改性瀝青混凝土在舊路改造的應(yīng)用

梁偉立

摘要：結(jié)合舊水泥混凝土路面加鋪改造工程實(shí)踐，闡述了利用土工格柵、改性瀝青混凝土對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行加鋪改造的方法和措施。

關(guān)鍵詞：舊水泥混凝土路面；土工格柵；改性瀝青混凝土

水泥混凝土路面具有剛度大、強(qiáng)度高、使用耐久和日常養(yǎng)護(hù)工作量小的優(yōu)點(diǎn)。然而，由于水泥混凝土的脆性性質(zhì)和體積敏感性，這種路面需設(shè)置各種接縫，并對(duì)超載敏感，決定了水泥混凝土路面的行車舒適性較瀝青混凝土路面差，水泥混凝土路面對(duì)超載更容易引起破損，并且修復(fù)十分困難等缺點(diǎn)。我國(guó)修建水泥混凝土路面已有幾十年的歷史，其中早年修建的水泥混凝土路面有相當(dāng)一部分已接近或超過(guò)設(shè)計(jì)年限，有的雖未達(dá)到設(shè)計(jì)年限，但由于交通量劇增，汽車軸載日益重型化或設(shè)計(jì)、施工等方面的原因，也出現(xiàn)了路面損壞、使用品質(zhì)下降等情況。舊水泥混凝土路面行車舒適性差、車速難以提高、容易引起交通事故的狀況是目前急需解決的問(wèn)題。經(jīng)實(shí)踐，采用改性瀝青混凝土加鋪層改造舊水泥混凝土路面是行之有效的改造方法之一。

1工程概況

某公路路面為水泥混凝土路面，由于沿線工廠和路口較多，車流量較大，超重車亦較多，造成水泥混凝土路面不同程度的損壞，給養(yǎng)護(hù)工作帶來(lái)了一定的難度和資金負(fù)擔(dān)，更嚴(yán)重影響到車輛的安全行駛，因而對(duì)其進(jìn)行改造。由于將原路面鑿除再重新澆筑的造價(jià)太高，為降低改造費(fèi)用，探索新的、科學(xué)的舊路改造方法，決定采用在原道路基礎(chǔ)上加鋪改性瀝青混凝土的方案。

2改性瀝青混凝土路面的設(shè)計(jì)

①對(duì)舊混凝土路面病害及接縫處理，②鋪玻纖土工格柵，③灑粘層油，④攤鋪改性瀝青混凝土，壓實(shí)厚度4.0cm。

3舊路面的處理

3.1原剛性路面接縫處理

對(duì)原剛性路面接縫采用滿鋪玻纖土工格柵處理，以防止裂縫向上反射。

3.2施工工藝

舊路面病害處理→接縫處理→滿鋪玻纖土工格柵→噴灑專用粘層油→鋪筑改性瀝青混凝土→碾壓成型。

3.2.1清理舊水泥混凝土路面

⑴施工前對(duì)原水泥混凝土路面使用狀態(tài)進(jìn)行檢查，查清各種病害，分別進(jìn)行處理。

⑵將原水泥混凝土路面清掃干凈，用水清洗2遍，待自然干燥后進(jìn)行下一個(gè)工序施工。

⑶舊水泥混凝土路面接縫處理：用高壓空氣清除接縫內(nèi)雜物，用普通瀝青油灌縫。

3.2.2舊路面病害處理

⑴麻面、嚴(yán)重脫皮路面的處理：將麻面、嚴(yán)重脫皮處雜質(zhì)清洗干凈，然后再灑上一層普通瀝青油，用量為0.6～0.8kg/m2，再用普通瀝青砂補(bǔ)平（厚度小于0.5cm）。

⑵對(duì)破碎的混凝土應(yīng)鑿除干凈，重新澆注30#水泥混凝土補(bǔ)平。鑿除寬度在1.5m以上的，直接用30#混凝土找平；鑿除寬度不足1.5m的，應(yīng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

⑶接縫啃邊、自由邊斷角的處理：對(duì)損壞較深和較寬的路面，采取先鑿掉深度至少10cm，然后重新澆注30#混凝土；破損面較淺和較窄的，采取先鑿掉深度5cm，然后用普通瀝青混凝土填平壓實(shí)。

