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【摘 要】连续配筋混凝土路面在公路路面大修和维修工程中的应用。连续配筋混凝土路面设计要点、路面施工技术、路面施工要点,建立有限元模型进行受力分析。连续配筋混凝土的应用效果。
【关键词】CRCP路面设计;受力分析;施工
1.概况
河南省平顶山S242庙洪线为省道干线二级公路,路面宽14m,路基宽17m,设计行车速度80km/h,沥青混凝土路面,2003年建成通车,通车后,由于该路拉煤、拉砂石、超载车较多,拉砂子含水量较大,使路面经常处于水侵和超负荷状态,所以该路段路面处于大面积路面网裂,沉陷,经检验局部弯沉大到了80(0.01mm)左右,该路段处于一个迅速破坏时期,急需要进行大修处理。经专家审核后,决定对平顶山S242庙洪线进行大修,将原沥青路面的病害进行处治后,在半幅路面上加铺了27cm厚的连续配筋混凝土面层2007年8月份施工完毕。2009年根据对此段路况调查,结果表明CRCP凝土路面各方面使用性能良好,未出现任何病害。
2.CRCP路面设计
将原沥青路面的病害进行处治后,在半幅路面上加铺了27cm厚的连续配筋混凝土面层,混凝土的配合比为水泥:砂子:石子:水=1.00:1.64:3.18:0.38,水泥标号是425普通硅酸盐水泥,混凝土设计强度5MPa,抗压强度35MPa。
3.CRCP施工技术
试验路于2007年6月25日开始铺筑,2007年7月15日结束,根据试验路的施工情况,连续配筋混凝土路面施工工序如下。
3.1水混凝土的配合比设计
(1)施工单位应将计划用于铺筑水泥混凝土面层的各种原材料,提前进行混合料组成的配合比设计。这些设计应包括原材料规范规定的试验项目、水泥混凝土抗折和抗压强度、集料的级配、水灰比、坍落度、水泥的用量、质量的控制方法等。2)水泥混凝土的配合比不但要保证设计强度、耐磨、耐久性,还要满足滑模施工摊铺机对水泥混凝土拌合物工作性能要求。
3.2施工前准备
摊铺前,必须将基层上面清扫干净,并要洒水湿润,若基层上面有泥土等污染时,应用洒水车冲洗干净,风干。摊铺水泥混凝土前,应对基层上的沥青封层进行认真检查,若发现沥青封层损坏,应补洒沥青。施工前,必须对透层、封层验收合格后,方可进行下一步工作。
3.3施工
(1)设备。路面施工应采用以滑模摊铺机为主的大型机械配套施工技术。水泥混凝土的搅拌、运输、表面整平与纹理制作等,设备必须与其配套,拌和机的生产率、运输和生产水泥混凝土的能力必须与滑模摊铺机摊铺能力相配套。
水泥混凝土的拌和设备。混凝土拌和机要采用间歇式强制搅拌机。运料车上面要加盖,以防水分蒸发,每天要对运输车辆进行检查清洗。
(2)水泥混凝土的搅拌和运输。水泥混凝土拌合物的拌合时间应根据搅拌机的性能和试验确定。净拌和最短时间,就是从材料全部进入拌缸起算,到拌和物开始出料时的连续搅拌时间,对强制式搅拌一般要大于45s。
从卸汽车装运混凝土拌和物开始,不得漏浆,并采应防止离析方法。在夏季或冬季施工时,自卸车上面应加遮盖。自卸汽车在混凝土出料时应注意移动,避免离析。出料时的卸料高度不应超过1.4m。
(3)水泥混凝土的摊铺。连续配筋混凝土路面应采用能够一次完成半幅路面施工滑模摊铺机。滑模摊铺时要采用侧向进料方式,可采用经监理业主同意的侧向布料机或其它的侧向进料设备。同时,如布料机械出现故障时,必须有相应的应急措施。对布料机上的易损零部件应有备份。
如有下列情况下不能进行摊铺时:第一准备工作不充分;第二气温低于5℃或高于35℃;第三正在下雨或估计4小时内有雨;第四其它监理工程师认为不能摊铺的情况。
(4)表面修整。水泥混凝土摊铺、振实、刮平作业完成后,应用监理批准的饰面设备进一步整平,使水泥混凝土表面达到要求的坡度和平整度。在混凝土路面强度达到90%以上时,应按照设计要求沿横坡方向采用机具刻槽,或者采用拉槽器、滚动压纹器等设备在混凝土表面沿横向作纹理,以满足混凝土路面的抗滑要求。
