摘 要:沪宁高速公路扩建工程基层拼接施工中,为进一步提高新老基层拼接部位的粘结质量,通过改进工艺和使用混凝土界面剂使新老基层之间的粘结质量有很大提高。对界面剂室内试验和现场试验情况进行介绍。
关键词:混凝土界面剂;新老基层;拼接施工;应用
沪宁高速公路扩建工程有许多独特之处,其中新老基层之间拼接就是一大特点。新老基层拼接施工质量直接影响路面施工性能。为此,在以前施工经验的基础上,改进施工工艺以确保新路基层施工质量,同时采用混凝土界面剂进行试验以提高新老基层之间的粘结质量。
1 施工中出现问题的原因分析及采取的措施
在施工初期,对拼缝处进行了取芯以检查新老基层的粘结效果。从取芯情况看,新基层芯样成型情况较好,但是与老路基层之间的粘结效果不理想。通过分析,认为原因是: (1) 老基层在铣刨后摊铺前拼接表面干燥; (2) 新老基层材料不一致,新基层采用水泥稳定碎石结构,老路为二灰碎石结构; (3) 新老基层拼接缝位置新基层碾压质量不好。
鉴于以上原因,通过以下途径进行改进和提高:
(1) 调整施工工艺确保新基层位于老基层侧的施工质量; (2) 采用混凝土界面剂提高新老基层之间的粘结质量。
图1～3 是未采用任何处理措施时新老基层拼接部位的取芯情况。
2 施工工艺的适当调整
(1) 施工过程中新基层与老基层结合部位混合料水分散失的解决方法:
①根据气温情况适当增加混合料的含水量,确保碾压时其含水量满足最佳含水量要求;
②摊铺前对下承层洒水充分湿润,采用喷雾器人工对老基层拼接表面进行补水润湿,确保在充分湿润的同时表面无明水;
③作业进度跟随后序工作进度。
(2) 控制混合料离析的几点措施:
①原材料控制。严格生产加工管理,对石料的生产加工过程进行跟踪,采取目测和检测相结合的方法,及时控制和掌握石料的质量。对于进场的合格材料控制其堆放操作和高度,避免粗集料在堆放过程中离析。
②混合料拌和过程控制。加强拌和机操作手责任心,进一步规范操作,做到混合料成品仓半仓以上放料,减少混合料在放料过程中粗细集料离析。放料过程中车辆前后移动,减少离析现象的发生。
③摊铺过程控制。摊铺机匀速摊铺,保证螺旋布料器叶片有2P3 埋于混合料中,同时使混合料面保持一致。摊铺过程中严密注意刮板和布料器工作状态,避免缺料和少料致使螺旋布料器快速旋转导致离析发生。在新老基层拼接部位新基层摊铺过程中安排人工将粗集料适量铲除,避免结合部位粗集料过分集中,确保该部位摊铺质量。
(3) 提高新老基层拼接部位新基层的碾压质量采取的措施:第1 台压路机前静后振1 遍,至拼接部位时预留50 cm 不碾压;第2 台压路机前后振动碾压至该50 cm 时,按10 cm 左右宽度逐渐向新老路基拼缝处进行振动碾压;碾压结束后对接缝部位另增加1 遍振动碾压;最终碾压6 遍,接缝位置碾压7 遍后用胶轮压路机进行终压。
3 界面剂使用情况
先在实验室内用混凝土界面剂进行室内试验,后在施工中对新老基层结合部采用该材料进行实体工程试验。
3. 1 室内试验
3. 1. 1 界面剂简介
界面剂的型号为A 型- 302 ,是一种水泥砂浆粘结增强剂,适用于新老混凝土表面的涂敷处理。该产品1985 年通过部级鉴定,1990 年被列为建设部年度推荐科技成果推广应用项目(第1 批) 。经实际使用表明,在处理混凝土加铺层的层间粘结中比凿毛处理方式的粘结效果增强了3 倍,并具有良好的耐水耐热及抗冻融、抗老化等性能。A 型- 302 界面剂技术指标及粘结强度见表1、表2。
3. 1. 2 室内试验
按照说明书,将取回芯样采用不同比例的配比进行试验,掺配比例见表3。
3. 1. 3 室内试验结果( 表4)
从室内配制不同比例的粘合剂拌和及劈裂强度情况看,强度均相当。但按照B、C 组比例进行拌和后,混合物较稠,并且硬结较快,在实际施工过程中操作性不强。A 组混合物相对容易涂敷,实际操作性较强,故在现场施工过程中采用A 组配比进行试验。
3. 2 试验施工过程
试验地点沪宁高速公路扩建工程某新老基层拼接段。试验过程如下:
(1) 按照前述中的A 组配合比制备混合物;
(2) 将老路基层侧面的浮灰、松散颗粒清除干净;
(3) 采用喷雾器人工对老基层侧面进行补水润湿,确保在充分湿润的同时表面无明水;
(4) 人工将准备好的粘结混合物均匀涂敷到老基层侧面和台阶部位(跟随摊铺机进度,不过快涂敷,同时掌握混合物的有效时间2 h) ;
(5) 摊铺、碾压施工按照前述方法进行;
(6) 经检测合格后,覆盖土工布,洒水养生。土工布覆盖盖过新老接缝20 cm ,确保新老结合部能得到很好的养生。
3. 3 检测情况
(1) 现场取样(图4～7) 。
(2) 强度试验。取样回实验室后,对试样切磨处理后进行劈裂强度试验,具体试验过程见图8～10。
(3) 强度情况。界面剂处理部位共取样5 块,综合拼缝劈裂强度为0. 41 MPa ,正常部位水稳基层(为新铺基层) 劈裂强度为0. 89 MPa ,界面剂处理后粘结部位强度为正常部位的46 %。
4 结语
通过工艺调整和混凝土界面剂的使用,新老基层粘结质量由以前的零粘结提高到目前的46 % ,使路面施工质量得到进一步保证。通过劈裂试验,观察到拼缝位置的混合料较均匀,故采用适当剔除大骨料的施工方法是可行的,并可增加新老路之间的密实效果。在碾压工艺上采用挤压密实方法(即前述压路机先压拼缝外50 cm 处,然后以10 cm 距离逐渐向拼缝位置挤压混合料,使其在拼缝位置充分密实) ,拼接部位的压实质量也得到了一定保证。