白色頂層施工法—用混凝土修補(bǔ)瀝青道路的有效方法

Siegfried Riffel

德國海德堡水泥公司

翻譯：沈榮熹

1 前言

白色頂層施工法是用低收縮、纖維增強(qiáng)的高性能混凝土修補(bǔ)或加固損壞的瀝青行車道路。該法使此種混凝土澆筑在已存在的、經(jīng)銑削的瀝青底層上，而該瀝青底層被用來作為起承重作用的墊層。因此，這種施工方法并不是使瀝青整體被除去，而只是削除損壞的瀝青道路的上層。

白色頂層可分為以下兩類：

（1）薄型頂層（TNT）澆筑層的厚度為100mm至200mm;

（2）超薄型頂層（UTNT）澆筑層的厚度為50mm至100mm。

圖1為白色頂層的結(jié)構(gòu)圖。

圖1 “白色頂層”的結(jié)構(gòu)圖

為使損壞的瀝青道路用白色頂層施工法修補(bǔ)、加固后可持久耐用，所保留的瀝青層的厚度至少應(yīng)不低于100mm。此外，地基與留存的瀝青層必須有足夠的承載能力。根據(jù)美國的經(jīng)驗(yàn)，在符合上述條件下用白色頂層施工法所修補(bǔ)的瀝青道路的使用壽命可長達(dá)30年之久。

德國也曾在若干工程中成功地應(yīng)用了白色頂層施工法。首先用該法修補(bǔ)城市中交通信號燈區(qū)域、十字路口與公共汽車行車道受到損壞的路段，因?yàn)檫@些路段在劇烈的動荷載作用下往往會出現(xiàn)很深的凹坑與局部的凹凸不平（即所謂的“洗衣板”）。應(yīng)用白色頂層施工法可解決上述難題。這種新的施工法也已成功地用于街道、有軌車道、公共汽車站以及各種工業(yè)道路的加固的工程中。

前幾年德國已在一系列工程中廣泛應(yīng)用這種施工法，例如廠區(qū)道路、倉庫與停車場等。2008年白色頂層施工法應(yīng)用于聯(lián)邦高速公路A99奧托勃?。∣ttobrunn）樞紐站瀝青道路的修補(bǔ)。

2 奧托勃隆樞紐站

在2008年春天，聯(lián)邦高速公路A99奧托勃隆樞紐站西的車輛駛?cè)肱c駛出的坡道均用白色頂層施工法進(jìn)行了加固。

由于很高的交通負(fù)荷，使奧托勃隆樞紐站西的坡道，尤其是在交通信號裝置所在區(qū)域的瀝青道路出現(xiàn)嚴(yán)重的凹坑與壓裂，因而影響到行車的安全性，同時所存在的瀝青層的厚度只有17～18cm，無法勝任日益增高的交通負(fù)荷。為此，對該瀝青道路用白色頂層施工法進(jìn)行加固，首先將所存在的瀝青層削去約2cm, 再在其上澆筑14cm厚的混凝土層，總的施工面積約為6500m2。德國巴伐利亞州的交通主管部門要求應(yīng)用白色頂層施工法使此高交通負(fù)荷的樞紐站能實(shí)現(xiàn)快捷、低成本而又有持久效果的修補(bǔ)。

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2.1 準(zhǔn)備工作

由于在奧托勃隆樞紐站工程中首次將白色頂層施工法用于這一大型、國家級的建筑設(shè)施，并且當(dāng)時對用滑模機(jī)澆筑低收縮、纖維增強(qiáng)的高性能混凝土還毫無經(jīng)驗(yàn)。為此，在豪亨勃?。℉ochenbrunn）高速公路筑路公司的專用試驗(yàn)區(qū)的四個試驗(yàn)場地進(jìn)行了前期試驗(yàn)，每一試驗(yàn)場地的面積約為185m2。在此項(xiàng)前期試驗(yàn)工作中尤其是對專門配制的低收縮、纖維增強(qiáng)的水刷混凝土表面的制備這一新技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)。

雖然在奧托勃隆樞紐站的白色頂層施工法中已規(guī)定要對原有的瀝青進(jìn)行銑削，仍需對銑削的、未經(jīng)銑削的瀝青層與新制備的瀝青層的粘結(jié)質(zhì)量進(jìn)行試驗(yàn)。該試驗(yàn)的目的在于證明在地面層加固時或者為縮短施工進(jìn)程，能否不銑削所存在的瀝青層。在此情況下，必須在變形的瀝青底層上再澆筑2～3cm的瀝青整平層，直接作為新的白色頂層的底板。對比試驗(yàn)結(jié)果表面，對原有瀝青層的銑削是必要的。

