沥青路面铺设施工方案范文

时间:2023-10-14 13:53:01

沥青路面铺设施工方案

沥青路面铺设施工方案篇1

【关键词】农村公路;加铺;沥青面层

0 前言

我国农村公路路面结构类型中,水泥混凝土路面属于重要类型,具有施工技术简单、使用寿命长、强度高等优势。但也存在行车舒适性差、行车噪声大及养护不便等问题,在当前交通事业快速发展的背景下,水泥混凝土路面已经难以适用且早期建设的水泥混凝土路面目前破损也比较严重,尤其在交通量大及重交通路段,已无法满足行车功能。所以,对原有病害比较严重的水泥混凝土路面进行改造处理成为关键,在水泥混凝土路面上铺设沥青混凝土,即“白改黑”技术,是路面改造的主要方法,对提高路面平整度、行车舒适性及路面结构强度具有重要意义。老路碎石化加铺沥青面层是将老路的面层碎石化后作为改造道路的基层,无需挖除旧路面,具有施工工期短,强度高,反射裂缝小的优点,尤其适用于交通量大及重交通路段。

1 旧水泥混凝土路面加铺沥青层方案

(1)直接加铺沥青混凝土。这种处理方式最初是清理干净旧水泥混凝土路面接缝,随后进行重新灌缝,在清洗干净混凝土板以后,进行粘层沥青的洒布,随后将沥青混凝土面层铺筑在板体上面。不过通过长期的实践逐渐发现,这种结构的路面在加铺沥青面层后,依然会受到混凝土板接缝的大范围反射,导致裂缝不断扩大,错台现象出现在面层局部,而坑槽也会逐渐在沥青混合料脱落的裂缝处形成,导致推挤、拥包等现象的出现。

(2)在铺筑沥青面层以前加铺一层连续配筋混凝土路面。@种处理方式主要是在对旧水泥路面进行沥青面层铺筑以前,需要将一层连续配筋混凝土路面加铺上面,这种方式能够取得良好的效果,能够将反射裂缝的问题从根本上彻底解决。不过这种施工方案具有较高的投入成本和较长的施工工期。

(3)在沥青面层间加铺纤维材料抑制反射裂缝。这种处理方式主要是⒁徊悴A纤维材料层加铺在水泥混凝土层和沥青面层之间,利用玻璃纤维所具有的高抗拉性能对刚性体的反射裂缝起到抑制作用,这种方式与第一种相比较而言进步非常大。在长期的实践中,也可以发现玻璃纤维能够使反射裂缝的出现得到有效延缓,不过反射裂缝会在其使用一定期限出现。通过上述内容能够看出,纤维材料只能使反射裂缝的出现得到有效延缓,而无法杜绝其出现。

(4)洒布改性乳化沥青粘层。这种处理方式首先要凿毛水泥混凝土路面,或者进行喷砂粗糙化,接着将其清理干净,随后再将改性乳化沥青粘层洒布在顶面。施工过程中,将玻纤格栅铺设并固定在路面接缝或裂缝处,随后进行沥青面层的施工,将改性乳化沥青粘层洒布在上、下沥青面层之间,从而使沥青面层的层间粘结力得到不断增加。相对于前三种方法而言,洒布改性乳化沥青粘层能够使反射裂缝得到有效抑制,而且具有较低的工程造价,在工期要求紧、质量要求高的公路工程中应用的较多。

2 具体实施方案

2.1 破碎旧水泥混凝土路面板块并加以稳固

在施工过程中,首先需要将旧水泥混凝土路面的板体通过机械进行破碎,破碎后板块呈现出大小不一的状态,较大的板块会造成较大的板块位移,容易使面层出现拉断开裂的现象。所以,针对板体破碎的情况,需要通过重型压路机碾压与灌浆同步施工的办法实施压稳,使空隙大幅减少,随后对路面进行沥青混凝土的加铺施工。破碎作业时,通常将最小板块的尺寸控制在0.4平方米左右,从而使新基层的结构稳定性得到保障。不过,发射裂缝现象只能通过破碎稳固处理方法进行延缓,无法彻底将其消除,路面在进行沥青层加铺以后,裂缝仍然会在其使用5―6年后出现。

2.2 沥青混凝土面层摊铺

在防水封层施工完成以后,即可进行沥青混凝土面层摊铺阶段,该阶段施工中,主要采用的施工技术为在碎石化混凝土面板上铺设2 -4cm 的应力吸收层:(1)对沥青混凝土路面层的反射裂缝进行控制。在对原有水泥混凝土路面进行破碎化施工及压实后,结构层表面会存在大量的裂缝,所以在沥青混凝土面层加铺之前,应该对反射裂缝采取有效的措施进行延缓或预防。当前,土工格栅是在反射裂缝处理中应用最多的方法,效果也比较理想。在土工格栅施工中,施工时间应该选择在防水封层施工结束后立即进行土工格栅施工,对格栅做好搭接,通常纵向搭接宽度与横向搭接宽度应该分别超过20cm 与15cm,可有效对混凝土板体轻微裂缝反射进行控制;(2)应力吸收层施工。为降低沥青混凝土加铺厚度,并且对反射裂缝进行预防,应力吸收层的设置非常关键。采用AC - 10 细粒式沥青混合料层作为应力吸收层材料,为使反射裂缝防治效果得到提升,应力吸收层材料也可选择橡胶沥青混合料,混合料级配设计如表1 所示;(3)沥青混凝土面层施工。应力吸收层施工结束后,即可进行最后一道工序,铺设沥青混凝土面层,在施工齐纳,先要进行试验段路面面层的铺设,对施工工艺及材料组成进行确定,对试验段路面经过检验合格以后,才能进行整体路段路面的施工。

在沥青混合料进行摊铺、碾压施工中,必须保证一次完成,并且施工尽可能在温度较高的环境下完成。如果施工环境温度不足10 度,则不能进行沥青混合料施工。在拌合沥青混合料时,对沥青用量、混合料级配、拌合温度等方面,都要严格进行控制,确保混合料的质量合格。进行混合料摊铺时,保证摊铺的平整度,对摊铺的温度按照施工技术要求进行合理控制。对摊铺后的路面要进行碾压,通常采用钢轮压路机、大吨位振动压路机及大吨位轮胎压路机等机械进行组合碾压,通过初压、复压及终压等阶段的碾压,使沥青混凝土得到充分压实,满足施工要求。水泥混凝土路面白改黑施工期间,对过往交通影响较大,施工前需与交警部门制定分路幅施工、交通分流方案,集中力量突破,争取以最短工期完成道路改造施工,尽快恢复正常通行。

3 总结

将沥青层加铺至旧水泥混凝土路面,能够使行车舒适得到有效提高,能够缩短施工工期,能够提升路面服务性能,其具有众多优点,且所产生的经济和社会效益良好,能够在我国路面改扩建工程中得到广泛的应用,其前景广阔。不过很多复杂的因素存在于旧路面中,因此施工单位要深入研究混凝土路面加铺沥青面层施工技术,进一步提升我国旧水泥路的改建水平。

【参考文献】

[1]诸明学,尹相贵.水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的技术探讨[J].黑龙江交通科技,2007(09):31.

[2]吴建锋.浅谈水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的处理方法[J].甘肃科技纵横,2009(05):127-128+69.

[3]陈冬梅,韩振国.旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层关键技术探讨[J].泰州职业技术学院学报,2009(06):73-74+104.

沥青路面铺设施工方案篇2

关键词:桥梁;钢桥面铺装;环氧沥青砼

现阶段,我国道桥路面铺装施工重点采用的方案有SMA沥青砼方案、浇注式沥青砼方案、环氧沥青砼方案。在国内桥面铺装施工中,以前主要采用SMA沥青砼铺装方案,但通车后不久均出现了车辙、开裂、脱层等病害,甚至进行了多次重铺桥面沥青砼。浇注式沥青砼在国内首次应用于江阴大桥,但现在此桥的桥面也已进行了多次重修工作。环氧沥青砼在南京长江二桥首次使用,目前通车已5年,还没出现大的病害。因此,此大桥主桥钢桥面原设计为双层SMA铺装方案,经过多方调查论证,认为双层SMA铺装方案在抗变形、抗高温和防水损害方面都不适合钢桥面铺装要求;而浇注式沥青砼在抗高温稳定性方面满足不了当地气候和交通量要求。因此,将双层SMA铺装方案变更为铺筑环氧沥青砼。环氧沥青砼在抗变形、抗高温和防水损害方面具有良好的性能。本项目需铺筑环氧沥青砼的钢桥面及过渡段共740 m,铺装单幅宽度为12 m,上、下铺装层各为2.5cm厚,上、下粘结层采用环氧沥青。

1 关键技术难点与对策

1)集料加工

为了保证碎石加工质量,采用集料加工标准化技术,将碎石加工为S10、S12、S14、S16四档碎石。

2)防污染

为减少料车对粘结层的污染,自行设计了侧喂料机。

3)环氧沥青混合料出料温度的精确控制

施工时混合料温度须在110-121℃(112-116℃更佳)。为保证出料温度,采取以下措施:热料仓加装金属温度计精确、动态监控温度;正式施工前,进行大量试验,总结温度控制的经验曲线,控制燃烧器喷油工作压力。

2 施工准备

2.1 材料准备

1)环氧沥青

环氧沥青采用美国ChemCo System公司生产的桶装环氧沥青产品,分别装在不同颜色的圆柱形铁桶内,每桶约180 kg。环氧沥青组分(A、BId、Bv)按批次取样送有相应资质的检测部门进行性能检测,结果满足相关技术文件要求。

