瀝青路面水穩(wěn)基層病害快速修復(fù)改造技術(shù)探究

朱劍欽 福州建工（集團(tuán)）總公司

1 前言

市政道路作為城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展的動(dòng)脈和骨架，是城市建設(shè)不可或缺的重要組成部分。水穩(wěn)基層是道路結(jié)構(gòu)層中主要承重層，處理好水穩(wěn)基層出現(xiàn)的病害，可有效提高道路施工質(zhì)量，延長(zhǎng)使用年限。由于城市中心城區(qū)土地資源短缺，受施工環(huán)境限制，瀝青混凝土路面在施工和使用過(guò)程中造成路面病害問(wèn)題有較多影響因素[1]。常見(jiàn)的水穩(wěn)基層病害有松散、裂縫及不密實(shí)等，在瀝青路面基層病害的修復(fù)改造前，要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)病害情況進(jìn)行分析、調(diào)查，記錄病害檢測(cè)情況；同時(shí)，可分段、分區(qū)域進(jìn)行彎沉檢測(cè)以指導(dǎo)預(yù)判基層病害區(qū)域，根據(jù)不同病害采用針對(duì)性的修復(fù)改造措施。ATB-25瀝青混合料碾壓結(jié)束后，實(shí)測(cè)溫度低于50℃時(shí)即可進(jìn)行瀝青面層施工，免除了采用水泥膠結(jié)材料所必需的長(zhǎng)時(shí)間養(yǎng)護(hù)，從而實(shí)現(xiàn)快速修復(fù)施工，降低對(duì)道路交通帶來(lái)的影響。

2 路面病害狀況分析、調(diào)查

2.1 路面病害分析

水泥穩(wěn)定碎石基層是由各種不同原材料組成，通過(guò)將材料混合后碾壓成型[2]，使之成為一種半干性基層。由于道路長(zhǎng)期處于在外界自然環(huán)境下，在空氣濕度和氣溫變化等影響下，基層材料會(huì)產(chǎn)生不同的反應(yīng)，出現(xiàn)熱脹冷縮效應(yīng)，容易造成張力不均，使路面出現(xiàn)不同程度的病害。水穩(wěn)基層病害主要包括以下幾種。

（1）裂縫：水穩(wěn)基層最為常見(jiàn)的一種病害，基層裂紋的產(chǎn)生降低了基層整體的強(qiáng)度，若未及時(shí)對(duì)裂紋進(jìn)行處理，在車輛行駛過(guò)程中受到荷載沖擊的情況下，將逐步擴(kuò)展成橫向裂縫和縱向裂縫，也可能出現(xiàn)網(wǎng)狀裂縫，進(jìn)一步造成瀝青面層碎裂，使道路破損嚴(yán)重，大大縮短道路使用壽命?；鶎赢a(chǎn)生裂縫的主要原因：①溫縮和干縮因素影響；②混合材料碾壓施工不恰當(dāng)；③混合材料攤鋪工藝不合理。

（2）松散：水穩(wěn)基層混合材料拌合不均勻，使粗顆粒分布過(guò)于集中，填筑施工時(shí)壓實(shí)度低，在受到道路上雨水水分沖刷的作用下，導(dǎo)致水穩(wěn)基層出現(xiàn)松散的情況。

（3）不密實(shí)：基層骨料的級(jí)配不合理，出現(xiàn)離析的部位，骨料之間間隙率增大，碾壓過(guò)程容易破碎，基層密實(shí)度差，難以形成整體。

2.2 路面病害狀況調(diào)查檢測(cè)

委托檢測(cè)單位對(duì)現(xiàn)場(chǎng)水穩(wěn)基層病害區(qū)域進(jìn)行測(cè)定，沿現(xiàn)場(chǎng)道路每間隔20m設(shè)置一個(gè)測(cè)點(diǎn)，利用彎沉儀進(jìn)行基層結(jié)構(gòu)檢測(cè)，并對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行匯總統(tǒng)計(jì)，從而確定基層病害出現(xiàn)區(qū)域。

表1 病害嚴(yán)重程度劃分

3 病害修復(fù)改造設(shè)計(jì)

3.1 修復(fù)改造方案

針對(duì)水穩(wěn)基層病害集中區(qū)域，依據(jù)修復(fù)改造面積的大小，綜合現(xiàn)場(chǎng)道路特點(diǎn)及各因素，選定合適的修復(fù)改造方案。具體改造方案如下：

（1）根據(jù)裂縫的嚴(yán)重情況進(jìn)行分別處理，裂縫處未出現(xiàn)破碎，病害程度較輕的，先對(duì)裂縫進(jìn)行清縫，采用填縫劑進(jìn)行處理。若裂縫面積較大則采用銑刨鋪裝技術(shù)，對(duì)整塊進(jìn)行更換或修補(bǔ)。

