多孔改性水泥混凝土复合沥青透水路面施工工法.docx
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1、多孔改性水泥混凝土复合沥青透水路面施工工法1.前言当今公路的路面结构层多为在石灰土、二灰土、水泥稳定砂砾、水泥稳定碎石等基层上 铺装密实型沥青路面。不透水道路缺乏呼吸性、吸收热量和渗透雨水的能力等弊端给生态环 境带来了许多负面的影响,随之产生一系列环境问题:能够渗入地表的雨水明显减少,城市的 地下水位急剧下降;不透水的路面很难与空气进行热量与湿度的交换,产生“热岛现象”; 短时间的集中降雨使大量雨水不能及时渗入地表,易造成道路被淹没、交通瘫痪等社会问题。 因此,突破传统混凝土材料的范围,铺筑可“呼吸”混凝土路面,寻求与自然的和谐,成为 当前混凝土科学发展的主要方向之一。多孔混凝土基层透水路面不
2、仅拥有传统混凝土材料的 性能,更赋予其新的特性,是一种使人类与自然生态和谐发展的新型生态环保混凝土路面。传统路面的半刚性基层细料含量较多,致密、强度高,基本是一种不透水或渗水能力很 差的材料。其温度收缩系数大,受温干缩影响必然导致基层开裂。基层反射裂缝引起沥青路 面的开裂,雨、雪水通过开裂的缝隙渗入基层,并积聚起来。路面渗透、路侧渗流、地下水 上升、毛细管作用等可导致路基湿软、承载力降低;重者会引起路基冻胀、翻浆或边坡塌方, 甚至整个路基沿倾斜基底滑动:进入结构层内的水可浸湿无机结合料处的粒料层,当车辆驶 过时,水在高速行驶的车载作用下受到很大的压力形成水流,造成基层强度降低,唧浆、沉 陷、坑
3、槽等水损害现象,导致路面逐渐被破坏。如今交通量增长、重载超载车辆的增多使路 面使用寿命缩短,维护费用增多。针对传统公路路面水损坏病害的现状,适应海绵城市建设发展需求,解决城市内涝和“热 岛现象,邢台路桥建设总公司经过长期研究攻关,开发了多孔改性水泥混凝土复合沥青路面。 这种生态混凝土透水路面,采用“封疏结合”理念,通过封、排、渗、滞、蓄、用”,突破 传统混凝土材料的范围,铺筑可“呼吸”新型生态环保混凝土路面。2019年至今,已先后在巨鹿县泰然至梨园旅游路建设工程、溪河市城乡一体化示范区沙 河沿岸综合整治PPP项目、潦河市城乡一体化示范区燕山路道路工程中推广应用,取得了良 好的经济效益和社会效益
4、,实现了科技成果转化。其关键技术成熟、可靠,在我国具有领先面板厚度(mm)代表值-3-5极值-8-10纵断高程偏差(mm)1015横坡偏差觥)0. 100. 15左右幅连接纵缝高差(mm)1.5+ 23施工要求基准线设置好以后,禁止扰动。摊铺时,严禁碰撞和振动。一旦碰撞变位,应立即重新 测量设定。基准线接头不得大于1cm。每lOOm基准线不得多于2个接头。多风季节施工时, 应缩小基准线桩间距。风力达到56级时,应停止施工。1 .1.4混凝土搅拌2 一般规定1)在拌和前,试验室要根据施工时的环境温度及混合料自身温度,做出混合料的凝结时 间,作为水泥混合料从开始拌和到摊铺完毕的限制时间,用以指导施
5、工,超过限制时间的混 合料必须废弃。2)多孔改性水泥混凝土采用间歇式拌合楼或专用设备进行拌和,装载机装料,配套容量 和配套设备应满足施工要求。水电供应可靠,原材料充足,最少不得少于当天施工用量。3)每天开始拌和前,按配合比要求,对水泥、水、集料、改性剂的用量准确调试后,输 入到自动计量的控制存储器中,经试拌无误,再正式拌和生产。水泥改性剂按每立方水的用 量通过计算后直接加入水中,搅拌均匀。4)胶粘剂以水胶溶液形式掺加。按照配合比设计确定的比例一次抽取,搅拌时间为 50s,及时观察混凝土状态,以混凝土石料间拉丝、表面有金属光泽、水泥浆包裹均匀、不流 淌、不离析为宜。运输时间长可适当增加水胶溶液量
