路沥青路面设计规范》(JTGD50)在其条文说明中,考虑到美国80kN标准轴载和我国100kN标准轴载的差别,将这两项标准分别提高至0.06mm以及0.70mm。但国内现行的规范中,缺乏旧路接裂缝处的弯沉差及平均弯沉作为判断旧路评价等级的指标,因此本规程建议:旧路接裂缝处弯沉差大于0.06mm、平均弯沉大于0.70mm这两项指标,可作为选择共振碎石化技术措施的参考依据。美国已有的碎石化工程在说明适于进行碎石化的旧水泥混凝土路面所具备的条件时,通常都强调路面存在大量碱集料反应(见本规程2.1术语中的解释),但碱集料反应难以用一个量化的指标控制,只能根据外观粗略判断,因此,碱集料病害仅作为选择共振碎石化技术措施的参考依据。表3.3.1是依据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073.1)和《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40)中的规定而制定。4共振碎石化施工前的整备工艺4.2路面排水系统美国大部分州交通局、AASHTO(AmericanAssociationofStateHighwayandTransportationOfficials)、AI(AsphaltInstitute)、TRB(TransportationResearchBoard)、NAPA(NationalAsphaltPavementAssociation)等机构和组织,都要求或建议碎石化工程在施工之前安装好路面边缘排水系统。这样可以为碎石化施工提供一个强度较高且稳定的施工平台;另外,碎石化加铺路面的使用性能也与是否有设置了合理且有效的排水系统有很大关系。美国有少数碎石化工程未安置排水系统或者虽安置但排水失效,这些工程都出现了较为严重的工程病害,经调查发现并非是出自碎石化技术本身。路面碎石化加铺沥青层后,即使采用的是密级配沥青混合料作为加铺层,仍不能完全阻止雨水渗入。而碎石化层上半部分因其散粒特性,透水性非常好,碎石化层下半部分虽然具备一定的板体性,但已产生了许多细长的裂缝,水分也会逐渐向下渗透。当水分到达旧路半刚性基层顶部时,因半刚性基层一般不会因碎石化而产生裂缝,半刚性层又十分致密,到达旧路半刚性基层顶部以及包含在碎石化层中的水分,需通过路面结构内部排水系统排出。因此,对于碎石化工程而言,排水系统的重要性不言而喻。表4.2.6是AASHTO提供的集水沟回填集料推荐值。在中国,更普遍的做法是利用各种封水的方法,把水阻断在路面结构的外部。也不失是一种思路。加之城市道路受制于各种环境的制约,很难有条件开挖集水碎石盲沟,所以采取相应措施将水封闭在路表之外也是很好的方法。4.3移除原有沥青加铺层和修补块旧路上存在的沥青补块或已有的薄沥青加铺层,会吸收部分共振时的能量而影响破碎效果,并会影响到下一步工序透层油的和封层的质量,因此必须在碎石化前清除干净。大的沥青补块清除后留下的坑洞,应尽量采用与碎石化材料性质接近的材料回填。4.5选择试振区、开挖检查坑、铺筑试验路段4.5.1碎石化正式施工中采用的参数,是根据施工前在试振区的试振所确定的。按美国的做法,试振区通常为一个车道宽,40~50m长,试振区根据需要全线选1~2个。本规程推荐试振区长度为100~200m,有两个原因:(1)我国对于高速公路、一级公路、缺乏工程经验工程、初次使用重大设备工程的沥青路面,在施工前必须铺筑试验路段,常选在正线上,长100~200m。