項目基本情況
邢衡高速公路,是河北省高速公路網(wǎng)主骨架的重要補充,在衡水市外圍形成環(huán)線,對衡水市城市布局和帶動沿線縣市經(jīng)濟起著重要作用。南繞城段西起邢臺衡水交界的黃家莊,與邢臺段邢衡高速連接,東至衡水市棗強縣柳林莊與大廣高速相通,路線長16.9 6公里,雙向四車道,路基寬度28.5米。路面結(jié)構(gòu)形式為4厘米AC-13C,SB S改性瀝青防水粘結(jié)層,6厘米A C-2 0;36厘米多孔改性水泥混凝土基層,防水卷材,粘層;22厘米水泥穩(wěn)定碎石底基層,這種路面結(jié)構(gòu)設(shè)計是不透水瀝青面層和透水基層的組合,是防排結(jié)合設(shè)計理念的體現(xiàn)。
多孔改性水泥混凝土作為排水基層,是邢臺路橋中心試驗室推出一種具有高承載力、大孔隙、抗?jié)B水的新型路面結(jié)構(gòu)形式。該路面基層具多重特性,采用近似等粒徑的集料作為混凝土骨料,不需要進行集料級配計算;以碎石、水泥、水和改性劑形成的多孔改性水泥混凝土路面基層結(jié)構(gòu),本身具備了遇水浸不塑化,強度不減的性質(zhì);采用等粒徑集料,結(jié)構(gòu)受力的應力集中轉(zhuǎn)向集料顆粒內(nèi)部,從而使破壞特征表現(xiàn)為集料斷裂;采用了等粒徑集料和凈水泥漿,形成一定膜厚固結(jié)集料,形成了最大化的孔隙率,減少和延緩了收縮裂縫的產(chǎn)生。
施工流程為:下承層清掃干凈無散落石子,噴灑熱瀝青,鋪設(shè)防水卷材;石料經(jīng)過整形篩分、水洗機分選,形成潔凈的等粒徑石料分倉存放,在拌和樓摻加水泥及改性劑進行拌和,通過自卸車運輸?shù)綌備伂F(xiàn)場;攤鋪養(yǎng)生。
質(zhì)量控制要點與難點
原材料
集料
集料應使用質(zhì)地堅硬、耐久、潔凈的碎石。進場石料經(jīng)過專用整形石料篩分機篩分、水洗、選料、整形,達到符合要求的單一粒徑,該項目采用2 2.5、2 7.5、32.5三種等粒徑,集料粒徑范圍代表值±2.5毫米。
防水材料
防水材料采用雙面纖維防水卷材,由特定廠家生產(chǎn),每批卷材進場須附有廠家的合格檢測報告。防水卷材的技術(shù)指標參照《土工合成材料非織造復合土工膜》(GB/T17642)規(guī)定。
過程控制
下承層準備
下承層表面應平整、光潔、無浮塵。由于該項目下承層為水泥穩(wěn)定碎石底基層,對于局部松散、離析等現(xiàn)象一定要加以處理。通行施工車輛散落的石子必須掃凈,避免尖銳石子扎破卷材。
鋪設(shè)防水卷材
防水層是在下承層(水泥穩(wěn)定碎石底基層)上噴灑熱瀝青(普通7 0號),后鋪設(shè)防水卷材(一膜雙面纖維防水土工布)。鋪設(shè)防水卷材的作用,是防止?jié)B入水進入水泥穩(wěn)定碎石底基層及路基,滲入水沿防水卷材表面,排向基層兩側(cè)級配碎石盲溝,并經(jīng)出水管排到路基以外,保證路基穩(wěn)定。
在水穩(wěn)碎石底基層檢查無任何質(zhì)量問題的情況下,利用瀝青噴灑車灑布熱瀝青,邊角部位人工涂抹。
熱瀝青噴灑后,即開始進行防水卷材的鋪設(shè)。鋪設(shè)時采用人工自然平鋪,并利用膠輥碾壓,防水卷材鋪設(shè)應平整,無褶皺,無受力,與底基層密貼。
防水卷材相鄰兩幅卷材的搭接寬度為10厘米。搭接部位用熱熔焊接機焊接,搭接層次依據(jù)路拱方向,高處的卷材在上面,低處的卷材在下面。
防水卷鋪設(shè)寬度,應包括盲溝底部及擋水墻立面和頂面。
與構(gòu)造物連接處,應將結(jié)構(gòu)物四周涂抹一層熱瀝青,防水卷材沿著結(jié)構(gòu)物立面豎起緊貼,并用瀝青粘接牢固。特殊部位應用聚合物水泥砂漿封實。
