國省道舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土路面技術(shù)要點探析

康傳佳

(福建省泉州市公路局永春分局，福建 泉州　362600)

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國省道舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土路面技術(shù)要點探析

康傳佳

(福建省泉州市公路局永春分局，福建 泉州362600)

摘要：舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土路面又被稱為“白改黑”法，指對舊水泥混凝土路面，經(jīng)過技術(shù)處理，將舊混凝土水泥混凝土路面(剛性灰白色)做為改造后的新路面結(jié)構(gòu)層中的墊層，同時鋪設(shè)一層半剛性的底基層或基層過渡后再鋪設(shè)瀝青混合料結(jié)構(gòu)層(柔性黑色)。采用該技術(shù)在充分發(fā)揮舊水泥混凝土路面強度高、有效解決移除舊水泥混凝土板塊的環(huán)境污染問題，同時也較好解決了路面“白加黑”存在的舊混凝土板塊反射裂縫問題，對于國省道重載交通道路路面改建有較高的推廣價值。

關(guān)鍵詞：國省道；舊水泥混凝土路面；瀝青混凝土路面

1工程概況

省道206線是福建省泉州市南北走向主要的道路之一，路線全長204.52 km，省道206線K179+950～K188+160段路面改建工程起點位于永春縣桃城鎮(zhèn)德風(fēng)社區(qū)北面的德風(fēng)環(huán)島處，起點樁號K179+950，終點位于省道206線永春縣與南安市交界處，終點樁號K188+160。項目全長8.21 km。

現(xiàn)狀舊路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為公路二級，由于交通量較大，特別是大型、重載車輛多，加上中間四幅路面已接近設(shè)計使用年限，因此路面出現(xiàn)不同程度的裂隙、斷板、破碎、沉陷或錯臺等病害，為提高道路的服務(wù)水平，減少行車噪音對居民的影響，非常有必要對現(xiàn)有的水泥混凝土路面進行改造。

舊水泥混凝土路面路況如何，直接影響到其上部加鋪瀝青層的使用壽命。因此對水泥混凝土路面進行充分的調(diào)查，是合理進行瀝青加鋪層設(shè)計的基礎(chǔ)。設(shè)計單位在前期調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，K179+950～K188+160段全線路面板出現(xiàn)裂縫、斷角、破碎及板邊破裂病害的共有615塊，斷板率為5.81%，為中級；全線0.20 mm<彎沉值≤0.45 mm的共1 215處，占比約11.49%，彎沉值>0.45 mm為45處，占比約0.45%，板底脫空比率為11.94%；經(jīng)計算，全線接縫傳荷系數(shù)為65.7%，評定為中級。根據(jù)使用要求及舊混凝土路面的綜合評定結(jié)果，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定，本項目加鋪方案采用：打裂壓穩(wěn)處治舊混凝土路面后加鋪瀝青混凝土路面。所采用的路面結(jié)構(gòu)層形式：

1.1打裂壓穩(wěn)路段加鋪層的路面結(jié)構(gòu)

上面層：4 cm AC-13C細粒式瀝青混凝土

下面層：6 cm AC-20C中粒式瀝青混凝土

上基層：8 cm ATB-25密級配瀝青穩(wěn)定碎石

1 cm層鋪法瀝青表面處治封層

下基層(調(diào)平層)：≥15 cm 3%水泥穩(wěn)定碎石

1.2橋面鋪裝的路面結(jié)構(gòu)

上面層：4 cm AC-13C細粒式瀝青混凝土

下面層：≥6 cm AC-20C中粒式瀝青混凝土

改性乳化瀝青防水粘層

2工程施工控制要點

2.1試驗段施工

為了更好的控制路面各結(jié)構(gòu)層的施工質(zhì)量，本項目引入首件工程，在K182+920～K183+220段左側(cè)選取300 m做為本項目路面各結(jié)構(gòu)層的試驗攤鋪路段。本項目于正式開工時，先在試驗路段進行打裂壓穩(wěn)，并按設(shè)計文件要求對舊混凝土面層進行技術(shù)處理后，并進行路基彎沉檢測，在滿足各項指標(biāo)后先后進行3%水泥穩(wěn)定層下基層、ATB-25密級配瀝青穩(wěn)定碎石上基層、AC-20C中粒式瀝青混凝土下面層、AC-13C細粒式瀝青混凝土上面層各結(jié)構(gòu)層的試驗段攤鋪作業(yè)。進行實驗段鋪筑，可達到幾個目的：(1)驗證生產(chǎn)配合比；(2)確定分層施工時的每層適當(dāng)層厚及作業(yè)長度；(3)確定松鋪厚度和松鋪系數(shù)；(4)確定合理的施工機械的配置。從而確定大面積施工的標(biāo)準(zhǔn)施工方法。

