高速公路“白改黑”改造技術(shù)分析

0 引言

高速公路“白改黑”改造即將原水泥混凝土路面進(jìn)行特殊處理后，直接加罩瀝青混凝土面層，行程新的路面結(jié)構(gòu)。該類(lèi)改造技術(shù)逐漸在國(guó)內(nèi)外舊水泥混凝土路面的改造工程中得到大規(guī)模應(yīng)用，其較大地降低工程造價(jià)，有利于縮短工期，對(duì)原有交通和環(huán)境的影響較小，并能極大地提高道路的使用品質(zhì)，本文通過(guò)實(shí)例進(jìn)行具體分析，詳細(xì)闡述了此類(lèi)改造技術(shù)。

1 工程概況

本項(xiàng)目為廈門(mén)（海滄）至漳州（天寶）高速公路廈門(mén)段，為提高角嵩路路面耐久性，防止面層過(guò)早出現(xiàn)車(chē)轍、開(kāi)裂等破壞，特別是解決由于角嵩路紅綠燈路口較多、車(chē)輛停車(chē)制動(dòng)頻繁而導(dǎo)致易形成早期破壞的問(wèn)題，將角嵩路路面改造方案確定為采用“白改黑”補(bǔ)強(qiáng)加鋪方案進(jìn)行，即對(duì)原老路面板進(jìn)行打裂壓穩(wěn)處理，再加鋪瀝青路面結(jié)構(gòu)：采用4cmSMA-13細(xì)粒式SBS改性瀝青混凝土上面層+6cmAC-20C中粒式SBS改性瀝青混凝土+10cm ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石+ 1cm預(yù)拌同步瀝青碎石封層+18cm5%水泥穩(wěn)定碎石（根據(jù)交通量調(diào)查及預(yù)測(cè)計(jì)算修訂）。新建段根據(jù)交通量調(diào)查及預(yù)測(cè)分析計(jì)算確定所需要的路面結(jié)構(gòu)厚度。

對(duì)角嵩路路面“白改黑”方案進(jìn)行了特殊設(shè)計(jì)，主要考慮以下幾點(diǎn)問(wèn)題：①采用1cm同步瀝青碎石封層，以具備應(yīng)力吸收功能層作用；②采用4cmSMA-13細(xì)粒式SBS改性瀝青混凝土上面層+6cmAC-20C中粒式SBS改性瀝青混凝土，以提高其抗車(chē)轍能力。

2 原水泥混凝土路面處理

2.1 原水泥混凝土路面中央分隔帶、側(cè)分隔帶處理

原角嵩路路面中央分隔帶、側(cè)分隔帶因受改建影響，導(dǎo)致部分位于改建后的角嵩路機(jī)動(dòng)車(chē)道或非機(jī)動(dòng)車(chē)道內(nèi)，必須對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理，否則易因分隔帶受壓變形導(dǎo)致路面早期開(kāi)裂。

設(shè)計(jì)對(duì)分隔帶首先進(jìn)行拆除，拆除后進(jìn)行超挖70cm，再分層回填碾壓3%水泥穩(wěn)定碎石，壓實(shí)度不小于93%(重型)?；靥钔瓿珊笸下访姘逶俅芜M(jìn)行壓穩(wěn)操作，找平后沿分隔帶鋪設(shè)一層雙向拉伸土工格柵GSL80，經(jīng)、緯向極限抗拉強(qiáng)度≥80KN/m，2%伸長(zhǎng)率時(shí)的拉伸力≥28KN/m，幅寬4米，沿分隔帶中心布設(shè)，與老板搭接寬度1～1.13米，采用水泥釘固定。完成后再進(jìn)行上部瀝青路面結(jié)構(gòu)層攤鋪。

原角嵩路與改建角嵩路平面不能完全重合，加鋪結(jié)構(gòu)位于水泥面板之外部分必須進(jìn)行超挖置換補(bǔ)強(qiáng)，超挖厚度按30cm控制，超挖土用于回填中分帶及側(cè)分帶，分層回填3%水泥穩(wěn)定碎石，壓實(shí)度不小于93%(重型)。壓實(shí)后沿老路面板邊緣搭接縫鋪設(shè)一層雙向拉伸土工格柵GSL80，經(jīng)、緯向極限抗拉強(qiáng)度≥80KN/m,2%伸長(zhǎng)率時(shí)的拉伸力≥28KN/m，幅寬4米，沿老板邊緣布設(shè)，與老板搭接寬度2米，采用水泥釘固定。

2.2 原水泥混凝土面板打裂壓穩(wěn)施工

（1）施工設(shè)備準(zhǔn)備

本工程的破裂設(shè)備建議采用PSB160型破碎機(jī)，配備有2.5米寬、錘頭重為5t的板式?jīng)_擊錘，其具備的能量必須使舊混凝土路面產(chǎn)生一定程度的裂縫；選用LY25噸的輪胎式膠輪壓路機(jī)作為穩(wěn)壓設(shè)備。

