楊倩
摘要 由于交通量的增長,瀝青路面易出現(xiàn)病害,影響道路使用壽命。文章以實際道路工程為例,探討瀝青路面提升改造的設計過程,分析了道路的現(xiàn)狀,確定改造的必要性、目標,針對不同的改造方案進行技術、經(jīng)濟方面的比選,確定最優(yōu)方案,進而針對改造過程中的重難點提出相應的改造措施,以保證改造效果,可為其他類似的項目提供參考。
關鍵詞 公路工程項目;瀝青路面改造;路面改造措施
中圖分類號 U418文獻標識碼 A文章編號 2096-8949(2024)10-0135-03
0 引言
瀝青路面的病害涉及多種因素,如交通載荷、地質(zhì)條件、路面材料、施工質(zhì)量等。為制定合理有效的瀝青路面改造方案,需全面調(diào)查分析瀝青路面現(xiàn)狀,找出病害的成因、規(guī)律,評估病害的嚴重程度及影響范圍,比較不同的改造方案,從而選擇最適合的改造方案,并針對改造過程中可能遇到的難點、問題提出相應的解決措施。
1 工程概況
某縣級主干道,長度為8 km,車道寬為16.8 m,設計車速為60 km/h。由于交通流量增加,路面病害增多,需進行路面改造。當前路基結(jié)構相對穩(wěn)定。
2 現(xiàn)狀調(diào)查與分析
(1)交通量調(diào)查。該主干道東西向的交通流量相差較大,東向西的車流較多。小客車占道路總交通量的84%,大客車、大貨車、鉸接車分別占15%、3%、5%。
(2)地質(zhì)調(diào)查與分析。該路段路基地層由四層構成,自上而下依次為雜填土、粉質(zhì)黏土、殘積黏性土、強風化花崗巖。雜填土厚度為1~2 m,是由各種材料混合而成的人工填土。粉質(zhì)黏土厚度為1.5~3.5 m,具有較高含水量、塑性。殘積黏性土厚度為5~15 m,由巖石風化形成,具有較高的壓縮性、膨脹性。強風化花崗巖厚度大于10 m,具有較高承載力、穩(wěn)定性。
(3)路面結(jié)構調(diào)查。該路段路面結(jié)構由三層構成,自上而下依次為AC-13C細粒式瀝青混凝土層、水泥混凝土層、水穩(wěn)碎石層,各層厚度分別為4.8 cm、25 cm、19.5 cm。
(4)路面病害調(diào)查及分析。該路段存在路面錯臺變形,形成反射裂縫;人行道的部分榕樹根部向瀝青結(jié)構層深入,導致路面隆起,影響路面平整度及使用壽命,需要及時修復。裂縫、擁包的分布與交通量有關,交通量越大,病害越多。除此之外,還有其他路面病害,如松散、坑槽、車轍、沉降、橋頭跳車等,影響路面的平整性、安全性[1]。
(5)路面舊路彎沉。濾除異常彎沉值,計算剩余數(shù)據(jù)的均值、標準差。根據(jù)式(1)得到彎沉代表值,可反映舊路的整體彎沉程度:
(1)
式中,——彎沉代表值;——彎沉平均值;Za——保證率常數(shù),表示彎沉可靠性;S——標準差;K1——季節(jié)影響系數(shù)、K2——濕度影響系數(shù)、K3——溫度修正系數(shù)均為修正因子,用于消除環(huán)境因素的影響,該次分析中都取1,表示沒有顯著影響。結(jié)算得到該公路路面彎沉平均值為17.54(0.01 mm),標準差7.03,彎沉代表值29.09(0.01 mm)。
根據(jù)式(1)計算得到,該公路路面的彎沉平均值為17.54(0.01 mm),標準差為7.03,彎沉代表值為29.09(0.01 mm)。
3 路面提升改造方案
(1)改造方案的擬定。根據(jù)路面現(xiàn)狀、改造目的,該文初步擬定以下五種改造方案:①直接罩面:在原有路面上直接鋪設一層瀝青混凝土,不進行銑刨或挖除。②銑刨罩面:銑刨原有路面,去除病害層,鋪設一層瀝青混凝土。③超薄罩面:原有路面上鋪設一層厚度不超過2 cm的瀝青混凝土,不進行銑刨或挖除。④瀝青路面就地再生:利用專用的設備將原有路面的瀝青混凝土加熱、攪拌、添加新料、再鋪設,實現(xiàn)路面就地再生。⑤挖除重建:全部挖除原有路面的瀝青混凝土,重新鋪設新瀝青混凝土。
