S268段交叉口加鋪改造技術(shù)探析

段晶晶

(廣東粵路勘察設(shè)計(jì)有限公司，廣東 廣州 510635)

S268段交叉口加鋪改造技術(shù)探析

段晶晶

(廣東粵路勘察設(shè)計(jì)有限公司，廣東 廣州 510635)

對S268交叉口路段的路面破損狀況進(jìn)行評價，在借鑒國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)道路交叉口的受力特點(diǎn)，加大路面中面層的抗剪能力(摻加抗車轍材料)，以提高交叉口路面的使用性能。

交叉口；瀝青加鋪層；中面層

1 項(xiàng)目概況

省道S268線中山古鎮(zhèn)高涌小橋至橫欄鎮(zhèn)西涌小橋路段(樁號K35+720～K46+000)，全長10.3 km, 屬于省道S268(舊岐江公路)的一部分，是貫穿橫欄鎮(zhèn)南北走向的交通大動脈。該路段于1999年完成升級改造，改造后為雙向四車道的二級公路，水泥混凝土路面。其中橫欄路段(K36+420～K46+000，長9.58 km)除金蘭橋至西涌小橋段(K45+400～K46+000，長0.6 km)臨河加寬受限制外，2005年鎮(zhèn)區(qū)對其余段按照市政標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行加寬改造，部分路段建成后為雙向六(四)車道；古鎮(zhèn)路段(K35+700～K36+420，長0.72 km)未進(jìn)行任何形式的改造，使用至今已超過15年。因此有必要盡早對省道S268線中山市古鎮(zhèn)高涌橋至橫欄西涌橋段進(jìn)行路面改造，提高道路的通行能力和服務(wù)水平。根據(jù)現(xiàn)場病害調(diào)查、鉆芯取樣、彎沉檢測、室內(nèi)試驗(yàn)，可以得出：路面損壞狀況指數(shù)(PCI)全線總體評價：“優(yōu)”“良”等級路段占40.4%，“中”等級路段占29.9%，“次”或“差”等級路段占29.7%；采用路面斷板率(DBL)對全線進(jìn)行總體評價：斷板率為15.7%，評定為“次”等級，說明舊路斷裂類病害比較嚴(yán)重，依據(jù)《公路水泥混凝土養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ073.1-2001)“二級及二級以下公路路面破損狀況等級為次及次以下時，應(yīng)采取全路段修復(fù)或改善措施?！惫蕬?yīng)考慮對本項(xiàng)目采取全路段修復(fù)改善措施；板縫傳荷系數(shù)處于“差、次”等級的比例分別達(dá)到了21.3%和19.1%，板縫傳荷能力的不足，直接加劇了路面板斷裂類病害的嚴(yán)重發(fā)生，這也與本路段斷板率的嚴(yán)重程度基本一致；根據(jù)彎沉檢測結(jié)果，各車道混凝土板脫空情況嚴(yán)重，板邊彎沉在20～30(0.01 mm)范圍所占比例最大。

2 交叉口的特殊性分析

根據(jù)現(xiàn)場病害調(diào)查，發(fā)現(xiàn)紅綠燈、十字路口位置路面破損尤其嚴(yán)重，究其原因，認(rèn)為是瀝青層強(qiáng)度降低且層間粘結(jié)力不足所致。這些交叉口位置是道路的重要組成部分，相交道路的人流和車流都會在此處匯集、通過和轉(zhuǎn)換方向，所以，本文探討的重點(diǎn)就是這樣的特殊路段的維修及養(yǎng)護(hù)。對比與其他一般路段，交叉口路段有以下幾個特點(diǎn)。

(1)在交叉口的位置布置交通標(biāo)志、標(biāo)線等，能把不同行駛方向和車速的車輛分別規(guī)定在有明確軌跡線的車道內(nèi)行駛，避免相互干擾，以減少車輛之間以及車輛與行人之間碰撞的可能，提高交通的安全性和通行能力。但從道路養(yǎng)護(hù)的角度來看，渠化交通會使得交叉口位置破損較一般路段更為嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為車轍嚴(yán)重及出現(xiàn)大量裂縫。

(2)車輛在通過交叉路段的時候，往往因?yàn)榧t綠燈或避讓行人，需要減速或停車，而車輛的停車及起動會造成交叉口路面受到比一般路段更大的水平荷載力，通過對瀝青路面結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析可以得出：中面層模量的增大可以使得剪應(yīng)力呈現(xiàn)出降低的趨勢，因此在交叉口的路面維修養(yǎng)護(hù)過程中，必須提高中面層的模量以達(dá)到良好的抗剪性能。

(3)S268的交叉口路面破壞還有一個主要的原因是采用瀝青混合料進(jìn)行病害修補(bǔ)的位置，由于修補(bǔ)時多采用人工拌和、攤鋪，難以保證施工質(zhì)量，致使修補(bǔ)塊在較短時間內(nèi)就出現(xiàn)了反射裂縫甚至塊裂、脫皮、松散、麻面等次生病害。

