■康傳佳

(福建省泉州市公路局永春分局,永春　362600)

國省道舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土路面技術(shù)要點(diǎn)探析

■康傳佳

(福建省泉州市公路局永春分局,永春362600)

本文以福建省省道206線K179+950～K188+160段路面改造為例，對(duì)國省道舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土路面的施工方案、施工工藝、質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行了分析和探討，為國省道重載交通舊混凝土路面“白改黑”施工工藝的工程實(shí)施提供參考和借鑒。

國省道舊水泥混凝土路面瀝青混凝土路面施工工藝

0　前言

從20世紀(jì)80年代開始，我國許多道路尤其是南方的許多省際干線公路都建成了造價(jià)相對(duì)便宜的水泥混凝土路面。隨著改革開放以來國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，公路交通量和汽車載重量日趨增加，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)大發(fā)展帶來的重交通負(fù)荷沖擊下，在當(dāng)時(shí)被視為高等級(jí)路面的國省道舊水泥混凝土路面基本達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限，已經(jīng)難以滿足現(xiàn)階段交通基礎(chǔ)設(shè)施的實(shí)際需求。舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土路面又被稱為“白改黑”法，指對(duì)舊水泥混凝土路面，經(jīng)過技術(shù)處理，將舊砼水泥混凝土路面（剛性灰白色）做為改造后的新路面結(jié)構(gòu)層中的墊層，同時(shí)鋪設(shè)一層半剛性的底基層或基層過渡后再鋪設(shè)瀝青混合料結(jié)構(gòu)層（柔性黑色）。采用該技術(shù)在充分發(fā)揮舊水泥砼路面強(qiáng)度高、有效解決移除舊水泥砼板塊的環(huán)境污染問題，同時(shí)也較好解決了路面“白加黑”存在的舊砼板塊反射裂縫問題，對(duì)于國省道重載交通道路路面改建有較高的推廣價(jià)值。舊水泥混凝土路面“白改黑”技術(shù)因其兼具瀝青混凝土路面路用性能優(yōu)異和充分發(fā)揮舊水泥混凝土路面強(qiáng)度高的特點(diǎn)，以其經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、高效，及改造后的優(yōu)良的綜合路用性能，在現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用于混凝土路面的改造工程中。

1　工程概況

省道206線是福建省泉州市南北走向主要的道路之一，路線全長204.52km，省道206線K179+950～K188+ 160段路面改建工程起點(diǎn)位于永春縣桃城鎮(zhèn)德風(fēng)社區(qū)北面的德風(fēng)環(huán)島處，起點(diǎn)樁號(hào)K179+950，終點(diǎn)位于省道206線永春縣與南安市交界處，終點(diǎn)樁號(hào)K188+160。項(xiàng)目全長8.21km。

現(xiàn)狀舊路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為公路二級(jí)，由于交通量較大，特別是大型、重載車輛多，加上中間四幅路面已接近設(shè)計(jì)使用年限，因此路面出現(xiàn)不同程度的裂隙、斷板、破碎、沉陷或錯(cuò)臺(tái)等病害，為提高道路的服務(wù)水平，減少行車噪音對(duì)居民的影響，非常有必要對(duì)現(xiàn)有的水泥混凝土路面進(jìn)行改造。

2　舊水泥砼路面加鋪方案

舊水泥砼路面路況如何，直接影響到其上部加鋪瀝青層的使用壽命。因此對(duì)水泥砼路面進(jìn)行充分的調(diào)查，是合理進(jìn)行瀝青加鋪層設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)單位在前期調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，K179+950～K188+160段全線路面板出現(xiàn)裂縫、斷角、破碎及板邊破裂病害的共有615塊，斷板率為5.81%，為中級(jí)；全線0.20mm＜彎沉值≤0.45mm的共1215處，占比約11.49%，彎沉值＞0.45mm為45處，占比約0.45%，板底脫空比率為11.94%；經(jīng)計(jì)算，全線接縫傳荷系數(shù)為65.7%，評(píng)定為中級(jí)。根據(jù)使用要求及舊混凝土路面的綜合評(píng)定結(jié)果，并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定，本項(xiàng)目加鋪方案采用打裂壓穩(wěn)處治舊混凝土路面后加鋪瀝青混凝土路面。

2.1打裂壓穩(wěn)路段加鋪層的路面結(jié)構(gòu)

打裂壓穩(wěn)路段加鋪層的路面結(jié)構(gòu)包括上面層、下面層、上基層、下基層四個(gè)部分，其中上面層為4cmAC-13C細(xì)粒式瀝青砼；下面層為6cmAC-20C中粒式瀝青砼；上基層為8cmATB-25密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石、1厘米層鋪法瀝青表面處治封層；下基層（調(diào)平層）為≥15cm3%水泥穩(wěn)定碎石。