2) 集料

为了保证碎石加工质量,项目部采用广东省长大公路工程有限公司开发的“集料加工标准化技术”,将购买的深圳平湖芙蓉石场半成品碎石加工为S10、S12、S14、S16四档碎石。配备了水洗设备,对粗集料进行水洗处理,控制其粉尘含量。进场前对集料质量进行检验,确保其满足技术要求,并按规格分别堆放(按粒径由大到小),设明显标志牌,搭建雨棚进行防潮。

2.2 机械准备

自行设计并委托加工了侧喂料机,购买了进口的粘结层洒布计量设备与拌和楼混合计量设备,以及全新的J-2000型沥青拌和楼,改造ABG423摊铺机;碾压主要采用2台BW轮胎压路机、2台BW双轮双振压路机、2台振动夯以及1台小型压路机。

2.3 人员培训

试验段施工前,项目部聘请东南大学及美国ChemCo System公司的有关专家对相关施工人员进行技术培训。

3 配合比设计

3.1 设计流程

在试验段施工前,进行目标配合比、生产配合比设计和生产配合比验证三阶段的环氧沥青混合料的配合比设计。矿料级配确定后,环氧沥青混合料最佳沥青用量的确定采用马歇尔试验方法进行,并综合考虑其抗疲劳性能、水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性等路用性能。通过试验确定沥青混合料的相关参数,如沥青用量、空隙率等,使环氧沥青混合料具有良好的结构特点,以达到设计所要求的性能指标。通过马歇尔试验,确定混合料中沥青最佳用量,试件分为两组,一组固化后进行试验,另一组未经固化进行试验。未固化的试件模拟环氧沥青混合料铺装层早期性能;因为环氧沥青混合料的强度随养护时间增长而增加,所以固化试件可反映一定养护时间后混合料的力学性能。

3.2 具体试验过程

1)制备试件

按设计规定的级配中值,计算各规格矿料的用量。试验采用的油石比为5.5% - 7.5%,以0.5%的增量递增。

2)测定物理、力学指标

测定各试件的物理指标(直径、高度、视密度)后,将试件放入60℃的水浴中保温40 min,用马歇尔仪测定其稳定度和流值。

3)马歇尔试验结果分析

由试验结果绘制各项指标(稳定度、流值、空隙率、饱和度、密度)与油石比的关系曲线,根据试验结果,确定最佳油石比。环氧沥青砼的矿料级配与沥青用量应在相关技术规定的范围内,并尽可能接近其中值。经试验,确定环氧沥青混合料目标配合比矿料级配为1#:2#: 3#: 4#: 矿粉= 4: 21: 10: 56: 9。为慎重起见,目标配合比委托华南理工大学道路工程研究所进行设计。

3.3 生产配合比设计

配合比设计过程与常规沥青混合料设计过程相同,分为目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证三个阶段。矿料级配确定后,环氧沥青混合料最佳沥青用量的确定采用马歇尔试验方法进行,并综合考虑其抗疲劳性能、水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性等路用性能。马歇尔击实采用每面50次。环氧沥青混合料的生产配合比为: 0 - 3.0 mm矿料B3.0 - 6.0 mm矿料:6.0 - 9.0 mm矿料: 9.0 - 14.0 mm矿料:矿粉=62 : 10 : 14 : 7 : 7;最终确定生产配比最佳含油量为6.5%(油石比)。以此配合比和油石比配制的环氧沥青混合料的马歇尔稳定度试验和车辙实验结果可以看出,残留稳定度=58.3/54.8=106.2%>85%,满足规范要求;并且车辙试验结果满足5公路沥青路面施工技术规范6(JTG F40-2004)和设计文件中关于I-4区改性沥青混合料车辙试验动稳定度不小于2 800次/mm的要求。

4 结语

环氧沥青砼铺装密实不透水,耐久性好,同时又有极好的粘韧性,适应变形能力强,施工质量容易控制,因此不会产生因压实度不足而产生的病害,且不会产生因碾压作用对桥梁结构造成的威胁,是一种值得推广应用的钢桥面铺装结构。本文主要介绍了此次桥面工程使用的环氧沥青砼铺装施工过程中所涉及的主要技术,可为同类桥面铺装施工提供借鉴。

参考文献:

[1]李亚宁, 张磊, 卢九章. 低温环境下环氧沥青混凝土铺装施工工艺[J]. 施工技术, 2013, 42:41-45.

沥青路面铺设施工方案篇3

关键词: 沥青路面 加铺层

0前言

目前,我国现有的水泥混凝土路面,有相当一部分已接近或超过设计年限,有的虽未达到设计年限,但由于交通量剧增,汽车轴载日益重型化及设计、施工等方面的原因,导致路面损坏、使用品质下降等情况,影响了道路的使用功能,急需改造、修复路况。与沥青路面相比,水泥混凝土路面的修复比较困难,可采用的大修措施有三种:加铺沥青混凝土面层、加铺新水泥混凝土面层和翻修。由于沥青加铺层能有效地改善水泥路面的使用性能,同时充分利用水泥路面,造价低,施工方便,且对交通、环境影响小,因此在国内外水泥路面改造工程中应用最多。然而沥青加铺层中迅速发展的反射裂缝将影响加铺层的使用寿命,如何控制反射裂缝产生的时间和扩展的速度至今仍是一道难题。

1、 1 反射裂缝分析

1.1 对称荷载作用下,当加铺层的厚度小于17cm时,裂缝尖端处于受压状态。应力强度因子KI=0,KII=0,水泥路面中的裂缝属于闭合型裂缝。而当加铺层厚度超过17cm后,裂缝尖端处于受拉状态,此时属于张开型裂缝。

1.2 随着加铺层厚度的增加,裂缝尖端应变能密度呈减小趋势。这表明在交通荷载作用下,增加沥青混凝土层加铺层厚度有利于降低面层底部裂缝尖端的应力集中程度。但面层厚度增大到一定程度后,减小的程度趋于缓慢。

1.3 胎压对加铺层断裂性能的影响非常显著,说明重载车辆对沥青混凝土加铺层的破坏情况严重。

1.4 格栅模量对加铺层开裂性能的影响较显著。随着格栅模量的增加,裂缝尖端应变能密度值不断减小;当格栅模量超过2000MPa 后,继续增加格栅模量,裂缝尖端应变能密度的减小速度逐渐变慢。

1.5 沥青稳定碎石模量对加铺层的抗裂性能有重要影响,计算表明,当沥青稳定碎石模量在800~1000MPa时,裂缝尖端的水平应力和应变能密度较小。由此可见,在沥青稳定碎石混合料设计时,应选用密级配,提高混合料的抗变形能力,对加铺层反射裂缝的防止有重要作用。

2 施工材料要求

2.1材料要求

① 沥青材料:必须满足《沥青路面施工技术规范》要求。其中,SBS改性沥青,SBS含量4%-4.5%。

② 碎石材料:采用普通70#重交通沥青时,在其上面洒布5mm-10mm碎石;采用SBS改性沥青时,在其上面洒布16mm-19mm碎石。碎石必须干净、干燥。

2.2 集料

2.2.1 粗集料 粗集料必须使用坚韧、粗糙、有棱角的优质石料,必须严格限制集料中的扁平颗粒含量,所使用碎石应采用捶击式或锥式碎石机破碎,不得使用颚板式轧石机破碎。

2.2.2 细集料 细集料在整个集料中只占很小的比例,但为了提高混合料的高温稳定性,要求细集料具有良好的棱角性和嵌挤性能。建议采用机制砂,或者机制砂和天然砂混合使用,其中天然砂的含量不大于10%。

2.2.3 填料 为保证沥青混合料有足够的温度稳定性、耐久性和良好的级配,混和料中还应掺配适量的高质量的石粉和石屑填料,石粉用量一般为混和料总重的2%~4%,具体用量应根据马歇尔稳定度试验确定,但不得少于2%,石屑剂量根据材料筛分结果计算确定。

2.3 沥青混合料 沥青碎石混合料的配合比设计应遵循《公路沥青路面施工技术规范》中关于热拌沥青混合料配合比设计的要求,根据实践经验和马歇尔试验的结果,经试拌试铺论证确定。

2.4 混合料的生产、运输和碾压 沥青混合料必须在沥青拌和厂采用机械拌制,经拌和的沥青混合料应均匀一致,无花白料,无结团成块或严重的粗细料分离现象,不符合要求时不得使用,并应及时调整。气温低于5℃时,不宜摊铺沥青混合料。机械摊铺的混合料除特殊情况外,一律不得用人工反复修整,以保证路面平整度达到规范要求。

2.5 接缝要求 沥青混合料在施工缝及构筑物两端的连接处必须仔细操作保证紧密平顺。纵向接缝在摊铺时应采用热接缝,不能采用热接缝时,必须洒粘层油使之粘结良好。相邻2幅及上下层的横向接缝均应错位1m以上。中下层的横向接缝可采用斜接缝,上面层应采用垂直的平接缝。铺筑接缝时,可在已压实部分上面铺设一些热混合料使之预热软化,以加强新旧混合料的粘结。

