一种混凝土路面提升结构和方法

文档序号:1857197 发布日期:2021-11-19 浏览:13次 >En<

阅读说明:本技术 一种混凝土路面提升结构和方法 (Concrete pavement lifting structure and method ) 是由 荆靖 董光彬 高稳成 王琳华 解艳波 张洪榛 王超 张锐 刘彩云 于 2021-08-27 设计创作,主要内容包括:为解决现有技术中存在的混凝土路面被破坏导致的行车舒适性和安全隐患问题,本发明实施例提供一种混凝土路面提升结构和方法。混凝土路面提升结构,包括:高粘沥青封层、高粘沥青胶砂层、温拌改性SMA-10层以及粘层;方法包括:混凝土路面有裂缝病害,则进行治理;若没裂缝病害,则对混凝土路面进行抛丸露骨处理;在对混凝土路面进行抛丸露骨处理后的混凝土路面铺设高粘沥青封层;在高粘沥青封层上依次加铺高粘沥青胶砂层和温拌改性SMA-10层,铺高粘沥青胶砂层和温拌改性SMA-10层的层间撒布粘层,压实后重新施划标线,搭接处铣刨沥青混凝土面层,重铺1-2层的温拌改性SMA-13。本发明实施例实现了混凝土路面改为沥青路面,从而改善和提升了混凝土路面的结构质量。(In order to solve the problems of driving comfort and potential safety hazards caused by the fact that a concrete pavement is damaged in the prior art, the embodiment of the invention provides a concrete pavement lifting structure and a concrete pavement lifting method. Concrete road surface promotes structure includes: a high-viscosity asphalt seal layer, a high-viscosity asphalt mortar layer, a warm-mixing modified SMA-10 layer and a sticky layer; the method comprises the following steps: treating the concrete pavement with crack diseases; if no crack is detected, performing shot blasting and bone exposing treatment on the concrete pavement; paving a high-viscosity asphalt seal layer on the concrete pavement after the shot blasting and bone exposing treatment is carried out on the concrete pavement; sequentially laying a high-viscosity asphalt mastic sand layer and a warm-mixing modified SMA-10 layer on the high-viscosity asphalt seal layer, spreading an adhesive layer between the high-viscosity asphalt mastic sand layer and the warm-mixing modified SMA-10 layer, re-marking after compacting, milling an asphalt concrete surface layer at the lap joint, and re-laying 1-2 layers of warm-mixing modified SMA-13. The embodiment of the invention realizes the change of the concrete pavement into the asphalt pavement, thereby improving and promoting the structural quality of the concrete pavement.)

一种混凝土路面提升结构和方法

技术领域

本发明涉及一种混凝土路面提升结构和方法。

背景技术

隧道的混凝土路面经多年磨损导致摩擦力较小,车辆易打滑发生交通事故。隧道的混凝土路面随着沿线交通量的增加、车辆的剐蹭碰撞以及长年的磨损使混凝土路面表面出现破损,部分路段混凝土剥落出现坑槽。混凝土路面平整度差,颠簸感强烈,行车舒适性差且行车噪音较大,对行车安全性危害较大。

发明内容

为解决现有技术中存在的混凝土路面被破坏导致的行车舒适性和安全隐患问题,本发明实施例提供一种混凝土路面提升结构和方法。

本发明实施例通过下述技术方案实现:

第一方面,本发明实施例提供一种混凝土路面提升结构,包括:

高粘沥青封层,用于设于混凝土路面表面;

高粘沥青胶砂层,用于设于高粘沥青封层的表面;

温拌改性SMA-10层,用于设于高粘沥青胶砂层表面;以及

粘层,设于高粘沥青胶砂层与温拌改性SMA-10层之间,用于粘接高粘沥青胶砂层与温拌改性SMA-10层。

进一步的,所述高粘沥青胶砂层的厚度为2cm以上,所述温拌改性SMA-10 层的厚度为3cm以上。

进一步的,所述粘层为PCR改性乳化沥青粘层。

进一步的,所述温拌改性SMA-10层的中的固体原料的质量比为:11-16mm 粒径的玄武岩:5-11mm粒径的玄武岩:0-4mm的玄武岩:矿粉=55:13:17-20:12;所述温拌改性SMA-10层中的沥青的质量分数为所有玄武岩与矿粉质量的6.2%,所述温拌改性SMA-10层的孔隙率为2.9-5.1%。

