道路水泥的研究与应用论文

目前，对水泥混凝土路面的养护，主要采用的是使用在浇筑好的路面上铺盖一层旧麻袋或者塑料膜浇水进行养护的方式。虽然这种路面养护的方法是可取的，但是在施工的工程中，往往只会将覆盖的旧麻袋等覆盖在面板中间，而却忽视了面板两边，在浇水时，面板两边得不到充分的浇水，造成了中间混凝土的强度大，两边混凝土的强度小的现象，使得板边的应力十分的集中，在重、超载车的作用下很容易形成啃边。不正确的习惯做法因素。不正确的习惯做法，是大部分施工队中存在的通病。这些习惯虽然会给施工带来一些便利，但是却具有潜在危害性。这些不正确的习惯做法主要有在钢模上包上一层塑料膜以防止漏浆，当在施工中这些塑料膜就有可能掉入混凝土中，从而将混凝土面板分层，使得混凝土不能形成一个整体，在重、超载车的作用下，很容易产生脱落现象。振动梁或摊铺振平机直接在已经浇筑好的一层板边上进行第二次混凝土面板的浇筑工作等，这种做法会破坏或者磨损第一层的板边，很容易造成路面纵横缝的啃边现象。另外，在安装传力杆或者拉杆的时候没有使用支架，也是不正确做法造成啃边现象的原因之一。交通管制因素。水泥混凝土路面的施工质量也取决于正确合理的交通管制的实施。当面板还处在养护期时，就让车辆驶入，不但会破坏面板，还会造成路面啃边现象。通过观察在浇筑路面面板使用的钢模可以发现，钢模板由于重复使用，会使钢模表面形成一些凹凸的形状，形成了一些不规则的形状，利用这种钢模进行浇筑混凝土面板时就会形成不规则的形状，在重超载车的作用下，也会形成啃边。 2路面纵缝胀开问题原因分析 所谓的路面纵缝胀开是指，在混凝土路面沿着公路纵向的缝隙胀开5~20mm；路面纵缝胀开会造成路面纵缝啃边，唧泥，如果路面纵缝胀开十分严重的话，有可能会对车辆的安全行驶带来一定的威胁。所谓的错台是指，在接缝的地方、缝两侧的路面形成的台阶。拉杆、传力杆的安装以及切缝的施工工艺等都会造成路面纵缝胀开或路面错台。 拉杆、传力杆安装因素 由于在公路施工规范中，没有要求在安装拉杆以及工作缝的传力杆时使用支架的规定，因此，在施工过程中，就很容易忽视掉这一因素对工程质量带来的影响。如果在施工的过程中，没有使用支架来固定传力杆或拉杆，就会很容易使传感杆或拉杆倾斜，伸入混凝土的长度也会不同，起不到传力的作用，也起不到连结的作用。不能满足水泥混凝土路面的设计要求，纵缝胀开和错台问题很容易产生。 切缝的施工工艺因素 为了避免切缝时，缝口不会形成不规则的毛边，因此需要混凝土要具有一定的强度，但是，在水泥混凝土块硬化收缩之前很难做到混凝土路面的切缝施工。因此，在进行切缝施工时，需要依据混凝土的强度来进行。最适宜的切缝时间为混凝土的抗压强度为5~10MPa时最好，为了防止出现断板现象，因此在混凝土浇筑18小时后，就必须对要进行切缝施工。 3水患造成水泥混凝土路面损坏的原因分析 对水泥混凝土路面造成一定破坏的病害最主要的原因是水患。由于在施工期间，混凝土的收缩产生了裂缝，没有进行及时的切缝，造成了水泥混凝土路面的缝隙，出现断板现象。在水泥混凝土路面的施工过程中，根据施工的设计要求，需要设缩缝、纵缝以及胀缝等。如果使用劣质的填缝材料，在重车的作用下，很容易造成破坏，接缝处就会成为雨水注入的入口，注入到板下基层。在雨水的长时间浸泡、冻融分割以及重车作用下，就会形成一种板下活水冲刷，经过反复的冲刷作用，就会出现唧浆现象，就会掏空板下的灰土，形成一定的面积范围后，在重载车的作用下，很容易出现断裂的现象。 4施工工艺造成的病害防治措施 通过分析水泥混凝土路面在施工时的施工工艺对路面造成的病害问题的探讨，可以总结出在施工时存在的问题，为解决这些病害带来了一定的依据。在施工过程中，这些病害严重的减少了水泥混凝土路面的使用寿命，因此必须要提高施工工艺，防止或减少病害的发生。现在，就提出几点改善施工工艺的方法：①将水泥混凝土路面施工的拆模时间适当的延长，一般经拆模时间定在24小时之后。②提高拆模工人的施工技术，要求拆模工人要具有耐心，在拆模时不使用大锤敲打钢模。③对水泥混凝土路面面板边缘的养护工作要有足够的重视。④开放交通施工的交通关注要合理的进行。还处在养护期的混凝土面板上，不能进行通车。⑤在施工中不正确的施工习惯要进行改正。在防止漏浆方面，不能使用在钢模上包一层塑料膜的方法，可以采用高标号砂浆堵钢模底缝，用6×6cm泡膜堵拉杆、传力杆钢筋与钢模接缝。在已经浇筑好的一层面板上垫上一块防振板后才能进行第二层面板的施工。⑥在对双福混凝土路面的第一幅面板进行施工的时候，中模部分需要多浇筑1~2cm，在进行第二幅面板施工的时候，要先清除掉多放的1~2cm混凝土，在对横向施工缝和胀缝进行施工的时候，要先进行切缝，然后在进行浇筑。在对分车道行驶的路面进行施工的时候，要同时对双幅板进行浇筑，然后在按照假缝设置从中间利用切缝机切开。⑦不仅在安装胀缝传力杆时使用支架，而且还要求使用支架来固定纵缝拉杆或工作缝传力杆，避免拉杆和传力杆倾斜对传力和连结造成的影响。⑧安模施工时在非全幅施工水泥稳定基层时进行。新形势下，公路部门肩负的任务艰巨而繁重，要进一步解放思想，加强对公路发展战略性、全局性、前瞻性的研究，推动公路工作从传统模式向创新模式转变，不断开创公路事业发展新局面。 更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：