2、 施工机械

沥青洒布车和碎石洒布车。洒布设备必须自带数字计量控制,计量准确,喷洒均匀。沥青洒布车自身有加热装置。

3、 工艺控制

① 清扫下承层,必须干净、干燥,没有如浮土等杂物,没有薄层砂土贴饼。洒布设备经过标定准确。

② 将沥青加热到合适温度。普通沥青加热到140℃-160℃,,改性沥青加热到175℃-185℃进行洒布,洒布必须匀速、均匀。注意前后和左右两幅之间的搭接,保证喷洒量均,防止喷洒过量。当沥青积聚时应及时刮除。

③ 普通沥青洒布量为0.7-1.0kg/m2,改性沥青为2.0-2.4 kg/m2。碎石洒布量控制在全幅一层用量的70%,使均匀洒布的碎石间均有空隙(即都能看到沥青),碎石不能有重叠。碎石洒布应紧跟在沥青洒布之后,并立即用轮胎压路机碾压1-2遍。碎石用量的多少还可通过上面沥青层钻芯芯样反映:如果芯样下部碎石沥青裹覆不够,说明碎石偏多;如果形成过多的游离沥青,则说明碎石偏少。

④ 粘结层洒布完成后,应尽早施工上层沥青面层,间隔时间不应超过1天。

通常情况下,防反射裂缝的玻纤格栅与沥青粘结层可结合使用,即铺设完成玻纤格栅后喷洒沥青粘结层。沥青粘结层喷洒后有三大作用:一是起到加强对玻纤格栅的稳定作用;二是其形成的沥青膜层有利于层间的粘结并形成防水层;三是砼裂缝对沥青层产生的应力和变形在经过沥青粘结层形成的沥青层时,会被释放和吸收掉一部分,从而起到防止和延缓反射裂缝的作用。

3 复合式加铺层结构设计的原则

3.1 设计方案制定的主要目标①防止雨水渗入原水泥混凝土路面与基层结构层中;②提高路面结构承载能力,以适应国道主干线的交通需要;③尽可能减弱原路基与路面结构的先天不足,消除质量隐患;④恢复路面平整度与抗滑能力,改善路面使用性能,提高通行能力。

3.2 设计方案制定的原则①路面结构内部应按照防排结合的原则进行防排水设计,将路面结构与防排水进行综合设计,尽量防止雨水渗入路面结构与路基内部,排除可能渗入路面结构内部的雨水。②在满足技术要求(交通量和使用性能)的条件下,因地制宜、合理选材、节约投资的原则进行路面结构方案的技术经济比较,选择技术先进、安全可靠、经济合理、方便施工的结构方案。③按照科学、可靠、可行、经济的指导思想,尽可能应用成熟技术,确保改造工程的成功。对新技术、新材料、新工艺应慎重采用,先修筑试验路,取得经验后再推广应用。④路面结构方案应注重环境保护的有关规定,合理安排沥青混合料的拌和站位置,妥善处理好水泥混凝土破碎块废料及废弃沥青混合料,保护环境,减少对环境的影响。⑤旧路加铺改造设计, 应尽可能采用较薄的路面结构,减少对沿线交通设施的影响;减少桥梁恒载的增加;减少对天桥净空的影响;减少对软弱地基及高填方不均匀沉降的影响;减少路线纵坡的频繁变化可能造成的路面纵向不平整和行车舒适性降低。⑥尽可能不增加桥梁恒载,在桥梁检测与桥梁结构验算的基础上慎重考虑桥面加铺层结构与材料,以及选择合适的桥梁加固方案。

4 沥青加铺关键技术探讨

4.1 加铺层的设计标准 目前国内对于混凝土板加铺沥青混凝土面层往往最关心的是如何减少加铺后沥青混凝土面层的反射裂缝问题。对于这个问题我们认为:国内外大量的工程实践证明,沥青混凝土路面的裂缝是无法避免的,无论采用任何措施,沥青混凝土路面的裂缝是早晚要产生的;其次,沥青混凝土路面产生裂缝后,如果正常养护使其不再进一步发展,产生其他病害,并不会对路面的使用性能产生多大影响;再者,多年的研究表明对于较厚的沥青混凝土面层,裂缝产生的原因主要是温度裂缝,而不是反射裂缝或对应裂缝。因此,把防止反射裂缝作为水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层设计的重点有失偏颇。没有必要将减少反射裂缝作为罩面工程的主要设计指标,更不必为了减少反射裂缝而过度增加沥青混凝土面层的厚度。当然,这并不等于说不需要采取措施,在混凝土板面上铺设玻璃纤维网、撒铺改性沥青防水层有利于改善铺装层的整体受力状态,减少裂缝的产生。加铺沥青混凝土面层的设计标准应与一般的沥青混凝土路面设计一样,在满足承载能力的前提下,沥青混凝土面层应满足使用功能的要求,路面结构应有良好的水稳定性和高温强度。同时考虑到水泥混凝土路面改造的特殊性,应有分期修建的思想。

4.2 沥青混凝土面层的厚度 沥青混凝土面层的厚度大小取决于其使用功能的要求,尽管这种观点有些不合潮流。过厚的沥青混凝土面层,对改善路面使用效果没有意义。现在看来,旧路改造,采用2层结构比较理想、经济。

五、工程实例

1、1999年11月建成通车的京珠高速广珠东逸仙大道改造工程,是在原来逸仙大道一级水泥砼路面上加铺二层沥青砼的复合路面。该路面加铺沥青砼工程同时采用了板底脱空压浆技术、在水泥砼与沥青层间增设玻纤格栅和洒布改性沥青粘层三种技术,建成通车到现在已有8年,路面状况还很好。

2、2003年5月完成的105国道中山段小榄境内路面扩建工程,在该路面扩建中采用了玻纤格栅与改性沥青粘结层技术,而在东风境内路段则没有采用该技术。通车到现在四年多,东风段的裂缝明显很多,而小榄段则很少,说明该技术防反射裂缝非常成功。

3、2005年广东省深汕东高速公路水泥路面大修加铺沥青砼路面工程中,也采用了脱空板板底压浆稳板技术、骑缝铺设玻纤格栅和洒布普通70#重交通沥青粘层技术,到目前为止,路面状况良好。

5 结论

沥青路面铺设施工方案篇4

关键词:水泥路面加铺沥青施工 技术

中图分类号:TU375 文献标识码:A

前言:

目前我国的沥青路面设计规范和水泥路面设计规范尚未提供比较成熟的水泥混凝土路面加铺沥青面层的设计方法,我国关于旧水泥混凝土加铺沥青面层的技术研究还处于起步阶段,沥青加铺层设计的理论和方法还很不成熟,加铺技术与工艺还需要工程实践来检验。

一、水泥混凝土路面的劣势

相比于沥青路面,水泥路面主要存在两个问题,一个是水泥混凝土路面必须要有接缝和施工缝,而且对刚性的需求较大。这样导致驾驶舒适性差,容易造成司机驾驶疲劳;二是水泥混凝土路面一旦出现病害,想要进行维修很困难,修复起来有一定难度。

在相同条件下,水泥混凝土路面显得非常硬,车辆在行驶时减震能力较差,一旦路面有小坑包,车辆就会很颠簸,司乘人员乘坐舒适性差,这种道路的舒适性远远低于沥青道路。而且这种道路会使车辆噪声加大。随着科技的进步,道路的建设又有了新的铺路方式,所以对水泥混凝土路面的未来发展和研究就更少了。水泥路面路基,容易出现地基变形或不均匀沉降,造成道路在使用过程中出现断裂,有的地方因为受到城市地下水或地下管网的破坏造成沉陷,这些都会使城市的道路安全出现问题。而水泥混凝土路面的强度也很高,硬度较大,在出现道路断裂等问题后修复难度非常大,想要重新进行道路浇筑,周期较长、养护困难。

二、水泥混凝土路面加铺沥青层方案

1、直接加铺沥青混凝土

直接加铺沥青混凝土,就是将原有的水泥混凝土道路进行简单的清洁后,直接摊铺一层沥青。优点是施工简单,施工进行很快。但是这个方法在长期使用的过程中,人们逐渐发现路面接缝处的混凝土大量地反射到沥青面层上面来了,使得原有的裂缝发生错位,并且损坏的路面越来越大,使裂缝、断裂缝形成焦油坑,进一步延伸后就出现了沥青混凝土埂或者路面破损坑等现象,所以施工的效果很不理想。

2、加铺一层连续配筋混凝土路面后再铺筑沥青面层

该方案是基于旧水泥混凝土路面上加了一层连续配筋混凝土路面,之后又摊铺的沥青面层而言的。从实际效果来看,这种方法从根本上解决了道路存在的问题,是一种有效的办法。

目前这种道路改造工程已经在南方的很多城市道路改造工程中进行使用,均取得了良好的效果。但是这种方法的缺点就是成本相对较高,工程施工持续时间较长。

3、在沥青面层间加铺纤维材料抑制反射裂缝

这种方案是利用玻璃纤维高拉伸性能,在水泥混凝土路面和沥青混凝土路面之间加了一层玻璃纤维材料层。因为玻璃纤维具有一定的弹性,可以抑制反射裂缝的刚性,降低对车身的影响,减少了车辆的磨损等。这种施工的方式相比于第一种加铺沥青的方式已经取得了比较大的进步,也在部分地区得到了应用。但是这种方式也存在缺点,在工程实践中,玻璃纤维确实能有效地延缓反射裂缝出现,但经过一段时间后,仍然反射裂缝,纤维料只能延缓,但不能消除反射裂缝的出现。

