鄧樹(shù)森

（廣東省交通運(yùn)輸建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)中心，廣州510420）

1 引言

水泥混凝土路面在我國(guó)公路路面結(jié)構(gòu)形式中占有較大的比例，隨著國(guó)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)快速穩(wěn)定增長(zhǎng)，我國(guó)道路交通量和荷載也隨之快速增長(zhǎng)，這對(duì)道路路面的損壞較為顯著，加上極端天氣的影響，濕度效應(yīng)等因素，使得很多水泥混凝土路面出現(xiàn)不同程度的病害，如開(kāi)裂、破碎板、板角斷裂、脫空等。為了保證現(xiàn)有交通需求，同時(shí)滿足道路的養(yǎng)護(hù)要求，對(duì)水泥混凝土路面采用“白加黑”（加鋪瀝青混凝土）改造是一種既經(jīng)濟(jì)又有效的技術(shù)方法。

以廣東省S116線太和段為工程依托，通過(guò)實(shí)地對(duì)舊水泥混凝土路面路況調(diào)查，綜合評(píng)定舊路面的技術(shù)狀況，根據(jù)評(píng)定結(jié)果對(duì)舊路面病害處理提出了相應(yīng)的方法。在此基礎(chǔ)上，再對(duì)舊路面進(jìn)行加鋪設(shè)計(jì)：方案一，舊水泥混凝土路面+土工布+AC-13瀝青混凝土；方案二，舊水泥混凝土路面+2cm應(yīng)力吸收層+AC-13瀝青混凝土。最后通過(guò)后期的跟蹤調(diào)查，方案二在水泥混凝土路面“白加黑”改造中效果更佳，更能滿足舊路病害的修復(fù)和運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)的要求。

2 工程簡(jiǎn)介

省道S116線（又稱(chēng)廣州市一環(huán)線）于1991年通車(chē)，雙向兩車(chē)道，路面水泥混凝土板尺寸為寬4.5m，長(zhǎng)5.0m，設(shè)計(jì)混凝土板厚24.0cm，硬路肩。該路線是華南快速干線、國(guó)道G324、國(guó)家高速G94等多條高速或一級(jí)公路的連接線。另外，該道路還是廣州市區(qū)去往廣州市穗豐垃圾處理廠的必經(jīng)之路，交通量較大，日交通量達(dá)到30 000輛/d，重載車(chē)占80%。最終選定省道S116線K22+500～K23+000段（實(shí)際長(zhǎng)度500m）作為試驗(yàn)段進(jìn)行鋪筑。

3 舊水泥混凝土路面病害調(diào)查及評(píng)定

對(duì)試驗(yàn)路段進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目包括：破損調(diào)查、平整度檢測(cè)、抗滑性能檢測(cè)、原有路面強(qiáng)度檢測(cè)、水泥混凝土板底脫空檢測(cè)及路基承載力檢測(cè)等。綜合路面破壞狀況的分析結(jié)果、室內(nèi)試驗(yàn)和承載能力評(píng)價(jià)結(jié)果，省道S116線K22+500～K23+000段水泥混凝土路面的使用現(xiàn)狀和承載能力的評(píng)價(jià)如下：（1）試驗(yàn)段水泥混凝土路面主要存在的病害有裂縫、板角斷裂、斷板、露骨、板底脫空等；（2）水泥混凝土板的強(qiáng)度性能、接縫傳荷能力和路基承載能力較好；（3）該段路面出現(xiàn)病害的主要原因是該路段重車(chē)較多、車(chē)流量大。因此，在“白加黑”改造前對(duì)舊水泥混凝土路面病害進(jìn)行處理。

4 舊水泥混凝土路面處治

針對(duì)舊水泥混凝土路面出現(xiàn)的病害，采用不同的方法進(jìn)行處理。

4.1 采用改性瀝青灌縫封閉處理

對(duì)水泥混凝土路面裂縫、板間接縫采用改性瀝青灌縫封閉處理。水泥混凝土路面接縫填縫料脫落以及裂縫不及時(shí)處理，雨水會(huì)隨著縫隙進(jìn)入基層，從而影響基層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。因此，在“白加黑”改造前，必須進(jìn)行灌縫處理。改性瀝青高溫穩(wěn)定性好，低溫條件不易老化變脆，施工時(shí)對(duì)環(huán)境影響小，通過(guò)灌縫機(jī)采用改性瀝青對(duì)接縫和裂縫進(jìn)行封閉處理是滿足工程要求的。

