30水泥混凝土路面打裂压稳施工工法.docx
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30水泥混凝土路面打裂压稳施工工法
水泥混凝土路面打裂压稳施工工法
GGG（鲁）B2030-2008
贾海庆张建孙同波张鹏
（山东省公路建设（集团）有限公司山东省公路养护工程有限公司）
1.前言
水泥混凝土路面打裂压稳是控制加铺层反射裂缝的一种方法，打裂目的就是减小水泥混凝土板的尺寸，以降低产生反射裂缝的温度应力，同时对其上的加铺层提供较好的支撑。
压稳的目的是检验和加强打裂后混凝土板与基层的结合。
目前，破碎与固定可分为破碎与固定同步实施、破碎与固定分步实施两种技术。
该技术属于后者。
水泥混凝土路面打裂压稳技术主要通过门式破碎机对旧水泥混凝土路面进行冲击，使其开裂从而达到减少混凝土板的尺寸，实现延缓沥青罩面的反射裂缝，延长道路使用寿命的目的。
山东省公路建设集团控股公司山东省公路养护工程有限公司于2002年国内首次引进美国水泥混凝土路面打裂压稳设备，并将其施工工艺命名为水泥混凝土路面打裂压稳技术（Creakandseat）。
水泥砼路面打裂压稳使用的机械主要有门式破碎机、重型胶轮压路机。
门式破碎机装配有宽度为2.5米的门板式冲击锤，锤头重5吨，具备足够的能量使混凝土路面产生全深度的开裂。
重型胶轮压路机自重25吨，单轮压力3.5吨，在打裂后静压路面2～3遍以检验路面动态稳定性。
2.工法特点
与国内同类技术相比，尤其是与蓝派水泥混凝土路面冲击压实技术相比较，水泥混凝土路面打裂压稳技术有以下几个特点：
2.1冲击力可随意调节。
门式破碎设备的冲击力由冲击锤的高度和设备行进速度决定，因此可以根据不同的路面状况和构造物埋设情况调节冲击高度，满足不同的冲击要求。
尤其是道路相邻建筑物密集的城区，施工优势更加明显。
2.2均匀性高。
通过控制行进速度可以进行定点冲击，也可以通过匀速行驶达到均匀冲击的效果。
2.3施工便捷。
不须封闭交通，具有施工速度快、振动小、造价低的特点以及重要的环保意义。
3.适用范围
3.1基本条件
采用打裂压稳施工工艺的路段应满足下表所列要求：
表3.1适用打裂压稳工艺的关键因素
相关指标
基层稳定情况
板体材料
界限或性状
稳定
有一定整体性
3.2路况调查
当路面路况调查有以下特征时，可采用打裂压稳施工工艺：
3.2.1超过25%的板开裂；但板的整体性尚未明显破坏。
3.2.2超过20%的接缝需要修补。
3.2.3超过20%的工作长度出现纵缝缺陷，且宽度超过10cm。
3.2.4超过10%的路面需要开挖修补以达到结构性要求。
3.2.5封闭交通困难的路段。
4．工艺原理
在水泥混凝土路面的整个使用周期内，其路面状况与修复方法的关系有如图4-1所示：
图4-1各阶段适用措施与使用的年限关系示意图
从结构上看，打裂压稳通过冲击延展了原混凝土板中的细微裂逢并有效减的尺寸，达到延缓罩面反射裂缝的目的。
图4-2打裂压稳工艺的基本原理
5.工艺流程及操作要点
5.1主要工艺流程
施工准备→试验路段→裂缝尺寸检查→确定打裂工艺控制→打裂一遍→
胶轮压路机压实三遍→稳定性检查→透层或封层施工→路面施工
5.2操作要点
5.2.1施工准备
1、技术准备
开工前，组织技术人员认真熟悉工程情况，进行任务分工，让每个技术人员明确自己责任分工的内容和要求及工程工期、质量、安全目标，认真做好以下技术准备工作：
1）熟悉设计图纸，掌握施工规范、技术要求、操作要点、检验方法、验收标准。
2）积极与监理工程师联系，完成设计技术交底，根据监理要求制备开工所需施工文件、图纸及各种试验、检验表格。
3）编制实施性的施工组织设计