2.2舊水泥路面打裂壓穩(wěn)

(1)打裂壓穩(wěn)目的

打裂工藝是用多邊形沖擊式或振動式或凸輪機等打擊原有路面板1～2次，使舊路面板出現(xiàn)不規(guī)則開裂，并伴有不同程度的下沉，以減小縱向、垂直方向的位移，使舊混凝土板與基層緊密結(jié)合，能夠較好地為改建路面提供足夠及穩(wěn)定的支撐，并防止加鋪層反射裂縫的出現(xiàn)。本項目采用沖擊式打裂壓穩(wěn)機對舊水泥混凝土路面進行打裂。

(2)質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

路面打裂壓穩(wěn)可采用路面塊的尺寸和壓實沉降差進行檢查。

打裂：打裂后應(yīng)使75%以上的路面不規(guī)則開裂，相鄰裂縫形成的塊狀面積為0.4～0.6 m2。打裂時應(yīng)避免過度破壞，不宜使路面板產(chǎn)生過大位移及大量碎屑。在混凝土路面破裂后，應(yīng)清除破碎的混凝土塵土和外來物。

壓穩(wěn)：在打裂后的舊路表面，每25 m用油漆或其他醒目標(biāo)記標(biāo)注測點，用水準(zhǔn)儀測量測點高程，然后每壓穩(wěn)一遍測量一次，當(dāng)最后兩遍的沉降差平均值<5 mm，標(biāo)準(zhǔn)差<3 mm時為壓穩(wěn)合格。一般情況下為3～5遍。施工前應(yīng)先做一段試驗段以確定碾壓遍數(shù)。

(3)回彈模量取值

本項目打裂壓穩(wěn)后舊路面的設(shè)計回彈模量原設(shè)計值為不小于320 MPa，但經(jīng)過試驗段施工及后續(xù)大面積施工驗證，為達到原設(shè)計回彈模量值必須對舊水泥混凝土面板多次振壓，導(dǎo)致舊混凝土成碎塊狀，舊板底的舊路面結(jié)構(gòu)層粉碎化，反而破壞舊路面結(jié)構(gòu)層的整體性。經(jīng)與設(shè)計部門協(xié)調(diào)溝通，并提交前期已施工路段彎沉檢測資料的提供給設(shè)計部門，設(shè)計部門經(jīng)分析驗算將設(shè)計回彈模量調(diào)整為215 MPa。

(4)做好通道、涵洞等隱蔽結(jié)構(gòu)物及兩側(cè)建筑物調(diào)查

在進行打裂壓穩(wěn)施工前，應(yīng)結(jié)合施工圖設(shè)計文件所提供隱蔽結(jié)構(gòu)物的分布情況，如通道、涵洞、地下管線等，以及對兩側(cè)建筑物與路基間距情況進行調(diào)查，以確定打裂壓穩(wěn)是更否會對這些構(gòu)造物造成破壞。一般情況下，打裂機全功率沖擊力可達30 T，試驗表明，通道、涵洞、地下管線埋深超過2.0 m后，基本不影響；兩側(cè)建筑物若為磚混結(jié)物在15 m內(nèi)有震感，但超過5 m后其震感與多軸重載車輛經(jīng)過類似，為確保安全，建筑物安全距離控制在與打擊設(shè)備水平距離10 m以上。對于不滿足條件的區(qū)域，則采取降低打裂機功率或采取其他措施破碎舊混凝土路面板。

2.3水泥穩(wěn)定碎石層施工

(1)攤鋪

采用攤鋪機施工，根據(jù)規(guī)范及本項目基層厚度，分一至二層攤鋪碾壓。攤鋪過程中按設(shè)計的路拱不斷調(diào)整攤鋪機熨平板，使攤鋪出的混合料具有規(guī)定的路拱橫坡，在攤鋪機后派人專門消除攤鋪過后粗細集料離析的現(xiàn)象，對局部粗細集料堆積的“窩”進行鏟除后用新混合料填補。攤鋪機在施工中以均勻的速度行駛，保證混和料均勻、不間斷的攤鋪，對外形不規(guī)則、路面厚度不同、空間受限制以及人工構(gòu)造物接頭等攤鋪機無法工作的地方才采用人工攤鋪。

(2)碾壓

混合料經(jīng)攤鋪成型后，立即在全寬范圍內(nèi)進行碾壓。一般路段由兩側(cè)向中間碾壓；超高路段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓。碾壓時采用振動壓路機，先靜壓1～2遍，再用振動壓4遍，相鄰碾壓帶重疊1/2～1/3輪跡，將整個攤鋪范圍內(nèi)的混合料完全均勻地壓實到規(guī)定的壓實度為止，壓實后的路拱面達到平整無輪跡或隆起，且斷面正確，路拱符合要求。

