舊水泥路面加鋪超薄瀝青層綜合技術的研究

朱慧芳 河南通安高速公路養(yǎng)護工程有限責任公司

一、工程概況

A 路段全長 15.762 公里，竣工通車至今已經九年，由于車流量不斷增大，致使路面破損嚴重。采取試驗路長為500m，板塊尺寸寬4.5m，長5m，設計板厚24cm，水泥石屑基層20cm，硬路肩。為了能提出合理的舊路改造方案，對舊水泥路面進行了詳細的調查。

二、試驗段路況調查與評價

本路段出現(xiàn)了一些常見的路面損壞現(xiàn)象有橫向裂縫、縱向裂縫、板角裂縫、唧泥和錯臺等。根據公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術規(guī)范相關要求對試驗路段及全線路面外觀情況逐塊進行調查，并對損壞情況逐塊實描圖，據此采用路面狀況指數PCI 和斷板率DBL 兩項指標評定原路面損壞情況。

1.路面狀況指數調查。調查結果按破損類型及其嚴重程度記入記錄表1，并按路段將調查結果進行匯總。路段長度可為100～500m。匯總調查結果，計算整個路段路面狀況指數 PCI。

表1 試驗段路面病害統(tǒng)計

經過計算被檢測的舊水泥路面的路面狀況指數PCI=92，屬于優(yōu)等。

2.路面斷板率調查。依據路段破損狀況調查得到的斷裂類病害的板塊數，按斷裂縫種類和嚴重程度的不同，確定斷板率（DBL）。經計算路面的斷板率為 11%，根據規(guī)范標準試驗路評為次等。

3.路面行駛質量指數（RQI）計算。路面行駛質量采用行駛質量指數（RQI）進行評定，以 10 分制表示。行駛質量指數同路面平整度指數 IRI 之間的關系，應由有代表性的成員組成的評定小組通過實地評定試驗建立。路面平整度是反映路面在行駛質量方面所提供服務能力的重要指標。優(yōu) 良的平整度能保證車輛高速、舒適、安全地通行。我國多年來采用 3m 長、8 個輪組成基架的連續(xù)式平整度儀測量路面平整度。本次采用了顛簸累計儀速度比較快，平整度計算結果詳見表2。

表2 平整度和行駛質量計算結果

由此可見，上行車道和下行車道的行駛質量指數 RQI 值分別為 7.0 和 7.11，舊路的路面行駛質量屬于良好。

三、試驗路加鋪層結構施工工藝

（一）試驗路加鋪層結構施工方案

根據舊路評價結果和給出的建議，決定采用薄層加鋪的方案對舊路進行處治。路面結構形式為4.0cm 瀝青混合料面層（AC-13C）+SAWI 應力吸收防水粘結層（2.5cm）+水泥混凝土（24cm）+水泥穩(wěn)定石屑基層（20cm）+水泥穩(wěn)定石屑底基層（17cm）+土基。

（二）SAWI 應力吸收防水粘結層施工及質量控制

混合料的施工工藝與質量控制是由混合料設計理念轉為工程實體關鍵的 環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)直接決定了工程的質量。SAWI 混合料與常規(guī)混合料相比具 有含油量高，細料含量大，鋪設厚度薄等特點，因而造成了 SAWI 混合料的生產、攤鋪和施工質量控制等方面與常規(guī)混合料的不同。因此，研究 SAWI 混合料的施工工藝與質量控制對于SAWI 混合料的推廣應用具有重要的意義。

（1）SAWI 混合料的生產

SAWI 混合料的礦料中小于 2.36 mm 的細集料含量很大，大約占集料的 60%以上，屬于難于拌和的混合料，加之石屑中礦粉含量很高，這些特點與一般的混合料生產存在很大的不同，為了使攪拌設備適應SAWI 混合料的生產和保證穩(wěn)定的生產質量，需對攪拌設備的參數進行合理的設置。

1）振動篩篩孔的選擇。對于 SAWI 混合料，由于細集料很多，使振動篩中的粉料篩的篩分效率大大降低，經試驗確定，對于重要篩孔2.36 mm 的篩分效率降低25%～30%，此時與2.36 mm 對應的篩孔應選3.5 mm，否則過大的竄倉率使混合料級配變得很難穩(wěn)定，材料細微的波動都會導致竄倉嚴重增大，使級配中2.36 mm 的通過率處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)。

2）拌和時間與溫度的調整。由于SAWI 在施工時鋪層很薄降溫很快，因此對混合料的加熱溫度以及溫控精度提出了很高的要求。若出料溫度偏低，攤鋪到路面上，溫降很快，往往難于達到碾壓要求，空隙率則偏大；出料溫度太高，瀝青老化十分嚴重，影響混合料質量。因此要求出料溫度控制 在允許出料溫度的上限附近，溫度波動控制在土2.5℃以內。特別需要指出的是，加鋪層溫降受環(huán)境溫度、風速和鋪層厚度影響很大，應根據具體情況適當調整。

3）引風除塵。由于原材料含有較多的小于0.075 mm 的粉塵，需要依靠 攪拌設備的除塵系統(tǒng)進行凈化；同時除塵系統(tǒng)的作用是使?jié)L筒內有一個合適 的負壓，保證燃燒器的火焰充分燃燒。