6、。5)混凝土搅拌时的水泥控制温度:不宜高于50c且不宜低于10。6)多孔改性水泥混凝土拌和楼停机时须清理,应着重清理搅拌锅、储料仓、皮带滚、水 泥输送机口等,打扫地面,清除水池中的尘泥。7)所用各种材料的技术要求见6. 1和6. 3节。2配料精度搅拌楼在投入生产前,必须通过标定并试拌正常。在出现异常时或搅拌楼搬迁安装完毕, 均应重新标定。搅拌楼配料计量误差不得超过表5. L 3的规定。施工中应经常校验搅拌楼计 量精度。混凝土应配备和采用有计算机自动称料、配料系统的搅拌楼进行生产,不得使用手 动配料,禁止使用体积法计量的简易自落滚筒式搅拌机拌和。在搅拌过程中还应打印出每盘 连续称料的配料数据和误
7、差,按需要打印每天对应摊铺桩号混凝土配料的统计数据及误差。从打印数据发现配料误差大于表5.L 4计量精度要求时,应分析原因,排除故障,保证拌和 计量精度。搅拌楼的混凝土拌和计量精度要求表5. L 4材料名称水泥粗集料水改性剂允许偏差(%)1211说明:允许偏差(盼是实际重量与配比重量的差值占配比重量的百分数。3拌和质量检验与控制1)施工开始及搅拌过程中都应及时观察混合料拌合状态,预留规定数量的抗压抗折强度 试件。施工时间宜选择日间平均气温在535c期间,夜间最低温度不得低于1。混凝土拌 和物从搅拌机出料时的温度应控制在1035之间。2)混凝土拌和物应均匀一致,不得有未加水的干料、未拌匀的生料和
8、离析等现象,干料 和生料禁止用于基层摊铺。3)混合料所用水质及用水量是整体拌合质量的关键控制点。拌合所用水的质量应严格符 合6. 1.4的要求,防止某项指标超标与改性剂发生反应,从而影响混合料质量。试配所得用 水量须经试拌和铺筑试验段来验证,把验证后的用水量确定为最佳用水量。5. 1.5混凝土运输1 一般规定应根据施工进度、运量、运距及路况,按照本工法6. 2.1条的规定配备车型和车辆总数。 总运力应比总拌和能力略有富余。运输车辆加盖湿苦布或棉被,预防混合料水分散失。2运输时间运输到现场的混凝土拌和物的水份有所损失,但必须适宜摊铺,。运输允许最长时间宜短 于摊铺允许最长时间0.5h,但运输时间
9、必须满足摊铺在混合料初凝之前完成。混凝土拌和物 从搅拌楼出料到运输、摊铺完毕的允许最长时间可参考表5. 1.4的规定。混凝土拌和物运输、摊铺完毕允许最长时间表5.1.4施工气温()运输允许最长时间(h)摊铺完毕允许最长时间(h)5-2033.520 352.5335以上1.52性。已授权专利3项:路面结构层(专利号:2004100568919)、透水式公路道路结构(专利 号:2005201226181)、旧路面提升改造的路面结构(专利号:2009202545271) o与该工法配 套的水泥改性胶黏剂全自动生产设备于2020年5月成功申请了专利(已受理)。同时完成了 河北省交通运输厅改性水泥混凝
10、土新型路面材料研究和长寿命新型和多孔透水性基层 材料路面结构研究,研究成果获得省级以上科技奖励。多孔改性水泥混凝土复合沥青透水路面是采用多孔改性水泥混凝土取代半刚性水泥稳定 碎石基层,上铺设有透水沥青混凝土的路面层结构。可提高基层的抗水损害能力和沥青上面 层的抗滑性能,缩短刹车距离15%以上,从而大大提高沥青路面的承载力和行车安全性。同时 具有排水、降噪功能,可延长道路使用寿命,减少早期水损害等路面病害的发生,增大养护 周期,减少运营期间的养护工作量和养护费用,降低工程投资。广泛应用于高速公路、重载 交通道路、其他等级公路道路和城市道路以及建设海绵城市,有效缓解城市内涝,保护生态 环境。2.工