（2）對(duì)水穩(wěn)基層病害面積較小，病害程度較輕的，宜采用局部挖除基層后，利用C35混凝土修復(fù)。

3.2 確定病害修復(fù)區(qū)域

針對(duì)大面積病害區(qū)域可采取銑刨鋪裝技術(shù)，刨除范圍應(yīng)在病害區(qū)域范圍上增加50cm～70cm，如圖1所示。以道路中心為參照，依據(jù)病害區(qū)域位置，定位出開(kāi)槽修補(bǔ)的施工區(qū)域輪廓線。

圖1 基層病害區(qū)域施工示意圖

4 病害修復(fù)改造施工

4.1 施工工藝流程

4.2 關(guān)鍵施工技術(shù)

4.2.1 集料級(jí)配的優(yōu)化處理

優(yōu)化路面基層材料組分是保證水穩(wěn)基層施工質(zhì)量的關(guān)鍵基礎(chǔ)。通過(guò)多個(gè)工程實(shí)踐得出，將ATB-25路面基層材料中關(guān)鍵性篩孔4.75mm通過(guò)率級(jí)配范圍由規(guī)范要求的20%～40%縮小至23%～32%，2.36mm通過(guò)率級(jí)配范圍由規(guī)范要求的15%～32%縮小至18%～29%。并且大幅度減少級(jí)配上限的細(xì)集料比重，同時(shí)適當(dāng)?shù)脑黾蛹?jí)配下限的細(xì)集料比重，保證材料密實(shí)性。通過(guò)基層材料組分優(yōu)化調(diào)整，確保了高溫抗車轍性能，充分吸收和消減反射裂縫，降低了對(duì)路面行車荷載的敏感度，提升路面基層對(duì)重載行車的適應(yīng)能力，從而達(dá)到延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命的作用。

4.2.2 攤鋪過(guò)程的出料把控

ATB-25瀝青穩(wěn)定碎石須平均分為每層10cm進(jìn)行攤鋪，再采用大功率的壓路機(jī)進(jìn)行分層碾壓，并且對(duì)卸料及碾壓的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的把控，以保證達(dá)到壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)，確?；鶎用軐?shí)不透水，減少瀝青路面基層受剪切應(yīng)力的影響程度，從而極大提升抗車轍能力，增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)整體性和均勻性，產(chǎn)生應(yīng)力消散層的作用，對(duì)改善路面排水問(wèn)題大有幫助。

4.2.3 各道工序的銜接連續(xù)

根據(jù)病害修復(fù)改造區(qū)域大小的不同，針對(duì)性地采用不同的機(jī)械設(shè)備組合及處理方式，達(dá)到快速修復(fù)改造的目的。各個(gè)施工工序連續(xù)、快速，分層碾壓完成后在施工縫處采用抗裂貼進(jìn)行處理，待基層攤鋪?zhàn)鳂I(yè)完成且溫度冷卻至50℃以下，經(jīng)驗(yàn)收后即可進(jìn)行粘層瀝青及面層瀝青的鋪筑施工，免除了采用水泥膠結(jié)材料所必需的長(zhǎng)時(shí)間養(yǎng)護(hù)，縮短路面基層修復(fù)工期，減小了安全風(fēng)險(xiǎn)，提高機(jī)械及人力使用效率，降低綜合養(yǎng)護(hù)成本，能夠快速恢復(fù)車輛正常通行。

4.3 施工控制要點(diǎn)

4.3.1 原基層銑刨

銑削損壞的舊面層以及水穩(wěn)基層應(yīng)選用銑刨深度在200mm以上型號(hào)的瀝青路面銑刨機(jī)，有助于形成坑槽。銑削的舊料直接裝車外運(yùn)至指定的棄渣場(chǎng)，刨除時(shí)水穩(wěn)基層與瀝青面層四周至少必須留有寬B≥50cm錯(cuò)臺(tái)，以保證瀝青穩(wěn)定碎石基層銑刨寬度W(垂直于行車方向)應(yīng)≥300cm，以便大型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，根據(jù)實(shí)際情況確定長(zhǎng)度。

4.3.2 清理及驗(yàn)收

完成銑刨后，應(yīng)及時(shí)檢查坑槽路面結(jié)構(gòu)界面以及墊層有無(wú)松散情況。對(duì)坑槽表面的碎石、塵土等應(yīng)通過(guò)人工刮出或高壓吹風(fēng)機(jī)具進(jìn)行充分清潔，局部潮濕或滲水的地方，應(yīng)作烘干處理。

4.3.3 灑布瀝青透層

為提升水泥穩(wěn)定碎石基層與坑槽之間的粘結(jié)效果，攤鋪水穩(wěn)層混合料前，在清理干凈的槽壁和槽底噴灑一層改性瀝青透水層。灑布速度和灑布量宜分別控制在4km/h～6km/h和0.5kg/m2～0.7kg/m2，根據(jù)相關(guān)參數(shù)選擇合適的噴嘴進(jìn)行施工。噴灑過(guò)程要嚴(yán)格控制，保持均勻、穩(wěn)定。