(2)碎石化后沥青加铺层厚度设计按我国的设计方法,需先计算出碎石化后碎石层顶面当量回弹模量,但设计又必须在碎石化施工前完成,因此不可能先碎石化施工,然后测试并计算碎石化层顶面当量回弹模量,再进行加铺层厚度设计。这样,可采取在试振区上进行测试并计算碎石化层顶面当量回弹模量的办法,试振区长度过短会使数据缺乏代表性,100~200m被认为是比较合适的。4.5.2、4.5.3在试振区内开挖检查坑是为检查碎石化效果,辨别是否满足要求。检查坑开挖后的碎石化料不能用来回填检查坑,因为开挖时对碎石化层施加了二次性破坏,改变了检查坑处碎石化层材料的性质,若直接回填可能形成碎石化层的局部软弱区。应该采用粗集料或沥青碎石回填。4.7.1我国水泥路面的固有频率大部分集中在50~110Hz之间,共振区域的频率为0.7~1.3倍水泥板固有频率,若要实现共振,要求共振破碎设备的频率最低在35Hz~77Hz之间。根据现有设备的发展水平,本规范要求共振设备的频率至少能达到65Hz以上,以满足大部分水泥面板的破碎要求。4.7.2现在城市道路的环保要求日益严格,特别是施工期间的扬尘污染受到重点监控。这促使设备开发商不断更新设备,并添加独立的除尘系统,以满足各地的环保要求。4.7.3共振碎石是通过同频共振的原理进行破碎的,频率只是与水泥面板一样,只破碎水泥面层,而不会破坏路面基层。共振破碎后的碎石层仅仅因为破裂向上膨胀,只比原有水泥路面高出不到一厘米,整体结构密实度仍与原水泥面板相当。所以共振碎石松散度很低,只需要压实表面的松散碎石即可。碾压更重要的目的是将表面碎石压稳,并洒水促进其板结,形成一个稳固的碎石表面。因此压路机带不带振动并不是重点。5共振碎石化施工中的工艺5.1一般规定5.1.3碎石化施工可能会对处于较近的构造物产生影响,因此,需考虑水平安全距离。国外并没有对共振碎石化水平安全距离提出要求,但国内外对于一般建筑物和构造物有容许振动量(一般用振动速率和振动加速度表征)的规定,如我国的《城市区域环境振动标准》(GB10070)、《爆破安全规程》(GB6722)、《建筑抗裂设计规范》(GBJ11)等。在实际共振碎石化施工中,振动速率和振动加速度不易量测也不易控制,容易控制的指标是安全距离。因此施工前,应在现场对这些构造物做出明确标记,施工过程中进行实时监控,确保这些构造物和建筑物不因施工造成损坏。5.1.4针对已经使用了十几年的旧水泥路而言,道路的基础日趋稳定,不应轻易去扰动。共振碎石最大的优势就是只与水泥面板产生同频共振,对下面的基层和路基影响很小,最大程度维持了原有路面的结构稳定性。同时共振破碎后的旧水泥路面是裂而不碎的嵌锁结构,不仅内部应力得到了释放,也最大程度保留了旧水泥面板的剩余强度。共振后的碎石层满足其做为柔性基层的承载力要求,从而可以直接加铺沥青面层。5.1.5施工组织设计和施工方案,是保证碎石化路面质量最关键的因素。施工组织设计一般包括工程概况、组织管理机构、施工机械组织、材料供应、拌合厂设置、施工工序和工艺流程、施工进度计划、施工质量管理体系、质量检测体系、施工质量评定、环保对策与安全保障等。施工结束后,应充分收集施工资料,编写翔实施工报告并归档。施工工艺流程一般包括施工前的整备工作、施工中的工艺、施工后的整备工作、加铺工艺等四大部分。施工组织设计不是为应付招标,而应认真地实施;施工工序和工艺流程应安排合理,并认真实施和控制每一个施工环节。5.2共振碎石化施工交通控制及扬尘控制5.2.1交通控制碎石化施工中,控制交通有两个目的:(1)引导车流安全而顺畅地通行,防止碎石化施工机械或设施与通行车辆发生安全事故,同时尽量减小施工对交通通行的影响;(2)防止非施工车辆进入碎石化区域,影响施工,对已碎石化的路段造成损害(如急刹车或启动会影响碎石化层的平整性、稳定性)。