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露石混凝土路面技術(shù)及施工設(shè)備應(yīng)用

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2008-08-25  來(lái)源:中國(guó)混凝土網(wǎng)  作者:長(zhǎng)沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司
核心提示:露石混凝土路面技術(shù)及施工設(shè)備應(yīng)用
  1、露石混凝土路面

  露石混凝土路面(Exposed-Aggregate Cement Concrete Pavement,簡(jiǎn)稱(chēng)EACCP),也稱(chēng)“悄聲混凝土路面”(Whisper Concrete Pavement)技術(shù),是一種將面層混凝土中的粗集料外露,形成粗糙表面路面的方法。通過(guò)這種技術(shù)所形成的露石水泥混凝土路面,具有隨機(jī)凸起集料的表面,使聲波和壓力波在輪胎花紋下的空隙中自行消散,從而降低了噪聲。與傳統(tǒng)混凝土路面相比,該路面還具有抗滑性好、表面排水性強(qiáng)、反光系數(shù)小等優(yōu)良特性。它的出現(xiàn)拓寬了水泥混凝土路面的應(yīng)用范圍,為我們提供了一種新型優(yōu)質(zhì)道路路面的修筑方法,被歐美國(guó)家譽(yù)為頗具應(yīng)用前景的混凝土路面。

  露石混凝土路面技術(shù)的原理是在面層水泥混凝土混合料鋪筑完成后,噴灑露石劑并覆蓋塑料膜養(yǎng)生,通過(guò)露石劑作用對(duì)水泥混凝土表面層進(jìn)行化學(xué)處理,延緩表面一定厚度水泥砂漿的凝結(jié),當(dāng)主體混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后,刷洗其表面進(jìn)行表面除漿,露出均勻分布的粗集料。國(guó)內(nèi)外試驗(yàn)研究表明,集料、配合比、露石劑的選擇以及適宜的施工工藝都是成功運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)的重要因素,其中集料的粒徑越小,噪聲就越低。路面的最佳紋理深度,即集料的外露高度大約為1.5mm。從降噪角度考慮,表面層的骨料一般應(yīng)小于10 mm ,粒徑4~6 mm 為最好。但另一方面, 集料粒徑過(guò)小容易脫落,因此粒徑又不能太小。石料要求有棱角、質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈等,石料磨光值為65,以長(zhǎng)時(shí)間維持良好的抗滑性能。
  2、露石混凝土路面技術(shù)研究與應(yīng)用

  在歐洲,環(huán)保一直是一個(gè)重要議題。早在上世紀(jì)70年代,許多歐洲國(guó)家就已經(jīng)開(kāi)始研究減小道路噪音的方法。1980年,比利時(shí)的道路承包商ROBUCO申請(qǐng)了露石混凝土路面處理技術(shù)的專(zhuān)利,并開(kāi)始運(yùn)用于道路的建設(shè),取得明顯的降噪、抗滑效果。隨后該項(xiàng)技術(shù)的研究應(yīng)用在歐洲、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)家鋪開(kāi),目前該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在比利時(shí)、奧地利、德國(guó)、荷蘭等歐洲國(guó)家得到廣泛的應(yīng)用。
  3、露石混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)及施工設(shè)備

  目前修筑的露石混凝土路面,有單層結(jié)構(gòu),也有雙層結(jié)構(gòu),其中以雙層路面為多,是露石混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)。在奧地利,其露石混凝土路面的底層為質(zhì)量較差的原集料或再生料,厚21cm,頂層為4cm厚的高質(zhì)量耐磨集料,表面形成露石紋理。這種結(jié)構(gòu)具有良好的摩擦性,噪音小,節(jié)省集料,歐洲其他國(guó)家的雙層結(jié)構(gòu)的露石混凝土路面基本上與奧地利的類(lèi)似。 

  根據(jù)雙層結(jié)構(gòu)露石混凝土路面工藝,其主要施工步驟是:鋪筑下層混凝土→上層混凝土鋪筑→噴灑露石劑→覆蓋塑料膜養(yǎng)生→刷洗形成露石表面→第二次養(yǎng)生。

  下層和上層混凝土的攤鋪采用“濕接濕”鋪筑,即在攤鋪的下層混凝土還未凝結(jié)硬化時(shí),即鋪筑表層混凝土。以保證兩層間完全粘接。相應(yīng)的主要施工設(shè)備為混凝土攪拌設(shè)備、攤鋪設(shè)備、露石劑噴灑設(shè)備以及露石表面刷洗設(shè)備。在奧地利、德國(guó)等歐洲國(guó)家,上述路面的施工已經(jīng)全部實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。其施工配套設(shè)備簡(jiǎn)述如下。

  混凝土攪拌設(shè)備:

  在奧地利,產(chǎn)量200m3/h的連續(xù)式攪拌站常在露石混凝土路面的工程中使用,而在德國(guó),現(xiàn)有高速公路的混凝土翻修的工期通常很短,超過(guò)工期,對(duì)承包商的懲罰非常嚴(yán)厲。對(duì)于這樣一個(gè)工程,混凝土需求量為3000m3/d,因此產(chǎn)量100-300m3/h的間歇式攪拌站和產(chǎn)量高達(dá)300m3/h的連續(xù)式攪拌站都是常用設(shè)備。

  路面攤鋪機(jī)設(shè)備:

  雙層結(jié)構(gòu)露石混凝土路面的攤鋪既可同時(shí)采用兩臺(tái)滑模攤鋪機(jī),也可使用一臺(tái)雙層攤鋪機(jī)完成。使用雙層攤鋪機(jī)在經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)如下:

  (1)可以方便地從攤鋪機(jī)前面提供第一層和第二層所需的混凝土。同時(shí)不會(huì)妨礙相鄰車(chē)道的交通;

 ?。?)與使用兩臺(tái)機(jī)器相比,采用雙層攤鋪所需的運(yùn)行費(fèi)用明顯要低;也可以減少設(shè)備投資經(jīng)費(fèi)及所需操作人員。同時(shí),操作一臺(tái)機(jī)器比協(xié)調(diào)兩臺(tái)機(jī)器更容易。 

 ?。?)避免了使用兩臺(tái)機(jī)器時(shí)兩種集料可能出現(xiàn)的混淆以及分層問(wèn)題。

  目前德國(guó)Wirtgen公司和美國(guó)Gomaco公司都開(kāi)發(fā)了大型雙層水泥混凝土攤鋪機(jī),并在露石混凝土路面施工中得到運(yùn)用。

  Wirtgen的SP1600和SP1500L可以分上下兩層“濕對(duì)濕”同步攤鋪兩種不同配合比、不同厚度的水泥混凝土路面。前半部分鋪底層的常規(guī)水泥混凝土,這部分材料由卡車(chē)卸在正前方;后半部分在其表面再加鋪單一粒徑“露石面層”,這部分材料由水泥混凝土攪拌罐車(chē)從攤鋪機(jī)側(cè)前方料斗經(jīng)傳送帶供應(yīng)。Gomaco的GP-4000在原理上與前述設(shè)備基本類(lèi)似,這兩種設(shè)備都可配置整平、抹平裝置或振動(dòng)梁,形成所需的面層紋理。

  露石劑噴灑養(yǎng)生設(shè)備:

  露石劑噴灑設(shè)備緊跟在攤鋪機(jī)后面,以便在攤鋪后立即進(jìn)行噴灑,對(duì)混凝土路面進(jìn)行養(yǎng)生。Wirtgen的TCM系列,Gomaco的T/C系列均可進(jìn)行養(yǎng)生施工。

  露石表面刷洗設(shè)備:

  當(dāng)混凝土路面達(dá)到一定強(qiáng)度后,使用表面刷洗設(shè)備除掉表面砂漿,形成露石路面。這種設(shè)備具有足夠的動(dòng)力保證刷頭的旋轉(zhuǎn)速度,從而去掉路面砂漿,同時(shí)還具有除塵和灰塵收集功能。其輪胎花紋淺,氣壓低,有一定的寬度以避免破壞路面。

  二次養(yǎng)生設(shè)備:

  在形成露石混凝土表面后一小時(shí)內(nèi),必須對(duì)整個(gè)路表面和側(cè)面均勻噴灑養(yǎng)生劑進(jìn)行二次養(yǎng)生。

  4、露石混凝土路面在我國(guó)的應(yīng)用前景及面臨的問(wèn)題

  經(jīng)過(guò)多年的研究和運(yùn)用,露石混凝土路面的降噪性、抗滑性、耐久性不斷改善,施工工藝日臻成熟并形成了整套機(jī)械化施工設(shè)備,露石混凝土路面技術(shù)在國(guó)外眾多國(guó)家獲得廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)目前有關(guān)研究同樣證明了這種路面技術(shù)的先進(jìn)性。對(duì)于雙層結(jié)構(gòu)的露石混凝土路面,由于底層結(jié)構(gòu)可以使用質(zhì)量較差的集料或路面再生料,優(yōu)質(zhì)的集料只需供應(yīng)上面層,因而與單層結(jié)構(gòu)相比更具有經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)分析,隨著我國(guó)對(duì)節(jié)約型經(jīng)濟(jì)建設(shè)要求的進(jìn)一步落實(shí),這種路面將越來(lái)越凸顯其潛在的應(yīng)用前景。