进一步的,所述高粘沥青胶砂层中的固体原料的质量比为:3-5mm粒径的玄武岩:0-3mm粒径的玄武岩:矿粉=55:34:11;所述高粘沥青胶砂层中沥青的质量分数为高粘沥青胶砂层的质量的7.1%,所述高粘沥青胶砂层的孔隙率为 2.1-2.6%。

第二方面,本发明实施例提供一种具有所述提升结构的混凝土路面提升方法,包括:

混凝土路面有裂缝病害,则进行治理;若没裂缝病害,则对混凝土路面进行抛丸露骨处理;

在对混凝土路面进行抛丸露骨处理后的混凝土路面铺设高粘沥青封层;

在高粘沥青封层上依次加铺高粘沥青胶砂层和温拌改性SMA-10层,铺高粘沥青胶砂层和温拌改性SMA-10层的层间撒布粘层,压实后重新施划标线,搭接处铣刨沥青混凝土面层,重铺1-2层的温拌改性SMA-13。

进一步的,所述对混凝土路面进行抛丸露骨处理之前还包括:路面清扫;所述温拌改性SMA-13的厚度为4cm。

进一步的,所述对混凝土路面进行抛丸露骨处理;包括对混凝土路面进行抛丸露骨处理以使抛丸露骨处理后的混凝土路面的抛丸露骨率为30%以上。

进一步的,所述若有裂缝病害,则进行治理;若没裂缝病害,则在处理后的混凝土路面铺高粘沥青封层,包括:若有裂缝病害且裂缝宽度L<3mm,则利用高粘沥青封层封闭裂缝;若有裂缝病害且裂缝宽度L≥3mm,采用扩缝灌浆、张贴抗裂贴处理。

进一步的,铺设高粘沥青封层时高粘改性沥青洒布量控制在1.5-1.8kg/m2,碎石采用5-10mm的玄武岩预拌碎石,碎石撒布量满足满铺率为50%-60%;

粘层采用PCR改性乳化沥青制成,PCR改性乳化沥青中的残留物含量不得少于50%,粘层的用量为0.3-0.6L/m2

高粘沥青胶砂层采用AC-5高粘沥青胶砂制成,其制备过程中,沥青加热温度控制在185-190℃,矿料加热温度控制在190-195℃,沥青与矿料混合后的混合料拌合温度控制在185-190℃,所述混合料出厂温度控制在180-185℃;

温拌改性SMA-10层采用温拌工艺制成,其制备过程中,沥青加热温度为 185℃;矿料加热温度为190-200℃;沥青与矿料混合后的混合料出料温度控制在180-185℃。

温拌改性SMA-13的制备过程中,沥青的加热温度为160-165℃;矿料加热温度为190-220℃;沥青与矿料混合后的混合料出料温度为170-185℃。

本发明实施例与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:

本发明实施例的一种混凝土路面提升结构和方法,通过提升结构将混凝土路面(白)改为沥青路面(黑);实现了隧道混凝土路面的白改黑,即从混凝土路面改为沥青路面,从而改善和提升了混凝土路面的结构质量,从而,解决了混凝土路面被破坏导致的行车舒适性和安全隐患问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为混凝土路面提升结构示意图。

图2为一次抛丸处理示意图。

图3为二次抛丸处理示意图。

图4为撒布热沥青碎石封层的撒布量大和撒布不均匀的效果图。

图5为碾压完成后路面示意图。

图6为施工完成后现场平整度检测图。

附图中标记及对应的零部件名称:

1-温拌改性SMA-10层,2-粘层,3-高粘沥青胶砂层,4-高粘沥青封层,5- 混凝土路面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。

在以下描述中,为了提供对本发明的透彻理解阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实施例中,为了避免混淆本发明,未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。

在整个说明书中,对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此,在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外,可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的示图都是为了说明的目的,并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。

在本发明的描述中,术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

实施例

第一方面,参考图1所示,本发明实施例提供一种混凝土路面提升结构,包括:

高粘沥青封层4,用于设于混凝土路面5表面;

高粘沥青胶砂层3,用于设于高粘沥青封层的表面;

