論我國發(fā)展碾壓混凝土路面的技術(shù)條件

劉 璐,劉 剛

(1.龍建路橋伊哈公司;2.黑龍江省龍建路橋第三工程有限公司)

1 設(shè)備條件

1.1 拌和設(shè)備

根據(jù)國內(nèi)外經(jīng)驗和試驗研究結(jié)果,路面碾壓混凝土的拌和必須采用強(qiáng)制式拌和機(jī),水泥、水及砂石材料的計量精度達(dá)到現(xiàn)行施工規(guī)范規(guī)定精度即可。這一要求與普通水泥混凝土路面基本一致。

碾壓混凝土的稠度對水的變化非常敏感。研究結(jié)果表明,混凝土的稠度及其波動是影響碾壓混凝土路面平整度的主要因素,而造成混凝土稠度變化的主要原因是混凝土單位用水量的變化,也就是加水量和砂石材料含水量的變化。對于一般拌和機(jī),加水量的控制還是比較準(zhǔn)確的,最大的問題就是砂石含水量變化時能否及時檢測并自動修正砂石和水的用量。從這個意義上講,應(yīng)推薦帶有自動檢測砂石含水量的拌和機(jī),或配備附加的快速砂石含水量測定系統(tǒng)。從我國目前引進(jìn)或國產(chǎn)的一些大型拌和設(shè)備來看,這一要求是可以達(dá)到的。在實在無法滿足這一要求時,采用增加砂石含水量的檢測頻率、及時人工調(diào)整的方法也可在一定程度上解決這一問題。

1.2 攤鋪設(shè)備

(1)保證較好的攤鋪平整度。攤鋪是碾壓混凝土路面施工的關(guān)鍵工序,是碾壓等后續(xù)工序的基礎(chǔ),只有攤鋪出平整的表面,才有可能得到壓實后平整的路面。為此,要求攤鋪機(jī)必須具備工作性能良好的均衡供料系統(tǒng)和自動找平系統(tǒng)。

(2)保證足夠的預(yù)壓密實度。超干硬的碾壓混凝土材料經(jīng)瀝青攤鋪機(jī)攤鋪后,必須經(jīng)過大型振動壓路機(jī)的碾壓作用才能密實成型,如果攤鋪后的混凝土過于松散,則在壓路機(jī)的作用下勢必會產(chǎn)生推擠,從而破壞路面的平整度;另外,碾壓混凝土路面攤鋪之后,由于壓實的作用,攤鋪后的表面將有一定的沉降,基層的不平整將反映到表面來。當(dāng)基層的平整度一定時,攤鋪后的密實度越高,壓實沉降量越小(即松鋪系數(shù)越小),對攤鋪平整度的破壞越小,壓實后的平整度越好。根據(jù)攻關(guān)過程中鋪筑的幾條試驗路的試驗,攤鋪預(yù)壓密實度應(yīng)能在 88%以上。

近年來,隨著高等級公路的迅速發(fā)展,機(jī)械化施工已成為公路建設(shè)的方向。為了具備高等級公路的施工資格,各施工單位紛紛從國外或在國內(nèi)購買大型瀝青攤鋪機(jī)等施工機(jī)械。

綜合上述情況,將帶有強(qiáng)力熨平板瀝青路面攤鋪機(jī)用于高等級公路碾壓混凝土路面施工是完全可能的。

1.3 碾壓設(shè)備

碾壓是碾壓混凝土路面施工必不可少的工序,當(dāng)混凝土的配合比確定之后,硬化混凝土的強(qiáng)度主要取決于混凝土的密實程度,降低1%的壓實度,可造成約0.27MPa的抗折強(qiáng)度損失,可見壓實的重要。而壓實質(zhì)量的好壞主要取決于壓路機(jī)的性能。另一方面,碾壓也是破壞攤鋪平整度、影響最終平整度的關(guān)鍵因素。因此,選擇適宜的壓路機(jī)是保證路面質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。