(3)養(yǎng)生

水泥穩(wěn)定碎石基層每一段碾壓完成后并經(jīng)壓實度檢查合格后立即設(shè)專人用土工布覆蓋整個表面，采用水車進行灑水濕潤養(yǎng)生，養(yǎng)生時間不少于7 d。養(yǎng)生期間封閉交通，除灑水車外，禁止任何車輛通行。

2.4熱拌瀝青混合料結(jié)構(gòu)層施工工藝和過程控制

瀝青路面的壓實度和平整度是瀝青攤鋪質(zhì)量控制所有指標(biāo)中的重中之重。而這兩個指標(biāo)與瀝青路面施工的程序：拌合、運輸、攤鋪、碾壓、接縫處理等環(huán)節(jié)密切相關(guān)。在施工中必須加強瀝青路面攤鋪各結(jié)構(gòu)層施工工藝的控制。本項目所在的地區(qū)屬于多雨潮濕地區(qū)，而集料大多數(shù)是酸性石料，酸性石料與瀝青的粘性不好。為改善瀝青與集料的粘附性及瀝青混合料的水穩(wěn)定性，提高集料之間的粘結(jié)力，防治瀝水損害能力，上下面層瀝青混凝土采用SBS改性瀝青。

(1)攤鋪控制

攤鋪機運行速度要依據(jù)攪拌機產(chǎn)量、攤鋪寬度及厚度、相關(guān)施工設(shè)備情況等來確定，攤鋪速度通常控制在按照2～6 m/min，上面層攤鋪速度不能超過5 m/min。路面施工過程要均勻、緩慢及一次攤鋪，不能夠隨便改變攤鋪速度。為保證攤鋪的連續(xù)性，待在攤鋪機前的運料車不少于5輛才可攤鋪，攤鋪機開工前應(yīng)提前0.5～1 h預(yù)熱熨平板，使其溫度不低于120 ℃，前后兩臺攤鋪機間距一般為10～20 m，軌道應(yīng)重疊30～60 mm,上下兩層搭接位置宜錯開200 mm以上。各層攤鋪后采用人工配合拍邊，使邊緣整齊、密實。ATB-25上基層采用掛線法施工，中、上面層采用非接觸平衡梁控制施工。冷機上面層攤鋪時，一般從第二車料開始。

(2)碾壓控制

碾壓作為瀝青路面施工中的最主要步驟及施工最后步驟，是非常重要的，要積極提高瀝青路面壓實度，這需要增加壓路機壓實功能，并且對壓實機速度給予密切關(guān)注及控制，有效保證瀝青路面壓實質(zhì)量。瀝青混合料碾壓應(yīng)注意以下幾點：

①瀝青結(jié)構(gòu)層的壓實度一般不得超過10 cm；

②雙機攤鋪路面時的壓路機數(shù)量不應(yīng)少于5臺，單機攤鋪時不少于3臺；

③瀝青混合料的壓實應(yīng)分為初壓、復(fù)壓和終壓。a 初壓應(yīng)緊跟攤鋪機進行，采用鋼輪壓路機靜壓1～2遍；b 復(fù)壓應(yīng)緊跟初壓后進行，采用兩臺25 t以上重型的輪胎壓路機要兩列并行碾壓，各負責(zé)半幅施工，壓實遍數(shù)4～6遍。③終壓應(yīng)緊跟復(fù)壓后進行，可采用雙鋼輪進行碾壓，不少于兩遍，至無明顯輪跡為止。碾壓過程里，通常速度控制在2～4 km/h之內(nèi)，如果是輪胎壓路機的話，可以適當(dāng)提高壓路機速度，可也要控制在5 km/h以下；在碾壓的過程里，還應(yīng)注意碾壓車道變換問題，要在已碾壓路段，及壓路機停止振動情況下進行變道；變道的時候，方向變換要緩慢進行，防止瀝青路面破壞。

④為避免對中央分隔帶及人行道路緣石破壞，大型壓實機具與路緣石輪距須大于20 cm以上，對于這段路面必須采用小型光輪壓路機進行補壓，并增加碾壓遍數(shù)。

(3)接縫施工及壓實技術(shù)