5.2.2扬尘控制共振碎石化施工中不可避免地会产生扬尘现象,尤其在晴朗、干燥且有风的天气,扬尘会非常明显。可采取先洒水再进行碎石化的办法,注意洒水时间与碎石化施工不能相隔太久,否则水分蒸发引起洒水失效。共振设备也在不断改进,增加了主动吸尘的装置,以适应城市施工中不断严苛的环保要求。5.3共振碎石化施工中注意事项5.3.1共振碎石化机的锤头只能做垂直移动,而不能做水平移动,锤头位于设备右侧位置,如图1。图1碎石化机整体图碎石化施工需要一定的伸展空间,一般外侧车道边缘靠外侧方向已具备该条件,因此碎石化一般由外侧车道边缘开始,逐渐向中央靠拢。但若路线中央有了贯通的真缝,碎石化施工也可由路线中央开始向两边逐渐碎石化。5.3.2碎石化机每行进一次,碎石化的宽度为20cm左右,这是由锤头宽度所决定的。碎石化并不是越碎越好,根据路面基础结构的情况,为了最大程度保留旧水泥面板的剩余强度,往往需要相邻两条破碎带保持一定的距离。但不应过宽,以免部分水泥面板没有打裂。5.3.4共振破碎不会影响基层,基层好的路段破碎的水泥路面不会下沉,要把水泥砼打裂,关键是要有膨胀的空间。对于水泥混凝土路面强度过高或板块过厚的路段,可以采取预裂的方法,以提供碎石化需要的伸展空间。同时,注意调整碎石化机的施工参数,保证达到所要求的碎石化效果。5.4破碎层的清理碎石化层在加铺前,应保证平整、稳定,不含沥青填料,不含外露钢筋(外露钢筋会影响碎石化层与加铺层的结合,也会影响摊铺施工)。破碎后面层上可抛洒少量含石粉的石屑,以不完全覆盖碎石块为宜,适当碾压后即可开放交通。期间必须洒水保湿,开放交通期应适度,控制车速在30km/h以内。共振碎石是无位移破碎、原位嵌锁;通车后表面只要满足能板结不起坑槽这一大原则就行了。如有必要,可适当填充水泥或石灰石细料,帮助碎石基层加速形成板结体,提高其早期强度。由于该层具有柔性层性质,开放交通会很好的消除脱空和均匀参数,这样处理后的碎石化层只要做好了防排水系统,它将成为永久性路面基层5.5碎石化层的碾压碾压是碎石化层成型的最后一道工序,同时也是非常关键的工序。碾压可以使碎石化层粗颗粒进一步嵌挤、锁结,同时使细粒料的填充更加充分密实,从而使整个碎石化层形成更高的强度。提高碾压工作质量是提高碎石化层结构强度及稳定性的有效手段。提高碾压质量关键在于采用何种碾压工艺使压实度满足要求,又不压碎,且能保证强度的均匀性。碎石化层材料属于粒状材料,应选用大吨位压路机(至少为10吨),且必须要有振动压路机(至少为16吨)参与。经国外的碎石化工程实践证明,初压、复压、终压三阶段分别采用钢轮振动压路机、轮胎压路机、钢轮振动压路机的组合方式比较合理。初压是为了稳定碎石化层粒料并使其具有一定的密实度和较强的结构承载能力,使大吨位压路机进行复压时不致产生隆起和推移,保证有较好的平整度;复压使碎石化层密实、稳定,嵌锁更充分,形成更高强度;终压主要以振动变频碾压为主,以形成平整的高强粒料层。振动压路机的碾压分为弱振(高频低幅)与强振(低频高幅),一般先强振后弱振。根据振动压实理论,低频高幅具有很强的穿透能力,影响深度大,强振一般最有利于碎石化层中间到层底这部分的密实;而高频低幅具有较高的能量,弱振一般最有利于碎石化层中间到表面这部分的密实。轮胎压路机对提高压实度作用不大,但其搓揉作用对颗粒重新排列形成更强的嵌挤结构至关重要,是强度均匀性的保证。振动碾压应控制振动频率、振幅和碾压速度,宜采慢速碾压,注意防止碎石化层颗粒被进一步严重破碎而出现粉尘化。