白色頂層施工法—用混凝土修補瀝青道路的有效方法

Siegfried Riffel

德國海德堡水泥公司

翻譯：沈榮熹

1 前言

白色頂層施工法是用低收縮、纖維增強的高性能混凝土修補或加固損壞的瀝青行車道路。該法使此種混凝土澆筑在已存在的、經銑削的瀝青底層上，而該瀝青底層被用來作為起承重作用的墊層。因此，這種施工方法并不是使瀝青整體被除去，而只是削除損壞的瀝青道路的上層。

白色頂層可分為以下兩類：

（1）薄型頂層（TNT）澆筑層的厚度為100mm至200mm;

（2）超薄型頂層（UTNT）澆筑層的厚度為50mm至100mm。

圖1為白色頂層的結構圖。

圖1 “白色頂層”的結構圖

為使損壞的瀝青道路用白色頂層施工法修補、加固后可持久耐用，所保留的瀝青層的厚度至少應不低于100mm。此外，地基與留存的瀝青層必須有足夠的承載能力。根據美國的經驗，在符合上述條件下用白色頂層施工法所修補的瀝青道路的使用壽命可長達30年之久。

德國也曾在若干工程中成功地應用了白色頂層施工法。首先用該法修補城市中交通信號燈區域、十字路口與公共汽車行車道受到損壞的路段，因為這些路段在劇烈的動荷載作用下往往會出現很深的凹坑與局部的凹凸不平（即所謂的“洗衣板”）。應用白色頂層施工法可解決上述難題。這種新的施工法也已成功地用于街道、有軌車道、公共汽車站以及各種工業道路的加固的工程中。

前幾年德國已在一系列工程中廣泛應用這種施工法，例如廠區道路、倉庫與停車場等。2008年白色頂層施工法應用于聯邦高速公路A99奧托勃隆（Ottobrunn）樞紐站瀝青道路的修補。

2 奧托勃隆樞紐站

在2008年春天，聯邦高速公路A99奧托勃隆樞紐站西的車輛駛入與駛出的坡道均用白色頂層施工法進行了加固。

由于很高的交通負荷，使奧托勃隆樞紐站西的坡道，尤其是在交通信號裝置所在區域的瀝青道路出現嚴重的凹坑與壓裂，因而影響到行車的安全性，同時所存在的瀝青層的厚度只有17～18cm，無法勝任日益增高的交通負荷。為此，對該瀝青道路用白色頂層施工法進行加固，首先將所存在的瀝青層削去約2cm, 再在其上澆筑14cm厚的混凝土層，總的施工面積約為6500m2。德國巴伐利亞州的交通主管部門要求應用白色頂層施工法使此高交通負荷的樞紐站能實現快捷、低成本而又有持久效果的修補。

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2.1 準備工作

由于在奧托勃隆樞紐站工程中首次將白色頂層施工法用于這一大型、國家級的建筑設施，并且當時對用滑模機澆筑低收縮、纖維增強的高性能混凝土還毫無經驗。為此，在豪亨勃隆（Hochenbrunn）高速公路筑路公司的專用試驗區的四個試驗場地進行了前期試驗，每一試驗場地的面積約為185m2。在此項前期試驗工作中尤其是對專門配制的低收縮、纖維增強的水刷混凝土表面的制備這一新技術進行了試驗。

雖然在奧托勃隆樞紐站的白色頂層施工法中已規定要對原有的瀝青進行銑削，仍需對銑削的、未經銑削的瀝青層與新制備的瀝青層的粘結質量進行試驗。該試驗的目的在于證明在地面層加固時或者為縮短施工進程，能否不銑削所存在的瀝青層。在此情況下，必須在變形的瀝青底層上再澆筑2～3cm的瀝青整平層，直接作為新的白色頂層的底板。對比試驗結果表面，對原有瀝青層的銑削是必要的。

在四個試驗場地上將損壞了的瀝青層清除，再換用新制備的瀝青承重層，該層的厚度為14cm。在其中二個試驗場地上對瀝青承重層進行了精細的銑削處理，而另外二個試驗場地的瀝青承重層則未經銑削。使用一個大面積的高壓凈化機對經銑削后的瀝青表面進行凈化處理，再在凈化的瀝青層表面裝上設定接縫用的銷釘（楔子）與錨栓，相互間的距離形成2.6m×2.6m的矩形 。

在設計混凝土配方時參考了曾經使用過的白色頂層的方案。為盡可能增大路面接縫的間距，需設計一種低收縮、纖維增強的高性能混凝土。用此種混凝土可使路面接縫間距提高到板厚的18倍。表1為此種混凝土的配方。拌制后的混凝土用載重卡車運往施工工地。

表1 混凝土的配方

根據奧托勃隆樞紐站道路的施工方案，用滑模機攤鋪混凝土。在該機的振搗器（加壓箱）的前面設有料斗與分攤器可使混凝土均勻地攤鋪，然后通過整形板后面的縱向刮板使澆筑后的混凝土具有平坦而密實的表面。

混凝土表面經修整后，在其表面噴灑緩凝劑。此緩凝劑是OVZ+NBM的復合物。經16～24h后使混凝土在二個通道中分別用刷子進行干拉毛。在干拉毛后緊接著在洗刷混凝土的表面噴灑液態的養護劑。最后在混凝土頂層上切出尺寸為2.6m×2.6m的方形塊作為接縫。

通過在試驗場地所進行的上述試驗證明用滑模機攤鋪低收縮、纖維增強的高性能混凝土是可行的，同時還可用此種混凝土制得令人滿意的水刷混凝土表面。

肉眼可清楚地看出在混凝土表面上的高性能粗合成纖維。根據迄今為止所取得的經驗，處于混凝土表面的這些合成纖維經紫外線的照射以及交通工具的摩擦后在短期內即可消失。通過前期試驗證明，存在于混凝土表面上的合成纖維并不影響路面的粗糙度。

2.2 施工過程

在此項工程中按程序要進行以下一系列的工作：

圖2 瀝青的銑削

圖3 用滑模機攤鋪混凝土

圖4 噴灑表面緩凝劑

圖5 含有粗合成纖維的混凝土表面

如同在試驗場地一樣，在奧托勃隆樞紐站工程施工時可用滑模機順利地進行混凝土的攤鋪。新拌混凝土與硬化混凝土的性能檢測結果列于表2中。

表2 混凝土性能的檢測結果（平均數）

用側向力測試法（SKM）測定所制備的混凝土面板的粗糙度，其結果表明，在洗刷混凝土表面可看到的粗合成纖維對粗糙度并無不良影響。按路段長度為100m、車速為40kg/h時的臨界值μSKM=0.56作為路面粗糙度的考核指標，實際車輛駛入坡道與駛出坡道的μ值可分別達到0.82與0.78，均明顯超過上述的臨界值，因而該路面的粗糙度是可以滿足要求的。

3 結束語

在奧托勃隆樞紐站所實施的白色頂層工程表明，此種新的施工法完全適用于損壞的、不符合設計要求的瀝青道路的修補與加固。所配制的低收縮纖維增強混凝土完全可用滑模機進行攤鋪，在纖維增強混凝土表面上可制成洗刷混凝土的紋理。圖6為已竣工的具有交通信號裝置的岔道。

圖6 已竣工的具有交通信號裝置的岔道

由于該工程開放交通后的使用期還不夠長，尚不能對其長期性能或耐久性得出最終結論。對此路段的繼續考察有很大意義，也是非常必要的。