  首先,我國(guó)擁有得天獨(dú)厚的水泥資源,因此在現(xiàn)有的公路和城市道路路面中,水泥混凝土路面占有相當(dāng)大的比例,隨著近年來(lái)我國(guó)大型滑模攤鋪機(jī)的運(yùn)用、《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》的編制以及對(duì)水泥路面養(yǎng)護(hù)新技術(shù)研究的深入,我國(guó)的水泥混凝土路面修筑技術(shù)不斷提高,水泥混凝土路面的占比呈上升趨勢(shì)。來(lái)自國(guó)家交通部《2007年公路水路交通行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》的統(tǒng)計(jì)顯示:截止2007年底,我國(guó)有鋪裝路面125.03萬(wàn)公里,其中水泥混凝土路面84.88萬(wàn)公里,占有鋪裝路面的67.89%,而從2006年到2004年,其比例分別為64.87%、57.56%、58.22%。在今后的路面修建中,水泥混凝土路面將扮演越來(lái)越重要的角色。

  其次,當(dāng)前國(guó)際原油價(jià)格長(zhǎng)期高位運(yùn)行,瀝青價(jià)格同比快速上升。2007年普通重交通瀝青價(jià)格由2005年的2000元/噸上升至4200元/噸,改性瀝青為5200元/噸,快速上升的成本使瀝青路面的公路建設(shè)受到極大的沖擊,而水泥混凝土路面的成本優(yōu)勢(shì)得到進(jìn)一步顯現(xiàn)。

  第三,噪聲大是水泥混凝土路面普遍存在的技術(shù)和質(zhì)量難題之一。目前道路交通噪聲,特別是人口密集區(qū)、臨近城市的快速干線、隧道內(nèi)的交通噪聲已成為環(huán)境噪聲污染的重要來(lái)源。經(jīng)各國(guó)的研究證明,道路的表面特征是影響路面噪聲的主要因素,所以通過(guò)改善水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的方法來(lái)降低路面噪聲是一種行之有效的方法。而露石混凝土路面為我國(guó)提供了一種低噪聲優(yōu)質(zhì)路面,將徹底改變水泥混凝土路面高噪聲現(xiàn)象。

  第四,從露石混凝土路面的發(fā)展歷史分析,在奧地利等歐洲國(guó)家,水泥混凝土路面同樣經(jīng)歷了被視為費(fèi)用高、噪聲大、維修難的路面而陷于低速發(fā)展的過(guò)程,而露石混凝土路面的高性能以及相應(yīng)技術(shù)的發(fā)展成為推動(dòng)水泥混凝土路面技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力之一。這一發(fā)展歷程對(duì)我國(guó)處于起步階段的露石混凝土路面技術(shù)研究具有明顯的借鑒作用。

  不過(guò),目前我國(guó)露石混凝土路面的推廣仍然存在一些問(wèn)題,從而制約了它的發(fā)展。其一,國(guó)內(nèi)只做了少量嘗試性鋪筑,缺乏系統(tǒng)深入的研究,無(wú)法為道路建設(shè)承包商提供成熟的設(shè)計(jì)、工藝以及施工設(shè)備;其二,施工費(fèi)用較高。與傳統(tǒng)混凝土路面施工相比,費(fèi)用增加主要體現(xiàn)在兩方面:增加一套混凝土攪拌站的購(gòu)置、運(yùn)行、占地、運(yùn)輸、油耗以及人工費(fèi)用;增加一臺(tái)攤鋪機(jī)或雙層攤鋪機(jī)的購(gòu)置、維護(hù)、油耗、運(yùn)行以及人工費(fèi)用。1993年,美國(guó)密歇根州在底特律市區(qū)的主要超速干道I75上進(jìn)行了雙層結(jié)構(gòu)露石混凝土路面試驗(yàn),根據(jù)美國(guó)的報(bào)告,雙層結(jié)構(gòu)露石混凝土路面的造價(jià)幾乎是同一工程傳統(tǒng)混凝土路面的兩倍。盡管該項(xiàng)技術(shù)具有良好的應(yīng)用前景,同時(shí)若承包商在底層使用低廉的混凝土,其節(jié)省的費(fèi)用可以彌補(bǔ)添加設(shè)備、人工等造成的多余費(fèi)用,但總的建造成本仍有可能增加。在國(guó)內(nèi),機(jī)械化施工技術(shù)及配套機(jī)具仍不完善,主要的施工設(shè)備滑模攤鋪機(jī)絕大部分仍從國(guó)外進(jìn)口,造成了購(gòu)置和使用成本偏高,加之國(guó)內(nèi)對(duì)舊有路面的再生沒(méi)有實(shí)施強(qiáng)制性的要求,因而在現(xiàn)階段還無(wú)法完全體現(xiàn)露石混凝土路面的優(yōu)勢(shì)。
 
 
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