压路机的起动、停止、变速要平稳,所有碾压均应控制速度不能太高。边缘压实一般采用小型振动压路机(1~2吨)或振动夯板;对于碾压是否要洒水,美国的碎石化工程中做法不一,一般为加强碾压效果,常在碾压第一遍和第三遍之前洒水湿润。5.6碎石化层的保护碎石化层碾压后到摊铺沥青面层前这段时间内,应注意对碎石化层进行保护,防止交通车辆的过度碾压,雨天过后及时疏干渗入的雨水。为了获得强度合适、变形均匀、平整稳定的柔性结构层,确保碎石基层的承载力,建议在共振碎石化后开放交通。一方面使碎石层在自然交通的条件下固结,提高其承载能力;另一方面通过行车碾压后,暴露出表面不平整、翻浆、沉陷变形等强度薄弱区,可及时补强处理,消除病害在沥青摊铺之前。5.7特殊路段处理5.7.1软弱路段对工程中的局部软弱路段,若不采取相应措施,可能致使碎石化层碎块尺寸过大,达不到破碎要求,另外碎石化施工会对软弱路段造成更大的损伤,承载能力降低会很大。5.7.2低标号的C15水泥砼无死角回填,以期尽早形成强度,形成路面的良好承重层,确保承载力。顶面高程距离旧水泥混凝土面板顶面15-20cm,用以回填级配碎石,使之与共振碎石层融为一体,整体统一压实,形成应力吸收层,隔绝反射裂缝。5.7.3局部下陷处下陷可能是因为局部区域存在脱空,或土基非常湿软。应注意对下陷区域的挖除、回填、碾压。5.7.4脱空路段碎石化施工可消除脱空,共振碎石化施工后,原水泥面板下小的脱空会在压路机和车辆的碾压下自然挤密。脱空面积不是很大的路段碎石化后,可能会出现局部下陷,若下陷明显,则应挖出下陷区域,并用粗粒料或沥青碎石回填。但是对于脱空量过大的区域,已不适于碎石化处治,而应采用常规的灌浆处治办法,否则对于存在大面积脱空的面板,直接碎石化可能会出现碎块尺寸巨大的现象,或者引发安全事故。6沥青加铺层设计及施工6.1一般规定6.1.5在路面改造前,加铺层设计关键参数顶面当量回弹模量值无法确定,需根据经验预估确定,因此称为预估设计阶段;破碎完成后,可以实测回弹模量值,并优化结构设计,因此称为优化设计阶段。6.1.7为使水泥混凝土路面再生利用后加铺层设计与我国的现行设计理论和方法相衔接,采用了以弹性层状体系理论为基础的新建路面设计方法。6.2加铺层结构及组成材料6.2.1~6.2.3碎石化路面的加铺层结构及组成材料与经常规方法处治的加铺层相比有一定的差别,体现在:碎石化路面加铺层采用厚沥青层;对加铺层材料提出了更高的要求。常规改造方法没有将旧水泥混凝土面层破碎,旧路整体承载能力很大,因此加铺薄沥青层就可以满足要求;但对于碎石化技术而言,旧水泥混凝土面层碎石化后,已基本丧失板体性,不再保有刚性路面性质,承载能力的丧失要靠增加加铺层厚度来弥补。但仅靠增加厚度可能仍难以保证使用要求,尤其对于交通量大且重载车较多的道路,加铺层还需使用高级材料,以增加路面抗永久变形、抗剪切、抗疲劳开裂、增强耐久性的性能。采用掺加SBS改性剂的SMA混合料可满足此类要求。一般上面层采用SMA-13,中面层采用密级配沥青混凝土AC-16、AC-20或SMA-16,下面层根据需要可采用密级配沥青混凝土AC-25、密级配沥青稳定碎石ATB-25。根据美国各州碎石化工程的后期跟踪观测,结果表明大部分碎石化加铺路面基本可消除反射裂缝,个别产生了反射裂缝的道路是因为碎石化不彻底、碎块尺寸过大等施工原因所造成的。虽然消除了反射裂缝,但一些道路上仍产生了纵向裂缝,这些裂缝的发展模式是从上往下发展,国外称之为“Top-Down”型裂缝。碎石化加铺路面之所以可能产生“Top-Down”型裂缝有如下原因:=1\*GB3①碎石化施工控制的原因。