（2）SAWI 施工技術要點

SAWI 瀝青混合料攤鋪和碾壓 SAWI 應力吸收防水粘結層的主要功能是延緩反射裂縫上穿、防止水分進入、層間粘結的 作用，其鋪層厚度要求為（2.5±0.5）cm，鋪層過厚難于碾壓，不利于高溫 穩(wěn)定性；鋪層太薄難于施工，亦容易產生離析現(xiàn)象，也不利于延緩反射裂縫。因此舊水泥混凝土板塊上應鋪筑厚度均勻的瀝青混合料薄層，在進行攤 鋪作業(yè)時，應解決以下問題。

1）舊水泥路面的準備。攤鋪SAWI 層前，路面如果比較光滑需拉毛處理，攤鋪前路面必須完全清理，清除浮塵、泥土、碎屑及可見水分，大于 12mm 的接縫應采用不膨脹材料填縫。對于中度或嚴重的深度裂縫區(qū)域，必須做必要的合縫處理。對于高差相差大于10mm 的接縫及l(fā)m 直徑區(qū)域高差大于30mm，應事先填補，找平。接縫處高差低于10mm 的地方，以高標高為基準調整攤鋪厚度。對于水泥混凝土板出現(xiàn)的斷板出現(xiàn)交叉裂縫的必須作換板處理；沒有出現(xiàn)交叉裂縫或掉角等破壞，只要沒產生明顯下沉，裂縫不大于12mm，可不做處理。原水泥路面設計的脹縫處可直接灌縫后鋪筑瀝青混合料，不用特殊設計。填縫料的瀝青不可以高出水泥路面。

對于路面出現(xiàn)的脫空病害必須進行注漿穩(wěn)定處理。建議按0.1～0.2 L/m2噴灑改性乳化瀝青后鋪筑筑 SAWI。

2）溫度要求。①氣溫低于10℃不得攤鋪。雨后24 小時內不準施工應力 吸收層。②拌合溫度和壓實溫度。壓實溫度控制生產，協(xié)調好拌和出料、攤鋪速度、壓實速度之間的關系，本工程要求拌和溫度為175℃-180℃，壓實溫度為155C-165℃。為防止溫度下降速度過快，運輸車輛要有蓬布遮蓋，且攤鋪現(xiàn)場供料車輛應在 3-5輛間。

3）運輸要求。壓實溫度控制生產，協(xié)調好拌和出料、攤鋪速度、壓實速度之間的關系，試驗路工程要求拌和溫度為175℃-180℃，壓實溫度為155℃-165℃。為防止溫度下降速度過快，運輸車輛必須有蓬布遮蓋，且攤鋪現(xiàn)場供料車輛應在3-5 輛間。

4）找平基準。目前攤鋪時的基準控制，一般是采用弦線法和平衡梁法作 這兩種方法，但由于原路面變形較大，這兩種方法均不適于舊水泥路面上超 薄瀝青層的鋪筑。通過實施工程的嘗試摸索發(fā)現(xiàn)，在舊水泥混凝土路面上攤 鋪 SAWI 時，宜采用原路面作找平基準的方式，以達到鋪筑厚度均勻的目的。

5）SAWI 混合料碾壓。SAWI 混合料薄層溫降很快，在環(huán)境溫度為 30℃時有效碾壓時間為12 min，在環(huán)境溫度25℃時，有效碾壓時間6 min，因此壓路機需緊跟攤鋪機后25 m 內，短距離碾壓。由于SAWI 含油量較高，鋪層又薄，壓實操作應緊跟攤鋪之后，采用 10t 靜態(tài)鋼輪壓路機進行初壓，16t 進行終壓。在碾壓時宜采用靜 壓法緊跟攤鋪機碾壓，不宜用膠輪壓路機和開振動，以免路面泛油或振壞。在碾壓過程中或壓實完成后，由于水泥混凝土路面中的水分，SAWI 鋪層可 能出現(xiàn)小的水（氣）泡，這時應將其刺破，或覆蓋，或用壓路機去除，不影響使用性能。

SAWI 混合料經過4～5 次碾壓能夠達到常規(guī)的足夠的密度，壓實密度為最大理論密度的（97±2）%。壓實完成后鋪層孔隙率應控制在1%～5%以內。

6）表觀狀況。成功鋪設的 SAWI 混合料在最后一遍壓實后，路面結構緊密，每隔幾米應出現(xiàn)油斑或輕微的油帶，如果不出現(xiàn)表明用油量偏低，如果大面積出現(xiàn)油斑，則表明用油量偏大。壓實結束后，路面結構緊密，偶爾有大約0.3m×0.3m 的擁起是正常的，但太多的隆起則表明混合料不符合技術規(guī)范，需查證。由于水泥路面中可能含有水分，壓實后可能出現(xiàn)水泡，在攤鋪表面層前刺破水泡或用壓路機去除。

7）開放交通和表面層攤鋪。施工后 5天之內在反射裂縫吸收層上罩鋪表面層，亦可在冷卻到60℃以下開放交通或罩鋪表面層。應力吸收層已開放交通路段，鋪筑罩面層前則需按灑布沒有稀釋的 SBS 改性乳化瀝青用撒布 車均勻撒布，撒布量0.1～0.2L/m2改性瀝青粘層油。

四、結束語

綜上所述，水泥混凝土路面施工工藝較為復雜，水泥路面加鋪超薄瀝青層施工難度較大，如施工不到位，極易影響施工質量和整體進度。這就需要施工單位嚴格控制各個施工環(huán)節(jié)，不斷優(yōu)化施工技術，及時引進新工藝新材料，通過有效措施達到消除路面病害的施工目標，使公路工程在運營過程中具有良好的安全性和舒適性。