2.2橋面鋪裝的路面結(jié)構(gòu)

橋面鋪裝的路面結(jié)構(gòu)包括上面層、下面層，其中上面層為4cmAC-13C細(xì)粒式瀝青砼；下面層為≥6cmAC-20C中粒式瀝青砼、改性乳化瀝青防水粘層。

3　工程施工控制要點(diǎn)

3.1試驗(yàn)段施工

為了更好的控制路面各結(jié)構(gòu)層的施工質(zhì)量，本項(xiàng)目引入首件工程，在 K182+920～K183+220段左側(cè)選取300m做為本項(xiàng)目路面各結(jié)構(gòu)層的試驗(yàn)攤鋪路段。本項(xiàng)目于正式開工時(shí)，先在試驗(yàn)路段進(jìn)行打裂壓穩(wěn)，并按設(shè)計(jì)文件要求對(duì)舊砼面層進(jìn)行技術(shù)處理后，并進(jìn)行路基彎沉檢測(cè)，在滿足各項(xiàng)指標(biāo)后先后進(jìn)行3%水泥穩(wěn)定層下基層、ATB-25密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石上基層、AC-20C中粒式瀝青砼下面層、AC-13C細(xì)粒式瀝青砼上面層各結(jié)構(gòu)層的試驗(yàn)段攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)段鋪筑，可達(dá)到以下幾個(gè)目的：（1）驗(yàn)證生產(chǎn)配合比，（2）確定分層施工時(shí)的每層適當(dāng)層厚及作業(yè)長度，（3）確定松鋪厚度和松鋪系數(shù)，（4）確定合理的施工機(jī)械的配置。從而確定大面積施工的標(biāo)準(zhǔn)施工方法。

3.2舊水泥路面打裂壓穩(wěn)

（1）打裂壓穩(wěn)目的

打裂工藝是用多邊形沖擊式或振動(dòng)式或凸輪機(jī)等打擊原有路面板1～2次，使舊路面板出現(xiàn)不規(guī)則開裂，并伴有不同程度的下沉，以減小縱向、垂直方向的位移，使舊砼板與基層緊密結(jié)合，能夠較好地為改建路面提供足夠及穩(wěn)定的支撐，并防止加鋪層反射裂縫的出現(xiàn)。本項(xiàng)目采用沖擊式打裂壓穩(wěn)機(jī)對(duì)舊水泥砼路面進(jìn)行打裂。

（2）質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

路面打裂壓穩(wěn)可采用路面塊的尺寸和壓實(shí)沉降差進(jìn)行檢查。

①打裂

打裂后應(yīng)使75%以上的路面不規(guī)則開裂，相鄰裂縫形成的塊狀面積為0.4～0.6m2。打裂時(shí)應(yīng)避免過度破壞，不宜使路面板產(chǎn)生過大位移及大量碎屑。在混凝土路面破裂后，應(yīng)清除破碎的混凝土塵土和外來物。

②壓穩(wěn)

在打裂后的舊路表面，每25m用油漆或其他醒目標(biāo)記標(biāo)注測(cè)點(diǎn)，用水準(zhǔn)儀測(cè)量測(cè)點(diǎn)高程，然后每壓穩(wěn)一遍測(cè)量一次，當(dāng)最后兩遍的沉降差平均值小于5mm，標(biāo)準(zhǔn)差小于3mm時(shí)為壓穩(wěn)合格。一般情況下為三至五遍。施工前應(yīng)先做一段試驗(yàn)段以確定碾壓遍數(shù)。其對(duì)比圖如圖1所示。

（3）回彈模量取值

本項(xiàng)目打裂壓穩(wěn)后舊路面的設(shè)計(jì)回彈模量原設(shè)計(jì)值為不小于320MPa，但經(jīng)過試驗(yàn)段施工及后續(xù)大面積施工驗(yàn)證，為達(dá)到原設(shè)計(jì)回彈模量值必須對(duì)舊水泥砼面板多次振壓，導(dǎo)致舊砼成碎塊狀，舊板底的舊路面結(jié)構(gòu)層粉碎化，反而破壞舊路面結(jié)構(gòu)層的整體性。經(jīng)與設(shè)計(jì)部門協(xié)調(diào)溝通，并提交前期已施工路段彎沉檢測(cè)資料的提供給設(shè)計(jì)部門，設(shè)計(jì)部門經(jīng)分析驗(yàn)算將設(shè)計(jì)回彈模量調(diào)整為215MPa。

