高标号砼用作道路基层补强的优势

所属栏目:交通运输论文 发布日期:2011-03-29 17:04 热度:

  关键词:高标号砼,基层
  一、工程概况
  本工程西起华东路,东至港建路接外高桥港区四期进港大道,规划为城市支路,道路红线宽度40米,全长约403.46米。由于道路直接接外高桥港区四期进港大道,进出车辆多为重型车辆,致使道路损坏严重,路况较差,按实测弯沉值,全路平均强度仅为原设计强度的6.6%.工程包含道路机动车道路面的翻挖新建(道路结构),全线翻挖混凝土侧平石,侧平石一般应尽量利用(有可能利用的)原侧平石,雨水口翻排调换。其他还包括交通标线修复、出入口混凝土坡道翻挖新建、道路沿线增设垃圾箱。人行道不进行改造。工程1标段范围全长约215米(K0-15。421~K0+200),2标段范围全长约203米(K0+200~KO+403。46)。据道路养护人员和知情人士反映,该路段的土基强度很差,局部地区存在明沟(以极细沙回填)、暗浜,地下水位高等问题,因此,该路新建仅仅三年多就发生(从路面到路基)全面结构性的损坏(当然与道路交通量大、重车占绝大多数有关)。
  鉴于本工程为外高桥港区的重要进出通道,且车辆多为重型车辆,故将其结构设计标准提高到城市主干道等级。道路从土基到路面彻底进行翻建。道路等级:城市主干道;计算行车速度:40KM/H;路面设计荷载:BZZ—100型标准轴载
  规划红线宽:40米,近期实施宽度:40米;道路横断面布置:5M(绿化带)+3M(人行道兼非机动车道)+24M(机动车道)+3M(人行道兼非机动车道)+5M(绿化带)=40M。机动车道采用直线型路拱,横坡2%,人行道横坡为-2%。
  新建机动车路面结构为:
  4㎝SMA改性沥青混凝土(SBS改性),设计弯沉值20。1/100㎜。
  5㎝SUP—19中粒式沥青混凝土,设计弯沉值21。8/100㎜。
  6㎝SUP—25粗粒式沥青混凝土,设计弯沉值24。5/100㎜。
  45㎝水泥稳定碎石基层,设计弯沉值28。3/100㎜。
  30㎝二灰土垫层,设计弯沉值104。4/100㎜。
  土基设计弯沉值560/100㎜。
  道路施工及验收按上海市标准《城市道路工程施工质量验收规范》(DBJ08-118-2005)执行。
  二、工程遇到的倆大难题:
  1)由于道路直接接外高桥港区四期进港大道,进出车辆多为重型(集装箱)车辆,而且车流量十分密集,只要三、五分钟受阻,车辆就排起了长队。因此,尽管直行道路可以采取左右俩幅施工,但为了保证交叉口车流畅通,只能分成四块分别施工,以保持其中的三块通车。按设计,二灰土、水泥稳定碎石的施工工期和养护时间,每一块的施工工期长达二十天以上,四块要八十天以上,加上沥青面层施工,计划工期早已突破,而且天气和季节也将不利于沥青面层的施工。更不要说在基层施工完成后要经受重型(集装箱)车辆的考验,对道路质量保证是一个严重的威胁。
  2)本工程的投资已经上级部门审定,按规定,工程竣工决算必须控制在预算的105%以内。在施工单位进场前后,发现道路的部分人行道、绿化带等也须维修,这就有可能突破预算投资。如果出现新建的二灰土、水泥稳定碎石等基层被重型(集装箱)车辆碾压而破损,不仅在工期上,而且在投资控制上将造成被动局面。
  三、解决二个难题的措施:
  针对这二个难题,经与设计、施工单位、监理协商,设计决定采用30CM厚C25砼取代30CM厚二灰土垫层+45CM厚水泥稳定碎石基层;为减少砼的养护时间、提前开放交通,设计提出在C25砼内掺加早强剂。据当时市场调查,二灰土垫层价为约70元/T,30CM厚单价为2。2*0。3*70=45。2元/㎡,水泥稳定碎石基层价为90元/T,45CM厚单价2。2*0。45*90=89。1元/㎡,出土费按0。45*1。8*10元/T=8。1元/㎡估算,三者相加合计142。4元/㎡;C25砼价为235元/㎥,30CM厚砼单价为0。3*235=70。5元/㎡,早强剂市场价为120元/㎥砼,30CM厚砼掺加早强剂后的费用为120*0。3=36元/㎡,合计掺加早强剂的30CM厚砼单价为70。5+36=106。5元/㎡。另加10㎝碎石+3㎝黄沙垫层,0。13*65(沙石市场估价)=8。5元/㎡,共计115元/㎡。鉴于掺加早强剂后对砼的晚期强度增长不利,与施工单位、监理协商后,征得设计同意,决定采取30CM厚高强度砼C40作为道路基层。按当时市场价,C40砼的价格为250-260元/㎥,30CM厚C40砼的单价为260*0。3=78元/㎡,加上沙石垫层费用共计78+8。5=86。5元/㎡。比原设计二灰土+水泥稳定碎石价降低55。9元/㎡,比掺加早强剂的C25砼降低28。5元/㎡。据我们的施工经验,只要养护到位,在三天至七天时间里,砼的实际强度增长可能达到60—90%,即达到C24—C36标号,完全满足设计C25的强度要求。因此确定采用C40砼作为交叉口道路的基层。