4.2 采用重新?lián)Q板處理

對(duì)水泥混凝土路面斷板、板角斷裂采用重新?lián)Q板處理。水泥混凝土路面“白加黑”后，原水泥混凝土面板將作為瀝青面層的基層在運(yùn)行，如果原水泥混凝土路面存在斷板、板角斷裂未處理，將使加鋪后瀝青面層的基層穩(wěn)定性差。因此，對(duì)原舊水泥混凝土路面斷板、板角斷裂采用重新?lián)Q板處理。首先，將舊板鑿除，檢查基層是否完好，如果基層較差，將基層鑿除，采用C15素混凝土重新澆筑基層，再采用C30混凝土澆筑面板。

4.3 采用板底注漿處理

對(duì)水泥混凝土路面脫空采用板底注漿處理。根據(jù)水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)規(guī)范，對(duì)水泥混凝土板注漿采用5孔的方式，每個(gè)板角分別布置1孔，板中間布置1孔。先壓低處的孔，再壓高處的孔，即先壓靠近硬路肩的孔，再壓靠近路中央的孔，最后壓板中的孔。壓漿速率要緩慢均勻，當(dāng)壓力到達(dá)0.3～1.5MPa時(shí)，即穩(wěn)壓3min以上，以使壓漿液在板底充分流動(dòng)，盡可能填滿板底脫空位置；最后卸荷，降壓，最終壓力表要回零。在壓漿期間，壓漿液要不停地?cái)嚢?，防止?jié){液離析或凝固。壓漿后路面必須封閉養(yǎng)護(hù)4h才能開(kāi)放交通，以達(dá)到壓漿的養(yǎng)護(hù)效果。

5 “白加黑”改造方案設(shè)計(jì)

5.1 “白加黑”改造方案

通過(guò)對(duì)試驗(yàn)段省道S116線K22+500～K23+000的路況檢測(cè)，結(jié)合結(jié)構(gòu)計(jì)算和分析的結(jié)果，制定了本加鋪層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，如圖1所示。

圖1 白加黑加鋪方案路面結(jié)構(gòu)圖

該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案主要特點(diǎn)是應(yīng)力吸引層。應(yīng)力吸收層混合料與常規(guī)瀝青混合料相比具有瀝青含量高，細(xì)集料百分比大，結(jié)構(gòu)層厚度小等特點(diǎn)，因此，應(yīng)力吸收層混合料的生產(chǎn)、攤鋪以及質(zhì)量控制等方面與常規(guī)瀝青混合料不同。

5.2 應(yīng)力吸引層原材料的技術(shù)要求

5.2.1 瀝青

而發(fā)生在全國(guó)各地的物流公司跑路案件也常見(jiàn)諸報(bào)端。河南省物流商協(xié)會(huì)的一位負(fù)責(zé)人在接受記者采訪時(shí)稱(chēng)，曾是河南省重點(diǎn)物流建設(shè)項(xiàng)目的某物流園正在悄悄轉(zhuǎn)讓?！艾F(xiàn)在物流企業(yè)的日子不好過(guò)啊?！焙幽鲜∵_(dá)發(fā)物流有限公司副總經(jīng)理韓鐵強(qiáng)稱(chēng)，物流企業(yè)的利潤(rùn)已從幾年前的20%降至目前的5%左右，而物流公司越來(lái)越多，線路不全、收貨量下降，房租、人員工資一路上漲都會(huì)導(dǎo)致物流企業(yè)生存壓力加大?！案?jìng)爭(zhēng)壓力太大，要么倒閉，要么合并，抱團(tuán)取暖總比跑路強(qiáng)。”

應(yīng)力吸收層的結(jié)合料為特種聚合物改性瀝青，高溫黏度和低溫延度都比較高，因此，混合料的高溫穩(wěn)定性以及低溫抗疲勞性能都比較好，特種聚合物改性瀝青主要指標(biāo)如表1和表2所示。

表1 應(yīng)力吸收層瀝青材料指標(biāo)、

表2 旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱后殘留物指標(biāo)

5.2.2 集料

應(yīng)力吸收層混合料對(duì)集料的要求較高，集料規(guī)格要求較細(xì)，集料指標(biāo)和級(jí)配范圍如表3和表4所示。

表3 應(yīng)力吸收層集料指標(biāo)