⑷混凝土板脫空處理：在脫空部位水泥混凝土板上鉆兩個(gè)30mm孔（鉆穿混凝土板），間距0.8～1.5m，然后用20#高強(qiáng)水泥砂漿高壓灌注，注滿為止。

⑸斷板裂縫處理：先清理裂縫部位的混凝土，然后澆注高標(biāo)號(hào)的混凝土。

⑹活動(dòng)板處理：在活動(dòng)板四個(gè)角上各鉆一個(gè)30mm孔（鉆穿混凝土），然后用20#高強(qiáng)水泥混凝土砂漿高壓灌注，注滿為止。

3.2.3玻纖土工格柵的施工工藝

玻纖土工格柵的使用效果與鋪設(shè)路面的處理情況密切相關(guān)，在鋪設(shè)前必須將路面上可能影響格柵與底層結(jié)合強(qiáng)度的物質(zhì)如油脂、油漆、封層料、水漬、污物等徹底清除干凈，使鋪設(shè)表面清潔干燥。玻纖土工格柵上感壓式背腹屬水溶性物質(zhì)，如路面有水跡時(shí)，應(yīng)待路面干燥后再進(jìn)行鋪設(shè)。鋪設(shè)格柵之前需灑粘層油，粘層油如使用乳化瀝青，需在完全破乳干燥后鋪設(shè)格柵。鋪設(shè)過(guò)程中對(duì)原混凝土路面的縱縮縫、脹縫、工作縫要做如下的特殊處理：

⑴縱縮縫施工工藝：施工前，先將接縫清除干凈，縫中灌普通瀝青油膏（溫度控制在100℃），用普通瀝青涂刷縫兩側(cè)（各寬60cm，溫度控制在100℃），然后鋪設(shè)玻纖土工格柵，要求平整無(wú)折，最后在上面鋪一層改性瀝青砂（厚度小于2.5mm）進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

⑵脹縫和工作縫施工工藝：將縫兩側(cè)60cm范圍內(nèi)的路面鑿掉5mm，清除干凈，并清除縫中（深4cm）和周圍的雜物，然后用普通瀝青砂填縫并高出路面2mm，再沿縫兩側(cè)60cm寬用普通瀝青灑平（與現(xiàn)行路面齊平），用手動(dòng)滾筒壓實(shí)并在上面滿鋪一層玻纖土工格柵。

3.2.4噴灑專用粘層油

采用瀝青灑布機(jī)噴灑專用粘層油，噴灑管與路表成約300，并有適當(dāng)高度，以使路面上噴灑的粘層油形成重疊。

4改性瀝青混凝土面層的施工

4.1材料的要求

⑴瀝青混凝土路面采用的瀝青標(biāo)號(hào)為道路石油瀝青AH70，其中SMA表層瀝青為4%SBS改性瀝青+0.3%纖維的SMA；瀝青碎石過(guò)渡層瀝青標(biāo)號(hào)也為道路石油瀝青AH70。

⑵改性瀝青中改性劑劑量以內(nèi)摻法計(jì)量為準(zhǔn)，即4%SBS，96%的基質(zhì)瀝青。

⑶改性瀝青使用木質(zhì)纖維素作為穩(wěn)定劑，用量為瀝青混合料總量的0.3%。木質(zhì)素纖維的分散拌勻非常重要，干拌時(shí)間延長(zhǎng)5～15s，加入瀝青后的拌和時(shí)間延長(zhǎng)5-10s，總生產(chǎn)時(shí)間延長(zhǎng)15～25s。

⑷SMA使用的粗集料為石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨耗、外觀接近立方體且有良好嵌擠能力的碎石，同時(shí)應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)有害物質(zhì)，具有足夠的強(qiáng)度和耐磨耗性。

⑸SMA的細(xì)集料采用人工破碎砂，其他面層的集料可采用天然砂、石屑。

⑹瀝青混合料的填料必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，礦粉中不能含有泥土和有機(jī)物質(zhì)。