（4）做好通道、涵洞等隱蔽結(jié)構(gòu)物及兩側(cè)建筑物調(diào)查

在進(jìn)行打裂壓穩(wěn)施工前，應(yīng)結(jié)合施工圖設(shè)計(jì)文件所提供隱蔽結(jié)構(gòu)物的分布情況，如通道、涵洞、地下管線等以及兩側(cè)建筑物與路基間距情況進(jìn)行調(diào)查，以確定打裂壓穩(wěn)是更否會(huì)對(duì)這些構(gòu)造物造成破壞。一般情況下，打裂機(jī)全功率沖擊力可達(dá)30t，試驗(yàn)表明，通道、涵洞、地下管線埋深超過2.0m后，基本不影響；兩側(cè)建筑物若為磚混結(jié)物在15m內(nèi)有震感，但超過5m后其震感與多軸重載車輛經(jīng)過類似，為確保安全，建筑物安全距離控制在與打擊設(shè)備水平距離10m以上。對(duì)于不滿足條件的區(qū)域，則采取降低打裂機(jī)功率或采取其他措施破碎舊砼路面板。

3.3水泥穩(wěn)定碎石層施工

本項(xiàng)目采用的3%水泥穩(wěn)定碎石下基層做為舊砼路面層與瀝青路面結(jié)構(gòu)層間過渡層，同時(shí)做為調(diào)平層使用，設(shè)計(jì)厚度不小于15cm。水泥穩(wěn)定碎石下基層的施工按下列步驟進(jìn)行：放樣→準(zhǔn)備下承層→拌和水泥穩(wěn)定碎石材料→運(yùn)輸水泥穩(wěn)定碎石材料→攤鋪水泥穩(wěn)定碎石材料→整形→碾壓→接縫和調(diào)頭處的處理→養(yǎng)生→驗(yàn)收。

（1）攤鋪

采用攤鋪機(jī)施工，根據(jù)規(guī)范及本項(xiàng)目基層厚度，分一至二層攤鋪碾壓。攤鋪過程中按設(shè)計(jì)的路拱不斷調(diào)整攤鋪機(jī)熨平板，使攤鋪出的混合料具有規(guī)定的路拱橫坡，在攤鋪機(jī)后派人專門消除攤鋪過后粗細(xì)集料離析的現(xiàn)象，對(duì)局部粗細(xì)集料堆積的 “窩”進(jìn)行鏟除后用新混合料填補(bǔ)。攤鋪機(jī)在施工中以均勻的速度行駛，保證混和料均勻、不間斷的攤鋪，對(duì)外形不規(guī)則、路面厚度不同、空間受限制以及人工構(gòu)造物接頭等攤鋪機(jī)無法工作的地方才采用人工攤鋪。

（2）碾壓

混合料經(jīng)攤鋪成型后，立即在全寬范圍內(nèi)進(jìn)行碾壓。一般路段由兩側(cè)向中間碾壓；超高路段由內(nèi)側(cè)向外側(cè)碾壓。碾壓時(shí)采用振動(dòng)壓路機(jī)，先靜壓1～2遍，再用振動(dòng)壓4遍，相鄰碾壓帶重疊1/2～1/3輪跡，將整個(gè)攤鋪范圍內(nèi)的混合料完全均勻地壓實(shí)到規(guī)定的壓實(shí)度為止，壓實(shí)后的路拱面達(dá)到平整無輪跡或隆起，且斷面正確，路拱符合要求。

（3）養(yǎng)生

水泥穩(wěn)定碎石基層每一段碾壓完成后并經(jīng)壓實(shí)度檢查合格后立即設(shè)專人用土工布覆蓋整個(gè)表面，采用水車進(jìn)行灑水濕潤養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間不少于7d。養(yǎng)生期間封閉交通，除灑水車外，禁止任何車輛通行。

3.4熱拌瀝青混合料結(jié)構(gòu)層施工工藝和過程控制

瀝青路面的壓實(shí)度和平整度是瀝青攤鋪質(zhì)量控制所有指標(biāo)中的重中之重。而這兩個(gè)指標(biāo)與瀝青路面施工的程序：拌合、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓、接縫處理等環(huán)節(jié)密切相關(guān)。在施工中必須加強(qiáng)瀝青路面攤鋪各結(jié)構(gòu)層施工工藝的控制。本項(xiàng)目所在的地區(qū)屬于多雨潮濕地區(qū)，而集料大多數(shù)是酸性石料，酸性石料與瀝青的粘性不好。為改善瀝青與集料的粘附性及瀝青混合料的水穩(wěn)定性，提高集料之間的粘結(jié)力，防治瀝水損害能力，上下面層瀝青砼采用SBS改性瀝青。