旧水泥混凝土路面碎石化技术应用的探讨工学论文

摘 要：旧水泥混凝土路面碎石化技术应用，碎石化技术是目前旧水泥混凝土路面维修改造最好的技术之一。

关键词：碎石化技术；施工质量标准；结构组合；使用条件

1 概述

碎石化的定义

水泥混凝土路面碎石化是一种旧水泥混凝土路面破碎处治技术，是对旧水泥混凝土路面大修或改造的重要手段。该技术是将旧水泥混凝土路面的面板，通过专用设备一次性破碎为咬合嵌挤碎块柔性结构，可充分利用旧路残余强度，且保护环境，节约资源。这种结构不仅具有一定的承载力，而且具有有防止或限制反射裂缝发生、发展的作用，破碎后的粒径范围为2~40cm，力学模式趋向于级配碎石。

碎石化技术的主要特点

通过破碎将旧水泥混凝土路面结构强度降低到一定程度，防止反射裂缝的发生，同时能实现结构强度与反射裂缝两者较好的平衡。旧水泥混凝土路面进行碎石化后具有以下特点：碎石化能使原水泥混凝土板块在平面上强度分布均匀；碎石化能保留原水泥混凝土路面的一定强度；碎石化能可以消除原水泥混凝土路面病害；碎石化后的粒径合理，不会产生应力集中现象。

碎石化技术的主要优势

旧水泥混凝土路面碎石化后，可以直接作为新路面结构的基层或底基层，如果旧水泥混凝土路面碎石化后具有较高的强度，能够满足道路承载要求，可作为路面基层直接加铺路面面层，新加铺面层可以是沥青混凝土路面，也可以是水泥混凝土路面。

碎石化技术专用设备及特点

实施碎石化的主要设备为MHB（Multipe-Hed Breaker）多锤头破碎机和Z型压路机。

多锤头破碎机(MHB)由两部分组成，前半部分为柴油发动机动力系统，后半部分为破碎系统，中间备有2排各3对650kg的锤头，两侧各有1对865kg翼锤。每对锤头的'提升高度可以根据需要随意调节，其最大提升高度110cm。