4.2施工要求

⑴當(dāng)氣溫低于10℃時(shí)，不得進(jìn)行改性瀝青混合料施工，雨天不得澆筑瀝青混凝土。

⑵控制改性瀝青混合料路面的施工溫度。

⑶瀝青混合料的攤鋪系數(shù)根據(jù)實(shí)際的混合料類型、施工機(jī)械和施工工藝等，通過(guò)試鋪試壓確定。

⑷瀝青混合料應(yīng)隨拌隨用，若因特殊原因需要短時(shí)間儲(chǔ)存，儲(chǔ)存時(shí)間不宜超過(guò)24h，儲(chǔ)存期間溫降不應(yīng)超過(guò)10℃，且不得發(fā)生結(jié)合料老化、滴漏以及粗顆粒離析現(xiàn)象。

⑸改性瀝青混合料的拌和、運(yùn)輸、攤鋪采用機(jī)械化連續(xù)作業(yè)，保持連續(xù)、均勻、不間斷地?cái)備仭?/p>

⑹攤鋪采用多臺(tái)機(jī)械聯(lián)合全路幅鋪筑，各機(jī)械縱向間距為10～20cm，縱向搭接至少10cm，以利接縫密合。

⑺改性瀝青混合料在攤鋪后緊接著進(jìn)行碾壓，不得等混合料冷卻后進(jìn)行。SMA的碾壓遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。碾壓溫度越高越好，攤鋪后應(yīng)立即壓實(shí)，不得等候。壓路機(jī)應(yīng)以2～4km/h的速度進(jìn)行均勻的碾壓，碾壓按初壓（1遍）、復(fù)壓（2遍）、終壓（1遍）三階段進(jìn)行，終壓溫度一般控制在110℃～130℃（實(shí)際施工時(shí)的溫度范圍），終壓時(shí)不得振動(dòng)。在碾壓過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)混合料能在高溫狀態(tài)下用振動(dòng)壓路機(jī)碾壓而不產(chǎn)生推擁，碾壓成型后表面有足夠的構(gòu)造深度又基本上不透水。SMA的碾壓與普通瀝青混凝土碾壓相比，有以下兩點(diǎn)值得注意：①為了防止混合料粘輪，可在鋼輪表面均勻?yàn)⑺蛊浔３殖睗?，水中摻少量的清洗劑或其它適當(dāng)?shù)牟牧?。但要防止過(guò)量灑水引起混合料溫度的驟降。②由于SMA混合料使用了SBS改性瀝青且瀝青含量高，因而粘度大，不得使用輪胎式壓路機(jī)碾壓，以防止粘輪及輪胎揉搓造成瀝青瑪蹄脂擠到表面而達(dá)不到壓實(shí)效果。在初壓和復(fù)壓過(guò)程中，采用同類壓路機(jī)并列梯隊(duì)壓實(shí)，兩臺(tái)攤鋪機(jī)間距為15～30m，縱向接縫采熱接縫，以碾壓均勻、接縫平整。采用振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)改性瀝青混合料路面時(shí)，壓路機(jī)輪跡的重疊寬度不超過(guò)20cm，壓路機(jī)的振動(dòng)頻率振幅大小與路面鋪筑厚度相協(xié)調(diào)。進(jìn)行SMA混合料的碾壓時(shí)，壓路機(jī)應(yīng)緊跟在攤鋪機(jī)后面碾壓，在終壓溫度前消除全部輪跡，達(dá)到要求的壓實(shí)度后應(yīng)立即停止壓路機(jī)作業(yè)，以免過(guò)度碾壓導(dǎo)致瀝青瑪蹄脂結(jié)合料被擠壓到路表面，影響構(gòu)造深度。

5結(jié)論

⑴公路SMA復(fù)合路面的建設(shè)，尤其是SMA改性瀝青表面層的建設(shè)，為舊路改造提供了有益的經(jīng)驗(yàn)。

⑵從SMA使用效果來(lái)看，面層采用4.0cm厚SMA能更好地發(fā)揮SMA的水穩(wěn)定性和耐疲勞性能。

⑶本項(xiàng)目自2001年底交付使用以來(lái)，已經(jīng)兩年多，未見任何明顯損壞現(xiàn)象，說(shuō)明性能優(yōu)良。

⑷在SMA中，細(xì)集料采用人工砂效果較好，但價(jià)格比較高。

⑸在SMA中，添加木質(zhì)素纖維后，SMA路面結(jié)構(gòu)比普通瀝青混凝土路面成本高20%左右。

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