（1）攤鋪控制

攤鋪機(jī)運(yùn)行速度要依據(jù)攪拌機(jī)產(chǎn)量、攤鋪寬度及厚度、相關(guān)施工設(shè)備情況等來確定，攤鋪速度通?？刂圃诎凑?～6m/min，上面層攤鋪速度不能超過5m/min。路面施工過程要均勻、緩慢及一次攤鋪，不能夠隨便改變攤鋪速度。為保證攤鋪的連續(xù)性，待在攤鋪機(jī)前的運(yùn)料車不少于5輛才可攤鋪，攤鋪機(jī)開工前應(yīng)提前0.5～1h預(yù)熱熨平板，使其溫度不低于120℃，前后兩臺(tái)攤鋪機(jī)間距一般為10～20m，軌道應(yīng)重疊30～60mm，上下兩層搭接位置宜錯(cuò)開200mm以上。各層攤鋪后采用人工配合拍邊，使邊緣整齊、密實(shí)。ATB-25上基層采用掛線法施工，中、上面層采用非接觸平衡梁控制施工。冷機(jī)上面層攤鋪時(shí)，一般從第二車料開始。圖2為雙機(jī)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)現(xiàn)場(chǎng)施工圖。

（2）輾壓控制

輾壓作為瀝青路面施工中的最主要步驟及施工最后步驟，是非常重要的，要積極提高瀝青路面壓實(shí)度，這需要增加壓路機(jī)壓實(shí)功能，并且對(duì)壓實(shí)機(jī)速度給予密切關(guān)注及控制，有效保證瀝青路面壓實(shí)質(zhì)量。瀝青混合料輾壓應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

①瀝青結(jié)構(gòu)層的壓實(shí)度一般不得超過10cm。

②雙機(jī)攤鋪路面時(shí)的壓路機(jī)數(shù)量不應(yīng)少于5臺(tái)，單機(jī)攤鋪時(shí)不少于3臺(tái)。

③瀝青混合料的壓實(shí)應(yīng)分為初壓、復(fù)壓和終壓。初壓應(yīng)緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行，采用鋼輪壓路機(jī)靜壓1～2遍；復(fù)壓應(yīng)緊跟初壓后進(jìn)行，采用兩臺(tái)25t以上重型的輪胎壓路機(jī)要兩列并行碾壓，各負(fù)責(zé)半幅施工，壓實(shí)遍數(shù)4～6遍；終壓應(yīng)緊跟復(fù)壓后進(jìn)行，可采用雙鋼輪進(jìn)行輾壓，不少于兩遍，至無明顯輪跡為止。輾壓過程里，通常速度控制在2～4km/h之內(nèi)，如果是輪胎壓路機(jī)的話，可以適當(dāng)提高壓路機(jī)速度，可也要控制在5km/h以下；在輾壓的過程里，還應(yīng)注意輾壓車道變換問題，要在已輾壓路段，及壓路機(jī)停止振動(dòng)情況下進(jìn)行變道；變道的時(shí)候，方向變換要緩慢進(jìn)行，防止瀝青路面破壞。

④為避免對(duì)中央分隔帶及人行道路緣石破壞，大型壓實(shí)機(jī)具與路緣石輪距須大于20cm以上，對(duì)于這段路面必須采用小型光輪壓路機(jī)進(jìn)行補(bǔ)壓，并增加輾壓遍數(shù)。多機(jī)配合輾壓作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)施工圖如圖3所示。

（3）接縫施工及壓實(shí)技術(shù)

在瀝青路面施工中，經(jīng)常會(huì)見到縱向及橫向的施工縫，上下層橫向接縫應(yīng)錯(cuò)位1m以上，各層橫向接縫均應(yīng)采用垂直的平接縫。橫向縫連續(xù)施工前，應(yīng)在端面涂刷黏層油，為保證橫向接縫的平順，攤鋪后即用3m直尺檢查平順度，去高補(bǔ)低，之后用雙鋼輪壓路機(jī)沿橫向碾壓，從跨縫向新鋪的層面逐漸移動(dòng)跨過橫向接縫進(jìn)行壓實(shí)。對(duì)于縱向施工縫可運(yùn)用兩臺(tái)攤鋪機(jī)共同作業(yè)，使用梯隊(duì)聯(lián)合的攤鋪方式進(jìn)行縱向接縫，先在已攤鋪混合料中，留下 10～20cm位置，這位置不進(jìn)行壓實(shí)，這樣就會(huì)有5～10cm的攤鋪層發(fā)生重疊，可以運(yùn)用熱接縫方法進(jìn)行跨接輾壓，從而消除縫隙；嚴(yán)禁產(chǎn)生冷接縫。

