淺談瀝青路面維修改造施工工藝

銀彥鵬

（山西省交通科學(xué)研究院，山西 太原 030006）

0 引言

瀝青路面相關(guān)病害的產(chǎn)生，是各種因素綜合作用的結(jié)果，包括設(shè)計(jì)缺陷、施工控制不嚴(yán)、交通量的增長(zhǎng)、重載交通以及地質(zhì)水文等因素[1]。交通量的持續(xù)增長(zhǎng)對(duì)高速公路的服務(wù)水平提出了更高要求，而瀝青路面各種病害的出現(xiàn)又嚴(yán)重制約著高速公路的服務(wù)水平，這一矛盾也影響著高速公路的發(fā)展方向。隨著越來越多的已有高速公路面臨著瀝青路面的維修改造，交通工作者在繼續(xù)致力于提高新建高速公路使用性能和耐久性能的基礎(chǔ)上，對(duì)瀝青路面的維修改造也進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐[2-3]。本文結(jié)合山西省境內(nèi)某高速公路出現(xiàn)的各種病害，有針對(duì)性地提出了處治措施，并對(duì)相關(guān)施工工藝的重點(diǎn)控制環(huán)節(jié)進(jìn)行了介紹[4]，希望對(duì)以后的瀝青路面維修改造工程起到一定的指導(dǎo)作用。

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介

山西省某高速公路自2005年通車以來，為實(shí)現(xiàn)國(guó)家加速中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略，促進(jìn)山西省和地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及沿線群眾脫貧致富起到重要的作用。因此，其交通量年平均增長(zhǎng)率達(dá)10%～15%，并且始終維持在一個(gè)較高水平。隨著運(yùn)營(yíng)年限的增加，此高速公路的瀝青路面出現(xiàn)了橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、坑槽、車轍、沉陷等病害，如圖1所示。為了恢復(fù)此高速公路的通行能力和服務(wù)水平，業(yè)主于2014年2—3月運(yùn)用多種先進(jìn)的道路檢測(cè)設(shè)備，對(duì)此高速進(jìn)行了詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，如圖2所示。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了完整詳細(xì)的施工圖設(shè)計(jì)，并于2014年6—8月實(shí)施了路面維修改造工程，達(dá)到了預(yù)期的目的。

圖1 瀝青路面橫向裂縫、龜裂、車轍等病害

圖2 多功能道路檢測(cè)設(shè)備

2 路面病害分析

通過運(yùn)用多種先進(jìn)檢測(cè)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)以及鉆芯取樣研究后，對(duì)此高速公路瀝青路面的各種病害成因分析如下。

2.1 橫向裂縫

橫向裂縫主要為水穩(wěn)基層反射裂縫，當(dāng)基層反射裂縫貫通面層后，雨水由裂縫進(jìn)入基層內(nèi)部，在動(dòng)水壓力條件下，使基層產(chǎn)生水損壞。

2.2 縱向裂縫

縱向裂縫多數(shù)位于高填方路段、爬坡路段或半填半挖路段，并且貫穿面層，伴有基層松散，初步判斷為路基不均勻沉降引起，水進(jìn)入裂縫后加速了基層的破壞。

2.3 龜裂

龜裂主要為施工質(zhì)量原因，并伴有基層松散現(xiàn)象。在瀝青混合料攤鋪過程中，瀝青混合料溫度偏低，碾壓不密實(shí)，水分在車輪荷載作用下滲透到基層表面形成唧漿，導(dǎo)致基層松散。

2.4 車轍病害

瀝青路面車轍病害的主要原因?yàn)樾熊嚭奢d超過瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度，混合料內(nèi)部出現(xiàn)剪切破壞，在重復(fù)荷載的作用下，流動(dòng)變形不斷累積形成流動(dòng)性車轍；同時(shí)，流動(dòng)性車轍也出現(xiàn)在部分長(zhǎng)大爬坡路段，主要是車輛行駛速度緩慢，易于在夏季高溫季節(jié)形成。

2.5 沉陷

沉陷主要發(fā)生在部分高填、填挖結(jié)合部路段。主要原因?yàn)槁坊鶋簩?shí)工藝不合理，壓實(shí)度達(dá)不到規(guī)定要求，在雨水及車輛荷載長(zhǎng)期的雙重作用下，高填方路段產(chǎn)生較大的沉降變形，導(dǎo)致路面產(chǎn)生沉陷。