(2)改造方案比選。初擬的五種方案各有優(yōu)缺點,具體分析如表1所示。
(3)比選結(jié)果。①比選五種瀝青路面改造方案,根據(jù)路面現(xiàn)狀、改造目的選擇最優(yōu)的改造方案。該路段路面病害主要為反射裂縫,但路基結(jié)構比較穩(wěn)定,路面平整,但抗滑性能不足。直接罩面無法有效解決裂縫問題,而瀝青路面就地再生、挖除重建施工工期長,成本高,影響交通。銑刨罩面主要用于瀝青面層老化的路面罩面,不適合該路段路況。因此,選擇高彈高黏的超薄瀝青作為最優(yōu)改造材料[2]。②銑刨罩面可有效消除路面病害,提高路面的結(jié)構強度、防水性能。采用高彈高黏的超薄瀝青作為罩面材料,該材料具抗裂、抗滑性能好,適合該路段。結(jié)合計算修復后的舊路回彈模量值、設計彎沉值,最終確定罩面厚度為4 cm[3]。
4 路面病害處理
(1)松散處理。松散病害主要表現(xiàn)為瀝青與石料之間黏結(jié)不牢、石料松脫形成松散表面層。其原因主要包括瀝青、石料的質(zhì)量不合格,瀝青混合料配合比不合理,石料級配不合理,路面的使用和維護不當?shù)取?/p>
松散病害影響瀝青路面的防水性、抗滑性,需及時進行修復。將松散表面層挖除,重新鋪設新瀝青混合料,適用于松散面積較大或較深的情況。松散表面層噴射AC-13C瀝青混凝土,增加瀝青與石料的黏附力。若基層破損,則用ATB-25瀝青混凝土處理基層。
(2)坑槽處理??硬鄄『绊懧访娴钠秸龋涮幚矸椒ㄊ窍葎澇鲂扪a范圍,需超出坑槽范圍每側(cè)10~
15 cm,用瀝青混凝土修復。根據(jù)坑槽大小,用細粒式或中粒式瀝青混凝土,按照“圓洞方補、斜洞正補”的原則,使修補部分與原路面緊密結(jié)合。
(3)車轍修復。車轍是路面承載能力下降的表現(xiàn),與面層、基層、夾層的狀況有關。面層老化導致的車轍處理應銑刨重鋪;夾層不穩(wěn)定導致的車轍應換填夾層;基層強度不足或水穩(wěn)定不好導致的車轍,應換鋪新瀝青碎石混合料,不同車轍原因處理的措施不同。
(4)擁包處理。擁包處理需根據(jù)擁包原因、范圍采用針對性的措施。擁包的原因有多種,常見的有以下兩種:
表面層老化破損:由于瀝青混合料老化變質(zhì),導致表面層強度、韌性下降,出現(xiàn)裂縫或剝落,形成擁包。修復方法是銑刨表面層,用瀝青混凝土進行重新鋪設,增加表面層的密實度。
樹根拱起:由于樹根擴張,導致路面瀝青層被擠壓破壞形成擁包。修復方法是銑刨3層瀝青層,切除車道上的表層樹根,路緣石處打鋼板隔離,再重鋪瀝青混凝土。
(5)龜裂處理。基層強度變差會導致路面龜裂,可進行面層、基層的換填修復;基層換填材料為用ATB-25瀝青混凝土修復,厚度為20 cm。為提高基層的強度和防水性能,最后用瀝青混凝土進行面層修復,厚度為4 cm。
(6)裂縫處理。若裂縫寬度小于3 mm,需清除裂縫內(nèi)泥沙等雜質(zhì),直接在原有路面上加鋪一層瀝青混凝土作為罩面,以簡化施工工序,減少材料用量,提高施工效率。若裂縫寬度不小于3 mm,需先切削裂縫附近的瀝青,兩側(cè)分別銑刨寬度為48 cm、厚度為4 cm的上面層,再用聚氨醋填料填充;聚氨醋填縫料具有較好黏結(jié)性彈性,可有效防止裂縫的擴展反射;灌縫部分貼一層抗裂貼,增強路面的結(jié)構強度、防水性能。最后在原有路面上加鋪一層細粒式瀝青混凝土作為罩面,厚度為4 cm[4]。
(7)網(wǎng)裂處理。網(wǎng)裂是路面彎沉的一種表現(xiàn),與路面結(jié)構層的厚度和質(zhì)量有關。彎沉較小的網(wǎng)裂,可以通過銑刨修復,即將現(xiàn)有的3層瀝青銑刨掉,用原路面結(jié)構層的材料重新鋪設壓實,這樣可以保持路面的結(jié)構性能和平整度,延長路面使用壽命。