项目部各有关人员进驻工地后，对施工现场进行进一步的调查研究提出合理建议，并依据投标书内容编制可操作性的施工组织设计，报监理工程师批复后，对工程技术人员及工程管理人员进行技术交底，特别要明确工期控制点和主要工艺流程的施工技术特点及注意事项。
4）编制开工报告
在具备开工条件后，编制开工申请报告，申请正式开工。
2、现场准备
1）机械设备准备
进场机械设备及时安装、调试，满足工程需要。
2）机械材料供应准备
施工机械进场前准备充足的各类机械配件，在施工过程中机械负责人根据机械运转情况编制详细配件采购计划，确保机械设备能够正常运转。
3）交通管制
改建工程施工路段交通量较大，为维护正常的施工组织、秩序及保证施工安全，交通安全管制工作十分重要。
施工中配合业主发布的封闭交通施工通告对整个施工路段进行交通管制，在合同段的起终点及平面交叉口设置施工禁行及绕行指示标志，安排专职人员24小时着交通警示服装在起终点、平交路口、重要厂矿学校门口等处对过往、驻区车辆进行分流和疏导，对驻区车辆根据施工情况划定具体的路线、限速行驶，使用安全锥、钢管架等进行隔离和导向，对正在施工段进行完全封闭，防止社会车辆误入发生事故。
4）隐蔽构造物的调查与标记
破碎前，结合设计图纸提供的有关隐蔽构造物如：
暗涵、地下管线等的情况进行调查，以确定破碎是否会对这些构造物造成损坏。
通常，构造物埋深或填土高度在1米以上的不会由于破碎带来损坏。
在不满足以上条件时，可以降低锤头高度对水泥路面进行打裂，或采用其他人工风镐等可行的方案。
对于不同埋深的构筑物用不同标志的红色油漆标注清楚，用以区别破碎。
5.2.2原路沥青罩面层清除
327国道部分路段破碎比较严重，为维持一定的通行能力，于2003年下半年对这部分路段打裂压稳后进行了沥青罩面修补，本次翻修施工图中要求将其清除。
1、沥青罩面层清除方法
可使用门式破碎机破碎一遍，将沥青层震松后配合人工清除。
2、沥青罩面层清除注意事项
清除过程中特别注意避免废弃的沥青混合料对工程沿线的污染，做到边施工边清理，降低因施工带来的对环境的破坏和影响。
清除的废弃料运至业主制定的堆弃场地，切实做到文明施工、文明交工，树立良好的社会形象。
5.2.3打裂压稳试验段
在正式施工之前，先进行试验路段，破碎长度为100米，记录不同的破碎尺寸相对应的门式破碎机的设置如锤头高度、行驶速度等数据，找出能够将路面破碎至规定尺寸的设置。
试验路段得到监理工程师的认可后将确定的破碎化程序应用于本工程。
施工过程中应不断地监控破碎操作并应该在施工过程中根据路况的不同不断地进行小的调整以确保破碎结果满足要求。
5.2.4打裂压稳工艺控制
1、横向打裂宽度的排列
正常情况下，打裂设备可使4米宽的砼板一次性开裂，12米宽路面可以分三幅施工，15米宽路面可以分四幅施工。
但是考虑到本项目在板纵缝处已经存在不均匀沉降和脱空情况，而均匀性是打裂压稳技术先进于传统冲压技术的一个重要指标，它能更好地限制反射裂缝的发生。
本项目拟对12米宽路面分四幅施工，15米宽路面可以分五幅施工，彻底解决板缝处的问题并保证破碎尺寸的均匀性。
2、破碎尺寸的控制
由于原路强度不均，在施工过程中应随时调整破碎机冲击高度、频率、速度等，确保破碎后路面尺寸的相对均匀，尺寸以肉眼观测和尺量控制为主。
由于打裂后裂缝非常细微，正常情况下比较难以直接观测到裂缝发生，因此，可以在喷撒少量水之后抽样检测破碎尺寸。
3、沉降差及动态稳定性控制
打裂后用重型胶轮压路机压实，安排专人负责观察轮底板块的稳定性并测量压实前后路面沉降量，如果板块稳定且沉降差值小于5mm，则认为路面不再下沉且已稳定。
胶轮压路机静压过程中的板块动态稳定性检验与控制也是打裂压稳技术先进于传统冲压技术的一个重要内容。
4、软弱板块的重新处理