3 維修改造工藝介紹

針對(duì)此高速公路出現(xiàn)的上述病害，結(jié)合檢測(cè)所得的詳細(xì)完整的PCI、RDI以及平整度等指標(biāo)[5]，如圖3所示，最終研究決定采用瀝青灌縫、微表處、玻纖應(yīng)力吸收帶、銑刨重鋪等方案進(jìn)行維修處治。下面將介紹上述施工方案的重點(diǎn)控制環(huán)節(jié)。

圖3 部分PCI、RD等評(píng)價(jià)指標(biāo)曲線圖

3.1 瀝青灌縫

適用范圍：PCI為優(yōu)、良、中且RD＜5 mm以及PCI為優(yōu)、良且5 mm≤RD＜10 mm路段。

3.1.1 小于5 mm裂縫灌縫施工工藝

準(zhǔn)備瀝青熱熔和噴涂設(shè)備（宜安裝在工程車上），按如下施工工藝施工：

準(zhǔn)備工作→備料→加熱熔解90號(hào)石油瀝青→清除裂縫四周灰塵→騎縫噴涂熱熔石油瀝青→抹板抹平→自然冷卻→開放交通。

3.1.2 大于等于5 mm裂縫灌縫、封縫施工工藝

開槽修補(bǔ)尺寸至少為1 cm寬，1～3 cm深，開槽的深度、寬度比不應(yīng)超過2∶1，且越低越好。

開槽修補(bǔ)法施工工藝流程一般分4個(gè)步驟。

3.1.2.1 開槽

裂縫刻槽斷面應(yīng)具有的垂直邊緣，若因裂縫形狀不規(guī)則而導(dǎo)致未刻到的部分與刻槽形成相鄰的兩道縫（槽），還應(yīng)對(duì)余縫刻槽。

3.1.2.2 清槽

將兩側(cè)至少10 cm范圍內(nèi)碎渣、灰塵徹底清掃干凈，并采用熱氣槍烘干。

3.1.2.3 灌縫

在修整好的槽壁切面上仔細(xì)涂刷黏層油，然后攤?cè)腩A(yù)拌好并不低于施工溫度的砂粒式或細(xì)粒式熱拌瀝青混合料搗實(shí)、鋪平。當(dāng)挖補(bǔ)部分與原路面一樣平后，用烙鐵熨平修補(bǔ)面，使新舊路面結(jié)合良好。

3.1.2.4 養(yǎng)護(hù)

需在灌縫后24 h或48 h后方能開放交通。

3.2 微表處

適用范圍：PCI為中且5 mm≤RD＜10 mm路段。

3.2.1 材料確定和儲(chǔ)備

主要為施工用各種原材料的相應(yīng)指標(biāo)在滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，應(yīng)保持穩(wěn)定，不得隨意變更。

3.2.2 施工準(zhǔn)備

a）測(cè)定礦料含水量，確定礦料的“含水量—單位體積干礦料重量”的關(guān)系曲線，用于攤鋪車設(shè)定。

b）微表處施工須采用專門機(jī)械，攤鋪機(jī)拌合箱須為大功率雙軸強(qiáng)制攪拌式。

c）選用具有儲(chǔ)料、計(jì)量和摻配功能的配料設(shè)備來完成礦料摻配，不宜采用裝載機(jī)配料。

3.2.3 配合比設(shè)計(jì)

在確定目標(biāo)配合比后，通過試驗(yàn)段確定相應(yīng)的參數(shù)及施工工藝，并對(duì)目標(biāo)配合比作小范圍調(diào)整，確定施工配合比。施工期間，不允許隨意改變由此確定的標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)配合比。

3.2.4 施工注意事項(xiàng)

a）施工、養(yǎng)生期內(nèi)的氣溫應(yīng)高于10℃；

b）不得在雨天施工。施工中遇雨或者施工后混合料尚未成型就遇雨時(shí)，應(yīng)在雨后將無法成型的材料鏟除。

3.3 玻纖應(yīng)力吸收帶

玻纖應(yīng)力吸收帶主要應(yīng)用在銑刨重鋪路段，銑刨舊瀝青層后，鋪設(shè)玻纖應(yīng)力吸收帶，再加鋪瀝青面層結(jié)構(gòu)的上、中面層，有效封堵裂縫，整體上增強(qiáng)了路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，又可有效傳遞和擴(kuò)散由交通荷載及環(huán)境溫度變化所產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變，減緩裂縫的產(chǎn)生。