表4 應(yīng)力吸收層集料級(jí)配范圍

6 “白加黑”改造方案實(shí)施

6.1 對(duì)舊水泥混凝土路面拉毛

舊水泥混凝土路面表面刻槽大部分已被磨光，部分路面已出現(xiàn)露骨病害。所以，設(shè)計(jì)方案中為了增加結(jié)構(gòu)層間的摩擦力，增強(qiáng)功能層效果，對(duì)試驗(yàn)路段的舊混凝土路面進(jìn)行拉毛處理。在舊水泥混凝土路面板上進(jìn)行拉毛處理，既可除去原水泥漿，又可制造有效的坑槽增加咬合力。由此，以后在進(jìn)行此類(lèi)結(jié)構(gòu)層加鋪時(shí)，應(yīng)進(jìn)行拉毛的施工工序，施工機(jī)械上應(yīng)選用精密銑刨機(jī)，銑刨時(shí)要確保銑刨機(jī)的刀片均勻，并控制拉毛的深度和保證拉毛均勻性，或采用小型銑刨器具。

6.2 灑布黏層油

在每個(gè)結(jié)構(gòu)層施工前均需灑布黏層油，在灑布黏層油前，必須清除舊水泥混凝土路面的浮塵、泥土、碎屑及可見(jiàn)水分。先用灑水車(chē)沖洗路面，再用吹風(fēng)機(jī)吹干路面。灑布黏層油須采用電噴灑布車(chē)，能準(zhǔn)確地控制噴灑量，噴灑要均勻。試驗(yàn)段噴灑的黏層油采用未稀釋的SBS改性乳化瀝青。在舊水泥混凝土路面噴灑量為0.8kg/m2，在應(yīng)力吸收層頂部的噴灑量為0.2kg/m2。

6.3 應(yīng)力吸收層的施工

6.3.1 應(yīng)力吸收層混合料的生產(chǎn)

應(yīng)力吸收層混合料與常規(guī)的瀝青混合料不同，由集料級(jí)配可知，細(xì)集料含量高，小于2.36mm的細(xì)集料占集料的60%～85%；另外，石屑中礦粉含量很高，所以應(yīng)力吸收層混合料的拌和要比常規(guī)的要難，為了更好地拌和以及保證混合料質(zhì)量穩(wěn)定，在生產(chǎn)前應(yīng)對(duì)常規(guī)攪拌設(shè)備進(jìn)行調(diào)整設(shè)置。

1）拌和設(shè)備篩孔的選擇

拌和設(shè)備中振動(dòng)篩的篩分效率比試驗(yàn)室的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)篩要低，一般約為試驗(yàn)室試驗(yàn)篩的85%，因此，實(shí)際拌和設(shè)備的篩孔要比試驗(yàn)室的篩孔約大15%。應(yīng)力吸收層混合料中細(xì)集料多，從而使振動(dòng)篩中粉料篩的篩分效率大大降低。因此，與2.36mm對(duì)應(yīng)的篩孔應(yīng)選3.50mm，保證2.36mm的細(xì)集料通過(guò)率穩(wěn)定。

2）拌和時(shí)間的調(diào)整

為了保證應(yīng)力吸收層混合料的均勻性以及防止拌和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成特種聚合物瀝青老化，拌和時(shí)間盡可能縮短。由經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，應(yīng)力吸收層混合料較中粒式瀝青混合料拌和時(shí)間延長(zhǎng)約25%。

3）拌和溫度控制

瀝青混合料加鋪層的溫降受環(huán)境溫度、風(fēng)速和鋪層厚度影響很大。拌和站出料溫度偏低會(huì)造成攤鋪、碾壓溫度不夠，出料溫度偏高會(huì)使瀝青老化嚴(yán)重。綜合分析，應(yīng)力吸收層的出料溫度應(yīng)在允許出料溫度的上限左右，控制在±2.5℃以內(nèi)。

6.3.2 應(yīng)力吸收層施工技術(shù)要點(diǎn)

應(yīng)力吸收層混合料瀝青含量高，結(jié)構(gòu)層厚度薄，因此，在混合料的運(yùn)輸、攤鋪和碾壓上與常規(guī)瀝青混合料不同。

1）溫度要求

溫度要求：（1）雨后24h內(nèi)不能進(jìn)行攤鋪，攤鋪前應(yīng)將路面雜物、積水等清理干凈；攤鋪時(shí)氣溫必須高于10℃；（2）拌和、攤鋪、碾壓應(yīng)統(tǒng)籌有序、緊湊，拌和溫度要求為175～180℃，壓實(shí)溫度要求為155～165℃。