(5)混凝土养生。水泥混凝土浇筑完成后,应立即开始养生并进行防护,所选择的养生方法应经监理工程师批准。应控制养生时间,养生要随混凝土强度的增长情况而定,一般应控制在210个温时以上。
(6)施工要求。在施工过程中,应尽量少设施工缝。如不得不设置时,其间距不宜过小。
摊铺施工中如因机械故障或其它原因而造成施工中断60min以上时,必须在中断位置增设施工缝,其处理方法同上。
4.路面状况调查与分析
为了研究CRCP路面的受力特点与使用性能,需要对CRCP路面进行跟踪调查与测试。调查项目定为横向裂缝位置、数量和间距。测试项目为标准轴载或重载车作用下引起的CRCP路面弯沉与应力等。
(1)弯沉测试。连续配筋混凝土路面铺筑90d后,进行弯沉测试。弯沉测试过程中测点位置主要选择了2处:一处为纵向裂缝处,另一处为横向裂缝处。外轮是在靠近板纵缝自由边的测点,内轮是在靠近路中心线的测点。对CRCP路面路段进行检测。从检测数据来看,外轮弯沉值大于内轮弯沉值,这说明纵缝自由边是荷载作用下的不利荷位,也表明与CRCP路面最不利荷载位置与有限元分析结果的一致性。裂缝间距较大板块的弯沉要小于裂缝间距较小的板块,也表明板的平面尺寸对板变形的影响。板块中的弯沉要略小于板边的弯沉,由于CRCP路面的连续钢筋具有较大的传荷能力,所以这个规律并不明显。
(2)横向裂缝调查。在试验路竣工后的二年(2009.9)对CRCP裂缝间距、裂缝宽度进行了调查。调查的第一段最大裂缝间距0.8m,最小裂缝间距0.4m,平均间距为1.39m;第二段最大裂缝间距0.7m,最小裂缝间距0.3m,平均裂缝间距1.13m,而且经实地调查两段的裂缝平均宽度小于1mm。《規范》明确要求合理裂缝间距在1.0~2.5m。
5.结论
本文通过对连续配筋混凝土路面实际应用情况,总结出如下一些结论。根据在平顶山S242修筑的连续配筋混凝土路面,研究了CRCP的施工技术,包括施工前的各项准备工作、施工方法、设计要点、质量控制要求、端部的处理等。为CRCP路面在我国的应积累了丰富的实践经验。
参考文献
[1]黄卫,钱振东.高等水泥混凝土路面设计理论与方法[M].北京:科学出版社,2000
[2]姚祖康.水泥混凝土路面设计[M].合肥:安徽科学技术出版社,1999
【关键词】CRCP路面设计;受力分析;施工
1.概况
河南省平顶山S242庙洪线为省道干线二级公路,路面宽14m,路基宽17m,设计行车速度80km/h,沥青混凝土路面,2003年建成通车,通车后,由于该路拉煤、拉砂石、超载车较多,拉砂子含水量较大,使路面经常处于水侵和超负荷状态,所以该路段路面处于大面积路面网裂,沉陷,经检验局部弯沉大到了80(0.01mm)左右,该路段处于一个迅速破坏时期,急需要进行大修处理。经专家审核后,决定对平顶山S242庙洪线进行大修,将原沥青路面的病害进行处治后,在半幅路面上加铺了27cm厚的连续配筋混凝土面层2007年8月份施工完毕。2009年根据对此段路况调查,结果表明CRCP凝土路面各方面使用性能良好,未出现任何病害。
2.CRCP路面设计
将原沥青路面的病害进行处治后,在半幅路面上加铺了27cm厚的连续配筋混凝土面层,混凝土的配合比为水泥:砂子:石子:水=1.00:1.64:3.18:0.38,水泥标号是425普通硅酸盐水泥,混凝土设计强度5MPa,抗压强度35MPa。
3.CRCP施工技术
试验路于2007年6月25日开始铺筑,2007年7月15日结束,根据试验路的施工情况,连续配筋混凝土路面施工工序如下。
3.1水混凝土的配合比设计
(1)施工单位应将计划用于铺筑水泥混凝土面层的各种原材料,提前进行混合料组成的配合比设计。这些设计应包括原材料规范规定的试验项目、水泥混凝土抗折和抗压强度、集料的级配、水灰比、坍落度、水泥的用量、质量的控制方法等。2)水泥混凝土的配合比不但要保证设计强度、耐磨、耐久性,还要满足滑模施工摊铺机对水泥混凝土拌合物工作性能要求。
3.2施工前准备
摊铺前,必须将基层上面清扫干净,并要洒水湿润,若基层上面有泥土等污染时,应用洒水车冲洗干净,风干。摊铺水泥混凝土前,应对基层上的沥青封层进行认真检查,若发现沥青封层损坏,应补洒沥青。施工前,必须对透层、封层验收合格后,方可进行下一步工作。