如果部分原路面在施工中发现破碎后的板块不稳定或沉降超标，应对其进行补充破碎，如果补充破碎后达到要求，则可进行下一道工序。
如果补充破碎以后表面仍不稳定，则说明路基软弱或基层损坏，这时，就必须清除不稳定路面板和软弱基层，并全深度用水泥稳定材料换填压实。
5、清扫
在混凝土路面破裂后，应清除表面所有的松散、破碎的混凝土，尘土和外来物，此工序应在下部工序实施前进行，以减少不必要的重复。
5.2.5打裂压稳对基层施工的要求
打裂压稳后的砼路面即可进行下一道工序施工，如果施工需要，也可开放交通，但是在摊铺基层之前应增加一道稳定性检验程序，确保工程质量。
6.材料设备
该工艺需要的材料为粘层油和路面施工设计中确定使用的道路材料。
水泥砼路面打裂压稳使用的机械主要有门式破碎机、重型胶轮压路机。
图6-1门式破碎机（BB－8600）图6-2重型胶轮压路机
门式破碎机装配有宽度为2.5米的门板式冲击锤，锤头重5吨，具备足够的能量使混凝土路面产生全深度的开裂。
锤头的提升高度、频率可独立调节，这样在4米宽度内可以一次性连续均匀地将路面破碎。
每小时可破碎4米宽车道300米左右。
重型胶轮压路机自重25吨，单轮压力3.5吨，在打裂后静压路面2~3遍以检验路面动态稳定性。
7.质量控制
7.1打裂压稳质量标准
参照美国国家沥青路面协会的有关规范，制定相关控制标准如下：
7.1.175%以上的路面不规则开裂，相邻裂缝围成的面积为0.4～0.6m2；
7.1.2胶轮压路机压实前后沉降差在5mm以内；
7.1.3压实前后板体稳定。
7.2质量保证措施
本项目施工质量控制重点一是控制破碎尺寸，二是控制破碎均匀性，三是压实后板体稳定性的检查。
设备操作手每班两人，专门经过技术培训，一人操作，一人随时观察质量情况并做出调整，技术人员也将全过程检测打裂和压稳情况，确保破碎质量。
7.2.1质量保证体系
项目经理部建立创优领导小组，实行项目经理负责制，由项目经理任组长，总工任副组长，职责是坚持“以质创益，以优取胜，以质兴业”的经营方针，围绕创优目标领导各部门人员的创优保证工作，采取可行措施确保创优目标实现。
建立健全各级、各部门、各岗位工程质量责任制。
7.2.2质量保证体系说明
本合同拟采取的质量保证体系从思想、组织、制度、措施、经济五个方面来保证创建“优良级工程”这一最终目标，简述如下：
1、思想保证：
进行全员创优教育，施工前教育和施工中的经常教育，提高全员创优意识，加强技术培训和质量竞赛。
2、组织保证：
服从监理工程师的现场指导、监督。
紧紧围绕创优目标领导各部门人员的创优保证工作，采取可行措施确保创优目标实现。
3、制度保证：
制定严格、细致的质量奖惩制度，使各项工作都有章可依，便于对人的各项具体工作质量进行考核。
4、措施保证：
制定工艺操作标准，推行标准化规范作业，编写制定各分项工程施工工艺标准细则，严格按标准施工。
推广新技术、新工艺的应用。
5、经济保证：
加大资金投入，保证机械设备良好工作状况。
开展奖优惩劣活动，激励人员不断提高工作质量，创造优质工程。
7.2.3健全完善自检体系
1、强化以第一管理者为首的质量自检、自控体系，实行工程部门管理、质检部门监控的监督分离体制，对工程重要结构和隐蔽工程建立内部旁站和复检制度。
2、自检体系由项目部、施工队二级组成。
按照“跟踪检查、复检、抽检”三个检测方法实施检测任务。
3、制定和完善岗位质量规范、质量责任及考核办法，明确岗位质量职责，层层落实质量责任。
4、施工过程中进行自检、互检、交接检，并定期的进行质量大检查。
确认质量合格后交项目部复检，复检合格后报监理工程师核查审批。
8.安全措施
8.1组织保证措施
8.1.1项目部成立以项目经理为第一责任人的安全生产领导小组。