4、洒布改性乳化沥青粘层

该方案的第一步是把水泥混凝土路面凿毛或喷砂清洗,然后在顶部喷洒布改性乳化沥青粘层。这样就可以控制路面及固定接缝或裂缝中的玻璃纤维网格,然后利用施工路面沥青、沥青路面的上层和下层的表面改性乳化沥青粘合剂层之间的粘合性,促使沥青面层的接合强度增加。

三、水泥混凝土路面加铺沥青面层施工技术

1、将旧水泥混凝土路面板块破碎并加以稳固

首先使用旧水泥混凝土路面机械进行板体破碎,粉碎了之后会产生一些小板与大板,产生的较大板块可以促使面板产生大的位移,这样就很容易拉剖面层使其开裂。因此,应该对该板块进行破碎,再使用重型压路机进行道路的碾压,使道路保持稳定,同时采用灌浆技术保证道路稳定和降低孔隙率,并最终有效地结合沥青混凝土路面。一个坏板面积约0.4平方米,为了确保一定程度的结构稳定性,并建立新的主节点,保持新的沥青混凝土基层稳定。然而,粉碎板体的做法只能延缓但不能消除水泥混凝土道路的反射裂缝,有的城市道路在使用四到五年后仍然会出现沥青路面裂缝,这时候就需要在原有的沥青路面基础上再铺摊一层。

2、反射裂缝控制措施

从实际工程的角度来看,应考虑到各方面的原因,尤其是反映负载板接头裂纹偏转和弯沉差偏转这两个方面,要采取提高抗折强度和剪切强度套管措施,以防止或延缓反射裂缝。这种预防措施一般都是采用玻纤格栅来防止路面反射裂缝,该产品通常一圈宽不超过十五厘米,纵向搭接宽度不小于二十厘米,之后在纵向搭接的地方进行沥青摊铺,以防止路面出现反射裂缝。利用水平格栅玻纤格栅,施工时首先洒布粘层油,然后直接使用玻纤格栅铺路,在使用碾压机反复碾压后迅速铺路。

3、沥青混凝土面层施工技术

在进行混合料的间距运输过程中,必须使用各种防护措施进行防护,它必须被完全覆盖,以防止沥青温度降低,造成铺路效果降低,或者因为受到阳光的暴晒,造成混合料老化、失效。在对路面进行摊铺的过程中,铺贴必须保证平整度,并根据需要控制温度,使用良好的施工技术进行摊铺,摊铺机应保持匀速前进。而进行复压的最初压力应该使用轻钢结构的鼓形滚子的滚动压实,使得加铺之后的道路平整度和路拱复压符合要求,然后再使用重型轮胎压路机或振动压路机对加铺的道路进行振动压路或者滚动压路。与此同时,道路比较窄的地方,也应配备一个小型振动压路机或手持滚动振动机械对道路进行整平。在轧制过程中,轧辊可以中途停留,转向或制动。在进行压路的过程中,除了压实的两个点不应超过十米之外,压路机工作完成立即撤出施工现场,尤其注意的是不允许再继续保持在较高温度的混合料上。与此同时还应该采取适当的措施,以防止道路施工辊在操作过程中,车辆的机油、油、汽油和其他杂质在进行压路的过程中掉落到施工的路面上,影响施工的质量和美观。

4、设置应力降低夹层

设定压力降低夹层目的是推迟或防止沥青路面的反射裂缝,在进行加铺时,尽量减少沥青覆盖层的厚度。一般常用以减轻压力的夹层有两种形式,分为应力吸收层和土工织物夹层。设置应力吸收层应在旧水泥混凝土路面加铺沥青前,方法是在熨平厚的一层做出细间距约十三厘米的混合料层,通常使用具有高模量沥青铺设沥青罩面的橡胶沥青层。应力吸收层,可以防止传输到下表面的沥青路面结构的位移,有效地降低了从旧沥青路面的叠加裂纹引起的应力,从而减少反射裂缝的沥青层,并能有效防止沉淀基层水的表面渗透,减少沥青路面受到水的损坏。设置土工织物夹层的方法也是工程中经常要用的方式,也是经常使用的路面加铺沥青的方法,大量的工程实践表明,利用土工布的路面结构能有效地改善应力分布,减少和延缓反射裂缝的蔓延。在旧混凝土路面纵向和横向粘贴非织造土工布,还可以大大减少道路的基层接缝漏水,不破坏道路路基的稳定性。

四、结语

综上所述,这种道路改造的方式是改善城市道路质量的一项有效措施,其具有施工周期短、道路维修养护服务更容易以及道路使用性能更加良好的特点,对城市发展具有良好的经济效益和社会效益,在我国的城市道路路面改造工程中具有非常广阔的应用前景。但是这种方式还存在一些不足,需要在今后的工作中进行完善。

参考文献:

[1] 朱士孟,旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的施工方法[J],技术与市场,2011(02)

[2] 朱宁,旧水泥混凝土路面沥青加铺方案优化及施工工艺[J],河北工业大学,2010

沥青路面铺设施工方案篇5

关键词:土工布 沥青路面加铺层 反射裂缝

随着城市规模的不断扩大,城市中机动车辆的激增,城市道路往往提前到达养护维修的日期,达不到修建时的设计使用年限,尤其是路面面层,发生裂缝、开裂、局部破损,另外由于交通压力的增大许多城市道路需要拓宽等等都需要对道路进行综合整治,因道路基层部分仍能够正常使用,为降低造价,节约投资,往往采取在原有路面做沥青加铺层的方案。由于原有道路因路面有裂缝,如果做沥青加铺层(罩面)厚度需达到10厘米以上才能够起到防止反射裂缝的作用,但是这样一来,会使工程建设投资增大,为降低造价、提高防治反射裂缝的效果,在沥青加铺层使用土工布。

山东省德州市新湖北路(东方红―三八路)段2001年综合改造决定对原道路进行加宽,然后对道路做沥青加铺层。道路加宽部分采用穿靴处理,施工方案道路结构为二灰碎石基层(旧沥青路面面层)+沥青粘层油+土工布+4-5 cm细粒式沥青混凝土面层,土工布铺设在加宽部分二灰碎石与原沥青路面的裂缝处,主要为防治反射裂缝,施工完毕后经过近十年的道路行车,加宽处路面没有出现大的纵向裂缝,效果显著。

1沥青混凝土加铺层开裂原因分析

沥青混凝土加铺层开裂,主要是由于旧路面竖向及水平位移产生的反射裂缝。竖向位移主要是由于行车荷载作用引起的,水平位移主要是由于旧路面水平向温缩和热胀引起的。由于旧路面存在裂缝或接缝,车辆通过时对道路产生垂直方向的荷载,因此在裂缝或接缝的两侧会产生垂直方向的相对位移,使沥青混凝土加铺层在裂缝或接缝处出现最大的弯拉应力,并在附近形成最大的剪应力,并受到气温周期性变化的影响,沥青混凝土加铺层和旧路面都会膨胀、收缩,产生水平位移,形成温度应力。由于旧路面的应力在裂缝或接缝处不连续,因此沥青混凝土加铺层同时承受它本身以及旧路面所产生的温度应力,特别是在冬季气温较低时,沥青混凝土加铺层会因为与裂缝或接缝对应处的拉应力过大而开裂,形成所谓的温度型反射裂缝。研究发现,温度变化引起的水平位移是产生反射裂缝的重要因素。在温度、湿度及荷载应力的综合作用下,裂缝或接缝不断向上开展,最后反射到沥青混凝土面层表面。周而复始,沥青路面加铺层的整体性将不可避免地遭到破坏,较大的反射裂缝会导致雨水渗人,从而引起沥青罩面层新的病害,影响到加铺层甚至基层的使用寿命。

如何有效的减缓反射裂缝,国内外学者和业内人士进行了长期的研究和试验。开始是采用的是加铺一层沥青碎石连接层的办法,根据试验,当该连接层厚度达到6cm以上时,抗反射裂缝效果才随厚度增加而提高,但是这种方法成本较高,因此不适合大规模推广应用。近几年随着土工材料的发明和应用,使用专用土工布是目前减缓沥青混凝土加铺层反射裂缝有效的、价格适宜的方法。

2土工布技术性能分析

土工布是一种新型建筑材料,原料是涤纶、晴纶、锦纶等高分子聚合物的合成纤维。按照制造方法分为:有纺土工布和无纺土工布两种类型。一般工程主要是使用的无纺土工布。

土工布具有防渗、反滤、排水、隔离、加固、防护、密封等多种功能,它与常规的砌石及砼材料防渗效果相比,具有投资低,施工工艺简单,工期短,防渗效果好的特点。

用于防治沥青反射裂缝的土工布应该具有良好的耐温性、沥青胶油吸附能力、柔性、均匀性和一定的强度、耐酸碱能力、抗老化性和厚度。

3土工布防治反射裂缝的作用机理分析

⑴土工布能够减小加铺层与旧路面层之间的结合力。经研究,中间有了加层,加设土工布后,原来二层界面处的结合力明显减少,由此使沥青混凝土加铺层最大拉应变减小。

⑵土工布具有较大的强度和延伸性,能够将旧路面反射裂缝的应力通过土工布由垂直方向转化为水平方向且使应力扩展至更宽的范围,从而缓解了裂缝处的应力集中,增强了沥青混凝土面层整体的抗拉强度。

