舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層改造技術研究

鄭盛華

（寧德市路興設計有限公司，福建 寧德 352100）

為了滿足公路運輸需求，福建省在21世紀初以來修建了大量水泥混凝土路面。目前，福建省寧德地區(qū)國省道公路路面已經接近使用年限，同時由于受到交通量劇增、超載運輸等影響，國省道干線局部路面破損十分嚴重，甚至影響到行車安全。在舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土具有工期短、影響小、服務性好等優(yōu)勢，因此在條件允許的情況下使用該方案有著重要意義。

1 工程概況

該項目舊路公路等級為二級公路，設計速度為40km/h，雙向兩車道，路幅寬度為8.5m，如圖1所示。2003年通車至今，現狀路面結構形式為水泥混凝土路面，該路段路面出現了斷板、錯臺、裂縫、角隅斷裂等路面病害，導致通行不暢、行車不適、路面噪聲大。為改善道路行車條件，急需對該段水泥混凝土路面進行改造。

圖1 路面情況（單位：m）

2 道路現狀

（1）結構類型。通過查找該工程路面技術材料，得出該水泥混凝土路面面層厚度為22cm。

（2）路面現狀。該段公路路面病害較為嚴重，主要有斷板、破碎、裂縫等。面板破碎、斷裂是典型病害，有罩面、斷裂、破碎板塊等形式。變形、錯臺類病害未破壞整體性，但存在豎向位移情況，表現為錯臺、起拱、沉陷等情況，在一定程度上影響了上層加鋪，如圖2所示。全線的病害板塊比例達到了12.23%，斷板病害占比較高，達到了8.43%，然后分別是裂縫2.6%、缺邊斷角0.7%、板塊沉降0.5%[1]。

圖2 錯臺

3 材料要求

為了提高面層改造效率、控制改造成本，此次設計根據路面橫坡實際情況、縱坡整體性，橫斷面大體上是按照原路面橫坡展開調整設計的。此次改造路面的最小瀝青層厚度為14cm，主要材料如下：2cm厚改性瀝青砼AC-5應力吸收層+0.3～0.6kg/m2改性乳化瀝青+7cm厚中粒式改性瀝青砼下面層；AC-20C+0.3～0.6kg/m2改性乳化瀝青+5cm厚細粒式改性瀝青砼抗滑表面層AC-13C。對于沉降部分采用ATB-25調整，從而確保整個橫斷面、縱斷面的平順度。

4 舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土原則

該工程結合《公路瀝青路面設計規(guī)范》（JTG D50—2006）相關規(guī)定標準，要求所加鋪的瀝青層改變舊路面整體性能，并充分利用既有路面剩余強度，減少資源浪費、提高施工便捷性、降低對交通與環(huán)境的負面影響。路面改善原則具體體現如下：

（1）安全性、舒適性。在加鋪瀝青混凝土面層之后要求路面可以提供全天候、舒適安全的交通服務，所選用的設計方案必須符合原道路的使用要求，確保功能的完善性。

（2）加強黏結力。在汽車行駛過程中，一旦緊急制動則會產生非常大的剪切力，如果黏結力不足則會產生車轍，因此必須采用具有良好黏結性的材料，使新舊路面緊密黏結，由此提升路面整體的抗剪力。

（3）表面抗滑性。在選擇瀝青混凝土、集料、混合料級配時，要重點關注材料整體應用的抗滑性，確保達到要求標準。

（4）高溫穩(wěn)定性。由于福建地區(qū)夏季溫度較高，為了提升路面的使用壽命，需要加鋪的瀝青路面有較強的抗擠壓破碎能力和抗車轍能力，這樣在天氣炎熱的情況下不會產生較深的車轍，可保證路面行駛車輛的安全。特別是在上層面設計中，為了抵抗高溫影響，應盡可能選擇抗車轍性能較強的面層結構。

（5）減少反射裂縫。由于加鋪瀝青混凝土面層的厚度有限，因此要挑選性能更強的瀝青混凝土材料，在路面結構設計中采用相應的抗放射裂紋，這樣可以減少反射裂縫生成量。

（6）抗水害。寧德地區(qū)年降水量較多，并且近些年臺風盛行，對國省道公路早期損害的調查研究表明，其主要破壞因素就是水害，因此鋪裝層必須有足夠的抗?jié)B性，不得出現透水情況，加強石料和瀝青之間的黏附性，黏附等級不低于4級。

5 舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層改造施工

5.1 病害處理

（1）斷板、碎裂板位置先挖除基層和面層，使用混凝土層修復，零星破碎板處理采用小型壓路機壓實（95%以上），挖除之后根據設計單位標準進行病害處理，實測彎沉較大的部位進行換板處理。置換板施工中將相鄰板塊鑿除，重新設立拉桿。橫板鑿除時要保留原有拉桿，修復損壞拉桿，打好水平孔，清除孔內空氣，注入植筋膠和拉桿鋼筋，植筋抗拔強度要求大于40.4kN。