（2）打裂壓穩(wěn)要求及試驗(yàn)段

在打裂施工前，應(yīng)通過(guò)100米單車(chē)道試驗(yàn)段測(cè)試破裂程序。破裂效果需要75%以上的路面不規(guī)則破裂、相鄰裂縫合圍的面積小于0.2平方米才算達(dá)到要求。試驗(yàn)中應(yīng)鑒定破裂的程序是否符合破裂程序所設(shè)的要求。破裂程序確定后，接著是壓穩(wěn)程序，壓穩(wěn)遍數(shù)一般是4遍。在試驗(yàn)的路段，間隔25米取一個(gè)點(diǎn)，在破裂完成后對(duì)這些點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，并且要求在每一次壓穩(wěn)程序時(shí)對(duì)這些破裂點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，以觀察其沉降量。壓穩(wěn)后除采用以上標(biāo)準(zhǔn)控制外，還需對(duì)其進(jìn)行回彈模量的測(cè)定。

（3）破裂施工和壓穩(wěn)程序

施工人員，要嚴(yán)格按照施工操作原則和程序進(jìn)行操作，可適當(dāng)根據(jù)路面的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到破裂施工要求。

（4）清除路面

破裂混凝土路面后，要對(duì)路面塵土、外來(lái)物和破碎的混凝土進(jìn)行清掃。

2.3 竣工驗(yàn)收

打裂壓穩(wěn)路基在施工完成后應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)：

（1）回彈模量值。加鋪層厚38～50cm路段，路床頂面回彈模量值E0≥400Mpa，否則必須對(duì)其進(jìn)行處理。其他路段E0≥300Mpa。

（2）彎沉值。當(dāng)用貝克曼梁測(cè)定路基彎沉值，計(jì)算該路段的路基彎沉代表值時(shí)，應(yīng)考慮不利季節(jié)和路基干濕類(lèi)型的綜合影響，400MPa路段路床頂設(shè)計(jì)彎沉值18(0.01mm)，300MPa路段路床頂設(shè)計(jì)彎沉值23.9(0.01mm)。

3 預(yù)拌同步瀝青碎石封層

3.1 施工前準(zhǔn)備

工程施工前，應(yīng)按要求檢查道路基層頂面的各項(xiàng)指標(biāo)，有局部損壞的地方必須采取補(bǔ)救措施；同步瀝青碎石封層只能在干燥潔凈的基層頂面進(jìn)行同步瀝青碎石封層的施工。施工時(shí)必須注意其氣溫必須在15℃以上，且在下雨、大霧、大風(fēng)天氣不能進(jìn)行施工。

3.2 瀝青碎石灑布

施工時(shí)，為保證能有均勻且厚度相等的瀝青膜，要求同步瀝青碎石封層的灑布溫度不低于160℃，灑布之前必須對(duì)碎石進(jìn)行預(yù)拌處理。

3.3 穩(wěn)壓

在瀝青和碎石同步灑布后，采用輕型輪胎壓路機(jī)穩(wěn)壓一、二遍，使單粒徑碎石嵌入瀝青之中且牢固，控制碾壓速度為5～8km／h。當(dāng)瀝青碎石封層完成后，要及時(shí)封閉路面，盡快施工瀝青穩(wěn)定碎石下面層，在碎石封層上行駛的下面層運(yùn)料車(chē)，車(chē)速應(yīng)控制在20km／h以下。

4 瀝青穩(wěn)定碎石下面層的施工

4.1 瀝青穩(wěn)定碎石拌和

可選擇間歇式拌和機(jī)進(jìn)行拌合生產(chǎn)，在拌合ATB30的時(shí)候，混合料的冷料倉(cāng)和常規(guī)路段的AC30完全一樣，無(wú)須增減，但是需要改變拌和樓熱料倉(cāng)的篩網(wǎng)設(shè)置。瀝青穩(wěn)定碎石拌和時(shí)間的確定以拌和的混合料較均勻且保證所有碎石混合料均被瀝青結(jié)合料裹覆為準(zhǔn)。

4.2 下面層攤鋪

根據(jù)攤鋪層的特點(diǎn)以及瀝青穩(wěn)定碎石混合料配比特點(diǎn)，控制好混合料攤鋪機(jī)的工作頻率。攤鋪速度要緩慢，尤其對(duì)于10cm厚的瀝青穩(wěn)定碎石層其速度應(yīng)不得高于120m/h，建議采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)在道路的半幅上進(jìn)行攤鋪。