8.1.2项目部配专职安全员并建立各级网络，做到“专管成线，群管成片”。
8.2制度保证措施
8.2.1严格按照交通部及山东省有关保证安全生产的文件和规定执行。
8.2.2为加强施工中管理、保障施工人员和国家财产的安全，根据“谁主管谁负责”的原则，建立以项目经理为第一责任人的各级安全生产责任制，做到“纵向到底，横向到边”。
各级负责人签订安全生产责任状，谁出了问题，追究哪一人的责任。
8.2.3建立安全生产定期和不定期检查制度。
每月召开一次安全生产例会，对可能存在的安全隐患消灭在萌芽状态。
每旬对安全生产情况进行一次检查。
8.3思想保证措施
8.3.1全体施工人员严格执行党和国家有关安全生产方针、政策、法令和安全生产技术规程，自觉遵守交通部及业主的有关安全生产的管理规定。
8.3.2增强全员安全意识。
认真贯彻执行“安全生产、预防为主”的方针，打好安全基础，使各级明确自己的安全目标，制定各自的安全规划，达到全员参加，全员实施的目的，体现“安全生产、人人有责”的原则。
8.3.3抓好安全岗位培训。
开工前，对所有上岗人员进行安全知识教育，分批培训，把有关安全操作规程印发给各基层单位，对照检查，对照实施，特种行业人员一律持证上岗。
8.3.4随时接受业主及监理单位对安全生产的督促、检查、考评，对提出的问题，确定方案组织实施，确保安全生产。
8.4施工安全保证措施
8.4.1现场安全防护措施
所有作业、测量、管理、监理、参观人员，进入现场注意施工车辆交通安全及作业机械安全，施工车辆要限速行驶，保证人员安全。
8.4.2施工防火保护措施
1、施工现场的布置应符合防火、防电等安全规定和文明施工的要求，生产、生活办公用房、仓库、配件堆放场等按批准的总平面布置图进行布置。
2、生产、生活区均要设足够的消防水源和消防设施，消防器材应有专人管理，施工人员要熟悉并掌握消防设备的性能和使用方法。
3、房屋、库棚等的消防安全距离应符合国家或公安部门的规定，室内不得堆放易燃品，现场的易燃杂物，应随时清除；严禁在油库等处吸烟。
8.4.3机械设备安全管理措施
1、机械设备操作人员（或驾驶员）经过专门训练，熟悉机械性能，经考试取得操作证或驾驶执照后方可上机（车）。
不准操作人操作与操作证不相符的机械；不准将机械设备交给无操作证的人员操作，对机械操作人员要建立档案，专人管理。
2、机械操作人员和指挥人员严格遵守安全操作技术规程，工作时集中思想，谨慎工作，不擅离职守，不酒后驾车。
3、机械设备发生故障后及时检修，严禁带故障工作。
严禁存放易燃、易爆物品，严禁酒后操作机械，严禁机械带病运转或超负荷运转。
4、机械操作人员做好各项记录，达到准确、及时，严格贯彻例保制度，认真执行清洁、润滑、坚固、防腐、安全作业。
5、机械设备在施工现场停放时，应选择安全的停放地点，夜间应有专人看管。
6、严禁对运转中的机械设备进行维修、保养、调整等作业。
7、定期组织机电设备、车辆安全大检查，对检查中查出的安全问题，按照“三不放过”的原则进行调查处理，制定防范措施，防止机械事故的发生。
8.4.4配件材料安全保证措施
工地设物资配件仓库，统一对物资进行管理，按照材料的储存要求，修建具备相应功能的仓库，做到分门别类储放，门前标志牌清楚，消防器材齐全。
9.环保措施
9.1搞好项目部建设。
环境清洁，办公设施整齐，规章制度、岗位职责、工程图表上墙，动态图表能真实反应当前工程的质量和进度情况，天气记录真实准确。
9.2工程实施过程中应特别注意避免对工程实施区域内的环境造成污染，工程接近完工时组织对施工沿线现场、生活住区等的环境进行集中彻底清理，降低因施工带来的对环境的破坏和影响，切实做到文明施工、文明交工。
9.3对施工过程中可能影响到的建筑物指定可靠的防止损坏的实施措施,并在施工过程中实施监控.