  四、技术关键:
  大面积、高强度的砼板块在动力荷载作用下极容易断裂,而道路基层的断裂是道路损坏的主要原因。因此,在采用高强度砼作为道路基层时,必须保证基层下的垫层(和土基)均匀、密实,切忌出现局部沉降、各部分承载力不均等现象,所以对土基的密实度和均匀性要求甚严。在确定采用高强度砼替代二灰+水泥稳定碎石作为交叉口道路基层后,施工采取了以下措施:
  1)在开挖道路原面层和基层时,严格控制开挖标高,尽量不扰动或少扰动原有道路路基。对软弱土基必须挖除,换成好土。
  在原路面、基层开挖到位后,先由挖机在路床上来回碾压3-5遍,再用10吨压路机来回碾压3-5遍、打震碾压至少1遍。在这一过程中,只要发现土基有局部沉陷、软弱者,立即把该部分土体挖除,回填旧料等好土,确保道路土基均匀、密实。在摊铺碎石和黄沙后,表面仍须碾压平整、密实。
  2)在道路碎石垫层的面上增加了一层3-5㎝厚的黄沙找平层,其作用为:
  ①可以严格控制沙垫层表面标高(容易找平),确保C40砼板块的厚度均匀、一致,消除因厚度不一所产生的应力集中现象。
  ②同时沙垫层可消除C40砼板块与地基土的部分联接应力,使砼板块的受力状态处于较为单纯的状况,减少不必要的裂缝产生
  ③沙垫层使水泥浆不致流失,确保砼的出厂级配。
  ④沙垫层使碎石垫层的密实度提高(尤其是洒水后),使C40砼板块下有一层较为密实的持力层,有利板块受力均匀。
  3)严格、良好的养护是确保C40砼板块达到预期标号、从而提前开放交通的关键。在施工过程中,工地要落实专人负责养护工作,日夜定时浇水保湿。如果高表号砼的保湿养护不到位,极易产生干缩裂缝(俗称湿显缝),对砼基层质量造成损害。
  4)在C40砼板块施工过程中,严格操作规程,无论是新老砼的接岔,还是砼的震捣,要求施工人员认真负责,一丝不苟,确保砼的施工质量。
  5)由于C40砼板块的强度达到设计要求后,要立即开放交通,所以当砼的强度到达一定标号后,立即进行割缝、沥青灌缝等工作,防止砼板块不规则开裂和雨水渗入路基。
  6)在C40砼板块的井边、小于90°的锐角等容易产生裂缝处放置构造钢筋,确保板块不出现裂缝。
  7)在板缝上设置防裂贴+玻璃格栅,万一砼基层发生裂缝,不致反射到路面上来。
  五、结果:
  1)为保持港区车辆畅通,路口共分为四块施工。每次开挖1/4路口,待砼板块强度达到足够标号后(以砼试块试压值为依据),就开放交通。出于第一次试验,施工单位比较谨慎,即使砼试块的试验值达到甚至超过C25,他们仍要推迟开放交通的时间。因此本试验四个板块开放交通时间分别为7天、6天、6天、9天。
  2)从第一块砼板块打混凝土(10月2日下午至晚上),到11月20日(其间南京军区军事演习耽误了几天)下午整个路口开放交通,共施工了49天。其中第一块砼板块在裸露状态下行车时间达42天以上,第二、第三块分别行车35、25天以上。到11月22日摊铺沥青,C40砼板块除表面因车轮磨得有些光泽外(拉毛的锐角略有磨平),未发现损伤现象。
  3)据上海市气象台天气预报,在C40砼板块施工期间,最高气温为31—16℃,最低气温为26—8℃。砼试块采用现场同条件养护,每次砼施工留取4组试块,分别于3、5、7(8)和28天试压(试压资料附后)。据资料,C40砼板块的强度增长完全达到预期要求。在开放交通时,砼板块的强度远远超过设计C25的强度。
  4)2008年9月20日(近一年后),我们到现场察看,本工程的表面质量良好,路面没有发现不均匀沉降、裂纹等现象。
  5)工程按合同要求时间竣工,工程决算控制在上级规定的范围之内
  附表:砼试块试压标号汇总表
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  注:带*者砼的标号为C45

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