⑶土工布夹层材料可减缓旧路面的温降,减小旧路面受温度的影响而产生的板位移量。

4沥青混凝土加铺层施工工艺

用土工布和沥青混凝土面层对旧沥青路面和旧水泥混凝土路面裂缝进行防治,首先要对旧路外观进行评定和弯沉值进行测定,进而确定旧路处理和新料加铺方案。对开裂和破损严重的地段,应当采用适当的办法进行修补。

施工基本流程为:旧路面清洁与整平,土工合成材料张拉,搭接与固定,洒布粘层油,按设计或规范规定铺筑新沥青混凝土面层。

为防止新建道路的半刚性基层养护期的收缩开裂,应将土工布置于半刚性基层与下封层之间,以防止裂缝反射到沥青面层上。

⑴清理旧路面。用人工清扫或用水清洗旧路面,保证路面无污染,杂物清除干净,经验证明采用大功率吹风机清扫灰尘效果明显。

⑵裂缝或接缝处理。用吹风机清除接缝内灰尘和杂物;裂缝或接缝采用沥青嵌缝胶填塞,若裂缝较大则采用沥青砂填塞。

⑶喷洒热沥青粘层。粘层油的用量将直接影响土工布防治反射裂缝的能力,因此应该严格控制粘层油的用量。采用热石油沥青进行均匀喷洒,一般采用洒布机喷洒,粘层油喷洒较均匀,喷洒量1.5kg/m2;喷洒沥青的横向范围要比土工布宽10cm左右。

⑷铺设土工布。喷洒热沥青粘层后应及时铺设土工布,土工布横向搭接宽度为8~10cm,并根据摊铺方向,将后一幅端部压在前一幅的末端之下;纵向搭接宽度为4~5cm。纵向搭接和横向搭接处可采用砂袋或固定器固定,也可采用粘层油固定。道路加宽处要求缝隙两侧不下于50cm。铺设完毕的土工布要求平整无折皱,铺设完毕后应采用轻型碾压工具进行碾压,使土工布与沥青粘层完全粘合。

⑸沥青混凝土加铺层的摊铺和碾压执行沥青混凝土面层摊铺和碾压的相关规范。

⑹土工布在运输和铺设过程中应当注意防治土工布的污染和损坏。如土工布在铺设过程中发生严重污染或损坏,必须采取措施进行修补。为防止土工布遭到污染或损坏,建议边铺边开,即铺一卷开一卷。

5结束语

沥青路面铺设施工方案篇6

关键词:高速公路;沥青路面;温拌薄层罩面技术;环境因素;结构设计;行车通行量 文献标识码:A

中图分类号:U416 文章编号:1009-2374(2016)04-0090-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.04.046

1 工程案例

某高速公路工程总长度为178.8km,原设计为双向四车道,该路段立交桥为7座,隧道为2个,山岭区域路基为21.5m宽,23m为重丘区域路基宽度,24.5m为微丘区域路基宽度。125m为最小平曲线半径。该路线不良地质面积较大,软基长度为全线的2/10左右。为实现该工程路面修复效果,需选取温拌薄层罩面技术。

1.1 薄层罩面的概况

作为一种较为传统的预防性养护方式,薄层罩面是指将一层热拌沥青混合料(2.5cm以下)铺设到原有路面。在沥青路面施工中,薄层罩面能够为其进行新表面的提升,是大大提高路面平整度、降低行车振动的最佳方式。在该技术的应用中,选取特殊摊铺机,可同时结束改性乳化沥青喷洒与热沥青混合料摊铺两项工作。碾压时可选取钢轮压路机,进而达到有效处理早期病害的目的。

1.2 技术方案

沥青路面使用期间主要病害为裂缝、车辙病害,根据工程实际情况,可选取ECA-温拌沥青混凝土(Easy-CompactHot-Mix Aaphalt)进行施工,通过该材料对车辙加以填补,并进行薄层罩面施工。通过温拌沥青混凝土薄层罩面施工,需铣刨原有路面,将表层污染与老化表层铣刨,厚度约为5毫米,随后进行清理及粘层油喷洒作业,一般选取高粘度改性乳化沥青作为粘层油,根据工程建设施工情况,温拌沥青混凝土罩面层厚度为2~3cm。在车辙处理中,其方案如下:(1)如车辙不严重,路面裂缝较少。可遵循车辙损坏程度,在所需治理车道左右标线范围进行1.5~2.5cm深度铣刨,随后选取ECA-6.7沥青混合料对车辙位置进行填补;(2)当车辙严重程度较小,路面裂缝较多,可裂缝位置可聚酯玻纤布进行处理,并进行ECA-10沥青混合料(2.5~3cm厚度)直接加铺罩面;(3)车辙极为严重,路面裂缝量大。需结合以上两种方案合理施工。

2 高速公路沥青路面温拌薄层罩面施工准备

2.1 材料准备

沥青:在经济性充分考虑的前提下,可选取高强沥青作为该工程的主要填补材料,选取等级为PG76-22的SBS改性沥青作为超薄沥青混凝土材料。

粗、细集料:集料主要对路面起到骨架、填充功能。根据公路工程施工实际情况,可选取不同粗、细粒料进行有效组成,如19~26.5mm为粗集料粒径范围,13.2~19mm为中集料粒径范围,细集料粒径范围则需控制在4.75mm以内。

矿粉:沥青混凝土路面施工中往往选用的矿质粒料粒径都在0.075mm以下,其功能为空隙填充,避免热沥青渗流,并对沥青材料粘结能力与热稳定性进行有效提升。同时,矿粉与沥青必须具有良好的粘着力,能够对水的剥蚀情况进行有效抵抗。目前,沥青路面最常用的材料为石灰石粉。

聚酯纤维:为达到填补材料使用性能提升的目的,需将聚酯纤维2%添加到ECA-6.7内。

温拌添加剂:为确保填补材料、超薄沥青混合料压实度符合施工规定,需将温拌添加剂(DAT-F6)掺加到沥青混合料内,其技术要求如表1所示:

粘层:车辙填补与罩面施工前,为提升新旧沥青混凝土层之间的粘结强度,需进行粘层油喷洒,一般选取快裂高粘度改性乳化沥青作为粘结层沥青材料。

2.2 配合比设计

各矿料组成比例的确定。由施工现场选取各类矿料筛分,通过计算机、图解等方式对各矿料用量进行计算。

沥青最佳油石比确定。通过计算进行矿料组成的确定,以5.5%为中间油石比按0.5%间隔变化,利用不同的5个油石比,对试件、空隙率、沥青饱和度等进行测定,进行各项指标曲线的绘制。其公式如下:

a1――密度最大值油石比

a2――稳定度最大值油石比

a3――空隙率范围中值的油石比

3 高速公路沥青路面温拌薄层罩面施工流程

温拌薄层罩面施工流程作为高速公路沥青路面施工的重要环节,要求施工企业必须严格按照工程案例的实际情况,并结合施工现场的地质条件、地形情况等因素,做好施工准备工作及配合比设计,才能达到施工流程的规范性、合理性,只有这样才能推动工程建设的进一步发展。

3.1 原路面施工

沿着行车方向,将铣刨、填料摊铺宽度范围画出。现场调查车辙病害,根据病害具体情况进行铣刨方案的选择,并铣刨原有路面凸起位置。完成铣刨作业后,需清理填补路段。

3.2 拌和施工

作为外加剂,温拌添加剂和沥青遵循一定比例,同时向搅拌设备内喷入,在沥青喷洒施工前温拌添加剂需延时3s喷入,10s为喷入控制时间,温拌添加剂喷洒需在沥青喷洒完成前结束。单盘料拌和周期需控制在60s内,其中3s为干拌,沥青与温拌添加剂喷洒需低于14s,随后进行矿粉6s湿拌,随后进行30s为湿拌,确保花白料不出现在沥青混合料内。

3.3 运输施工

选取载重15t以上及较大离去角的自卸汽车作为公路工程沥青路面沥青混合料运输的主要机械,通过该运输车辆可对换车卸料时间进行最大限度的减少,并严格按照拌和能力、摊铺速度等因素对运输自卸车数量进行严格控制。一般需清理干净车辆车厢,并将柴油水混合物(1∶3)涂抹到车厢侧板与底部,以此避免沥青混合料粘结车厢。如拌合站与摊铺施工具有较长距离,可在沥青混合料覆盖篷布,以此确保沥青混合料温度符合施工要求。

3.4 摊铺施工

为避免离析、波浪等现象出现于摊铺混合料内,应选取履带式摊铺机械进行SMA或改性沥青混合料摊铺施工,并将薄层隔离剂、防粘结剂涂抹到摊铺机受料斗内。遵循路面宽度进行可自动调节摊铺厚度对找平装置的选用(1台),并对振动熨平板进行加热,以此确保摊铺施工的质量。选取走线法进行底层施工,选取拖杠法进行表面层施工。匀速慢行为摊铺机施工的特点,要求行驶速度应符合拌合站产量,以此保证均匀连续摊铺路面。

3.5 碾压施工

缓慢、均匀为压路机碾压施工速度的要求,为防止混凝土碾压时出现拥包现象,需将驱动轮朝向摊铺机,不能突然转变碾压路线与方向,在启动、停止压路机时应降低速度。通常情况下,根据碾压各个环节,进行压路机类型、碾压速度的确定。根据本工程实际施工要求,可选取表2碾压速度进行施工。