碎石化层实际上可近似看成上部分松散层和下部分具备一定板体性的结构层,在这两层之间的分界面一般凹凸不平,尤其当旧路地基状况差别较大、施工参数控制不严、碎石化不均匀(如存在一小条带状面层未破碎)等问题时,会加剧碎石化层上下部分的凹凸不平整性,这样加铺层表面在炎热天气且有重载的作用下,因受力不均可能导致材料超过抗拉极限强度而开裂,在行车荷载、环境因素综合作用下,裂缝逐渐向下发展。=2\*GB3②加铺层施工的原因。这主要是指因施工控制不严而使加铺层混合料出现离析现象(包括材料拌合及运输时出现的材料离析、运输及摊铺时出现的温度离析)。针对“Top-Down”型裂缝,可以相应地从碎石化施工质量控制、加铺层质量控制两方面采取措施。我国对于沥青面层离析,主要是从沥青混合料材料及配合比设计、摊铺碾压施工工艺等方面控制。6.3加铺层厚度6.3.1~6.3.3碎石化处治后的沥青加铺层厚度一般比较厚,按照国外的工程经验,通常为15~25cm。国外也不乏加铺层厚度达到30cm甚至超过30cm的工程实例,但在这些工程中,旧水泥混凝土路面通常采用级配碎石基层,因此,导致碎石化后路面的结构承载能力丧失很大且刚度低,因此,要靠加厚沥青面层来予以弥补。我国的旧水泥混凝土路面一般采用半刚性基层,碎石化后,结构承载能力虽然丧失很快,但仍具备足够的刚度,根据上海金山大道等试验路段的计算结果,碎石化层顶面当量回弹模量可达250~520MPa。因此,对于市政道路的共振碎石化工程,加铺层厚度根据公路等级、交通量作用次数等因素在12~25cm之间选择认为是比较合适的。6.4粘层与透层6.4.1粘层碎石化加铺层各分层之间,加铺层与路缘石、雨水口、检查井等构造物接触面之间,必须喷洒粘层油;粘层要求按《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的规定进行。6.4.2透层对于是否在碎石化层和加铺层之间洒布透层,美国各州存在很大的争议,它们的碎石化工程有的严格按要求喷洒透层后加铺,有的直接加铺沥青层,有的先加一层级配碎石上基层然后喷洒透层再加铺沥青层。目前还没有关于透层采用与否和路面使用性能相关的报告和研究。因此,对于共振碎石化工程,对是否洒布透层,不做硬性规定,但施工单位一旦决定采用透层,就要按本规程及《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)中的规定进行。对于路基较差的路面,建议开放交通7-20天,可以提高碎石层早期强度,并及时发现道路深层病害。为防止表层碎石跑散,可以加强日常洒水养生,也可以喷洒沥青透层油以后再开放交通。6.6与其它路段的衔接碎石化路段与其它路段衔接处应采取相应措施,以消除因性质不均而使应力集中,超过材料强度极限而出现破坏。7施工质量管理及验收标准7.2碎石化层质量控制与验收标准共振碎石化施工质量检测主要是两大方面:一是看破碎是否均匀,主要是通过粒径检测来判断;二是是看破碎后,碎石层的承载力是否符合设计要求。7.2.1粒径关于碎石化层的破碎粒径,美国各州或机构各有如下结论:1)Michigan州交通局:对普通水泥混凝土碎石化路面,要求碎石化层颗粒粒径小于20.3cm;对于钢筋混凝土碎石化路面,钢筋以上部分碎石化层颗粒粒径在5.1~12.7cm之间,钢筋以下部分碎石化层颗粒粒径允许少部分大于20.3cm。2)Arkansas州交通局:碎石化层颗粒沙粒径~15.2cm,整个
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