11、法特点多孔改性水泥混凝土基层作为一种新型基层材料,其施工方案和施工工艺等过程与半刚 性基层施工存在相当大的差异,具有其特殊性和创新性。多孔改性水泥混凝土由单一粒径碎 石、水泥、水泥改性胶黏剂和水经机械搅拌混合而成的水泥混凝土,是固(骨料)、液(浆体) 和气相(孔隙)组成多孔状固态物,无级配设计、无细集料掺加。其排水性能、强度性能、 温干缩性能、长期性、耐久性和抗冻性能等物理力学指标明显优于半刚性基层材料的性能。 多孔改性水泥混凝土采用水泥混凝土拌合楼拌合生产,摊铺机摊铺,厚度从15cm到40cm 一 次成型,免碾压成型,摊铺后塑料薄膜养生,无需洒水。针对这些要求,我们在混凝土基层 路面施工中,
12、从原材料、配合比、机械装备配套、工艺流程、摊铺施工工艺控制,到施工质 量管理与检查验收等各环节都加以严格的控制,均积累了丰富的施工经验。透水沥青路面的 原材料、配合比、机械装备配套、工艺流程、施工工艺、施工质量管理与检查验收等各环节 都遵循沥青路面施工技术规范要求。为保证施工有章可循,我们制定了生态混凝土透 水路面施工作业指导书,对施工的每个环节进行规范,使设计、建设、监理和施工单位有章 可循,从而提高质量意识,加大管理力度,制定科学制度和严格执行,加快施工进度,有利 于提高和保障其施工质量,使该技术能够得到更加广泛的推广应用。经实体工程验证,生态 混凝土透水路面施工工艺成熟、质量可靠、性能稳
13、定、经久耐用,并逐步完善、编写完成生 态混凝土透水路面施工工法。该项工法具备了如下特点:2.1 多孔改性混凝土采用间歇式水泥混凝土拌合楼生产,配比精度高、混凝土质量稳定, 不需设备改建,适用性广、可操作性强。2. 2透水沥青路面采用改性高粘沥青生产沥青混合料,可根据项目工程实际、生产设备和 生产条件选用干拌和湿拌两种方式生产混合料,生产工艺成熟、简便,易于操作。2. 3透水沥青路面施工采用常规施工机械施工,不需另外新增特殊施工机械设备,不增 加施工机械费用。2. 4生态混凝土透水路面施工工艺适用性广,可应用于高速公路、重载交通道路、其他 等级公路道路和城市道路以及建设海绵城市。2. 5生态混凝
14、土透水路面整体性能好,抗冻能力强,排水性能优良,可有效防止路面水 毁引起的早期破坏,增大养护周期,减少运营期间的养护工作量和养护费用。2. 6基层施工效率高、施工工艺成熟可靠。2. 7与普通路面结构相比,可大幅减薄沥青面层厚度,从而有效防止路面车辙形成,降 低工程投资,经济效益明显。3. 8沥青路面具有排水、降噪功能,缩短刹车距离,从而大大提高路面承载力和行车安 全性。4. 9沥青路面厚度减薄,可减少热拌沥青混合料时的耗能耗材,免碾压和振捣,节省设 备台班、机械燃油,减少施工噪音和废物排放。3 .适用范E本工法适用地域范围广,针对不同区域和等级的道路交通流量和交通状况,设计不同基 层厚度的沥青
15、路面结构形式,满足相适应的技术要求。并根据不同施工环境和施工条件优选 最佳组合结构设计和排水设计。可以广泛用于可应用于高速公路、重载交通道路、其他等级 公路道路和城市道路、城市广场、旅游区景观路以及海绵城市建设等。4 .工艺原理水对路基土和路面材料强度、模量的影响和危害,很早就引起人们的注意,并进行了相关 研究,认识到水是造成路面损坏的主要原因之一。排水基层是路面结构内部排水系统的重要 组成部分,其结构与材料组成,直接影响到路面结构的排水效果,从而关系到路面的长期性能。 排水基层必须满足三个方面的要求:首先,必须具有足够的渗透性,在规定的设计时间内能够排除渗进路面结构中的水;其次,必须具有足够
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