白改黑在公路改造中的應(yīng)用研究

趙 鼎

(山西遠(yuǎn)方路橋(集團(tuán))有限責(zé)任公司，山西 大同 037006)

0 引言

公路工程行業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，施工工藝與施工技術(shù)日益成熟。越來越多先進(jìn)的施工技術(shù)和新研發(fā)的材料被應(yīng)用于公路工程行業(yè)，這雖然提高了項(xiàng)目施工的速度和公路結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。然而隨著交通便利、荷載加大的同時(shí)，路面的破損狀況一年比一年嚴(yán)重。路況直接影響人們的出行安全，關(guān)系人民生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，路面結(jié)構(gòu)層的質(zhì)量問題受到越來越多的關(guān)注。在實(shí)際生活中為提高水泥混凝土路面的使用性能，常常采用“白改黑”對舊水泥混凝土路面進(jìn)行改造，即在原水泥混凝土路面上鋪設(shè)瀝青混凝土面層，是路面結(jié)構(gòu)層的力學(xué)性能發(fā)生改變，由剛性路面變?yōu)槿嵝月访妗?/p>

1 原路面基本情況簡述

改建道路的等級(jí)為二級(jí)公路，設(shè)計(jì)時(shí)速為40 km，其水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)軸重為：Bzz-100。主干道寬14 m，路面結(jié)構(gòu)在交通負(fù)荷、氣候、水文、氣候等自然因素的影響下，經(jīng)多年運(yùn)營使用，出現(xiàn)了不同程度的損傷，主要有以下幾個(gè)方面：路面出現(xiàn)交叉裂縫，地基沉降引起部分路面斷裂和錯(cuò)位，雖板面情況較為良好，但板底有空隙。路面基本情況如圖1所示。已不滿足駕駛舒適性要求，需進(jìn)行設(shè)計(jì)修建。根據(jù)當(dāng)?shù)亟煌亢褪褂霉δ芤?，現(xiàn)采用水泥混凝土路面改建為瀝青混凝土路面。

2 瀝青路面簡述

瀝青路面的結(jié)構(gòu)層共分為四層，分別是面層、基層、底基層和墊層。如圖2所示為瀝青路面的結(jié)構(gòu)層和結(jié)構(gòu)層所選填料示意圖。

瀝青路面之所以能廣泛應(yīng)用于公路工程中與其本身的優(yōu)勢是分不開的。首先瀝青路面價(jià)格低廉、施工周期短、養(yǎng)護(hù)和維修方面均比水泥路面簡便，且瀝青材料可再生循環(huán)使用。對實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益極為有利，并且適合于有分期修建要求的工程。其次，由于瀝青鋪設(shè)的路面具有良好的耐磨性，表面平整、無接縫，且面層較為柔軟具有一定的彈性，使得駕駛?cè)藛T在行駛過程中無顛簸、無振動(dòng)，營造了極為舒適的行車環(huán)境。且瀝青路面對噪聲的吸收能力較強(qiáng)，不易揚(yáng)塵且方便清洗，這為公路兩邊居住者提供了一個(gè)相對較好的居住環(huán)境。然而瀝青路面也存在巨大的不足，首先是瀝青這種材料本身并不耐熱，當(dāng)溫度變化大時(shí)，瀝青的穩(wěn)定性就會(huì)發(fā)生變化，尤其是季節(jié)性變化極為明顯，即冬天堅(jiān)硬極易發(fā)生脆性斷裂，而夏天溫度較高容易軟化。而且瀝青路面的面層中混合料的空隙一般較大，因此耐水性極差，水分很容易就進(jìn)到面層內(nèi)部從而發(fā)生水破壞。雖然瀝青路面具有平整度高的優(yōu)點(diǎn)，但這種優(yōu)點(diǎn)很難保持，由于瀝青的強(qiáng)度并不是很高，且極易熱脹冷縮，一般當(dāng)路面存在積水或者有重荷載作用在路面上時(shí)，路面極易產(chǎn)生車轍破壞，而當(dāng)路基發(fā)生不均勻沉降時(shí)也會(huì)對瀝青路面造成很大的影響。這使得瀝青路面的壽命較短，雖然設(shè)計(jì)年限是15年，但通常情況下，在一兩年內(nèi)就需要進(jìn)行維修。但其維修方便，很快就可開放使用。

3 白改黑施工方法及要點(diǎn)