2）運(yùn)輸要求

混合料運(yùn)輸車(chē)輛應(yīng)有蓬布遮蓋，保證混合料到達(dá)現(xiàn)在符合攤鋪、碾壓溫度。

3）找平基準(zhǔn)

舊水泥混凝土路面變形較大，路面平整度較差，應(yīng)力吸收層攤鋪基準(zhǔn)采用弦線法和平衡梁法均不合適；宜在舊水泥混凝土路面標(biāo)高的基礎(chǔ)上，采用6m鋁合金作為攤鋪基準(zhǔn)控制攤鋪厚度。

4）攤鋪主要控制事項(xiàng)

攤鋪主要控制事項(xiàng)包括：（1）攤鋪機(jī)熨平板在作業(yè)前需充分預(yù)熱至100℃以上，速度控制在3m/min以內(nèi)；（2）加鋪路面寬度大于8m時(shí)，宜采用2臺(tái)攤鋪機(jī)同步進(jìn)行攤鋪；（3）加鋪路線較長(zhǎng)，需分段攤鋪時(shí)，縱向搭接應(yīng)該重疊、互搭，搭接長(zhǎng)度至少20cm，搭接施工縫必須與舊水泥混凝土板接縫錯(cuò)開(kāi)30cm以上。

5）應(yīng)力吸收層混合料碾壓

由于應(yīng)力吸收層結(jié)構(gòu)層厚度較薄，因此，攤鋪現(xiàn)場(chǎng)混合料溫度下降很快，現(xiàn)場(chǎng)攤鋪和碾壓應(yīng)緊湊有序。當(dāng)氣溫為34℃時(shí)，應(yīng)力吸收層混合料的有效碾壓時(shí)間為10min，當(dāng)氣溫為26℃時(shí)，應(yīng)力吸收層混合料的有效碾壓時(shí)間6min。應(yīng)力吸收層混合料瀝青含量高，結(jié)構(gòu)層厚度薄，碾壓應(yīng)緊跟在攤鋪30m內(nèi)。初壓采用10t靜態(tài)鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行，終壓采用16t靜態(tài)鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行，否則容易出現(xiàn)粘輪現(xiàn)象。碾壓時(shí)不宜采用膠輪壓路機(jī)和開(kāi)振動(dòng)，以免路面泛油或振壞。由于水泥混凝土路面表面存在水分，應(yīng)力吸收層在攤鋪完成后，表面可能會(huì)出現(xiàn)小的水（氣）泡，采用壓路機(jī)碾壓去除。

應(yīng)力吸收層混合料經(jīng)過(guò)4～5次碾壓后，壓實(shí)密度為最大理論密度的（97±2）%；壓實(shí)完成后孔隙率控制在1%～5%。

6）表觀狀況

應(yīng)力吸收層成功攤鋪后每隔幾米會(huì)出現(xiàn)油斑或輕微的油帶，如果不出現(xiàn)則說(shuō)明混合料瀝青含量偏低，如果大面積出現(xiàn)油斑，則說(shuō)明混合料瀝青含量偏大。碾壓完成后，局部會(huì)出現(xiàn)大約0.3m×0.3m的涌起，如果出現(xiàn)太多的涌起則說(shuō)明混合料不符合技術(shù)規(guī)范。

7）開(kāi)放交通和上面層攤鋪

應(yīng)力吸收層攤鋪完成后，在冷卻到60℃以下可開(kāi)放交通以及攤鋪上面層。

7 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)過(guò)一年的跟蹤檢測(cè)，可發(fā)現(xiàn)：在交通量大的同等條件下，經(jīng)過(guò)一年的運(yùn)營(yíng)，采用應(yīng)力吸收層的半幅加鋪瀝青混凝土路面基本沒(méi)有出現(xiàn)反射裂縫、車(chē)轍、坑槽等病害；而采用土工布的半幅加鋪瀝青混凝土路面已經(jīng)開(kāi)始出現(xiàn)少量的反射裂縫。由此可見(jiàn)，應(yīng)力吸收層在“白加黑”改造項(xiàng)目的應(yīng)用上是優(yōu)于傳統(tǒng)的加鋪方法，且是可行的。