（2）錯臺板塊采用磨平機處理。

（3）對于裂縫寬度達到0.3mm以上的采用擴槽灌漿處理，寬度低于0.3mm的裂縫使用環(huán)氧樹脂封堵。

（4）缺邊缺角部位采用具有一定強度，水泥混凝土結合型較強的修復材料修復。

5.2 黏層施工

新舊路面之間、瀝青砼層之間使用改性乳化瀝青黏層油，保證界面之間的黏附性。在黏層油噴灑時采用專門的布灑機，將噴油管與路面之間夾角控制在30°左右，適當調高高度，這樣可以讓黏層油更好地重疊。布灑改性乳化瀝青前，要進行一次瀝青材料質量檢查，質量達標之后再施工。瀝青灑布中要根據設計標準控制黏層油灑布量。灑布時還要做好環(huán)境保護工作，不得對周邊環(huán)境造成負面影響。黏層材料數據指標要滿足設計規(guī)范標準，所灑布的黏層油為均勻的霧狀，形成一層薄層，不得出現點狀灑布和條狀灑布情況。對于灑布不足的部分要補灑，灑布過量處則要及時刮除，不得對其他構造物造成污染。

5.3 熱噴SBS改性瀝青黏層的施工

一般采用間斷級配結構，碎石封層所采用的石料粒徑要求較高，最好是采用等粒徑石料。由于石料加工難度、路面防滑性的要求不同，石料粒徑可以劃分為5檔：2～ 4mm、4～ 6mm、6～ 10mm、8～ 12mm、10～14mm。其中，粒徑為4～6mm、6～10mm的石料使用最為廣泛。要結合路面平整度、抗滑性確定石料粒徑范圍，不同石料粒徑使用中要相互搭配起到鉗擠作用，遵循下粗上細原則。正式封層前要徹底清掃，施工中保證有足量的膠輪壓路機，確保降溫前、破乳后完成碾壓施工。雖然熱噴施工層完成封層之后即可通車，但為了不出現早期病害要限制車速，2h后即可完全開放交通。

使用SBS改性瀝青料時，為了保證瀝青膜均勻、等厚，要將瀝青料現場溫度控制在160～170℃。瀝青膜形成厚度與碎石封層車噴油嘴高度有直接關系，可以根據瀝青膜厚度要求調解噴嘴高度。所采用的石料需要反復破碎，針片狀碎石不得超過總量的15%，其中不摻雜雜質、石粉，壓碎值不超過14%，嚴格水洗風干。封層采用“兩油兩料”，先用70號瀝青噴灑一層、鋪10～15mm厚的碎石，后用70號瀝青噴灑一層，鋪5～10mm厚的碎石，改善規(guī)范標準確定瀝青噴灑量、碎石灑布量。

5.4 面層施工

瀝青混合料施工必須滿足《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》（JTG F40—2004）技術標準，施工溫度通過在135℃及175℃條件下的黏溫曲線標準規(guī)定確認，沒有黏溫曲線數據時，可以根據實際情況確定高值、低值，實際操作中允許進行適當的調整。根據不同施工工序確定聚合物改性瀝青混合料施工溫度，通常要比普通瀝青砼施工溫度高出10～20℃。瀝青路面施工不得在氣溫10℃以下、雨天、路面潮濕的情況下施工。在冬季遇到大風天氣時，在無法確保第一時間壓實施工的情況下不得鋪筑瀝青料。根據混合料類型試鋪試壓確定松鋪系數，在攤鋪過程中要碎石檢查攤鋪層厚度、路拱、橫坡。瀝青混合料攤鋪要連續(xù)、均勻、不間斷，混合料攪拌、運輸、攤鋪、碾壓等施工流程均采用機械化操作。

壓實成型的路面平整度、壓實度必須滿足技術標準。一般情況下，瀝青砼壓實層最大厚度不超過100mm，瀝青穩(wěn)定碎石層混合料壓實厚度不超過120mm，但在選擇大功率壓路機且試驗證明可以達到壓實度標準時，可以將壓實厚度增加到150mm。

5.5 接縫處理

在接縫施工處理中，必須保證足夠緊密、連接足夠平順，不得出現可見的接縫離析情況。上層、下層縱縫之間錯開150mm（熱接縫）或300～400mm（冷接縫）以上。相鄰兩幅和上層、下層橫向接縫要錯開1m以上。使用3m直尺檢查接縫情況，確保其平整度能夠達到標準。橫接縫采用階梯接縫，通過銑刨工藝形成接縫臺階，布灑一層黏層瀝青，搭接長度控制在3m以下[2]。

5.6 其他

攤鋪完瀝青面之后讓其自然冷卻，在混合料表面溫度降低到50℃后可開放交通。如果因特殊情況要提早開放交通，可以配合灑水冷卻降低混合料溫度。鋪筑完成的瀝青層要做好交通控制工作，避免造成破壞、污染，保持路面的整潔性，在施工期間不得在瀝青層上堆放雜物、土堆，更不得在瀝青層上制作水泥砂漿。

6 結束語

綜上，加鋪瀝青混凝土面層改造技術在實際應用中表現非常好，該工程在通車之后，道路性能表現穩(wěn)定，沒有明顯的病害出現。整體來說，該項技術可以顯著減少成本投入，施工效率高、施工便捷、負面影響小，符合行業(yè)提出的標準與要求，有效改善了路面施工品質、延長了道路工程使用壽命，具備較高的經濟效益和社會效益。