第9章 路面工程施工

第9章路面工程施工土木工程施工多媒体9.1路面等级与类型9.1.1路面等级依据面层材料的组成、结构强度、路面所能承担的交通量和使用的性能，通常把路面划分为高级路面、次高级路面、中级路面和低级路面等四个等级。9.1.2路面类型通常根据路面的力学特性，可把路面分为沥青路面、水泥混凝土路面和其他类型路面。另外,路面还可以按其面层材料分类，如水泥混凝土路面、黑色路面(指沥青与粒料构成的各种路面)、砂石路面、稳定土与工业废渣路面以及新材料路面。这种分类用于路面施工和养护工作以及定额管理等方面。1.沥青路面沥青路面是指在各种柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度的沥青混合料面层的路面结构，亦称柔性路面。沥青面层可分为以下四种类型：沥青混合料面层、乳化沥青碎石面层、沥青贯入式面层、沥青表面处治面层。沥青混合料可分为沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料。（1）沥青混合料面层。沥青混凝土混合料是由一定比例的粗、细集料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥青拌和而制成的符合技术标准的沥青混合料，因其可看成是用沥青作为胶结料的混凝土，故又将其称为沥青混凝土混合料。沥青混凝土混合料经压实成型的路面称为沥青混凝土路面。热拌热铺沥青混合料路面是指沥青与矿料在热态下拌和、热态下铺筑施工成型的沥青路面，它适用于各种等级公路的沥青面层。高速公路、一级公路沥青面层均应采用沥青混凝土混合料铺筑。其他等级公路的沥青面层的上面层，宜采用沥青混凝土混合料铺筑。（2）沥青碎石路面。它是由不同粒径大小、且掺有少量矿粉或不加矿粉的级配矿料，与一定比例沥青均匀拌和后用其铺筑的路面。沥青碎石混合料仅适用于过渡层及整平层。一般采用乳化沥青作为沥青碎石混合料的结合料，即称为乳化沥青碎石混合料。乳化沥青碎石混合料适用于：二级及三级以下公路的沥青面层、二级公路的罩面层以及各级公路沥青路面的联结层或整平层。乳化沥青碎石混合料路面的沥青面层宜采用双层式，单层式只宜在少雨干燥地区或半刚性基层上使用。（3）沥青贯入式路面。它是在初步压实的碎石(或轧制砾石)上，分层浇洒贯入沥青、撒铺嵌缝料，或为增强水稳定性、防止表水渗入，再在其上部加铺热拌沥青混合料封层，经压实而成的路面结构。沥青贯入式路面的厚度通常为4～8cm，当在其上部加铺热拌沥青混合料封层时，沥青混合料封层的厚度宜为2～4cm，其总厚度宜为6～10cm；当采用乳化沥青时称为乳化沥青贯入式路面，其厚度为4～5cm。沥青贯入式路面属于次高级路面，适用于二级及二级以下公路，也可作为沥青混凝土路面的联结层。（4）沥青表面处治面层。它是用沥青和集料按层铺法或拌和方法裹覆矿料，铺筑成厚度不大于3cm的一种薄层路面面层。它属于中低级路面，适用于三级及三级以下公路、城市道路支路、县镇道路、各级公路施工临时便道以及在旧沥青面层上加铺罩面层或磨耗层。2.水泥混凝土路面它指以水泥混凝土面板和基(垫)层组成的路面，亦称刚性路面。3.其他类型路面主要是指在柔性基层上用有一定塑性的细粒土稳定各种集料的中低级路面。9.2沥青混凝土和沥青碎石混凝土路面9.2.1施工工艺按照施工工艺的不同,沥青混凝土和沥青碎石混凝土路面面层施工分为路拌法和厂拌法。1.路拌法它是指在施工现场以人工的或机械的方式将沥青和矿料拌经过就地拌和、摊铺和压实而形成路面的方法。因通过拌和工序，沥青在混合料中分布得较均匀，缩短了路面成型期。该法的优点是较有利于就地取材。其缺点是因所使用沥青结合料的稠度较低，故混合料强度较低。2.厂拌法它是指集中设置拌和基地（拌和站、场、厂），采用专门设备，将具有规定级配的矿料和沥青加热拌和，然后将混合料运至工地热铺热压而形成路面的方法（图9-1）。该法的优点是当碾压终了温度降至常温即可开放交通。另外，因工厂化生产沥青混合料，故混合料质量高，从而路面使用寿命长。