在瀝青路面施工中，經(jīng)常會見到縱向及橫向的施工縫，上下層橫向接縫應(yīng)錯位1 m以上，各層橫向接縫均應(yīng)采用垂直的平接縫。橫向縫連續(xù)施工前，應(yīng)在端面涂刷黏層油，為保證橫向接縫的平順，攤鋪后即用3m直尺檢查平順度，去高補低，之后用雙鋼輪壓路機沿橫向碾壓，從跨縫向新鋪的層面逐漸移動跨過橫向接縫進行壓實。對于縱向施工縫可運用兩臺攤鋪機共同作業(yè)，使用梯隊聯(lián)合的攤鋪方式進行縱向接縫，先在已攤鋪混合料中，留下10～20 cm位置，這位置不進行壓實，這樣就會有5～10 cm的攤鋪層發(fā)生重疊，可以運用熱接縫方法進行跨接碾壓，從而消除縫隙；嚴禁產(chǎn)生冷接縫。

(4)施工環(huán)境溫度控制

熱拌瀝青混合料的攤鋪溫度對路面施工質(zhì)量至關(guān)重要，對此，應(yīng)該嚴格控制作業(yè)環(huán)境溫度。

①瀝青混合料拌合及運輸

a 瀝青應(yīng)選擇合適的儲存溫度，在儲罐中宜低于130 ℃，不得高于170 ℃，尤其是SBS改性瀝青。

b 普通石油瀝青混合料拌合溫度一般在150 ℃以上，不能低于140 ℃，改性瀝青控制在160～170 ℃之間不得高于180 ℃。

c 瀝青混合料運輸途中用篷布覆蓋保溫，卸料前方可掀開，且待卸車應(yīng)不少于5輛才進行攤鋪作業(yè)。

②攤鋪環(huán)境溫度

a 攤鋪前必須對混合料溫度進行檢測，運輸?shù)浆F(xiàn)場溫度控制在130～170 ℃，低于130 ℃不得直接攤鋪。

b 冬季施工時應(yīng)注意環(huán)境溫度變化，混合料出料溫度可適當(dāng)提高5～10 ℃，當(dāng)?shù)乇頊囟鹊陀?0 ℃時，不得進行改性瀝青混合料攤鋪。

c 國省道經(jīng)常處于半封閉施工狀態(tài)，為確保路面工程質(zhì)量，常溫天氣下表面溫度低于50 ℃后才能開放交通。但對于夏季高溫天氣，應(yīng)適當(dāng)延長管制時間，且避開中午高溫時段開放，嚴禁灑水降溫。

3工程施工質(zhì)量檢驗評定

在本項目完工后一個月，項目業(yè)主單位組織第三方檢測單位對路面工程進行初驗，檢驗結(jié)果如表1。

表1　改建項目瀝青混凝土路面實測結(jié)果

在本項目完工14個月后，泉州市交通基本建設(shè)監(jiān)督檢測站結(jié)本項目組織進行交工驗收，路面工程進行抽查檢驗，檢驗結(jié)果如表2。

表2　改建項目瀝青混凝土路面實測結(jié)果

兩次實體檢測結(jié)果表明，整體合格率較高，且兩次檢測間隔時長14個月，成果穩(wěn)定，驗證本項目工程施工質(zhì)量較好，質(zhì)監(jiān)部門給予較高評價。

4結(jié)語

我國水泥路面的里程數(shù)總量巨大，特別是國道、省道、縣道等各級普通公路，根據(jù)相關(guān)調(diào)查資料，國省道干線公路中一級公路水泥混凝土路面比重約為40% ；二級公路水泥混凝土路面比重約為57%。這些道路大多是20世紀(jì)80、90年代修建的，由于設(shè)計、材料、施工技術(shù)、施工管理和質(zhì)量控制等方面的不足，病害問題逐漸顯現(xiàn)，舊混凝土路面大修改造路面改造勢在必行。未來舊混凝土路面大修改造的工程任務(wù)量巨大，亟待有經(jīng)濟可行、環(huán)保方便的養(yǎng)護工藝來解決。隨著瀝青路面“白改黑”工藝的運用逐漸普及和成熟，瀝青混凝土路面憑借其經(jīng)濟、環(huán)保、安全、行車合適的優(yōu)勢將在今后路面改建工程得到廣泛的應(yīng)用。

參考文獻：

[1]呂大偉．高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層綜合技術(shù)研究[D]．西安：長安大學(xué)，2014．

[2]袁浩．舊水泥混凝土路面改造技術(shù)與加鋪層結(jié)構(gòu)研究[D]．西安：長安大學(xué)，2012．

[3]黃慶波．舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土施工技術(shù)要點[J]．廣東科技，2011，(24)：194，196．

收稿日期：2016-05-11

作者簡介：康傳佳(1978-)，男，福建永春人，工程師，從事公路工程技術(shù)管理研究。

中圖分類號：U416.217

文獻標(biāo)識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)06-0016-03