(8)沉降處理。沉降是路面結(jié)構層或路基土層的變形。若基層沉降,需加鋪基層,重做面層;若路基土層沉降,需根據(jù)土層情況,先換填碎石灌砂或輕質(zhì)泡沫土;碎石灌砂或輕質(zhì)泡沫土強度高,可改善路基土層性質(zhì),提高路基強度、防水性能,然后按照原路面結(jié)構層修復,恢復路面平整度和性能,延長路面使用壽命。
(9)橋頭跳車處理。對于輕微的橋頭跳車,可通過調(diào)整面層的厚度,使路面恢復平整,銑刨4 cm厚度的面層,用中粒式AC-20瀝青混凝土調(diào)平,在原有路面上加鋪4 cm厚度的瀝青混凝土作為罩面。嚴重橋頭跳車是路基的不均勻沉降導致,路基需進行注漿處理,增加路基穩(wěn)定性,還要進行面層的銑刨加鋪,以恢復路面結(jié)構強度。
(10)檢查井周邊網(wǎng)裂沉陷修復。該路段檢查井周邊路面結(jié)構層會出現(xiàn)網(wǎng)裂沉陷,影響道路的安全美觀。為修復這些病害,需挖除原有路面的結(jié)構層,換填墊層、基層和面層,然后檢查井、周邊路面結(jié)構層的高度、強度,可有效防止檢查井周邊網(wǎng)裂沉陷的再次發(fā)生。
5 改造難點與措施
(1)道路設計標高的控制。采用水準測量儀器校準高程點縱橫斷面,根據(jù)測量數(shù)據(jù)、罩面厚度,通過起終點、控制點的高程精確控制拉坡,并確定路面的坡度,以保證路面的平整度、排水性能。對于局部罩面厚度不足的地方,采用局部銑刨方法解決,避免路面的高低差及突變,需注意道路最小縱坡至少為0.3%,以保證路面的排水性能。對于改造難度較大的路段、縱坡小于0.3%的區(qū)域,可設置鋸齒偏溝或加密雨水口等排水設施,以防止路面積水滑動。
(2)路緣石高度不足的解決措施。路緣石高度不足是瀝青路面進行罩面施工的難點,會影響路面的排水性能、美觀性,需根據(jù)路面現(xiàn)狀和周邊建筑地坪標高的限制,采用針對性措施:
①若周邊建筑地坪標高允許,可結(jié)合人行道進行提升改造,將路緣石拔高,以保證路緣石外露高度滿足要求,一般為10~20 cm。路緣石外露高度可有效防止路面的積水污染,提高路面排水性能。②若周邊建筑地坪標高不允許,需采用不等厚銑刨罩面方法,即機動車道直接罩面,外側(cè)非機動車道采用不等厚銑刨后再罩面,內(nèi)、外側(cè)車道采用不同的路拱橫坡(如圖1所示),可以避免路面的高低差和突變,保證路面的平整度。
(3)橋面改造措施。驗算承載力,判斷加鋪罩面厚度與橋梁跨中截面承載能力的關系,確定橋梁是否能承受罩面的額外荷載,避免橋梁的過載破壞。盡量不采取銑刨罩面、超薄罩面等方式,保證路面排水性能、美觀性,防止路面積水。銑刨罩面時,銑刨厚度不應破壞鋼筋混凝土鋪裝層,以保證橋面結(jié)構安全,防止鋼混鋪裝層損傷。服役時間長的橋梁,改造前應進行必要檢測,避免采用可能破壞橋梁結(jié)構的改造措施。
(4)積水問題的解決措施。道路低點位置是指路面的最低點,是積水的主要來源。排水設施是指路面的雨水口、偏溝、渠槽等,是積水的主要出口。通過增設或調(diào)整排水設施,可以提高路面的排水能力,減少積水的發(fā)生和持續(xù)時間。對于加鋪罩面后,路面坡度改變、低洼區(qū)域積水問題,應在縱坡拉坡、平交設計階段的低洼處設置必要的排水設施,否則需增設排水設置好的設施或調(diào)整坡度,以保證路面積水順利排出。
6 結(jié)語
瀝青路面改造需考慮多方面因素,如地質(zhì)資料、路面病害成因等。該文結(jié)合工程實例,通過收集分析資料,確定路面的病害類型,提出初步改造方案,通過比選,最終確定了最優(yōu)方案,有效提高了路面性能,主要結(jié)論如下:
(1)路面病害處理應分析病害原因,采用合適的方法,如銑刨、挖除、填充、壓實等。
(2)路面罩面前應進行彎沉測量和病害處理,確保路面結(jié)構的穩(wěn)定性。
(3)路基損壞應先進行路基處理,再進行路面病害處置,如換填、加固等。
(4)路面提升改造方案應通過多方案比選,選擇最合適的方案。
參考文獻
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