3.6 施工缝处理

3.6.1 纵向接缝:尽可能一天内完成相同横断面罩面摊铺作业,通常选取垂直热接缝施工方式。如交通不中断情况下实施摊铺,如无法一天内完成摊铺任务,需进行纵向冷接缝施工。接缝治理措施为前一天混合料摊铺时,需进行5~10cm宽度多摊铺施工,第二天混合料摊铺前,需铣刨多摊铺混凝土,并在2个车道间标线位置设置纵向接缝。

3.6.2 横向接缝:选取垂直平接缝。垂直于路中线并将端部切除,并将粘层油涂抹到切面、底面位置。选取热料预热接缝进行摊铺施工,人工平整后压路机需做好横向碾压施工。压路机碾压施工时应放置在压实面层上,需先对新铺层进行碾压,厚度为15cm。

3.7 粘层油洒布施工

高粘度改性乳化沥青为该工程粘层油施工材料,该材料具有粘性,为避免粘轮现象出现在车辆运行过程中,必须在路面铣刨后,做好清理工作,也可选取高压水枪进行冲洗施工,将其表面杂物清理干净,确保粘层油和沥青混凝土具有紧密连接。同时,需对粘层油洒布量进行有效控制,一般为0.2~0.4L/m2。

4 结语

综上所述,随着国民经济增长速度的不断加快及改革开放的不断深化,我国公路工程事业也得到了快速发展。高速公路作为道路施工与交通运输经济发展的重要组成部分,其不仅转变了运输结构,提高了运输能力,更推动了沿线经济的可持续发展。现阶段,公路路面主要分为两种类型:沥青混凝土路面、水泥混凝土路面。在高速公路施工中因沥青路面的优点,如平整、无接缝、行车舒适等,得到了大量运用。温拌薄层罩面技术作为高速公路沥青路面大修改造工程的主要技术,该技术的应用可有效提升工程建设的整体质量,是推动公路工程事业快速发展的重要保障。

参考文献

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[7] 罗幸平.超薄磨耗层(NovaChip)在京珠北高速公路预防性养护中的应用[D].华南理工大学,2010.

沥青路面铺设施工方案篇7

关键词:车辙处治铣刨微表处乳化沥青

微表处由聚合物改性乳化沥青、100%轧碎石料、矿物填料、水和必要的添加剂组成,使用专门的施工设备摊铺。微表处可以提高路面的抗滑能力、阻止水分下渗、防止路面的老化,从而有效地延长路面的使用寿命。它适用于重要交通道路的预防性养护如高速公路、城市干线、机场跑道等。现结合2008年至2010年在甘肃省山临高速公路中采用微表处对车辙进行处治的施工实践,介绍微表处在车辙处治施工中的主要技术控制要点。

1工程概况

甘肃省山丹至临泽高速公路是国家“五纵七横”主骨架连云港至霍尔果斯(GZ045线)在甘肃省境内的主要组成部分,地处河西走廊中段,气候干燥,雨量稀少,日照充足,蒸发量大,多风沙,路线多布设于洪积碎石戈壁平原上。

山临高速公路全长97公里,双向四车道, 2004年底建成通车。路基填料多使用碎石土,经过运营后,路基稳定性较好,未出现明显下沉现象。路面为沥青混凝土路面,总厚16CM,上面层为4CM厚 AC16,中面层为6CM厚AC20,下面层为6CM厚AC25。

该项目在通车三年的使用过程中因车辆超载等原因,部分路段路面出现车辙,最大辙槽深度达到64MM,对行车舒适性、安全性造成不利影响。为了探索高速公路车辙处治的模式,2008年在山临高速公路K2684~K2704段进行20公里车辙处治试验,在2010年又对全线车辙进行了全面的处治。

2方案确定

该工程主要针对不同性质车辙采取不同方案,其中对严重失稳型车辙分别采取挖除上面层、上中面层及上中下面层方案处治;对中度、轻度失稳型车辙和压密型车辙采取微表处处治,本文主要是对微表处方案进行论述。

在本项目中采用微表处,其目的在于通过微表处不同的方案比选,找出一种快速经济的改善路面车辙状态的方法,在短期内(3年左右)为车辆提供比较良好的道路条件。各方案主要区别在于:Ⅰ方案针对不太严重车辙(车辙深度10mm~15mm),将行车道均铣刨8~10mm,提供一个相对平整的基面,在此基面上进行摊铺;Ⅱ方案主要是在Ⅰ方案施工过程中发现在铣刨10mm后,有部分段落车辙较深,没有为微表处施工提供一个平整的基面,在微表处施工后该段落在行车带处仍存在轻微车辙,因此将铣刨深度增加为18~20mm,做两层微表处;Ⅲ方案也是针对Ⅰ方案改进而来,与Ⅱ方案的区别在于将行车道铣刨6~8mm后,先用车辙摊铺箱将行车带处的轻微车辙填补起来,再用微表处在行车道3.7M范围内摊铺罩面;Ⅳ方案是针对轻微车辙路面,直接以两侧隆起为基准面,将辙槽用车辙摊铺箱填补。

3微表处配合比设计

微表处配合比设计中关键的油石比的确定应考虑以下因素:

(1)原路面情况。如果原路面有泛油,特别是对于采用以前高标号沥青的,微表处层可以采用较小的油石比;如果原路面贫油、沥青老化较严重、空隙率大或渗水严重的,可以考虑采用稍大的油石比。

(2)交通量的大小。交通量大,微表处应采用较小的油石比;交通量较小的,微表处可以采用相对较大的油石比。

4微表处施工前准备工作

4.1原材料准备

4.1.1骨料准备

微表处混合料中,集料在封层中起着骨架支撑作用,重量占到了混合料总重量的90%以上。经过试验比选,选用硬质玄武岩粗集料,细集料选用洁净的石屑,砂当量为70.3%。

施工过程中注意事项:

⑴级配中要严格控制4.75、2.36、0.6、0.3、0.075mm等5个级配关键点, 4.75mm、2.36、0.6、0.3mm筛孔通过率要控制在级配范围中值以下,保证微表处摊铺后有理想的构造深度和“顶天立地”的骨架作用,0.075mm筛孔通过率要控制在级配范围中值以上,保证微表处摊铺后有良好的密水效果。

⑵施工中必须采用配料机等设备对粗细集料进行掺配,掺配的集料必须符合已经确定的MS-3型级配的要求。

4.1.2改性乳化沥青准备

基质沥青:采用克拉玛依90#重交道路石油沥青。

乳化剂:采用美德维实伟克(WESTVACO)公司生产的MQK-1D阳离子慢裂快凝型乳化剂。

改性剂:采用美德维实伟克(WESTVACO)公司生产的PC-1468型胶乳。

填料: 采用水泥和矿粉。

水:采用本地饮用水。

质量控制注意事项:

⑴沥青组成成份的变化将直接影响乳化沥青稳定性,拌合时间,固化速率,粘附性能,磨耗性能以及抗车辙性能。因此必须严格控制好基质沥青的外购质量关。

⑵含有铁锈,沉淀物或者水溶性无机盐类(俗称硬水)的水都会导致乳化沥青失去稳定性,要求必须采用适宜饮用的自来水。

⑶乳化剂、改性剂化学成分的不一致性也会引起乳化沥青皂液的稳定性和使用性能产生变化、导致筛上剩余量的增加,以及胶乳在乳化沥青中不均匀分散,从而使得蒸发残留物性能(软化点或低温延度)以及车辙性能发生变化,甚至导致微表处摊铺失败。

⑷盐酸浓度不一致如果不进行控制,可能造成pH值上下波动,进而造成乳化沥青性能差异。

⑸沥青、皂液的温度不正确,通过胶体磨的剪切后将会对皂液中乳化沥青的颗粒细度产生负面影响,将直接影响到拌合时间和摊铺成型时间。因此为保证适宜的拌合摊铺成型时间,要求基质沥青的温度控制在130℃±5℃之间,水温控制在55℃±5℃,通过胶体磨后乳化沥青的温度控制在85℃左右。

⑹在做好以上5项质量控制点后,要严格控制每一拌缸生产出的乳化沥青的蒸发残留物含量,经前期试验确定微表处蒸发残留物含量为62.8%。要求对每缸生产出的乳化沥青的蒸发残留物含量均要进行现场检测,检测结果控制在62.8%±2%。

⑺乳化沥青的运输和储存。对乳化沥青的重复泵送将降低乳化沥青的稳定性;乳化沥青生产后放置时间小于12小时,常常稳定性要差,并且拌合时间降低。为保证乳化沥青的摊铺稳定性,乳化沥青生产后宜放置12小时以上、乳化沥青在长途运输中要将灌装满,并且减少重复泵送次数。

4.1.3填料的准备

填料也是微表处施工的重要材料,其主要作用是改善矿料级配及调整稀浆混合料的可拌和时间、成浆状态和成型速度等。填料应干燥、疏松、无结团。经试验本工程填料选用P.0 32.5水泥和用纯净石灰岩扎制的碎石经研磨得到的矿粉。水泥用量一般控制在1%~2%,不同的水泥用量,将影响稀浆混合料的破乳时间和通车时间,另外与轮辙变形也有明显的相关性。矿粉质量对合成级配有较大影响,尤其是对砂当量的影响,有一些小的加工工厂常使用石屑来加工矿粉,导致加入矿粉的混合料砂当量降低严重。