查閱國內(nèi)外相關(guān)的文獻(xiàn)，在前人研究基礎(chǔ)上可以得出：①在路面的加鋪結(jié)構(gòu)中，最大剪應(yīng)力峰值出現(xiàn)中面層，因此必須加強(qiáng)中面層材料的抗剪能力；②適當(dāng)加大加鋪層厚度能有效地減小路面層底部的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力，但過大的厚度對底部拉應(yīng)力和剪應(yīng)力作用不大且會造成維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的大幅提升；③從S268交叉口路面現(xiàn)場檢測結(jié)果來看，路面破損嚴(yán)重是因?yàn)閷娱g粘結(jié)力不足所致，因?yàn)镾268在1999年完成了升級改造，為水泥混凝土路面，部分路段又在之后通過道路維修養(yǎng)護(hù)，加鋪了瀝青層，但因?yàn)闉r青混合料修補(bǔ)質(zhì)量較差、瀝青罩面前的舊板病害處理不徹底以及罩面層與舊板間粘結(jié)力不足導(dǎo)致路面破損嚴(yán)重。

因此，本項(xiàng)目交叉口瀝青路面推薦采用如下方法。

先根據(jù)舊路面具體病害情況對舊水泥路面進(jìn)行修復(fù)處治(如換板、灌縫、植筋、壓漿等措施)后，上面層使用4 cm AC-13C瀝青混凝土面層，使表面層具有密實(shí)均勻、抗滑耐磨的功能，中面層使用6 cm AC-20(添加抗車轍劑)，提高交叉口的抗剪切能力，抗車轍劑的摻入量應(yīng)控制在0.4%。并在水泥板和加鋪瀝青面層之間采用改性乳化瀝青粘層以提高交叉口路段的粘結(jié)強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度。

表1 交叉口路段路面結(jié)構(gòu)

3 路面施工要求

(1)瀝青路面的施工工藝流程

舊面板處理(換板、壓漿、灌縫)→利用高壓風(fēng)槍(風(fēng)鎬)清潔面板→防水粘結(jié)層→瀝青混合料的攤鋪碾壓。

(2)室內(nèi)試驗(yàn)

施工前，應(yīng)進(jìn)行三階段配合比設(shè)計(jì)，需要注意的是，對0.3 cm以下的細(xì)料應(yīng)通過0.075 mm的篩，以模擬拌合樓除塵效果。工地實(shí)驗(yàn)室應(yīng)能滿足混合料配合比設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)要求。

(3)對拌合場的要求

拌合樓的拌和能力應(yīng)大于120 t/h，儲料倉的容量應(yīng)大于60 t。冷料倉、熱料倉各4個，并自動控制數(shù)量和溫度。

改性瀝青的加熱溫度：180～190 ℃；礦料的加熱溫度需比瀝青的加熱溫度高10 ℃。改性瀝青混凝土的出廠溫度185～190 ℃。

(4)抗車轍劑的添加

在拌和鍋設(shè)投料口，干拌結(jié)束噴入瀝青前，迅速將抗車撤劑投入，干投可以使得高溫集料對抗車轍劑迅速熔化，其改性得到較好發(fā)揮。

(5)攤鋪碾壓

瀝青混凝土的攤鋪溫度不低于150 ℃。壓路機(jī)包括兩臺膠輪壓路機(jī)；四臺雙鋼輪壓路機(jī)，其中兩臺為重型壓路機(jī)，兩臺為輕型壓路機(jī)。

采用雙鋼輪壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)先靜壓2遍，然后復(fù)壓2遍。最后用膠輪壓路機(jī)碾壓4遍。終壓溫度不低于85 ℃。瀝青混合料中有摻加抗車轍劑，因此攤鋪后應(yīng)盡快碾壓，避免因?yàn)闇囟炔痪鶎?dǎo)致路面平整度的問題。

雨天以及氣溫低于10 ℃時不得鋪筑瀝青混合料。

(6)施工組織設(shè)計(jì)

本路段位于交通繁忙的城鎮(zhèn)路段，施工受到交通和氣候條件(降水)的嚴(yán)重影響，為了確保施工質(zhì)量，對施工組織設(shè)計(jì)提出如下要求。

① 先進(jìn)行舊路處治，保證進(jìn)行面層施工時有一個穩(wěn)固、平整、干凈、干燥的基本面。

② 完成上述工作后，先噴灑改性瀝青粘層油并撒布碎石，做防水粘結(jié)層，并接著鋪設(shè)下面層瀝青混合料(間隔時間不超過1 d)，鋪完面層后即可開放交通。

4 交叉口路段施工質(zhì)量檢測

為檢測交叉口的施工質(zhì)量，對交叉口路面進(jìn)行鉆芯抽樣，依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTG E20-2011)中的要求，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)。結(jié)果如表2、表3所示。

表2 抽樣馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表3 抽樣車轍試驗(yàn)檢測結(jié)果

5 結(jié) 論

本文是在S268路面改造的基礎(chǔ)上針對交叉口的受力特點(diǎn)，提出適用于公路加鋪改造中路面加鋪層的設(shè)計(jì)，以提高路面交叉口的使用性能?，F(xiàn)比較多的公路均需要這樣的加鋪改造及路面大修，該路段的病害類型比較典型，能為今后大量的公路加鋪改造提供參考依據(jù)。

[1] 馮俊領(lǐng). 交叉口瀝青路面剪切損害機(jī)理及剪切試驗(yàn)方法研究[D].上海：同濟(jì)大學(xué)博士學(xué)位論文，2007.

[2] 王燕芳. 合肥市道路交叉口瀝青路面車轍防治研究[D].南京：東南大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009.

[3] 陳峙峰. 舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層設(shè)計(jì)及其應(yīng)用技術(shù)研究[D]. 大連：大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文，2003.

2016-12-15

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