舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層的應(yīng)用研究

徐濤 張煒 顏杰飛

根據(jù)舊水泥混凝土路面的破壞程度,目前,國(guó)內(nèi)外常用的舊水泥混凝土路面改造措施主要有:1)加鋪新水泥混凝土面層;2)舊水泥混凝土路面翻修;3)加鋪瀝青混凝土面層。舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土,由于舊水泥混凝土路面提供了較穩(wěn)定、堅(jiān)實(shí)的基層,瀝青混凝土路面提供了一個(gè)抗滑性能以及平整度好、維護(hù)簡(jiǎn)單的面層,因此大大改善了路面的使用性能;具有造價(jià)低,施工難度小,對(duì)交通環(huán)境影響小,以及修復(fù)周期短等優(yōu)點(diǎn),因此在國(guó)內(nèi)外的舊路改造工程中得到了普遍應(yīng)用。本文以松滋市樂(lè)鄉(xiāng)大道的改造為例,闡述了該方法的應(yīng)用情況,以期起到拋磚引玉的作用。

1 工程概況及舊水泥混凝土路面的病害處理

1.1 工程概況

樂(lè)鄉(xiāng)大道為松滋市區(qū)城市主干道Ⅲ級(jí),道路所經(jīng)區(qū)域多為商業(yè)和居住區(qū)。目前樂(lè)鄉(xiāng)大道為水泥混凝土路面,車(chē)行道寬11 m～30 m不等,有破損情況,為了提高城市品位,松滋市決定對(duì)其進(jìn)行刷黑改造。

1.2 舊水泥混凝土路面在加鋪瀝青層前的病害處理

1)在瀝青加鋪層施工前對(duì)原路面的縱、橫向接縫及路面裂縫,要全部進(jìn)行清縫,并重新灌縫。對(duì)于損壞嚴(yán)重的舊混凝土面板,則需挖除舊板按原結(jié)構(gòu)厚度恢復(fù),并選用早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度穩(wěn)定且收縮性小的混凝土,并可摻早強(qiáng)膨脹劑或修補(bǔ)劑等外加劑以控制其凝結(jié)時(shí)間,防止過(guò)早凝結(jié)或影響開(kāi)放交通時(shí)間。2)其他一些非結(jié)構(gòu)性破壞,如表面起皮、露骨、剝落、麻面等,由于其只影響到原有路面行車(chē)舒適性,而當(dāng)對(duì)舊混凝土路面做基層時(shí),這些形式的損壞對(duì)整個(gè)路面結(jié)構(gòu)承載力和行車(chē)舒適性影響甚小,故而不予特殊處理。3)根據(jù)老路加鋪瀝青混凝土進(jìn)行改造的特殊性情況,在加鋪瀝青混凝土面層前應(yīng)對(duì)板塊進(jìn)行逐板測(cè)量調(diào)查,逐塊把關(guān)控制進(jìn)行修補(bǔ),對(duì)舊水泥混凝土板塊的單點(diǎn)實(shí)測(cè)彎沉值和板間實(shí)測(cè)彎沉差進(jìn)行控制。

2 瀝青技術(shù)要求

2.1 瀝青選用要求

本工程選用道路石油瀝青A級(jí)70號(hào)瀝青。瀝青指標(biāo)應(yīng)滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》4.2.1-2表1-3區(qū)要求。

2.2 瀝青混凝土技術(shù)要求

2.2.1 機(jī)動(dòng)車(chē)道瀝青混凝土上面層

1)機(jī)動(dòng)車(chē)道采用AC-16C級(jí)配,公稱(chēng)最大粒徑16.0 mm,要求選用抗滑、耐磨石料,礦料間隙率(VMA)不小于14.5%。2)作配合比時(shí),必須進(jìn)行車(chē)轍試驗(yàn),要求不低于1 000次/mm。3)瀝青混合料水穩(wěn)性試驗(yàn),瀝青與石料的粘附性不低于5級(jí),浸水馬歇爾試驗(yàn)(48 h)殘留穩(wěn)定度不低于85%,凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度不低于80%。4)瀝青混合料礦料級(jí)配嚴(yán)格按照J(rèn)TJ 052-2000公路工程改性瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程執(zhí)行。

2.2.2 機(jī)動(dòng)車(chē)道粗粒式瀝青混凝土下面層

1)采用AC-25C級(jí)配,公稱(chēng)最大粒徑26.5 mm,要求選用抗滑、耐磨石料,礦料間隙率(VMA)不小于 13%。2)作配比設(shè)計(jì)時(shí)要作熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn):擊實(shí)次數(shù),兩面各75次;穩(wěn)定度不小于8 kN;流值,1.5 mm～4 mm;空隙率,3%～6%;瀝青飽和度VFA,55%～70%。3)瀝青混凝土的水穩(wěn)性,瀝青與石料的粘附性不低于4級(jí),浸水馬歇爾試驗(yàn)(48 h)殘留穩(wěn)定度不低于80%,凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度不低于75%。4)采用熱瀝青作粘層時(shí),瀝青為道路石油瀝青A級(jí)70號(hào)。

