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谈水泥混凝土公路改建的设计和施工

  • 投稿sima
  • 更新时间2015-10-13
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额尔敦

内蒙古自治区兴安盟公路管理局乌兰浩特137400

摘要 早期修建的水泥混凝土公路将要陆续进行改建,本文根据几年来的施工经验,谈谈在水泥混凝土路面改建的设计和施工的几点意见。

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关键词 水泥混凝土公路;改建;设计;施工

水泥混凝土路面以其强度高、稳定性好、耐久性长、养护费用少而广泛用于通乡、通村公路。自2003 年交通部提倡和支持农村公路建小水泥混凝土公路以来,笔者所在地内蒙古自治区兴安盟的农村公路水泥混凝土公路发展十分迅速。早期建成的水泥混凝土路面有的已经破损严重,或因宽度不够需要改建。本文根据几年来的施工经验,谈谈水泥混凝土路面改建设计和施工的几点意见,供各级交通部门的领导和同行们参考。

1 需要重做水泥混凝土路面的类型

1.1 路面破损严重水泥混凝土路面的寿命应在20 年以上,投入运营以后在很长时间内不出现或出现少量养护费用,这也是大力提倡修建小泥路的主要因素之一。但是,因为在开始大规模修建水泥混凝土路面时,缺少专业队伍,有的承包商为了牟利,在材料上,减少水泥用量,对砂、砾石的含土量和径级等控制的不严,在施工中,对路基、垫层、基层的强度要求不够,以为有20cm 的混凝土板,别的方面差点没关系,所以,有的公路质量没有达到设计要求,致使路面在使用三四年后就出现严重的断板、坑槽等病害。因为农村公路中的村道、乡道没有养护费用,所以,有了病害也得不到及时处理,病害很快扩大,以致到影响行车的程度,只好重做混凝土路面。

1.2 原路面需要加宽2003 年,开始大规模做水泥混凝土路面时,国家和内蒙古自治区专项资金较少,每公里仅补助10 万元,当地交通部门和政府为了尽快普及农村公路水泥混凝土路面,为农民兄弟出行提供方便,为农村发展经济服务,很多路面仅为3.5m 宽。国家加大投资力度以后,每公里水泥混凝土公路已补助到60 万元。随着农村经济的发展和农民生活水平的提高,交通量也随着大幅度的增长。兴安盟有名的贫困地区———北八乡中的宝力根花苏木,每个六七十户的村子就有二三十台轿车、面包车和客货两用车,每户都有一台农用小四轮拖拉机,加上各地往来的车辆,乡级公路的混合交通量普遍达到400 次以上,原来的路面宽度已经不够使用了,需要加宽。

2 加宽部分的设计和施工

2.1 加宽部分的设计加宽部分的设计往往有三种:一是将原混凝土面板清除,重做路基、垫层、基层、面层。拆除原混凝土面板一是不经济,二是重做基层,强度也不如原混凝土路面做基层强度高,但是,原路面的切缝和较宽的裂缝要反射到新路面上来。笔者所在地区的乌兰浩特市高根营子至东苏公路进行改建,在原混凝土面板上直接打混凝土板,发现在原路面切缝处和较大的裂缝处,无一例外的出现反射裂缝。这种做法清除原混凝土板的费用较高,破碎后的混凝土面板无法利用,数量太大,无处堆放,成为垃圾,造成环境污染。这种设计的路面各结构层整体强度均匀,质量能得到保证。二是将原混凝土面板作为基层,在其上直接打混凝土面板。即使有一些坑槽和断板,其强度也比水泥稳定砂砾基层要高,但路基压实度应比《公路路基建设规范》(JTJOB—95)的要求提高一级,即将规定的93%区提高到95%,95%区提高到96%,97%提高到98%。提高压实度多花一点费用,可是比出现病害再治理的费用少得多,而且还有很好的社会效益。基层要做水泥稳定砂砾基层,配合比应水泥:砂砾=5:95,7 天无侧限抗压强度不小于2.5 MPa。这种设计的投资比前一种要低,但涉及加宽部分的路基、垫层、基层的强度问题。如果原公路设计合理又不受地形的限制,在一侧加宽最好,便于施工。三是在原混凝土路面上铺20cm 的天然级配砂砾,同时,要保证加宽部分路基、垫层、基层的强度,这种设计在投资上更低一些,而且不在原混凝土板上打板,也不会产生反射裂缝,但是同样需要把路基、垫层、基层的强度做好。材料应是经过选择的天然砂砾,级配合理,含泥量不能超过3%。

实践证明:水泥混凝土路面的损坏尤其是早期损坏大多数原因是路基不稳定,不均匀沉降和基层压实度不够,板底支撑不稳定,造成裂缝、断板及沉陷,路基和基层强度不足的问题远远超过面板本身问题带来的损坏。由于通村、通乡水泥路的建设大多是由当地组织施工,往往忽视路基和基层的压实问题。

现有水泥混凝土路面板的力学分析是建立在板底均匀支撑的假设之上,因此,在路基或基层局部沉降不匀的路段上,这种假设如果得不到满足,势必产生一定的附加应力。有关研究表明,由于支撑不均匀引起的应力可增大20%耀140%,过大的应力将急剧地减少面板的使用寿命,甚至会导致面板在某一次较大的荷载作用下发生断裂。

在设计以前,要详细地做一次路况调查,将原路面中碎板严重的路段或因地质、水文情况不好造成的翻浆路段要进行补强。如果遇到低洼路段、沼泽或稻田地,路线无法绕行又必须通过时,要用土工织物或塑料布处理好地下水;如果用石灰土或水泥进行改善,具体掺量应通过试验确定,关键是石灰或水泥与土要拌合均匀。

2.2 施工对加宽部分的施工质量要求要严上加严,因为随着时间的推移和行车的作用,加宽部分的路基将要产生沉降,板底有脱空的现象发生,新加宽部分和原混凝土面板之间很可能产生裂缝,形成病害。这就要求新做部分的路基、垫层、基层都要达到设计的强度要求以免发生板底脱空。尤其是路基部分的强度必须要保证。“基础不牢,地动山摇”。路基强度不够,和混凝土路面基层的强度相差太远,混凝土路面将要沿原混凝土路面纵向开裂。

2.2.1 浇水。在原混凝土面板上打水泥混凝土板时要扫净原路面的浮料,对原路面要浇水,要浇透,这样能使新老混凝土板结合牢固。

2.2.2 切缝。在原混凝土面板上打水泥混凝土板的切缝是保证新做的混凝土路面质量的重要一环。因为原路面的切缝不可避免地要反射到新做的路面上,经常在新路面切缝的旁边出现反射裂缝,所以,在施工中,要把原路面切缝处的两端明显的标出来,按这条线进行切缝,使反射上来的裂缝和这条线重合。

2.2.3 抹面。抹面不但关系到平整和美观,也关系到路面密实和强度,是关键的一道工序。做面前,应做好清边整缝,清除粘浆,修补掉边、缺角等工作。抹面时严禁在混凝土表面洒水或撒干水泥。抹完第一遍后,要用用3m 直尺检查混凝土面板平整度。

2.2.4 混凝土路面板养护。砼板做面完成后应及时养护,使砼板在开放交通前具有足够的强度。养护在抹面2 小时后砼具有相当强度时开始,养护时间一般为14 天以上,以保证砼强度达到设计强度要求(设计抗弯拉强度为5.0Mpa)。

养护期间要禁止车辆通行。在达到设计强度的40豫以后,才可允许行人通过。