4.4稀浆封层车标定

4.4.1在MS-9型稀浆封层车上对给定的配合比进行标定,是微表处施工质量保证的前提。

4.4.2乳化沥青、骨料,填料和添加剂都应该单独标定。各种材料的标定必须采用原材料,不得用水等代替,标定过程中,发动机转速正常施工时转速。

4.4.3通过摊铺车的标定,得出摊铺车各料门开度或泵的设定等与各材料出料量的关系曲线,出具标定报告。稀浆封层车标定在微表处施工前进行完毕,当材料发生变化时必须重新进行标定。

5 微表处的施工

5.1铺筑试验路

5.1.1微表处正式施工前,应选择合适的车辙路段进行单层、双层微表处试验段摊铺,试验段摊铺长度为200 m ;

5.1.2通过铺筑试验路来确定出施工工艺;

5.1.3根据试验段的铺筑情况,在设计配合比的基础上做小范围调整,确定施工配合比,根据实验室的试验数据和工程材料的实际情况,以及试验段的试验数据,来确定实际的施工情况和施工方案,指导实际的施工,确定材料的用量和配比,施工配合比的油石比不应超出设计油石比的范围(+0.2%,-0.3%)。在大面积施工前进行配合比优化设计。

――MS-3型设计配方:

矿料:改性乳化沥青:水:水泥=100:10.7:9.0:1.0

乳化沥青残留物含量=62.8%油石比=6.7%

――ISSA-4型设计配方:

矿料:改性乳化沥青:水:水泥=100:10.0:9.0:1.0

乳化沥青残留物含量=62.8%油石比=6.3%

5.2车辙铣刨

交通封闭管制后,用大型铣刨机对行车道隆起部位进行铣刨,然后用单层、双层微表处填充车辙。

⑴为保证车辙修复后路面平整度,必须采用铣刨宽度在1.5m以上的大型铣刨机。

⑵为保证车辙填充后纵缝接茬平顺,边线整齐,铣刨深度控制在每层微表处6~8mm之间。

5.3清扫路面

仔细清扫路面上的泥土和杂物,对于粘结在路面上的杂物应用铁锹铲除并用水冲洗干净,对铣刨清除废料后路表面残留的浮尘用吹风机彻底清除干净。

5.4画基准线

施工前,沿原路面划出引导稀浆封层机定向控制前进的基准线,要求顺直、准确。

5.5摊铺

5.5.1微表处摊铺注意要点:

⑴将稀浆封层机驾驶至施工摊铺起点处,使机前导向链对准走向控制线,调整摊铺槽的宽度和摊铺厚度,使摊铺箱周边与路面贴紧;

⑵操作手再次确定各料门的高度和开度后,启动发动机,各种材料同时按比例进入拌和筒,并使混合料流入摊铺箱内;调节混合料稠度适中;

⑶摊铺过程保持25~35m/min的速度前进。但应保持稀浆摊铺量与生产量基本一致,保持摊铺箱中稀浆混合料的体积为摊铺箱容积的1/2左右;

⑷混合料摊铺后如需要应立即进行人工找平,找平的重点是:起点、终点、纵向接缝、过厚、过薄或不平处,尤其对超大粒径矿料造成的划痕应填平;

⑸摊铺结束后,通知驾驶员停止前进,提起摊铺箱并移至路外,清洁搅拌缸、摊铺箱和拖布,为下车铺筑做好准备。

⑹在微表处摊铺施工中,要控制横接头的平整度。横接头的衔接是影响微表处总体外观的重要方面。施工时应在起点的摊铺箱下铺垫一块铁皮,当摊铺机前进后,将铁皮连同上面的混合料一道拿走,这样可以保证一个非常平整的起点和良好的外观。终点要将多余或最后拌合不均匀的花白料清除干净,人工用平头铁锹做出一条直线,为下一次摊铺做好准备。

⑺由于微表处摊铺层的压实度是随行车自然碾压而逐渐密实的,在车辙部位本身就在不断的变化,微表处车辙填充时要预留3~5mm的预拱度。预留拱度一般按摊铺厚度的20%~30%控制为宜。

⑻采用双层微表处摊铺时第一层应至少在行车作用下成型24h,确认已经成型后方可在上面再进行第二层微表处摊铺。

5.6初期养护及开放交通

微表处铺筑后,在没有固化破乳之前,应禁止一切行人及车辆通过,设专人负责维持交通。只有当封层固化破乳之后,方可开放交通。固化时间根据温度不同而不同,气温高时,固化时间快,反之相对慢一些,一般在1~1.5小时左右。

5.7施工质量检测

施工前材料的质量检查应以同一料源、同一批并运至生产现场的相同规格品种的集料、改性乳化沥青等为一批进行检查。对矿粉级配与砂当量的检测,应分仓堆放,每一仓配制不少于500m3后进行检测,各项指标均符合要求后方可使用。施工过程中的油石比检验采用“三控检验法 ”进行,一是认真记录每车的集料、填料和改性乳化沥青用量,记录摊铺时间及面积,计算油石比,每日一次总量检验;二是摊铺过程中取样进行混合料抽提试验,检测油石比大小,因改性乳化沥青内加有胶乳,在抽提时不容易抽净,在抽提前应在试验室做平行试验; 三是每5万平米左右,统计一次施工用集料、填料和改性乳化沥青的实际总用量,计算平均油石比。油石比检测应以第一项为准,第二三项作为校核。

6微表处处治效果评估

通过对处治后通车两年后的处治路段车辙进行测量,与处治前(通车三年)的车辙进行对比(见下表),可以得出以下结论:

处治效果对比表

(1) 单层微表处(方案I):由于原路面车辙深度大多大于10mm,在铣刨8~10mm后行车带处仍有5mm左右辙槽,微表处摊铺箱的橡胶刮板并不能有效增加厚度,其摊铺厚度更多取决于最大颗粒料的粒径,在铺筑完成后便在行车带处有车辙显示出来,不能起到很好的处治效果。对“指南”中提出的原路面15mm以下车辙可直接进行微表处罩面的指法有必要进行进一步论证。

(2)双层微表处(方案Ⅱ):主要是在施工过程中发现单层微表施工完成后并不能有效填充车辙,增加铣刨厚度至17~20mm后基本能为微表处提供平整的基面,双层微表处施工后观测基本满意,但在后期使用过程中变形普遍较大,分析原因认为主要是微表处摊铺后并没有有效压实,下层微表处虽然铺筑后开放了三天左右交通,但后期高温季节上层微表处骨料有向下层嵌入的现象。

(3)填充后微表处罩面(方案Ⅲ):该方案后期使用效果基本满意,分析其与方案II-II使用效果的差异,主要觉的有几个方面有利于抵抗车辙变形:一是车辙摊铺箱的设计,因两侧是钢刮板,在施工过程中将粗颗粒更多的刮入中间辙槽部分,而边缘较浅的部分用细颗粒填充,这样在中间辙槽最深的地方就形成了一个较好的骨架嵌挤结构;二是填充后的断面,因车辙摊铺箱铺筑的断面可以调整,一般在横断面的中部隆起4~6mm,而经过行车压密后仍然能高出2~3mm,这样在微表处罩面后行车带处仍能高出2~3mm,这为后期使用预留了一定的变形量。

(4)直接填充(方案Ⅳ):对两侧隆起不太严重的路段,采用直接填充,两年使用效果较好,该方案可以快速经济的处治车辙,解决辙槽内车辆行驶的水漂现象,为车辆行驶提供一个良好的纵向的平整面。

微表处对车辙处治应主要用于压密型车辙的处治,对超载车辆较多状态下的中、轻度失稳型车辙,经过计重收费治理超载车辆,如观测后发现车辙变型趋于稳定,也可用微表处进行处治,但要注意选择合适的结构形式。

参考文献:

(1)微表处和稀浆封层技术指南 交通部公路研究院人民交通出版社2005年12月

沥青路面铺设施工方案篇8

关键词:公路沥青罩面;设计方案;结构分析

1工程现状分析

1.1工程概况

南平市江滨路为城市Ⅱ级主干道,设计行车速度40km/h,水泥混凝土路面,经过10年的运营,路面服务质量明显下降。为保证区域交通网的正常服务功能,对其进行大修,在原水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层。按公路自然区划属亚热带季风气候(IV7)。该区域年平均气温19.3℃1月平均温度7.6℃,7月平均温度28.4℃。年降雨量1663.9mm,每年5~9月常受台风的影响。

1.2 路面破坏状况调查

原行车道路面结构为:

面层:22 cm厚C30水泥混凝土;

基层:25 cm厚6%水泥稳定粗粒料;

底基层:15 cm厚4%水泥稳定细粒料。

根据本项目路况调查报告,原水泥混凝土路面的破坏形式有:面层断裂类、面层竖向位移、接缝类、表面类等4大类水泥混凝土病害。主车道以断裂类破坏为主,其中纵向裂缝破坏表现尤为突出,许多路段甚至出现了严重的交叉裂缝,而其它形式的破坏相对较少,因而整体表现为断板率严重超标。超车道路况相对较好,断板率普遍较低,但破损部分的破坏形式比主车道多。

1.3 旧混凝土板应力分析

通过对旧混凝土路面结构钻芯取样进行试验,根据《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-2002)中的规定,水泥混凝土路面结构设计以行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂作为设计的极限状态,其表达式为:

γr(σpr+σtr)≤fr

式中γr,为可靠度系数;σpr为荷载疲劳应力;σtr为温度疲劳应力;fr为弯拉强度。对加铺沥青面层前后的旧混凝土板的应力进行分析计算,结果如表1、表2所示。计算结果表明,旧混凝土路面结构γr(σpr+σtr)=5.60> fr,已不能满足由行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂极限状态。根据规范要求,二级公路沥青加铺层厚度≥7cm,沥青罩面层按10cm进行设计,γr(σpr+σtr)=1.84

