一、工程案例
某省某县107国道加铺改建项目等开展了一系列试验研究,并且分别对不设隔离层、设蜡质养护剂隔离层、设稀浆封层和设3cm沥青混凝土封层四个方案进行了室内直道动应力试验,系统比较了不同隔离层在层闻力学性能等方面的差别,为以后类似项目选择隔离方案、进行隔离层施工质量控制提供了科学依据。试验研究表明:在重载交通水泥混凝土路面及贫混凝土基层(刚性大)水泥混凝土路面中,为了减少车辆动载对路面的影响,缓冲封层宜优先采用沥青混凝土隔离层。
在核电工程第三代AP1000核电机组建设中,由于其重大型设备和模块化的施工特性,要求使用美国进口的极重荷载级LAMPSON大吊车,吊车起吊时,对道路的路基承载力要求极高,其中核岛“T型”台大吊车带载行驶区域的对地压力可达92.10t/m?。该道路采用毛石混凝土作为道路刚性基层,并在基层表面铺筑了50mm厚细粒式沥青混凝土缓冲封层,上面再铺设钢筋混凝土面层。
二、封层设置
施工期间,路面尚未开放交通,无荷载弯拉应力,当混凝土面板受外界温度影响,降温收缩时,板底的水平摩阻力增大,足以造成相当数量的断板。新修订的设计规范要求除了设置沥青表面处治隔离封层以外,可在半刚性上基层铺设不透水的3种薄膜隔离封层;塑料薄膜、不透水复合土工布及不透水复合塑料编织布,彻底隔离面板与基层。其作用是:(1)将通过漏进面板接缝与断板缝中的水隔离在基层以外,仅浸泡面板。而混凝土面板本身具有很高的耐水性,切实提高了半刚性基层的抗冲刷能力;(2)在水泥混凝土路面实际受力中包括3项:均匀水平温差拉应力、垂直翘曲弯拉应力和垂直荷载弯拉应力,设置隔离层的作用在于使面层与基层隔离并保持光滑接觸,整板厚度均匀温差与湿差疲劳拉应力大为降低并使其趋近于零,以消除温差断板;(3)使面层相基层之间不形成薄弱过渡层,避免面层与基层间相互破坏的产生和影响,并提高路面材料性能和机构性能,在荷载作用下阻止裂缝出现和开展。
为了充分了解设置隔离层水泥混凝土路面的性能,对比其与普通水泥混凝土路面使用性能的不同,为设置隔离层的水泥混凝土路面的施工积累经验,2006年
10月—11月在大广高速公路河南安阳段的滑县服务区进行了试验段的铺筑。铺筑设置隔离层的水泥混凝土路面面积约为20000 m2。大广高速是贯穿祖国南北的一条交通大动脉,其交通量大、重车多,而服务区则是车辆进行修整的必要场所,也是试验路段选取的理想路段。路面竣工多年后对其现场进行调查发现:普通水泥混凝土路面有多处裂缝、错台,而设置隔离层的水泥混凝土路面无破坏征兆,总体应用效果明显优于普通水泥混凝土路面。
三、封层施工技术
(一)基层修复。封层施工前,应对基层的损坏状况进行全面检查:(1)当基层表面破坏面积较小或被碾压成坑时,应挖除并局部修复;当基层表面严重唐损裸露粗集料时,宜采用沥青封层或粘贴油毛毡处理;(2)当基层出现挤压、隆起、空鼓现象时应清除并使用相同的基层防料重新铺筑;(3)当基层由于温缩、干缩、路基沉降等原因形成玻坏时,应采取相应的工程措施进行必要的防护,并尽可能保证进行彻底地修复。
(二)沥青混凝土缓冲封层的施工。极重、特重、重交通高速公路和一级公路设计为贫混凝土上基层时,路面板底应设置缓冲封层。缓冲封层可采用沥青混凝土,吏用沥青混凝土做缓冲封层时,其施工技术应符合《公路沥青路面龟工技术规范》(JTGF40)中对施工准备、配合比设计、混合料半制、运输、摊铺、压实成型、接缝和开放交通及养护等多方面的见定,且封层厚度不宜小于40mm。
(三)沥青表面处治隔离封凄的施工。各级公路半刚性基层上的水泥混凝土路面板底应设置隔离封昙口热沥青表面处治作为隔离封层施工时宜符合下列规定:(1)面丢有严重渗水可能,或铺筑基层不能及时铺筑面层,并且需要通行#辆时,宜在喷洒透层油后铺筑封层;(2)封层宜采用层铺法表面生治或稀浆封层法施工,稀浆封层可采用乳化沥青或改性乳化沥青乍结合料。封层的厚度不宜小于6mm,且做到完全密水;(3)以要铺法沥青表面处治铺统封层时,通常采用单层式,其矿料用量宜为5-8m?/1000m?,沥青用量可采用要求范围的中高限。(要求范围为1.0一1.2kg/m?)。施工时,封层的材料规格、用量、洒布车的使用、酒布要求、施工组织、单层式沥青表处施工工艺等方面均应符合现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40)的各项规定。
(四)薄膜隔离封层的施工。隔离封层也可铺设较厚塑料薄膜、复合土工布或复合塑料编织布3种膜层材料。有可能被水淹没浸泡路面的路段,必须设置不透水薄膜隔离封层。薄膜隔离封层的施工应符合下列技术要求:(1)施工前,
应清除基层表面的浮土、碎石等杂物,再铺设薄膜。封层铺设应在面层施工模板或基准线安装前完成,并应于24h之内铺筑水泥混凝土面层;(2)封层铺设应完全覆盖基层表面,不得漏铺,并应做到平整、顺直,避免褶皱。一布一膜型复合土工膜或单面符合塑料编织布封层铺设应使膜面朝上,布面紧贴基层。封层搭接时,纵向搭接长度不应小于500mm,横向搭接宽度不应小于300mm口,采用黏结方式连接时,纵向黏结长度不应小于200mm,横向黏结宽度不应小于150mm。重叠部分,沿纵坡或横坡下降方向高程较大一侧,封层皮在上方;(3)当水泥混凝土路面面层采用小型机具或三辊轴式摊铺机施工时,隔离封层宜采用复合塑料编织布,亦可采用较厚塑料薄膜;采用滑模摊铺机施工时,隔离封层宜采用复合土工布。路线纵坡大于5.0%路段和设超高的弯道封层宜采用两布一膜型复合土工膜,平曲线上宜采用折线形式铺设;(4)按要求控制隔离封层上施工人员的行走、施工车辆的通行,并规范运料车辆的操作、注意对铺筑好封层的保护。必要时,可采取工程防护措施,如封层损坏则应及时进行修补;(5)施工时,由于采用分幅施工,隔离封层横向一定要超过模板铺设,超过的宽度不应小于1m,以便与下一幅施工时搭接,避免隔离封层之间留有缝隙。
【参考文献】
[1]中华人民共和国公路行业标准.JTGD40-2011公路水泥混凝土路面设计规范[S].
[2]中华人民共和国公路行业标准,.JTGF30-2014公路水泥混凝土路面施工技术细则[S].
[3]重庆交通大学.设置隔离封层的水泥混凝土路面应用技术指南[M].北京:人民交通出版社,2010.
[4]长沙理工大学不同隔离层水泥混凝土路面层间力学性能,公路交通科技,2012(2).
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