城鎮(zhèn)道路“白改黑”路面反射裂縫防治措施

常 亮 （安徽省建筑科學(xué)研究設(shè)計(jì)院，安徽 合肥 230031）

0 引言

“白改黑”路面即將原來(lái)的水泥混凝土路面（灰白色）改建為瀝青混凝土路面（黑色）。因水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較大、承載能力強(qiáng)、技術(shù)難度低，我國(guó)水泥資源豐富、水泥價(jià)格低，上世紀(jì)七八十年代我國(guó)多數(shù)道路廣泛采用水泥混凝土路面；但隨著道路服務(wù)時(shí)間增長(zhǎng)及機(jī)動(dòng)車(chē)交通量快速增加，水泥混凝土路面易產(chǎn)生嚴(yán)重破壞，使路面行車(chē)舒適性變差，噪音增大，日常維修費(fèi)用大幅提高。隨著石油瀝青產(chǎn)量增加及應(yīng)用技術(shù)進(jìn)步，瀝青路面得到廣泛推廣應(yīng)用。瀝青路面環(huán)保、防塵、降噪，施工方便、快捷，能提高行車(chē)舒適性及安全性能，提升城鎮(zhèn)品質(zhì)及人居環(huán)境。

“白改黑”路面反射裂縫是目前需要面對(duì)和解決的問(wèn)題。水泥混凝土路面切縫以及斷板、斷角等導(dǎo)致的板縫，若處理不好，均容易導(dǎo)致應(yīng)力集中，使鋪裝層開(kāi)裂。因此，應(yīng)通過(guò)采用在舊水泥混凝土路面上加鋪應(yīng)力吸收層、土工布等措施，提高基層與面層的粘結(jié)力，改善層間的應(yīng)力狀態(tài)，有效地預(yù)防基層反射裂縫的發(fā)展，提高路面耐久性，并一定程度上節(jié)約資金。

1 常用反射裂縫防治理措施

預(yù)防反射裂縫措施目前主要有以下幾種措施：

①鋪設(shè)土工布/土工格柵、防水卷材；

②橡膠瀝青應(yīng)力吸收層；

③Strata應(yīng)力吸收層；

④加鋪級(jí)配碎石層。

針對(duì)以上常用預(yù)防措施，本文主要針對(duì)橡膠瀝青應(yīng)力吸收層、Strata應(yīng)力吸收層及加鋪土工合成材料做詳細(xì)介紹。

2 橡膠瀝青應(yīng)力吸收層

橡膠瀝青應(yīng)力吸收層是采用碎石封層形式，將單一粒徑的石料均勻地滿(mǎn)鋪在橡膠瀝青層上，然后用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行嵌擠碾壓，橡膠瀝青被擠壓到石料高度的3/4～4/5處，石料嵌鎖形成后將構(gòu)成結(jié)構(gòu)性支撐，形成碎石封層。

2.1 橡膠瀝青原材料

橡膠瀝青應(yīng)力吸收層使用的原材料包括集料、道路石油瀝青及橡膠粉。集料應(yīng)滿(mǎn)足堅(jiān)硬、潔凈、未風(fēng)化，規(guī)格應(yīng)采用9.5mm～13.2mm；基質(zhì)瀝青采用道路石油瀝青，瀝青性能指標(biāo)應(yīng)滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范；橡膠粉應(yīng)無(wú)雜質(zhì)，同時(shí)采用水篩法進(jìn)行試驗(yàn)，各檔通過(guò)率應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

2.2 主要工作流程

①基層處理：應(yīng)力吸收層攤鋪前，應(yīng)對(duì)基層進(jìn)行清掃，確保無(wú)雜質(zhì)，表面應(yīng)干燥、平整；對(duì)原路面輕微橫向、縱向裂縫處，應(yīng)采用防裂貼進(jìn)行處理，對(duì)較嚴(yán)重裂縫應(yīng)及時(shí)灌縫；當(dāng)路面出現(xiàn)較大的坑洞時(shí)，需要進(jìn)行銜刨和補(bǔ)平處理，并采用瀝青混合料對(duì)坑洞進(jìn)行填補(bǔ)，最后采用小型壓實(shí)機(jī)對(duì)其進(jìn)行振動(dòng)壓實(shí)。

②施工機(jī)械調(diào)試：橡膠瀝青灑布車(chē)、碎石撒布機(jī)和膠輪壓路機(jī)等進(jìn)場(chǎng)后及時(shí)進(jìn)行調(diào)試，確保各設(shè)備處于正常狀態(tài)。