（4）施工環(huán)境溫度控制

熱拌瀝青混合料的攤鋪溫度對(duì)路面施工質(zhì)量至關(guān)重要，對(duì)此，應(yīng)該嚴(yán)格控制作業(yè)環(huán)境溫度。

①瀝青混合料拌合及運(yùn)輸

a）瀝青應(yīng)選擇合適的儲(chǔ)存溫度，在儲(chǔ)罐中宜低于130℃，不得高于170℃，尤其是SBS改性瀝青。

b）普通石油瀝青混合料拌合溫度一般在150℃以上，不能低于140℃，改性瀝青控制在160～170℃之間不得高于180℃。

c）瀝青混合料運(yùn)輸途中用篷布覆蓋保溫，卸料前方可掀開，且待卸車應(yīng)不少于5輛才進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

②攤鋪環(huán)境溫度

a）攤鋪前必須對(duì)混合料溫度進(jìn)行檢測(cè)，運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)溫度控制在130～170℃，低于130℃不得直接攤鋪。

b）冬季施工時(shí)應(yīng)注意環(huán)境溫度變化，混合料出料溫度可適當(dāng)提高5～10℃，當(dāng)?shù)乇頊囟鹊陀?0℃時(shí)，不得進(jìn)行改性瀝青混合料攤鋪。

c）國省道經(jīng)常處于半封閉施工狀態(tài)，為確保路面工程質(zhì)量，常溫天氣下表面溫度低于50℃后才能開放交通。但對(duì)于夏季高溫天氣，應(yīng)適當(dāng)延長管制時(shí)間，且避開中午高溫時(shí)段開放，嚴(yán)禁灑水降溫。

4　工程施工質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定

在本項(xiàng)目完工后一個(gè)月，項(xiàng)目業(yè)主單位組織第三方檢測(cè)單位對(duì)路面工程進(jìn)行初驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表1。

在本項(xiàng)目完工14個(gè)月后，泉州市交通基本建設(shè)監(jiān)督檢測(cè)站結(jié)本項(xiàng)目組織進(jìn)行交工驗(yàn)收，路面工程進(jìn)行抽查檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果如表2。

表1　改建項(xiàng)目瀝青混凝土路面實(shí)測(cè)結(jié)果

表2　改建項(xiàng)目瀝青混凝土路面實(shí)測(cè)結(jié)果

兩次實(shí)體檢測(cè)結(jié)果表明，整體合格率較高，且兩次檢測(cè)間隔時(shí)長14個(gè)月，成果穩(wěn)定，驗(yàn)證本項(xiàng)目工程施工質(zhì)量較好，質(zhì)監(jiān)部門給予較高評(píng)價(jià)。路面改造后的效果如圖4所示。

5　結(jié)語

我國水泥路面的里程數(shù)總量巨大，特別是國道、省道、縣道等各級(jí)普通公路，根據(jù)相關(guān)調(diào)查資料，國省道干線公路中一級(jí)公路水泥混凝土路面比重約為40%；二級(jí)公路水泥混凝土路面比重約為57%。這些道路大多是上個(gè)世紀(jì)八九十年代修建的，由于設(shè)計(jì)、材料、施工技術(shù)、施工管理和質(zhì)量控制等方面的不足，病害問題逐漸顯現(xiàn)，舊混凝土路面大修改造路面改造勢(shì)在必行。未來舊混凝土路面大修改造的工程任務(wù)量巨大，亟待有經(jīng)濟(jì)可行、環(huán)保方便的養(yǎng)護(hù)工藝來解決。隨著瀝青路面“白改黑”工藝的運(yùn)用逐漸普及和成熟，瀝青混凝土路面憑借其經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全、行車合適的優(yōu)勢(shì)將在今后路面改建工程將得到廣泛的應(yīng)用。

［1］呂大偉．高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層綜合技術(shù)研究［D］．西安：長安大學(xué)，2014．

［2］袁浩．舊水泥混凝土路面改造技術(shù)與加鋪層結(jié)構(gòu)研究［D］．西安：長安大學(xué)，2012．

［3］黃慶波．舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土施工技術(shù)要點(diǎn)［J］．廣東科技，2011，24：194+196．

［4］福建省高速公路施工標(biāo)準(zhǔn)化管理指南.福州：福建省高速公路建設(shè)總指揮部，2013.