MHB的破碎机理是通过重锤的下落对水泥混凝土板块产生瞬时、点状的冲击作用，其具有以下特点：整幅车道宽度单次多点破碎；锤击功可以方便调节；破碎效率很高；破碎后颗粒组成特性较好；破碎后的表面平整度较高；方便调节，作业灵活。

Z型压路机是一种在钢轮表面带有Z状纹理的振动式压路机，自重不小于10吨，其作用是进一步碾压碎石化后的路面，为加铺提供一个平整的表面。

石化技术的强度形成机理

水泥混凝土路面碎石化后分为表面细粒散层、碎石化层上部和碎石化层下部三个层次。

（1）碎石化后表层约2~5cm，在压实过程中，颗粒被压密，形成嵌挤薄层，通过洒布透层油，具有较高的黏结力，并具有一定的强度和稳定性；

（2）碎石化层上部厚度约10cm，强度主要有：一是来源于内摩阻角，粒径越大则内摩阻角越大；二是来源于预应力，水泥混凝土面板在破碎时，混凝土产生侧向体积膨胀，混凝土颗粒的粒径越小，膨胀趋势越大，产生的预应力越大；

（3）碎石化层下部厚度约10cm，是“裂而不碎、契合良好、联锁咬合”的块体结构，该结构静定且自稳，具体表现形式为各种形式的咬合梁、拱结构，在外力作用下产生咬合嵌挤作用，比普通嵌锁作用更大，提供的强度更高，具有更好的结构稳定特性。

2 MHB碎石化施工质量标准

路面碎石化后的粒径范围要求

水泥混凝土板块一般在20~26cm之间，破碎后顶面粒径较小，下部粒径较大。路面碎石化后的粒径是控制基层强度及新加铺路面不出现早期反射裂缝的关键参数，作为控制碎石化工艺的关键指标，参照国外资料及国内研究成果，碎石化粒径应满足表要求。

路面碎石化后顶面的当量回弹模量和回弹弯沉要求

水泥混凝土路面碎石化后顶面的当量回弹模量是新加铺结构设计的基本参数之一，一般情况下，对于直接加铺沥青混凝土的路面结构，回弹模量平均值宜控制在150~500MPa之间。碎石化后的回弹弯沉与回弹模量之间存在着联系，在将碎石化后的板块及其下结构层视为同种材料构成的情况下，可以参照路面补强公式得到：

Ez=（1000pD/l0）m1m2

式中：p-弯沉测定车的轮胎压力；

D-与弯沉测定车双圆轮迹面积相等的承载直径；

l0-原路面计算弯沉；

m1-用标准轴载汽车在原路面上测得的弯沉值与用承载板在相同压强条件下所测得的回弹变形值之比，即轮板比，一般取；

m2-原路面当量回弹模量扩大系数。

MHB碎石化施工质量标准及检测频率

为满足直接加铺面层的技术要求，保障加铺层施工质量，根据课题研究和实验路的测试，结合路面设计的规范要求，提出MHB碎石化施工质量标准及检测频率。

碎石化层作为基层直接加铺沥青路面，目前我国技术规范中没有相应规定，本技术指标要求是在参考我国现行技术标准《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）和原技术标准（JTJ034-93）的基础上，结合实验路的实际情况提出的，具体实施中可以灵活掌握。如果碎石化层的表面平整度与上述要求差异较大，在铺筑沥青路面前，必须进行处理。处理措施主要有：