③攤鋪橡膠瀝青：橡膠瀝青灑布采用的是一種智能化灑布車(chē)。灑布設(shè)備計(jì)量應(yīng)準(zhǔn)確，灑布量宜控制在2.2kg/m左右，灑布重疊寬度宜控制在10cm左右，灑布過(guò)程中控制車(chē)速在合理的范圍，嚴(yán)禁跨幅施工，施工中應(yīng)進(jìn)行交通封鎖，嚴(yán)禁行人及車(chē)輛通過(guò)，避免造成破壞。

④攤鋪集料：集料的攤鋪采用的是智能攤鋪車(chē)。橡膠瀝青灑布施工完成之后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行集料的攤鋪。攤鋪量控制在14kg/m左右，攤鋪過(guò)程中應(yīng)以滿(mǎn)鋪和不散失為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)局部出現(xiàn)碎石灑布量不足的問(wèn)題時(shí)，應(yīng)立即安排專(zhuān)人對(duì)其進(jìn)行處理。

④現(xiàn)場(chǎng)碾壓：集料攤鋪完成后及時(shí)進(jìn)行碾壓，采用膠輪壓路機(jī)，采用梯隊(duì)形式進(jìn)行，攤鋪結(jié)束至碾壓完成應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)。

⑤檢查與驗(yàn)收：施工過(guò)程中應(yīng)檢查原材料的攤鋪量，確保達(dá)到滿(mǎn)鋪的效果，同時(shí)控制攤鋪厚度；施工結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行各項(xiàng)性能測(cè)試，如層間粘結(jié)情況、回彈模量等。

2.3 性能優(yōu)勢(shì)

橡膠瀝青應(yīng)力吸收層目前已廣泛應(yīng)用，結(jié)合使用情況，具有以下優(yōu)勢(shì)：

①有效吸收應(yīng)力，延緩反射裂縫；

②抗水損壞，提高路面耐久性，延長(zhǎng)路面使用壽命；

③加強(qiáng)基層與面層粘結(jié)強(qiáng)度；

④充分利用廢舊輪胎、膠管等材料，節(jié)約資源，環(huán)保經(jīng)濟(jì)。

3 Strata應(yīng)力吸收層

Strata應(yīng)力吸收層是美國(guó)科氏公司上世紀(jì)九十年代為解決水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土后反射裂縫難題而專(zhuān)門(mén)研發(fā)的一種新型結(jié)構(gòu)材料體系。該方法由中間層及罩面層組成，使用效果較好。

3.1 材料要求

Strata應(yīng)力吸收層用瀝青應(yīng)具有較好的高溫穩(wěn)定性、抗疲勞性能，彈性恢復(fù)好，軟化點(diǎn)較高；細(xì)集料占比較大，應(yīng)嚴(yán)格控制集料的棱角、潔凈程度。

3.2 主要控制環(huán)節(jié)

①瀝青混合料配合比：結(jié)合當(dāng)?shù)氐V料，選擇合理級(jí)配范圍，進(jìn)行目標(biāo)配合比及生產(chǎn)配比的設(shè)計(jì)，確保瀝青混合料性能滿(mǎn)足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

②溫度控制及除塵功能：瀝青混合料在拌和、攤鋪、碾壓等過(guò)程應(yīng)嚴(yán)格按照規(guī)范控制溫度；由于細(xì)集料占比較大，加強(qiáng)設(shè)備除塵性能，確保瀝青混合料拌和后均勻一致、無(wú)花白料、無(wú)結(jié)團(tuán)、無(wú)離析。

③瀝青混合料運(yùn)輸與攤鋪：運(yùn)輸過(guò)程中注意加蓋篷布，進(jìn)行覆蓋保溫；其次由于瀝青含量較大，瀝青處于流動(dòng)狀態(tài)，避免車(chē)輛急剎車(chē)，盡量勻速行駛；Strata應(yīng)力吸收層攤鋪厚度一般2.5cm左右，嚴(yán)格控制攤鋪厚度，若厚度較大，易產(chǎn)生泛油現(xiàn)象。

④瀝青混合料碾壓：瀝青含量較大，盡可能采用靜壓，避免用膠輪壓路機(jī)，導(dǎo)致路面損壞；由于應(yīng)力吸收層厚度較薄，溫度下降加快，盡可能碾壓及時(shí)，采用短距離碾壓等措施。

⑤質(zhì)量控制：瀝青混合料從拌制到碾壓結(jié)束，應(yīng)嚴(yán)格控制礦料級(jí)配，瀝青含量、壓實(shí)厚度、現(xiàn)場(chǎng)空隙率等指標(biāo)，確保滿(mǎn)足規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

4 加鋪土工布/土工格柵

即在舊混凝土路面與瀝青面層之間設(shè)置土工合成材料，該材料模量較高，一方面可對(duì)加鋪層起少量加筋作用，提高瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度與抗變形能力；另一方面對(duì)瀝青面層底起到箍固作用，大大增強(qiáng)了瀝青面層的抗裂強(qiáng)度。