防水卷材的鋪設(shè)長度宜在2 0 0米左右,間隔50米預留運料車的進出口和調(diào)頭處,待即將攤鋪到預留口的位置時,及時將預留的口的防水土工膜卷材鋪設(shè)好,車輛到下一個預留口掉頭,盡量避免因運料車的行駛而破壞卷材,所有運料車輛設(shè)專人指揮。
整個段落防水部位施工完畢后,攤鋪改性水泥混凝土之前,嚴禁任何車輛通行。
拌和
施工開始及攪拌過程中,都應按規(guī)定的頻率檢驗拌和物的初凝時間,按要求預留規(guī)定數(shù)量的抗彎拉強度試件和孔隙率試件。
混凝土拌和物應均勻一致,干料、生料和離析料必須廢棄,不得運輸?shù)綌備伂F(xiàn)場。
實驗室所得用水量須進行試拌和鋪筑試驗段驗證,在施工中應根據(jù)天氣、季節(jié)和運距等的變化而進行調(diào)節(jié),確保多孔改性混凝土的工作性能。
攤鋪與養(yǎng)生
攤鋪前,認真清掃防水卷材,對卷材作全面質(zhì)量檢查,并安排專人監(jiān)守,隨時檢查、清掃遺落石子,卷材局部破損應及時修補,可用比破損處周邊大10厘米的卷材,刷熱瀝青粘貼封實。
攤鋪與養(yǎng)生同步進行,薄膜寬度大于覆蓋面5 0厘米,并將裸露的側(cè)面覆蓋,確保混凝土全覆蓋,薄膜搭接寬度不小于2 0厘米。一般養(yǎng)生3天至7天,當達到設(shè)計彎拉強度的80%,可停止養(yǎng)生。
基層初凝前不得擾動、擠壓或踩踏,養(yǎng)生期間禁止一切車輛通行。
需改進的問題
橋頭、加寬段機械化施工能力不強
橋頭攤鋪時,因攤鋪機需要前進到橋面,有攤鋪厚度及標高的變化,攤鋪完成后平整度和標高均不能滿足要求,需要進行銑刨。
該項目采用2臺專用攤鋪機梯形作業(yè),最大寬度不能滿足緊急停車帶的寬度,以及加寬三角地帶無法使用攤鋪機直接攤鋪,需要二次施工,并且剩余寬度無法滿足攤鋪機施工,只能用人工攤鋪,造成施工時間長,多次擾動破壞集料之間膜的厚度,造成質(zhì)量下降等問題。
多孔改性混凝土直接通行能力不強
在瀝青面層攤鋪時,瀝青混合料運輸車輛對多孔改性混凝土損害嚴重,特別是在車輛轉(zhuǎn)彎時,對表層粒料施加揉搓力,造成表層粒料脫落,并且難于用機械清掃,只能用人工清理,工作量大。
對防水卷材鋪設(shè)要求高
多孔改性混凝土基層下的防水卷材相當重要,是路面滲入水的排水界面,是透水基層與下基層的隔水層。該項目采用熱瀝青和防滲土工膜(一膜兩布),以此防止路面水下滲,因而對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壞,主要表現(xiàn)為水泥穩(wěn)定碎石底基層不密實平整,特別是局部出現(xiàn)松散、坑槽、尖銳石子外露;防水卷材在施工車輛包括運輸車、攤鋪機的碾壓下出現(xiàn)破損,有的局部出現(xiàn)布膜分離。施工中安排了多人進行清掃、檢查,發(fā)現(xiàn)破損及時修補。
值得注意的是,因為工序安排的問題,需要外露的防水卷材,如半幅施工中央分隔帶部位、盲溝擋水墻部位,外露時間較長,因風吹日曬,老化、破損現(xiàn)象嚴重,影響防滲水功能,后續(xù)施工時需要重新更換,給施工造成不便。項目應對防水卷材進行改良,或選擇更加符合要求的材料。
鋼護欄對防水卷材的影響
該項目的多孔改性混凝土基層下方的防水層,是路基全寬范圍內(nèi)的一個整體。但是,無論是鋼護欄水平位置,還是打入深度,均需要穿過防水卷材,對防水卷材的完整性造成破壞,如何防止水從這個薄弱環(huán)節(jié)侵入路基,特別是凹形豎曲線底部位置,是一個值得思考的問題。
邢衡高速公路衡水南繞城段,通過一年的運營,證明采用多孔混凝土基層加密級配瀝青路面防排結(jié)合的方式,可有效地解決水損害問題,雖然多孔改性混凝土施工還有待于提高,但多孔改性混凝土路面,具備良好的承載能力和排水能力,已經(jīng)得到體現(xiàn)。