3.3施工
(1)设备。路面施工应采用以滑模摊铺机为主的大型机械配套施工技术。水泥混凝土的搅拌、运输、表面整平与纹理制作等,设备必须与其配套,拌和机的生产率、运输和生产水泥混凝土的能力必须与滑模摊铺机摊铺能力相配套。
水泥混凝土的拌和设备。混凝土拌和机要采用间歇式强制搅拌机。运料车上面要加盖,以防水分蒸发,每天要对运输车辆进行检查清洗。
(2)水泥混凝土的搅拌和运输。水泥混凝土拌合物的拌合时间应根据搅拌机的性能和试验确定。净拌和最短时间,就是从材料全部进入拌缸起算,到拌和物开始出料时的连续搅拌时间,对强制式搅拌一般要大于45s。
从卸汽车装运混凝土拌和物开始,不得漏浆,并采应防止离析方法。在夏季或冬季施工时,自卸车上面应加遮盖。自卸汽车在混凝土出料时应注意移动,避免离析。出料时的卸料高度不应超过1.4m。
(3)水泥混凝土的摊铺。连续配筋混凝土路面应采用能够一次完成半幅路面施工滑模摊铺机。滑模摊铺时要采用侧向进料方式,可采用经监理业主同意的侧向布料机或其它的侧向进料设备。同时,如布料机械出现故障时,必须有相应的应急措施。对布料机上的易损零部件应有备份。
如有下列情况下不能进行摊铺时:第一准备工作不充分;第二气温低于5℃或高于35℃;第三正在下雨或估计4小时内有雨;第四其它监理工程师认为不能摊铺的情况。
(4)表面修整。水泥混凝土摊铺、振实、刮平作业完成后,应用监理批准的饰面设备进一步整平,使水泥混凝土表面达到要求的坡度和平整度。在混凝土路面强度达到90%以上时,应按照设计要求沿横坡方向采用机具刻槽,或者采用拉槽器、滚动压纹器等设备在混凝土表面沿横向作纹理,以满足混凝土路面的抗滑要求。
(5)混凝土养生。水泥混凝土浇筑完成后,应立即开始养生并进行防护,所选择的养生方法应经监理工程师批准。应控制养生时间,养生要随混凝土强度的增长情况而定,一般应控制在210个温时以上。
(6)施工要求。在施工过程中,应尽量少设施工缝。如不得不设置时,其间距不宜过小。
摊铺施工中如因机械故障或其它原因而造成施工中断60min以上时,必须在中断位置增设施工缝,其处理方法同上。
4.路面状况调查与分析
为了研究CRCP路面的受力特点与使用性能,需要对CRCP路面进行跟踪调查与测试。调查项目定为横向裂缝位置、数量和间距。测试项目为标准轴载或重载车作用下引起的CRCP路面弯沉与应力等。
(1)弯沉测试。连续配筋混凝土路面铺筑90d后,进行弯沉测试。弯沉测试过程中测点位置主要选择了2处:一处为纵向裂缝处,另一处为横向裂缝处。外轮是在靠近板纵缝自由边的测点,内轮是在靠近路中心线的测点。对CRCP路面路段进行检测。从检测数据来看,外轮弯沉值大于内轮弯沉值,这说明纵缝自由边是荷载作用下的不利荷位,也表明与CRCP路面最不利荷载位置与有限元分析结果的一致性。裂缝间距较大板块的弯沉要小于裂缝间距较小的板块,也表明板的平面尺寸对板变形的影响。板块中的弯沉要略小于板边的弯沉,由于CRCP路面的连续钢筋具有较大的传荷能力,所以这个规律并不明显。
(2)横向裂缝调查。在试验路竣工后的二年(2009.9)对CRCP裂缝间距、裂缝宽度进行了调查。调查的第一段最大裂缝间距0.8m,最小裂缝间距0.4m,平均间距为1.39m;第二段最大裂缝间距0.7m,最小裂缝间距0.3m,平均裂缝间距1.13m,而且经实地调查两段的裂缝平均宽度小于1mm。《規范》明确要求合理裂缝间距在1.0~2.5m。
5.结论
本文通过对连续配筋混凝土路面实际应用情况,总结出如下一些结论。根据在平顶山S242修筑的连续配筋混凝土路面,研究了CRCP的施工技术,包括施工前的各项准备工作、施工方法、设计要点、质量控制要求、端部的处理等。为CRCP路面在我国的应积累了丰富的实践经验。
参考文献
[1]黄卫,钱振东.高等水泥混凝土路面设计理论与方法[M].北京:科学出版社,2000
[2]姚祖康.水泥混凝土路面设计[M].合肥:安徽科学技术出版社,1999