4.1 材料要求

土工布/土工格柵原材料應(yīng)進(jìn)行取樣檢測(cè)，各性能應(yīng)滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程。材料應(yīng)具有以下特性：

①由于瀝青攤鋪過(guò)程中，溫度較高，土工合成材料應(yīng)具有良好的耐高溫性能，防止高溫造成破損；

②抗拉強(qiáng)度、刺破強(qiáng)度等強(qiáng)度應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求；

③與瀝青膠油具有良好的附著性；

④具有耐酸堿等抗老化性能；

⑤土工合成材料的厚度、均勻性應(yīng)滿(mǎn)足要求。

4.2 主要施工流程

①舊路面處理：清掃路面，對(duì)裂縫、短板、破損處進(jìn)行修補(bǔ)，嚴(yán)重部位應(yīng)破碎后進(jìn)行重新澆筑；應(yīng)將接縫處雜質(zhì)清理后采用瀝青重新嵌縫處理。

②噴灑瀝青膠油：噴灑應(yīng)采用智能灑布車(chē)。噴灑過(guò)程中一方面使車(chē)輛勻速行駛，確保噴灑量均勻，局部未灑布到位的采用人工處理，避免出現(xiàn)露白或油量過(guò)多堆積現(xiàn)象；另一方面應(yīng)使噴灑橫向?qū)挾容^土工合成材料寬出2～3cm左右，灑布完成后，及時(shí)進(jìn)行下道工序施工。

③鋪設(shè)土工布/土工格柵：鋪設(shè)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行，確保噴灑后30min內(nèi)攤鋪完成。若采用乳化瀝青，應(yīng)在破乳后進(jìn)行攤鋪，確保較好的粘結(jié)效果。攤鋪時(shí)橫向及縱向搭接寬度應(yīng)為10～15cm，搭接部位應(yīng)采用人工灑布熱瀝青。

④攤鋪瀝青混凝土面層：土工布/土工格柵鋪完后，及時(shí)進(jìn)行瀝青混合料的攤鋪，瀝青混合料性能及溫度等要求應(yīng)滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范、規(guī)程及設(shè)計(jì)文件。

⑤現(xiàn)場(chǎng)碾壓：瀝青混合料攤鋪后，及時(shí)碾壓，壓路機(jī)應(yīng)以慢而均勻的速度碾壓，嚴(yán)禁壓路機(jī)在新鋪瀝青混凝土路面進(jìn)行掉頭、緊急剎車(chē)。

⑥檢查驗(yàn)收：碾壓結(jié)束應(yīng)及時(shí)進(jìn)行取芯及路面整體性能檢測(cè)，確保壓實(shí)度及路面各項(xiàng)參數(shù)（如抗滑性能、滲水系數(shù)等）滿(mǎn)足規(guī)范要求。

4.3 性能優(yōu)勢(shì)與不足

土工合成材料具有一定的柔韌性，從而可緩解應(yīng)力集中，同時(shí)起到加筋作用，分散舊混凝土路面?zhèn)鬟f的拉應(yīng)力。土工合成攤鋪后，其空隙被瀝青混凝土填滿(mǎn)，防止水分滲入基層，形成隔滲層，延緩道路過(guò)早出現(xiàn)病害。攤鋪過(guò)程中也存在一些問(wèn)題，如處理不好，導(dǎo)致土工合成材料出現(xiàn)擁抱、推移現(xiàn)象。

5 效果評(píng)價(jià)

安徽省亳州市某工程項(xiàng)目選用兩條路段，分別采用橡膠瀝青應(yīng)力吸收層與攤鋪土工合成材料，在確保原材料均合格前提下，通過(guò)跟蹤檢測(cè)，檢查驗(yàn)收，比對(duì)結(jié)果如下：

①土工合成材料施工過(guò)程中易被污染，在重載作用下易脫落、起皮，同時(shí)對(duì)粘層油質(zhì)量要求較高；

②橡膠瀝青應(yīng)力吸收層采用機(jī)械化施工，攤鋪完成后整體性較好，與路面粘結(jié)性能較好，同時(shí)起到封層作用，防止水分滲入，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益；

③通過(guò)對(duì)兩段路進(jìn)行回彈模量檢測(cè)，增設(shè)橡膠瀝青應(yīng)力吸收層路段優(yōu)于攤鋪土工合成材料路段。

6 結(jié)語(yǔ)

“白改黑”路面通過(guò)增設(shè)應(yīng)力吸收層、土工合成材料等措施，保持路面結(jié)構(gòu)的整體性，大大延緩舊混凝土路面出現(xiàn)反射裂縫，很大程度上改善了道路的使用性能，延長(zhǎng)路面使用壽命，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益。