温拌改性SMA-10层1,用于设于高粘沥青胶砂层表面;以及

粘层2,设于高粘沥青胶砂层与温拌改性SMA-10层之间,用于粘接高粘沥青胶砂层与温拌改性SMA-10层。

进一步的,所述高粘沥青胶砂层的厚度为2cm以上,所述温拌改性SMA-10 层的厚度为3cm以上。

进一步的,所述粘层为PCR改性乳化沥青粘层。

进一步的,所述温拌改性SMA-10层的中的固体原料的质量比为:11-16mm 粒径的玄武岩:5-11mm粒径的玄武岩:0-4mm的玄武岩:矿粉=55:13:17-20:12;所述温拌改性SMA-10层中的沥青的质量分数为所有玄武岩与矿粉质量的6.2%,所述温拌改性SMA-10层的孔隙率为2.9-5.1%。

本发明中的玄武岩的粒径范围表示所采用玄武岩含有该粒径范围内的所有大小不同的粒径的玄武岩颗粒。如5-11mm粒径的玄武岩表示该玄武岩中含有 5-11mm粒径的大小不等的玄武岩颗粒。

进一步的,所述高粘沥青胶砂层中的固体原料的质量比为:3-5mm粒径的玄武岩:0-3mm粒径的玄武岩:矿粉=55:34:11;所述高粘沥青胶砂层中沥青的质量分数为高粘沥青胶砂层的质量的7.1%,所述高粘沥青胶砂层的孔隙率为 2.1-2.6%。

第二方面,本发明实施例提供一种具有所述提升结构的混凝土路面提升方法,包括:

混凝土路面有裂缝病害,则进行治理;若没裂缝病害,则对混凝土路面进行抛丸露骨处理;

在对混凝土路面进行抛丸露骨处理后的混凝土路面铺设高粘沥青封层;

在高粘沥青封层上依次加铺高粘沥青胶砂层和温拌改性SMA-10层,铺高粘沥青胶砂层和温拌改性SMA-10层的层间撒布粘层,压实后重新施划标线,搭接处铣刨沥青混凝土面层,重铺1-2层的温拌改性SMA-13。

进一步的,所述对混凝土路面进行抛丸露骨处理之前还包括:路面清扫;所述温拌改性SMA-13的厚度为4cm。

进一步的,所述对混凝土路面进行抛丸露骨处理;包括对混凝土路面进行抛丸露骨处理以使抛丸露骨处理后的混凝土路面的抛丸露骨率为30%以上。

进一步的,所述若有裂缝病害,则进行治理;若没裂缝病害,则在处理后的混凝土路面铺高粘沥青封层,包括:若有裂缝病害且裂缝宽度L<3mm,则利用高粘沥青封层封闭裂缝;若有裂缝病害且裂缝宽度L≥3mm,采用扩缝灌浆、张贴抗裂贴处理。

进一步的,铺设高粘沥青封层时高粘改性沥青洒布量控制在1.5-1.8kg/m2,碎石采用5-10mm的玄武岩预拌碎石,碎石撒布量满足满铺率为50%-60%;

粘层采用PCR改性乳化沥青制成,PCR改性乳化沥青中的残留物含量不得少于50%,粘层的用量为0.3-0.6L/m2

高粘沥青胶砂层采用AC-5高粘沥青胶砂制成,其制备过程中,沥青加热温度控制在185-190℃,矿料加热温度控制在190-195℃,沥青与矿料混合后的混合料拌合温度控制在185-190℃,所述混合料出厂温度控制在180-185℃;

温拌改性SMA-10层采用温拌工艺制成,其制备过程中,沥青加热温度为 185℃;矿料加热温度为190-200℃;沥青与矿料混合后的混合料出料温度控制在180-185℃。

温拌改性SMA-13的制备过程中,沥青的加热温度为160-165℃;矿料加热温度为190-220℃;沥青与矿料混合后的混合料出料温度为170-185℃。

具体示例

山东省高速路桥养护有限公司采用混凝土路面提升结构和提升方法,2020 年4月GF京沪隧道段,对京沪隧道进行专项的养护维修,对伙路、蟠龙、上游隧道进行“白改黑”养护。