根據(jù)碾壓混凝土路面施工的特點(diǎn),壓路機(jī)的選型總體原則,一是保證能達(dá)到預(yù)定的壓實效果;二是對平整度的破壞最小;三是保證路面表面均勻致密。根據(jù)這個原則,在對比了多種混凝土路面適宜的主導(dǎo)碾壓機(jī)械不同型號壓路機(jī)碾壓效果后,認(rèn)為碾壓應(yīng)采用自重 10～12t的振動壓路機(jī),振動頻率不低于30Hz,優(yōu)先選用振動頻率較大(40Hz以上)的壓路機(jī)。如有可能,盡量選用雙軸振動、多級振動頻率和振幅、碾壓輪直徑和寬度較大的振動壓路機(jī)。

3 施工技術(shù)

3.1 提高路面平整度的關(guān)鍵技術(shù)

碾壓混凝土路面最大的難題是難以達(dá)到足夠的路面平整度,這也是多年來制約碾壓混凝土路面發(fā)展的主要障礙。

為了攻克碾壓混凝土路面平整度這一世界性難題,首先對路面平整度的影響因素進(jìn)行了深入、全面的分析,并通過大量的室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗進(jìn)行了研究,提出了如下保證碾壓混凝土路面平整度的關(guān)鍵技術(shù)。

3.2 抗滑技術(shù)

以前由于路面平整度問題一直沒有得到很好解決,碾壓混凝土路面一直停留在低速交通階段,路面防滑問題相應(yīng)不很突出。但是要使碾壓混凝土路面應(yīng)用于高等級公路,抗滑問題是必須解決的一項關(guān)鍵技術(shù)。

采用緩凝裸露法和硬性刻槽法可使竣工時路面構(gòu)造深度達(dá)到規(guī)定滿足要求。課題組在對表面構(gòu)造修筑工藝和解決微觀構(gòu)造的技術(shù)措施深入研究的基礎(chǔ)上提出了碾壓混凝土路面的抗滑處理原則。

(1)對于高速公路和一級公路,應(yīng)采用緩凝裸露法或硬性刻槽法進(jìn)行表面處理,以形成要求的路表宏觀構(gòu)造。當(dāng)粗集料抗磨光能力達(dá)不到現(xiàn)行規(guī)范要求時,需做抗滑表層(一次攤鋪碾壓成型)。

(2)對于其他等級的公路,可不作任何處理,依靠通車后行車的作用逐漸形成宏觀構(gòu)造,必要時可采取限速研磨措施,加速裸露進(jìn)程。

采用上述研究成果,基本可以解決碾壓混凝土路面的抗滑問題。

3.3 接縫技術(shù)

碾壓混凝土路面由于在材料、施工工藝上與普通混凝土有一定差異,因此在接縫設(shè)計及施工上亦有其特殊性?！鞍宋濉惫リP(guān)過程中進(jìn)行了室內(nèi)試驗、理論分析和現(xiàn)場試驗等,提出了碾壓混凝土路面從接縫設(shè)置原則到施工工藝的成套技術(shù),并在以下兩方面取得了突破性進(jìn)展。

(1)采用碾壓混凝土材料的有關(guān)參數(shù)和路面板的有關(guān)指標(biāo),對碾壓混凝土路面板的溫縮應(yīng)力、溫度翹曲應(yīng)力、干縮應(yīng)力及荷載應(yīng)力進(jìn)行了計算,并結(jié)合試驗路的觀測結(jié)果,研究提出了全厚式碾壓混凝土路面縮縫間距的建議值為 6～8m。

(2)在不破壞攤鋪機(jī)結(jié)構(gòu)的情況下,研制出縱縫拉桿設(shè)置裝置,解決了全厚式碾壓混凝土路面無法設(shè)置拉桿的世界性難題。

應(yīng)用上述接縫設(shè)計和施工技術(shù),基本上可解決碾壓混凝土路面的接縫問題。

3.4 其他配套技術(shù)

除上述關(guān)鍵技術(shù)外,在碾壓混凝土材料試驗方法、配合比設(shè)計方法、材料物理力學(xué)性能、外加劑和粉煤灰應(yīng)用技術(shù)、施工質(zhì)量檢測等方面也已形成了一系列配套技術(shù)。