4.3 穩(wěn)壓

瀝青穩(wěn)定碎石下面層應(yīng)采用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行初壓，并采用前靜后振的振動(dòng)方式。初壓后，進(jìn)行復(fù)壓4至5遍，或者也可都采用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行反復(fù)碾壓4～5遍，以對(duì)其進(jìn)行很好地壓實(shí)且又不壓壞瀝青穩(wěn)定碎石層。終壓時(shí)可采用鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行靜壓，以清除下面層表面的輪跡。

5 瀝青混凝土路面施工

5.1 施工前準(zhǔn)備

對(duì)瀝青混凝土面層的施工，采用廠拌法進(jìn)行施工，并在天氣干燥、晴天、暖和時(shí)鋪筑。通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果來(lái)選擇路面結(jié)構(gòu)層的松鋪厚度、攤鋪速度、攤鋪機(jī)的組合方式、碾壓機(jī)械的組合以及碾壓方式、遍數(shù)等，以此作為正式施工時(shí)的依據(jù)。

5.2 瀝青混凝土廠拌

對(duì)所選的廠家出產(chǎn)的瀝青混凝土的瀝青、石子、砂子和石粉等材料，進(jìn)行各類(lèi)原料的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，并將各項(xiàng)指標(biāo)均到達(dá)計(jì)劃標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)報(bào)批工程師，再進(jìn)行組織原材料供應(yīng)，并進(jìn)行施工配合比設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)廠家整個(gè)拌和生產(chǎn)的混合料按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行抽樣檢查，必要時(shí)及時(shí)給與調(diào)整，除此之外還要對(duì)每批進(jìn)場(chǎng)瀝青的軟化點(diǎn)、針入度、延度以及進(jìn)場(chǎng)骨料的規(guī)格、材質(zhì)等進(jìn)行檢測(cè)。

5.3 瀝青混合料運(yùn)輸

運(yùn)輸前應(yīng)預(yù)估瀝青混合料專(zhuān)用運(yùn)輸車(chē)的運(yùn)輸能力稍大于混合料的拌和能力和攤鋪速度。

5.4 瀝青混凝土攤鋪

在瀝青混凝土攤鋪前先對(duì)基層進(jìn)行清理，并沿?cái)備亙蓚?cè)設(shè)置自動(dòng)找平基線，按照攤鋪試驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。同時(shí)還應(yīng)處理好路面縱向接縫和橫向工作縫。為盡量減少縱向接縫，本工程攤鋪時(shí)左右幅分開(kāi)進(jìn)行，采用兩臺(tái)進(jìn)口攤鋪機(jī)進(jìn)行全幅攤鋪施工，并保證攤鋪機(jī)在連續(xù)攤鋪施工及勻速前進(jìn)，以使瀝青混合料攤鋪均勻、連續(xù)。

5.5 瀝青混凝土碾壓

碾壓時(shí)以DD110雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行初壓，讓壓路機(jī)驅(qū)動(dòng)輪緊挨攤鋪機(jī)前進(jìn)，并用 YC26E型壓路機(jī)進(jìn)行終壓。壓路機(jī)從路邊順著行車(chē)的方向來(lái)回逐遍碾壓，慢慢過(guò)渡碾壓至路的中心線，并保證輪跡重疊1/3--1/2輪跡，碾壓直至沒(méi)有明顯的輪胎痕跡。凡是壓路機(jī)碾壓不到的地方，采用小型振動(dòng)碾壓實(shí)。

5.6 瀝青混凝土罩面質(zhì)量檢查

在瀝青混凝土攤鋪整平的過(guò)程中，采用路拱板、直尺以及水準(zhǔn)儀對(duì)路拱和平整度等指標(biāo)進(jìn)行檢查，保證高程、路拱橫坡等全部符合要求；在瀝青混凝土面層全部施工工序結(jié)束后對(duì)其進(jìn)行全面的質(zhì)量檢查，主要包括路拱、密實(shí)度、平整度以及接縫處理質(zhì)量等，當(dāng)其全部符合質(zhì)量要求且其路表溫度降低到室外溫度后方可開(kāi)放交通。對(duì)于高溫季節(jié)（氣溫超過(guò)30℃），則在交通開(kāi)放前用18t壓路機(jī)進(jìn)行試壓，如還有輪跡，則待早晚氣溫比較低的時(shí)候進(jìn)行碾壓，再開(kāi)放交通。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)原水泥混凝土路面進(jìn)行“白改黑”改造后，能充分利用原路面作為基層達(dá)到了資源再生，大大減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，節(jié)約了道路的維修費(fèi)用，并提升了道路行車(chē)舒適性。此類(lèi)“白改黑”改造技術(shù)適用于超過(guò)使用年限又必須進(jìn)行大修的高等級(jí)水泥混凝土路面，值得全國(guó)大范圍推廣。