此次路面改建中采用瀝青混凝土面層作為路面的面層，將原水泥混凝土路面作為基層的復(fù)合式路面，以此提高路面的性能，增加使用壽命。在復(fù)合式路面使用中存在一個(gè)較為關(guān)鍵的問題，是水泥面板接縫處的位移引起瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫，之后雨水等作用會(huì)破壞路面，進(jìn)而縮短路面的使用壽命。施工要點(diǎn)如下。

3.1 對原水泥混凝土路面進(jìn)行處理

徹底砸除壓爛、壓碎的板塊，挖出混凝土石渣并運(yùn)走，之后需澆筑水泥混凝土，其強(qiáng)度要求為：不低于原路面。在原地面裂縫處需進(jìn)行鑿槽處理，將槽清理干凈后使用水泥進(jìn)行填補(bǔ)抹平。遇到角隅斷裂的情況需挖除破損板塊，并按照原設(shè)計(jì)的厚度要求重新對水泥混凝土板塊進(jìn)行澆筑。澆筑時(shí)先采用C15素混凝土澆筑至基層頂面標(biāo)高，待混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后再進(jìn)行面層混凝土的澆筑。

3.2 瀝青鋪設(shè)施工要點(diǎn)

1)在基層處理完畢后需進(jìn)行路面的鋪設(shè)作業(yè)。為保證路面與地基結(jié)合良好，首先必須要對地基上層進(jìn)行塵土、松散顆粒及其他雜物的清除，以確保無任何雜質(zhì)影響到兩種材料的結(jié)合。其次，由于水分會(huì)對瀝青路面產(chǎn)生較大的破壞，因此清理完成后還要保證路面的干燥。

2)在土工布鋪設(shè)之前先灑一層瀝青粘層油，然后在鋪設(shè)好的土工布上再灑一層粘層油。之后進(jìn)行瀝青混合料的攤鋪工作，本次施工選用的是抗裂性和熱穩(wěn)定性都較好的乳化瀝青。

3)由于上面層會(huì)直接承受行車荷載的作用，上面層瀝青攤鋪的質(zhì)量會(huì)直接影響到路面的質(zhì)量和駕駛?cè)藛T的行車安全，因此為確保瀝青路面的攤鋪質(zhì)量，采用浮動(dòng)基準(zhǔn)梁的方式對上面層進(jìn)行找平。主要的流程是攤鋪開始之前，在攤鋪機(jī)上安裝基準(zhǔn)梁，并在基準(zhǔn)梁上安裝傳感器，傳感器的主要作用就是負(fù)責(zé)在攤鋪工作進(jìn)行時(shí)進(jìn)行自動(dòng)找平的。這樣，在攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪工作時(shí)會(huì)帶著基準(zhǔn)梁一起工作。

4)由于瀝青路面容易受到溫度的影響，因此，防止熱脹冷縮效應(yīng)對路面造成傷害，一般會(huì)控制上下兩層的縱向接縫的間距大于1 m,并垂直設(shè)置施工縫。

5)攤鋪時(shí)要注意一定要邊攤鋪邊整平，防止發(fā)生離析現(xiàn)象。在攤鋪工作過程中應(yīng)注意坍落度的一致性。為防止溫度對瀝青路面攤鋪質(zhì)量的影響，還應(yīng)安排專門的人員對攤鋪過程的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控，當(dāng)溫度過高，不利于瀝青路面的攤鋪質(zhì)量時(shí)，可采取必要的降溫措施強(qiáng)制性降溫。若是溫度太低需要加熱熨平板，并須縮短瀝青路面輾壓的距離。

6)若是遇到無法使用攤鋪機(jī)需要人工攤鋪的情況，須注意在攤鋪過程中不應(yīng)出現(xiàn)中途停頓，各個(gè)工序之間的連接要做到緊密。待攤鋪工作完成后，為避免影響到路面的質(zhì)量，務(wù)必要禁止行人和車輛隨意走動(dòng)。

7)壓實(shí)：一般來說初壓需使用壓路機(jī)反復(fù)進(jìn)行2次壓實(shí)，且遵循從路面低的一側(cè)向高的一側(cè)進(jìn)行壓實(shí)的原則。需注意對平整度的必要調(diào)整。之后在復(fù)壓作業(yè)時(shí)需將壓實(shí)度控制到設(shè)計(jì)的壓實(shí)度。通常復(fù)壓次數(shù)在4次～6次之間。最終要保證路面的平整還需使用雙鋼輪式壓路機(jī)進(jìn)行兩遍以上的壓實(shí)，在輾壓過程中還需注意壓路機(jī)不能中途轉(zhuǎn)方向。