隧道路面处置方案:路面清扫后,混凝土表面抛丸并处治相应裂缝病害,铺高粘沥青封层,再加铺2cm高粘沥青胶砂应力吸收层和3cm温拌改性SMA-10,层间撒布粘层,压实后重新施划标线;搭接处铣刨25m范围内的4cm厚沥青混凝土面层,重铺1-2层的温拌改性SMA-13顺坡,沥青层间撒布PCR乳化沥青粘层,新旧路面结构层间铺设高粘沥青封层。

1、级配组成设计

(1)SMA-10生产配比调试

2020年4月11日,进行了SMA-10生产配合比调试,调试采用了3个配比,分别进行了抽提筛分及马歇尔击实试验。

根据设定的三个生产级配分别从拌和站取混合料进行马歇尔击实及抽提筛分试验,试验结果如下表1。

表1不同生产级配体积指标结果

室内又分别成型沥青用量百分比为6.2%和6.5%的马歇尔试件,根据体积指标试验结果,最终确定生产配比为:

11-16mm玄武岩:5-11mm玄武岩:0-4mm玄武岩:矿粉=55:13:20:12,沥青用量6.2%。

根据现场摊铺路面将生产配比调整为

11-16mm玄武岩:5-11mm玄武岩:0-4mm玄武岩:矿粉=58:13:17:12,沥青用量6.2%。

(2)沥青胶砂生产配比调试

2020年4月13日,进行了沥青胶砂生产配合比调试,调试采用了2个配比,施工单位自行调试了一组配比进行对比,分别进行了抽提筛分及马歇尔击实试验。

根据设定的三个生产级配分别从拌和站取混合料进行马歇尔击实及抽提筛分试验,试验结果如下。

表2不同生产级配体积指标结果

根据体积指标试验结果,最终确定生产配比为:

3-5mm玄武岩:0-3mm玄武岩:矿粉=55:34:11,沥青用量7.1%。

根据现场摊铺路面将生产配比调整为

3-5mm玄武岩:0-3mm玄武岩:矿粉=55:34:11,沥青用量7.1%。

2、施工过程中的问题及咨询建议

(1)混凝土面板处理

根据设计文件要求对原路面的混凝土面板进行病害处治:①对裂缝宽度L <3mm的病害,利用高粘沥青封层封闭裂缝;②对裂缝宽度L≥3mm的病害,采用扩缝灌浆、张贴抗裂贴处治;然后对旧路面附着杂物、泥土和灰尘进行全面清洗,并对混凝土面板抛丸处理。

混凝土面板采用抛丸处理,使混凝土表面露出新鲜的集料和混凝土层。施工前检查砼表面外观,应确保桥面无露筋、暴牙等现象。表面处理是抛丸处理施工前的表面预处理过程,包括用清洁剂或溶剂及工具清洗和清除桥面表面的油污、锈迹、脱模剂、杂物、尘土等附着物。以防止上述物质在抛丸过程中污染磨料,保证处理过的混凝土表面具有清洁、新鲜的表面,使粘结层(或铺装层)与混凝土面板表面结合牢固。

一次抛丸处理后如图2所示,其还存在一定问题:旧路面混凝土面板抛丸处理后,表面浮浆仍存在且分布不均匀;对旧路面上的标线处理不彻底,影响沥青层的粘结;旧路面边部处理不彻底;所以,随后进行二次抛丸处理,如图3所示。

咨询建议:

1)混凝土桥面板的处理必须做到表面浮浆彻底清理,保证表面的粗糙度及一定的露骨率;

2)混凝土面板处理后必须彻底清扫干净,保证表面无尘土或浮浆,在撒布热沥青粘结层前要进行全面排查确保表面洁净、干燥无污染后再进行下一步的施工;

3)对于混凝土面板的处理,要建立报验制度,经现场监理验收合格后方可进入下一步工序的施工;

4)对抛丸无法处理的边角处等部位,局部凹陷过大或浮浆过厚难以处理的部位,应用手推式铣刨机或凿毛机等辅助人工以补充处理。

5)对于抛丸无法处理的标线处,应让专业的标线处理队伍进行清理。

6)要注意SBS热沥青及碎石的洒布量,避免洒布量过多或过少以及撒布不均匀引起混合料摊铺碾压过程中出现粘轮及推移现象。

(2)封层、粘层处理

路面施工一直强调“封层、粘层处理实施报验制度”,进入大面积施工,要切实重视层间处治,避免由于撒布不到位或者清理不彻底影响层间的粘结效果。

咨询建议:

1)采用清扫车进行清扫后,再用鼓风机进行清扫。

2)关于热沥青碎石封层,要求必须经过拌合站预拌除尘,同时对于石料规格必须采用3#热仓料即5-11或者6-12单一规格,不得将其他热仓料混合使用。

3)撒布热沥青碎石封层,撒布量按照设计文件中的下限控制;撒布均匀。撒布热沥青碎石封层,撒布量偏大,碎石偏多;撒布热沥青碎石封层,存在撒布不均匀的情况;如图4所示。

热沥青碎石封层的撒布一是要控制撒布的量,二是要控制撒布的均匀性。

(3)施工注意事项

1)混合料摊铺

采用两台摊铺机联合作业实施摊铺,前后两台摊铺机保持5~10m距离。前摊铺机过后,摊铺层纵向接缝上应呈斜坡,后面摊铺机应跨缝5~10cm摊铺。

其摊铺速度根据拌和能力、施工机械配套情况及摊铺厚度等确定,如无特殊情况,一般宜控制在1.5~3.0m/min范围内。

咨询建议:

①摊铺时,熨平板应采用中强夯等级,使铺面的初始压实度不小于85%。摊铺机熨平板必须拼接紧密,不得存有缝隙,防止缝隙内卡入粒料将铺面拉出条痕。

②增加摊铺机螺旋布料器,减小与侧挡板的距离。

③混合料摊铺未压实前,施工人员不得进入踩踏。

④摊铺机应以缓慢、均匀的速度行驶,不间断地摊铺。

⑤沥青混合料底层宜采用挂线控制厚度(或用拖棒控制),面层宜采用非接触式平衡梁装置控制摊铺厚度。

2)混合料压实

为保证改性沥青混合料的压实度,宜采用水平振荡压路机或高频振动压路机碾压沥青混合料。其中,沥青砂与SMA表层均不应使用轮胎压路机碾压。

SMA-10施工时添加温拌剂但混合料出料温度不变,拌合站按正常高粘沥青混合料的出料温度控制,大大增加了SMA-10混合料的压实区间温度,压实效果明显得到改观。压实效果如图5所示。

咨询建议:

①压路机通常应紧跟摊铺机,压路机应尽可能提减少撒水量,保持合理的压实速度。由于混合料在冷却到110℃以下用震动方式容易造成集料过度压碎,因此,在110℃以下不应再用振动碾压。

②当使用高黏沥青时,添加温拌剂,但不降低混合料的拌和、摊铺温度,实现“热拌温铺”的效果。

③钢轮压路机压实时,不要停留在未压实好的路面,尽量停在已压实的路面。

④钢轮压路机压实时,不应全幅碾压,尽量消除轮迹。

⑤沥青混合料路面压实后,应经自然冷却,混合料表面温度低于50℃后,方可开放交通。

3)性能检测

在施工完成后,随总监办、施工单位对路面进行检测,路面平整度、抗滑系数、构造深度、渗水系数等指标均满足设计文件要求。

从摊铺的连续性、初始密实度的提高、碾压组合每个环节均要注意,在碾压完成后及时对平整度的检测。现场检测参考图6所示。

咨询建议:

1)沥青胶砂施工高程控制采用挂线控制。在保证摊铺厚度的情况下,要根据原有路面实测高程调整挂线高度。

2)对旧路面进行相应的处治,控制旧路面的高程,高程相差较大的部位进行局部铣刨,控制旧路面的平整度。

3)保持摊铺的连续性和稳定性,摊铺的连续性和稳定性对沥青路面的平整度起到确定性的作用,摊铺过程中即使仰角是锁住状态,一旦停机熨平板也会出现下坠,对平整度产生影响。

4)碾压过程中需要严格控制碾压速度及钢轮的开振,钢轮振动碾压速度不得大于5km/h,即不得大于人正常行走的速度;振动压路机的起步停机依照“先起步,后起振,先停振,后停机”的原则,避免由于突然停机造成对路面平整度的影响。

以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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