其缺点是因拌和站（场、厂）的设备较昂贵，故初期的一次性投资费用较高。采用厂拌法施工的沥青路面有沥青混凝土和厂拌沥青碎石。9.2.2热拌沥青混合料路面施工热拌沥青混合料路面的施工过程包括五个步骤：施工准备、混和料的拌制、运输、摊铺和压实成型。（1）施工准备。在摊铺沥青混合料前应做到：基层路拱高程无误，表面平整坚实、干燥洁净；施工机械相互配套、数量足够、状态完好；材料备足，检验用工器具备齐，摊铺厚度放样正确，施工计划科学等。（2）沥青混合料拌制。沥青混合料必须在拌和厂采用拌和机械拌制。拌和机械分为连续式和间歇式两种，前者的单位时间生产能力大于后者。拌和设备的选型应根据工程量和工期综合考虑，并且拌和设备的生产能力应与摊铺能力相匹配，最好略高于摊铺能力。拌和机可以是固定式的或移动式的。固定式的拌和机拌制混合料的工艺如图9-1所示。图9-1图9-1（3）沥青混合料的运输。热拌沥青混合料采用较大吨位的自卸卡车运输到铺筑工地。运输车的运能应略大于拌和能力和摊铺速度。运送路途中，应在混合料上覆盖篷布，以便保温、防止雨淋或污染环境。混合料运送到摊铺地点的温度应符合《公路沥青路面施工技术规范》的规定。车厢内侧板表面应涂薄层掺水柴油(油:水=1:3)，以此来防止沥青粘结到车厢体上。运送到工地时，已经成团块、温度不符合要求或遭受雨淋的沥青混合料，不得使用。（4）沥青混合料的摊铺。铺筑沥青混合料前，应按规定洒布透层、粘层或铺筑下封层。热拌沥青混合料一般应使用摊铺机作业。摊铺前，根据施工需要调整和选择摊铺机的结构参数及运行参数。在摊铺过程中，应随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡，不合要求处应及时纠正。在不便于机械摊铺部分以及小规模工程，可用人工摊铺沥青混合料。人工摊铺时，用铁锹铲运，以扣产方式摊铺均匀，同时防止远锹扬料造成粗料与细料分离。（5）沥青混合料的压实及成型。压实过程应按初压、复压、终压(包括成型)三个阶段进行。碾压时压路机组合方式及碾压步骤应科学合理。初压应在混合料摊铺后较高温度条件下进行，应采用轻型双轮钢筒式压路机（机重60～80kN）或关闭振动装置的振动压路机碾压两遍，使混合料初步压实；复压应紧接在初压后进行，宜采用重型轮胎式压路机（机重≥150kN），也可采用振动压路机或钢筒式压路机（机重≥120kN），通常碾压不少于4～6遍，具体遍数应经试压确定；终压应紧接在复压后进行。终压后选用压路机型号与初压时相同，宜压2～4遍，并要求压后无轮迹，路面表面平整度符合要求。应当注意，压路机应以慢而均匀的速度从外侧向路中心碾压，碾压时不得产生摊移、开裂。沥青混合料粘轮时，可向碾压轮上洒少许水，但不得洒柴油。遇到压路机无法压实的地方时应及时手工夯压密实。9.2.3乳化沥青碎石混合料路面施工（录像）乳化沥青碎石混合料宜采用拌和厂机械拌和，其施工方法、施工顺序和施工要求基本上与沥青混凝土路面相同。在条件限制时也可以现场用人工拌制。因乳化沥青与热拌沥青的特性的差异，造成乳化沥青碎石混合料路面施工有些不同，要点如下：（1）初压。混合料摊铺后，可采用60kN左右的轻型压路机压2～4遍，使混合料初步稳定。压路机应匀速进退，不得在碾压路段紧急制动或快速起动。（2）复压。当乳化沥青开始破乳，混合料由褐色变成黑色时，用120～150kN轮胎压路机或100～120kN钢筒式压路机碾压2～3遍后立即停止，待晾晒一段时间，水分蒸发后再补充碾压密实为止。（3）碾压。若发现局部混合料有松散或开裂时，应立即挖除补换新料，整平后继续碾压密实。（4）上封层。应在压实成型、路面水分蒸发后上冻前可加铺完成。9.3水泥混凝土路面9.3.1水泥混凝土路面的构造1.水泥混凝土路面的总体构造水泥混凝土路面属于刚性路面，其主要组成部分包括面层（水泥混凝土面板）、基层、垫层、路基、路肩和排水设施等，如图9-2所示。图9-22.土基和基层（1）土基。它位于整个路面结构之下，是混凝土路面的基础，应要求其有足够的强度和稳定性。