4.3.4 ATB-25瀝青混合料下料制配、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)分層攤鋪、碾壓

（1）瀝青混合料生產(chǎn)

ATB-25瀝青混合料的出廠溫度應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，宜將出產(chǎn)溫度控制在145℃～165℃，依據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境及運(yùn)輸距離，適當(dāng)調(diào)整拌合溫度，嚴(yán)格控制級(jí)配范圍，保證混合料攪拌均勻。

（2）運(yùn)輸

運(yùn)料車必須全程加蓋篷布覆蓋，以防溫度離析及污染。在運(yùn)輸過(guò)程中若出現(xiàn)故障，應(yīng)盡快排除。進(jìn)入施工作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)前，應(yīng)將輪胎上可能造成基層面污染的泥土等其他雜質(zhì)清理干凈，避免水穩(wěn)層混合料中摻入污染物。

（3）分層攤鋪

運(yùn)料車到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)混合料溫度不低于130℃～150℃，錯(cuò)臺(tái)處及靠側(cè)邊角落應(yīng)該放置合適尺寸的木墊塊，防止攤鋪機(jī)及壓路機(jī)進(jìn)入作業(yè)區(qū)時(shí)損壞原瀝青路面及水穩(wěn)基層的邊角。不同修補(bǔ)寬度采取不同的攤鋪?zhàn)鳂I(yè)方式：當(dāng)基層修補(bǔ)寬度≤3m時(shí)，采用人工攤鋪，由工人配合運(yùn)料車快速均勻攤鋪；當(dāng)基層修補(bǔ)寬度≥3m時(shí)采用伸縮式攤鋪機(jī)作業(yè)。兩種方式都應(yīng)防止對(duì)原路面結(jié)構(gòu)損壞。

圖2 木墊塊示意圖（0cm～20c m）

圖3 木墊塊示意圖（0cm～40cm）

病害基層厚度為20cm時(shí)，須按平均分層攤鋪；病害厚度為20cm～40cm時(shí)，則須按照平均分層、每層不超過(guò)10cm的原則進(jìn)行；當(dāng)壓實(shí)度難以控制時(shí)，當(dāng)壓實(shí)度難以控制時(shí)，可將分層攤鋪厚度酌情減小。由于ATB-25基層相比水穩(wěn)基層易產(chǎn)生變形，施工過(guò)程中應(yīng)配備足夠的攤鋪機(jī)械設(shè)備，確保水泥穩(wěn)定碎石層混合料攤鋪的連續(xù)性，同時(shí)，攤鋪瀝青混合料前結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工機(jī)械設(shè)備的參數(shù)和工藝特點(diǎn)，通過(guò)試驗(yàn)確定松鋪系數(shù)，保證碾壓密實(shí)，避免以后會(huì)產(chǎn)生微小程度的凹陷。

攤鋪水穩(wěn)層混合料過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格控制鋪筑層的厚度、寬度和熱接縫長(zhǎng)度，發(fā)現(xiàn)表面有劃痕或離析等質(zhì)量問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。施工過(guò)程中，對(duì)于基層表面有拖痕、平整度差或局部出現(xiàn)少料現(xiàn)象的，可通過(guò)人工用耙子修平，但不得反復(fù)進(jìn)行修整，影響局部的觀感。

（4）分層碾壓施工

1）分層碾壓方案（見(jiàn)表2）

表2 分層碾壓方案

（續(xù)）表2

表3 振動(dòng)壓路機(jī)單個(gè)鋼輪的激振力（kN）

圖4 分層作業(yè)示意圖（0cm～20cm）

圖5 分層作業(yè)示意圖（0cm～40cm）

（5）驗(yàn)收

待混合料溫度下降到50℃以下時(shí)，嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收合格后，灑布瀝青粘層。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，筆者通過(guò)多個(gè)項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)得出，本技術(shù)在工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：（1）嚴(yán)格控制集料級(jí)配范圍，優(yōu)化混合料生產(chǎn)、運(yùn)輸以及攤鋪碾壓工藝，全面提高了基層施工質(zhì)量，延長(zhǎng)瀝青路面長(zhǎng)期使用性能。（2）與傳統(tǒng)的路面修復(fù)工藝相比，本技術(shù)免除了采用水泥膠結(jié)材料所必需的長(zhǎng)時(shí)間養(yǎng)護(hù)，路面基層修復(fù)工期縮短約20%～30%。（3）病害區(qū)域的修復(fù)改造方案具有針對(duì)性，降低了綜合成本，能夠快速恢復(fù)車輛正常通行。