9.4采取隔音措施,尽可能的降低噪音污染。
10.效益分析
10.1水泥混凝土路面改造不同方案造价比较
图10.1各方案资源节约和寿命比较
10.2各方案性能价格比比较
图10.2各方案性能价格比比较
10.3水泥路面改造技术分析
表10.3水泥路面改造技术分析
方案
项目
挖除重建
直接加铺
打裂压稳
反射裂缝
完全解决
不能解决
基本解决
路基形式
柔性
刚性
刚性偏柔性
基层处理
新铺
利用
利用
废料减少（t/Km）
0
5200
5200
石料节约（t/Km）
0
1000
3000
沥青节约（t/Km）
0
50
175
工期比例（%）
100%
18%
30%
交通影响（%）
100%
35%
20%
使用寿命（年）
15
3
8
成本比例
100%
66%
70%
性价比指数
1．0
1．2
5．0
综合分析，碎石化的性价比高，不仅可以减少废料，降低环境污染，节约石料和沥青，还能缩短工期，降低工程成本。
11、应用实例
11.1河北唐山省道平青乐线
省道平青乐线是滦县县城北部的一条主要交通干道，也是滦县县城通往京沈高速公路的唯一通道，凯瑞立交桥至北收费站段做为省道平青乐线其中的一段，始建于1993年，1997年经加宽改建为一级公路，路面结构为:
中间两幅（1993年建成部分）为22厘米厚水泥混凝土路面+双层18厘米厚石灰土基层。
现有路面已通车使用十余年，绝大部分路段已出现严重病害，尤其是近年来由于超限超重车辆的增多，更使路况质量加速下降，继续使用，势必大大增加养护费用，影响使用质量。
它的大修将对加强滦县与京津及河北省北部地区城市的联系、确保运营安全、提高道路通行能力和服务水平，促进滦县经济发展产生积极的影响。
本项目的设计阶段充分吸收了以往水泥砼路面改造的经验，对照近年来在国内成功应用的水泥砼路面碎石化改造技术，通过专家组证，决定采用打裂压稳施工工艺对省道平青乐线进行改造。
该项目08年5月底通车后，经历了大交通量的行车碾压及炎热夏季的气候变化以及夏季大降雨量的严峻考验，目前路面状况良好，无任何反射裂缝。
沥青加铺层病害调查表
调查内容
状况
备注
裂缝
温度裂缝
无
反射裂缝
无
滑移
无
车辙
无
网裂和坑洞
无
11.2绍兴104国道上虞段
绍兴104国道上虞三角站至蒿坝段，老路面为水泥混凝土路面，路面宽22m，路面结构为22cm厚水泥混凝土面层+15cm厚水泥（５％）稳定碎石基层＋15cm厚水泥（３％）稳定碎石底基层。
近年来，随着社会经济的全面发展，人们对公路基础设施的要求越来越高，交通安全和舒适性要求普遍提高，同时原有路面结构难以满足交通发展和车道轴载加重的需求，造成水泥混凝土破板普遍，仅靠修复已无法确保行车舒适和安全的需要，为改善路面状况，提升行驶功能，2007年特对本项目实施专项整治。
本项目的设计阶段充分吸收了水泥砼路面改造的经验，结合水泥路面打裂压稳技术在浙江成功应用的经验，并选用满足交通量、经济合理、施工方便、技术成熟的路面结构形式，力求提高路面的使用质量和寿命。
在项目采用的路面结构为：
４cm厚细粒式ＡＣ-13型SBS改性沥青砼上面层+5cm厚中粒式AC-16C型沥青砼中面层+7cm厚粗粒式AC-25C型沥青砼下面层。
在确定应用碎石化技术之前，业主和设计单位对原路面的基层的强度和面板的破坏情况进行了调查，面板的基层情况较为良好，面板除少数板出现断裂、沉陷外，总体破坏的不多，无需换板处理，构造物埋置深度满足要求。
通车一年后，经历了大交通量的行车碾压、恶劣少见寒冷冬季及炎热夏季的气候变化以及夏季大降雨量的严峻考验，目前路面状况良好，无任何反射裂缝。
11.3205国道临沂段
205国道临沂段为二级公路，随着社会经济的全面发展，人们对公路基础设施的要求越来越高，交通安全和舒适性要求普遍提高，同时原有路面结构难以满足交通发展和车道轴载加重的需求，尤其是近年来由于超限超重车辆的增多，更使路况质量加速下降。
为改善路面状况，提升行驶功能，2002年决定对其中2.5公里进行打裂压稳技术改造并重新罩面。
该路段的路面结构形式采用：
6cm粗粒式沥青砼+5cm中粒式沥青砼+4细粒式沥青砼
该项目02年11月底通车后，经历了大交通量的行车碾压及炎热夏季的气候变化以及夏季大降雨量的严峻考验，目前路面状况良好，无任何反射裂缝。
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