地下水和地面水破坏路基的稳定，故要注意加强路基排水。（2）垫层。它修筑在土基之上、基层之下，其作用是改善土基的水温状态。对长期处于潮湿路段的土基，应考虑设置垫层。（3）基层。它修筑在土基或垫层（若设置垫层）上并置于混凝土面板下，要求其能均匀稳定地支承混凝土面板，保证混凝土路面的整体强度，以防出现唧泥和冻胀或板底脱空及错台现象。基层宜采用整体性强、稳定性好、具有抗冻性的整体性半刚性基层。3.面层（面板）水泥混凝土面层（面板）是整个路面结构层的最上层，其表面直接承受大气作用和行车荷重，故水泥混凝土面板应具有较高强度和稳定性，表面平整耐磨，并有一定的粗糙度，达到路面的规定抗滑标准。水泥混凝土面板采用等厚式断面。为了便于排水，面板表面应有1％～1.5％的横坡；路肩横坡比路面横坡大1％～2％。必要时在混凝土面板边部布置边缘钢筋，或在面板角隅处布置发针型补强钢筋进行加固。有时亦可用钢丝网加固。4.水泥混凝土路面接缝的构造为了防止过大的温度应力和不均匀的土基沉陷等引起混凝土板的开裂，或在施工过程中受每工作班铺筑能力的限制，必须设置纵横正交的纵向和横向接缝。按接缝功能的不同，纵向接缝可分为纵向缩缝和纵向施工缝；横向接缝可分为横向缩缝、胀缝(又称为伸缝)和横向施工缝。横向缩缝又可分为假缝型和假缝加传力杆型。胀缝又可分为传力杆（滑动）型，边缘钢筋型和厚边型。5.传力杆和拉杆（1）传力杆。它将作用在接缝板边的轮载分布到相邻板块上。传力杆应采用光面钢筋。其长度的一半再加5cm应涂以沥青或加塑料套。胀缝的传力杆还应在涂沥青一端加一套子，内留3cm空隙并填充纱头或泡沫塑料。套子宜在相邻板间交错布置。（2）拉杆。它的作用是防止因混凝土面板的相对位移产生接缝变宽、拉住接缝两边的板块，而不是分布车轮荷载。拉杆设在板厚的中央，应采用直径为12～16mm的螺纹钢筋。拉杆的中部10cm范围内应做防锈处理。6.填缝料它是指填充在水泥混凝土路面接缝里的材料，分为接缝板和填缝料两种。（1）接缝板。接缝板制作应选用杉木板、纤维板、泡沫橡胶板或泡沫树脂板等材料，它们能适应混凝土板的膨胀收缩，且耐久性良好。（2）填缝料。常用的填缝料有沥青橡胶，聚氯乙烯胶泥和沥青玛蹄脂等加热施工型填缝料。若不加热而常温施工，可使用氯丁橡胶或乳化沥青橡胶类填缝料。这些材料与混凝土板粘结力强、回弹性好，耐疲劳、不渗水和不溶于水，高温不溢出，低温不脆裂。7.水泥混凝土路面与其他构造物相接处的构造混凝土路面与桥梁、与沥青路面，构筑物横穿水泥混凝土路面，以及混凝土路面交叉口等的构造措施在此省略，其内容详见《水泥混凝土路面设计规范》的相关章节。9.3.2水泥混凝土路面施工水泥混凝土路面的包括如下主要工序：（1）放样清底。放样就是在质量检验合格的水泥混凝土路面基层上打桩放样；清底即是认真清扫基层。天气干燥时可适当洒水润湿基层。（2）安装模板。水泥混凝土路面施工时使用的模板类型和要求，与一般混凝土结构工程相同。当模板为钢模时，通常采用高度与面层板厚相同的槽钢。安装模板时，用铁钉将模板按预先标定的位置打入基层并固定它。（3）安设传力杆和拉杆。传力杆的安装，一般可采用顶头定位木模固定（图9-3a）和预制支架固定（图9-3b）两种方法。传动杆的位置和间距应符合设计。拉杆的安设与传力杆相同。（4）混凝土的制配。水泥混凝土混合料的制配分为两种方法：在施工地点用搅拌机现拌现用；在中心拌和场集中拌制，再用手推车、自卸汽车或混凝土输送罐车运到工地。图9-3砂、石、水泥等材料的堆放地点和搅拌机（或搅拌篓）的布置要统筹安排，以方便混凝土混合料生产和运输。水泥混凝土拌和时应严格掌握配合比，特别应注意根据天气、砂、石的天然含水量调整拌制用水量。搅拌的投料顺序为砂、水泥、碎(砾)石，或碎(砾)石、水泥、砂。投料后，一边拌和一边加水；搅拌时间由搅拌机性能和混凝土的施工和易性等因素来决定，一般为2～3min。混凝土搅拌出料至浇筑完毕的最大时间应以混凝土的初凝时间为限，否则，应在混凝土中添加适量缓凝剂。5.浇筑摊铺与振捣水泥混凝土面板浇筑摊铺施工有三种方