（1）据平整度情况合理合理选择沥青混合撩的型号；

（2）填充级配碎石找平、碾压后洒布热沥青或乳化沥青，再进行压实；

（3）采用其他合适的技术措施进行找平。如果不进行找平，可能会影响沥青路面的平整度，影响路面的使用效果。

3 碎石化后沥青加铺层结构组合

结构组合的原则

研究表明，工程中可能出现的碎石化后颗粒粒径或回弹模量的不同情况，可采用的结构组合原则有：

（1）碎石化施工中应尽量参照推荐的颗粒粒径和回弹模量推荐范围进行破碎，在此范围内时，沥青加铺层要求采用密级配沥青混凝土，并可考虑加铺防水封层；

（2）当碎石化后颗粒粒径稍偏大、回弹模量偏高时，可考虑采用开级配大粒径透水性沥青碎石（简称为LSPM）加防水封层的结构组合方式，其上沥青混凝土仍需采用密级配；

（3）当碎石化后颗粒粒径稍偏小、回弹模量偏低时，要保证加铺层总厚度，可考虑设置FDAC抗疲劳层，以防止疲劳开裂，其他沥青层仍需采用密级配；

（4）回弹模量小于120MPa时需要考虑增设补强层，按照新建路面结构设计。 沥青加铺层四种机构组合方式

（1）作透层、封层后，直接加铺上、中、下面层的密级配沥青混凝土；

（2）加铺LSPM，然后采用两层两面的形式；

（3）加铺抗疲劳层后，再加铺沥青混凝土；

（4）加铺无机结合料稳定类基层，然后加铺沥青面层。

根据研究成果，碎石化后的回弹模量大致可分为5个级别，相应的加铺结构组合形式可按表3标准选取。

4 碎石化技术适用条件和注意问题

碎石化技术的使用条件

碎石化的技术条件

碎石化技术是旧水泥混凝土路面重建技术的主要方案之一，国内外研究和工程实践证明，只要旧水泥混凝土路面满足表4所列条件，就可以应用碎石化的技术进行重建改造。其他因素如板块断裂程度、坑洞、接缝损坏、表面裂缝与层状剥落等不是决定应用碎石化技术的必要条件。

碎石化的经济条件

碎石化工艺应用与原路面补修存在经济平衡点，这个平衡点可用修补比率来反映，国外算例中修补比率为13%左右，山东的经济平衡点是修补面积为20%~25%时，进行破碎改造更为经济。

直接加铺面层时的技术要求

水泥混凝土路面碎石化后直接加铺沥青面层时，应遵循如下原则：

（1）回弹模量平均值一般在150~500MPa左右，部分原路面水泥混凝土材料较好时，回弹模量会更大，现场测试中出现个别值在600MPa、700MPa的情况，进行上部结构设计时，必须将弯拉指标作为主要设计指标；

（2）等级较高的公路上，碎石化层上的沥青混凝土结构一般不宜小于12cm；

（3）实验段已用于80%（整幅路面）断板的水泥混凝土路面，80%以下断板时使用不会有问题；

（4）上面层必须密级配防水型沥青混合料；

（5）必须完善排水设施；

（6）在碎石化程度较高，测试回弹模量数据较小时，应注意下面层的抗疲劳特性。

碎石化技术应用的注意问题

在满足技术、经济条件要求的前提下，应用MHB进行碎石化前还需要综合考虑以下因素：

（1）水泥混凝土路面基层的破坏程度决定了其碎石化施工的颗粒控制和工艺要求。对于损害严重的水泥混凝土路面，必须判断其基层状态。一般情况下，基层破坏程度越高。破碎后粒径越小。

（2）水泥混凝土路面基层的破坏程度是判断严重病害路面是否可用碎石化工艺的重要标准；当基层严重破坏时，碎石化后板块容易丧失颗粒间的嵌挤作用，导致模量下降，容易导致沥青路面层出现疲劳破坏。此时应用碎石化，应注意提高上部路面结构设计安全性。

（3）排水设施是碎石化的必须辅助工程。完善排水设施是防止碎石化后沥青加铺层再次发生水损坏的重要措施。

这里所有要求，共同构成碎石化技术的应用条件和决策依据，是确定旧水泥混凝土路面能否实施碎石化技术以及能否直接加铺沥青混凝土面层的必要条件。

结语：重点就碎石化使用条件、强度机理、加铺层组合、施工质量标准及检测频率的关键技术进行介绍，为旧水泥混凝土路面改造提供参考依据。

参考文献

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[2]大碎石沥青混合料柔性基层在老路补强中的应用研究[J].西安：中国公路学报，.

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[4]旧水泥混凝土路面碎石化后的沥青加铺层设计[J].北京：公路交通科技，.

[5]国外水泥混凝土路面碎石化技术简介[J].北京：公路，.