3.3.1 施工前準(zhǔn)備工作

a）下臥層必須處理穩(wěn)固，并要求其表面平整、干凈、干燥（含水率不大于10%），無浮漿、無碎屑、不起皮、無松散層。

b）氣溫低于10℃不得攤鋪施工，雨后24 h內(nèi)不得進(jìn)行應(yīng)力吸收帶施工。

c）當(dāng)玻纖應(yīng)力吸收帶施工部位的裂縫應(yīng)先做處理坑洞較多時(shí)，需將該部位找平后再施工，以防止凹陷處玻纖應(yīng)力吸收帶受力破壞。

3.3.2 玻纖應(yīng)力吸收帶施工要點(diǎn)

a）使用清刷機(jī)對(duì)施工范圍內(nèi)下臥層表面徹底清掃，然后使用吹風(fēng)機(jī)對(duì)施工玻纖應(yīng)力吸收帶的接縫或裂縫作清潔、干燥處理。

b）采用專業(yè)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)在接縫處鋪筑玻纖應(yīng)力吸收帶，對(duì)不宜采用專用攤鋪設(shè)備鋪筑的部位，可使用料車運(yùn)輸，兩側(cè)支擋模板，人工倒料并刮平的方式進(jìn)行施工。

c）玻纖應(yīng)力吸收帶鋪筑完成后應(yīng)充分冷卻（一般為1～3 h），且車輛不得隨意在玻纖應(yīng)力吸收帶上原地轉(zhuǎn)向、掉頭。

3.4 銑刨重鋪

適用范圍：PCI為優(yōu)、良、中且（10 mm≤RD＜20 mm）和PCI為次、差以及IRI＞2.0 m/km路段。

銑刨重鋪路段的施工工藝總體上與新建路面的施工工藝相似，包括備料、施工準(zhǔn)備、配合比設(shè)計(jì)等方面。本文主要針對(duì)正常路段和沉陷路段的銑刨重鋪施工過程的注意事項(xiàng)加以說明。

3.4.1 正常路段

銑刨后在鋪筑瀝青層前，需對(duì)該路段出現(xiàn)的橫、縱向裂縫作清縫、灌縫工作，而后在裂縫處設(shè)20 cm玻纖應(yīng)力吸收帶防治裂縫。銑刨病害瀝青路面后，橫縱裂縫寬度在5 mm以內(nèi)的，宜將縫隙刷掃并用空壓機(jī)吹干凈后采用90號(hào)熱瀝青灌縫，灌入深度為2/3縫深；橫縱裂縫寬度在5 mm以上的，沿裂縫邊緣開槽后用壓縮空氣吹凈，采用砂粒式或細(xì)粒式熱拌瀝青混合料搗實(shí)、鋪平。

3.4.2 沉陷路段

施工時(shí)，對(duì)沉陷路段前后各10～15 m的原路面進(jìn)行銑刨，銑刨厚度控制在3～4 cm，加鋪新瀝青混合料至原路面設(shè)計(jì)標(biāo)高后與相鄰路面進(jìn)行縱坡順接。

4 結(jié)語

高速公路出現(xiàn)的各種瀝青路面病害，制約著高速公路的通行能力和服務(wù)水平。在進(jìn)行瀝青路面的維修改造過程中，我們應(yīng)始終堅(jiān)持“科學(xué)設(shè)計(jì)、標(biāo)本兼治”的原則。這就要求針對(duì)各種病害，采用玻纖應(yīng)力吸收帶、改性瀝青技術(shù)等一系列行之有效的科研成果，同時(shí)注重施工過程中重點(diǎn)環(huán)節(jié)的控制。在以后的工作中，我們還應(yīng)努力達(dá)到項(xiàng)目初期建設(shè)成本和后期維修養(yǎng)護(hù)成本的平衡以及又快又好實(shí)現(xiàn)瀝青路面的維修改造。