在四個試驗(yàn)場地上將損壞了的瀝青層清除，再換用新制備的瀝青承重層，該層的厚度為14cm。在其中二個試驗(yàn)場地上對瀝青承重層進(jìn)行了精細(xì)的銑削處理，而另外二個試驗(yàn)場地的瀝青承重層則未經(jīng)銑削。使用一個大面積的高壓凈化機(jī)對經(jīng)銑削后的瀝青表面進(jìn)行凈化處理，再在凈化的瀝青層表面裝上設(shè)定接縫用的銷釘（楔子）與錨栓，相互間的距離形成2.6m×2.6m的矩形 。

在設(shè)計(jì)混凝土配方時參考了曾經(jīng)使用過的白色頂層的方案。為盡可能增大路面接縫的間距，需設(shè)計(jì)一種低收縮、纖維增強(qiáng)的高性能混凝土。用此種混凝土可使路面接縫間距提高到板厚的18倍。表1為此種混凝土的配方。拌制后的混凝土用載重卡車運(yùn)往施工工地。

表1 混凝土的配方

根據(jù)奧托勃隆樞紐站道路的施工方案，用滑模機(jī)攤鋪混凝土。在該機(jī)的振搗器（加壓箱）的前面設(shè)有料斗與分?jǐn)偲骺墒够炷辆鶆虻財(cái)備?，然后通過整形板后面的縱向刮板使?jié)仓蟮幕炷辆哂衅教苟軐?shí)的表面。

混凝土表面經(jīng)修整后，在其表面噴灑緩凝劑。此緩凝劑是OVZ+NBM的復(fù)合物。經(jīng)16～24h后使混凝土在二個通道中分別用刷子進(jìn)行干拉毛。在干拉毛后緊接著在洗刷混凝土的表面噴灑液態(tài)的養(yǎng)護(hù)劑。最后在混凝土頂層上切出尺寸為2.6m×2.6m的方形塊作為接縫。

通過在試驗(yàn)場地所進(jìn)行的上述試驗(yàn)證明用滑模機(jī)攤鋪低收縮、纖維增強(qiáng)的高性能混凝土是可行的，同時還可用此種混凝土制得令人滿意的水刷混凝土表面。

肉眼可清楚地看出在混凝土表面上的高性能粗合成纖維。根據(jù)迄今為止所取得的經(jīng)驗(yàn)，處于混凝土表面的這些合成纖維經(jīng)紫外線的照射以及交通工具的摩擦后在短期內(nèi)即可消失。通過前期試驗(yàn)證明，存在于混凝土表面上的合成纖維并不影響路面的粗糙度。

2.2 施工過程

在此項(xiàng)工程中按程序要進(jìn)行以下一系列的工作：

圖2 瀝青的銑削

圖3 用滑模機(jī)攤鋪混凝土

圖4 噴灑表面緩凝劑

圖5 含有粗合成纖維的混凝土表面

如同在試驗(yàn)場地一樣，在奧托勃隆樞紐站工程施工時可用滑模機(jī)順利地進(jìn)行混凝土的攤鋪。新拌混凝土與硬化混凝土的性能檢測結(jié)果列于表2中。

表2 混凝土性能的檢測結(jié)果（平均數(shù)）

用側(cè)向力測試法（SKM）測定所制備的混凝土面板的粗糙度，其結(jié)果表明，在洗刷混凝土表面可看到的粗合成纖維對粗糙度并無不良影響。按路段長度為100m、車速為40kg/h時的臨界值μSKM=0.56作為路面粗糙度的考核指標(biāo)，實(shí)際車輛駛?cè)肫碌琅c駛出坡道的μ值可分別達(dá)到0.82與0.78，均明顯超過上述的臨界值，因而該路面的粗糙度是可以滿足要求的。

3 結(jié)束語

在奧托勃隆樞紐站所實(shí)施的白色頂層工程表明，此種新的施工法完全適用于損壞的、不符合設(shè)計(jì)要求的瀝青道路的修補(bǔ)與加固。所配制的低收縮纖維增強(qiáng)混凝土完全可用滑模機(jī)進(jìn)行攤鋪，在纖維增強(qiáng)混凝土表面上可制成洗刷混凝土的紋理。圖6為已竣工的具有交通信號裝置的岔道。

圖6 已竣工的具有交通信號裝置的岔道

由于該工程開放交通后的使用期還不夠長，尚不能對其長期性能或耐久性得出最終結(jié)論。對此路段的繼續(xù)考察有很大意義，也是非常必要的。