2 路面结构设计方案

根据对路况调查和旧混凝土板应力分析的结果进行路面结构方案设计,本项目路面结构方案主要包括:

2.1 A―1结构

A―1结构是以旧路结构层作为下基层的路面方案。具体路面结构为:表面层:4cm厚改性沥青混凝土抗滑表层AK―13A;下面层:6cm厚中粒式沥青混凝土AC―20;基层:18cm厚6%水泥稳定碎石;底基层:病害处理过或经冲击压实并整合过的旧水泥混凝土路面。铺设沥青面层之前,须在基层顶面先喷洒透层沥青,待沥青下渗后再喷洒封层沥青,然后洒布3―5mm碎石,经压路机碾压成型后再铺设沥青面层。

2.2 A―2结构

A―2结构是拆除主要病害面板后,进行基层补强,重新浇注水泥混凝土面板;对未拆除的面板进行灌浆稳板养护处理后,统一罩面的路面方案。具体路面结构为:

表面层:4mm厚改性沥青混凝土抗滑表层 AK―13A:

下面层:6cm厚中粒式沥青混凝土AC―20;

面板:22cm厚水泥混凝土(铣刨1―2cm);

基层补强层:25cm厚6%水泥稳定碎石。

在水泥混凝土面板与沥青罩面层之间铺设1层聚脂长丝沥青专用土工布,在铺设土工布之前洒布粘层沥青。

2.3 A―3结构

A―3结构和A―2结构类似,A―3结构比A―2结构多铺1层半开级配中粒式沥青碎石AM―20。具体路面结构为:

表面层:4cm厚改性沥青混凝土抗滑表层AK―13A;

中面层:6cm厚中粒式沥青混凝土AC―20;

下面层:8cm厚中粒式沥青碎石AM―20;

面板:22cm厚水泥混凝土;

基层补强层:25cm厚6%水泥稳定碎石。

在水泥混凝土面板与沥青罩面之间铺设1层聚脂长丝沥青专用土工布,在铺设土工布之前洒布粘层沥青。

3 沥青罩面结构设计方案比较

旧混凝土路面大修工程的重点首先是对旧路面破损状况详细调查的基础上,确定路面的结构设计方案和对病害的处理措施,结构设计方案的合理与否、病害处理是否彻底直接影响到改建后路面病害的发生隋况和使用寿命。这也是目前水泥混凝土路面加铺罩面的难点。根据本项目沥青罩面的3种结构设计组合,对旧路面病害的处理措施主要有:冲击压实及灌浆稳板,唧泥、板底脱空处灌浆,坑洞、板边、板角修补,接裂缝灌缝处理及换板等。由于上述处治措施及相应处治工艺的实施效果将影响到对旧路面病害的处理质量和对罩面层的影响,因此有必要对路面结构设计方案、病害处理方案及效果、可能存在的问题及影响等进行了解,判断不同设计方案的适用条件及优缺点,并进行相应的施工质量控制。

3.1 A―1结构

这一结构对旧路面要求进行病害处理或经冲击压实并整合即破碎稳板处理。处理措施分别为:

3.1.1 坑洞类

对于个别坑洞,清除洞内杂物,用水泥砂浆填充,达到平整密实;对于较多坑洞且连成一片的,采用薄层修补,并洒水养生。

3.1.2 板边、板角类

板边轻度剥落的修补是将表面清理干净,并以沥青混合料或接缝材料填充、整平,板边破损严重时,做全深度补块;板角修补按断裂面的大小切缝,清除凿除范围,复原钢筋,对接缝面涂刷沥青,然后现浇混凝土,切接缝槽并灌入填料。

3.1.3 裂缝类

宽度在3mm以下的非扩展性裂缝,用低粘性沥青或环氧树脂等材料灌注,如为扩展性裂缝,则沿裂缝凿槽,注入灌缝材料;宽度大于3mm的局部裂缝用环氧树脂与固化剂搅拌均匀后直接灌注。

3.1.4 破碎稳板

首先用混凝土凿除机对主车道旧面板按80×100mm进行打孔,然后用蓝派冲击压路机对主车道的破碎板进行冲击压实5~7遍,直至冲击破碎成不规则网裂,且碾压密实、无轮迹。在对混凝土板凿除之前,为防止超车道混凝土板破坏,先用切割机割断拉杆,然后振碾1遍,清除破碎板上混凝土碎渣,将拌和好的M7.5水泥浆均匀铺于混凝土板上进行灌浆,然后采用18t振动压路机滚浆压实5~7遍,边碾压边补浆,直到缝隙灌浆饱满,并有少许溢出,滚浆压实稳定后内部密实,表面平整光洁为止。最后采用塑料薄膜覆盖养生3d,养生完成后检测弯沉合格,进行水稳基层施工。A―1结构罩面层符合10cm的厚度要求,水稳基层作为主要承重层提高了路面的整体承载能力。旧混凝土破碎面板做底基层,属次要承重层,如果对病害的处理彻底,受荷载的影响变形较小,水稳基层可阻断旧板相对位移的传递。但是水稳基层由于自身温缩和干缩产生的裂缝,可迅速传递至罩层表面并最终形成反射裂缝,因此对防止水稳基层温缩和干缩开裂的设计应予以重视,抑制裂缝的产生。此外,透层油的效果对这一结构的罩面层影响相当大,如果只形成一层油皮,将起不到固结、稳定、联结、防水的作用,容易被运料车、摊铺机粘起、推掉。根据上述分析,施工中对旧路面病害处理不彻底、水稳基层及透层油施工不合理将对这一结构的使用性能造成威胁。例如旧混凝土面板裂缝未予处理、板边坑洞采用松散水泥混凝土填充形成薄弱面、水稳基层开裂及透层油洒布量和渗透效果不适宜,都为沥青罩面早期病害的发生埋下隐患。

3.2 A―2结构

该结构是在拆除主要病害面板后,进行基层补强,重新浇注水泥混凝土面板;对未拆除的面板进行灌浆稳板养护处理后,在水泥混凝土面板与沥青罩面层之间铺设1层聚脂长丝沥青专用土工布,并在铺设土工布之前洒布粘层沥青。处理措施为:

3.2.1 基层补强

局部水泥混凝土面板下基层破坏,采用C15素混凝土回填方式对基层进行补强;大面积基层破坏路段采用水稳基层施工方法进行施工;对小面积基层破坏,不能采取大型压路机压实时,可采用小型打夯机压实,确保基层压实度达到98%。

3.2.2 唧泥、板底脱空灌浆

施工前,采用贝克曼梁弯沉仪检测并判断存在脱空现象的面板,通过灌浆、检测、循环灌浆、再检测的工艺流程,直至灌浆处理后的面板弯沉值达到设计要求。这一结构的关键是土工布的质量和施工效果。

因为尽管对脱空面板灌浆后已基本趋于稳定,但受行车荷载作用后,接裂缝处产生应力集中仍是不可避免的。而对于这种结构防反的关键措施――铺设土工布,必须与面板牢固地结合在一起,否则由于沥青面层与面板粘结不牢,路面结构不能形成连续的整体,各结构层受力状态发生改变,在行车荷载作用下,沥青面层层底受拉应力和剪切作用,易产生推移和疲劳开裂。而土工布的耐高温能力、抗拉强度等,是沥青加铺层施工之后土工布能否保持完整、起到防反作用的关键。此外,对于换板路段,由于原有横向拉杆被拔掉而没有新拉杆植入,受行车荷载作用,主车道与超车道不能保持同步竖向变形,易产生竖向剪切应力,导致纵向开裂。

3.3 A―3结构

A―3结构比A―2结构多加铺1层半开级配中粒式沥青碎石AM―20作为调平层,其防止反射裂缝的效果是比较理想的。值得注意的是,规范中AM―20设计空隙率范围6%―10%,现场空隙率小于15%,大于8%左右。这恰是水容易渗入且不容易排出的空隙率范围。由中、上面层渗入的水在这里聚集,达到一定程度后在行车荷载作用下产生动水压力,沥青剥落、松散,进而反映到中、上面层,形成开裂。而如果设计为开级配,空隙率大于20%,水在此层底聚集,并沿横坡至纵向盲沟排出,既可以阻断旧板相对位移的传递产生裂缝,又可以迅速排出渗入路面的水,应该更趋合理。

4 结束语

4.1 根据本项目旧水泥混凝土路面结构芯样指标检测结果进行应力分析,结果显示旧混凝土路面结构已不能满足由行车荷载和温度梯度综合作用产生的疲劳断裂极限状态,而按沥青加铺层厚度10cm进行设计,即可满足要求。

4.2 A―1和A―3结构的水泥稳定碎石基层和沥青碎石下面层可有效阻止旧混凝土面板受行车荷载作用在接裂缝处发生相对位移所产生的集中应力,防止反射裂缝的形成。同时水泥稳定碎石基层配合比设计应满足抗开裂和耐冲刷的要求,沥青碎石下面层的空隙率宜大于20%,以利于路面渗入水的及时排出。

4.3 A―2结构应重视对脱空混凝土板的灌浆处理和土工布的施工效果。土工布仅对旧板病害已彻底处理路段的反射裂缝起到一定的延缓作用,当旧混凝土压浆稳板不彻底时,土工布的使用效果有限。

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