2.2.3 非機(jī)動(dòng)車(chē)道瀝青混凝土上面層

1)非機(jī)動(dòng)車(chē)道采用AC-13C級(jí)配,最大粒徑13.2 mm,要求選用抗滑、耐磨石料,礦料間隙率(VMA)不小于15%。2)作配合比設(shè)計(jì)時(shí)要求進(jìn)行熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn),指標(biāo)如下:擊實(shí)次數(shù),兩面各50次;穩(wěn)定度不小于5 kN;流值,2 mm～4.5 mm;空隙率,3%～6%;瀝青飽和度VFA,70%～85%。3)作配合比時(shí),必須進(jìn)行車(chē)轍試驗(yàn),要求不低于1 000次/mm。4)瀝青混合料水穩(wěn)性試驗(yàn),瀝青與石料的粘附性不低于4級(jí),浸水馬歇爾試驗(yàn)(48 h)殘留穩(wěn)定度不低于80%,凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度不低于75%。

2.2.4 非機(jī)動(dòng)車(chē)道中粒式瀝青混凝土下面層

1)采用AC-16C級(jí)配,最大粒徑16.0 mm,要求選用抗滑、耐磨石料,礦料間隙率(VMA)不小于14.5%。2)作配比設(shè)計(jì)時(shí)要作熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn):擊實(shí)次數(shù),兩面各50次;穩(wěn)定度,不小于8 kN;流值,2 mm～4.5 mm;空隙率,3%～6%;瀝青飽和度VFA,70%～85%。3)瀝青混凝土的水穩(wěn)性,瀝青與石料的粘附性不低于4級(jí),浸水馬歇爾試驗(yàn)(48 h)殘留穩(wěn)定度不低于80%,凍融劈裂試驗(yàn)殘留強(qiáng)度不低于75%。

2.3 集料

1)粗集料。對(duì)于集料中的粗集料必須使用堅(jiān)韌的、粗糙的、有棱角的優(yōu)質(zhì)石料,必須嚴(yán)格限制集料中的扁平顆粒含量,所使用的粒石不允許用顎板式軋石機(jī)破碎,需用錘擊式或者錐式碎石機(jī)破碎,建議采用玄武巖或輝綠巖。粗集料質(zhì)量技術(shù)要求見(jiàn)表1。

表1 粗集料質(zhì)量技術(shù)要求

2)細(xì)集料。細(xì)集料在整個(gè)集料中只占很小的比例,但為提高混合料的高溫穩(wěn)定性,其應(yīng)具有良好的棱角性和嵌擠性能。建議采用機(jī)制砂,或者機(jī)制砂和天然砂混合使用,且天然砂的用量不宜超過(guò)集料總量的20%。

3)填料。集料中的填料部分采用磨細(xì)石灰石粉。

3 瀝青混凝土路面施工技術(shù)

3.1 瀝青混凝土的拌和及攤鋪

瀝青混凝土必須在瀝青拌合廠采用機(jī)械拌制,瀝青拌合時(shí)間應(yīng)以混凝土拌和均勻,所有礦料顆粒全部裹覆瀝青結(jié)合料為度,并經(jīng)試拌確定,拌合廠拌和的瀝青混合料應(yīng)均勻一致,無(wú)花白料,無(wú)結(jié)團(tuán)成塊或嚴(yán)重的粗細(xì)料分離現(xiàn)象,不符合要求時(shí)不得使用,并應(yīng)及時(shí)調(diào)整。要求嚴(yán)格按照規(guī)范攤鋪瀝青面層。

3.2 瀝青混凝土的接縫

相鄰兩幅及上下層的橫向接縫均應(yīng)錯(cuò)位1 m以上。中下層的橫向接縫可采用斜接縫,上面層應(yīng)采用垂直的平接縫。鋪筑接縫時(shí),可在已壓實(shí)部分上面鋪設(shè)一些熱混合料使之預(yù)熱軟化,以加強(qiáng)新舊混合料的粘結(jié),但在開(kāi)始碾壓前應(yīng)將預(yù)熱的混合料鏟除。

斜接縫的搭接長(zhǎng)度宜為0.4 m～0.8 m,搭接處應(yīng)清掃干凈并灑粘層油。平接縫應(yīng)做到緊密粘結(jié),充分壓實(shí),連接平順。

3.3 粘層油灑布

水泥混凝土表面應(yīng)清洗干凈,干燥后灑布粘層瀝青。粘層瀝青采用A級(jí)70號(hào)瀝青經(jīng)乳化或稀釋制成,灑布量為0.4 L/m2。

瀝青混凝土之間須灑布粘層油,粘層瀝青采用A級(jí)70號(hào)瀝青經(jīng)乳化或稀釋制成,灑布量為0.3 L/m2。

在有污染物、下雨和結(jié)露情況下不允許灑布施工,施工時(shí)溫度不低于10℃。粘層瀝青必須采用機(jī)械灑布,并灑布均勻。

3.4 澆灑透層油

1)透層油采用A級(jí)70號(hào)乳化或稀釋瀝青,噴灑量為0.9 L/m2(水穩(wěn)基層頂面),澆灑透層油前,路面應(yīng)清掃干凈,對(duì)路緣石及人工構(gòu)造物應(yīng)適當(dāng)防護(hù),以防污染。2)如遇大風(fēng)或即將降雨時(shí),不得澆透層瀝青。3)透層瀝青灑布后應(yīng)不致流淌,滲透入基層一定深度不得在表面形成油膜。4)氣溫低于10℃時(shí),不宜澆灑透層瀝青。5)透層油應(yīng)一次澆灑均勻,當(dāng)有遺漏時(shí),應(yīng)用人工補(bǔ)灑。6)澆灑透層瀝青后,嚴(yán)禁車(chē)輛、行人通過(guò)。

3.5 聚合物纖維材料設(shè)計(jì)和施工

纖維要求采用聚合物纖維,抗拉強(qiáng)度大于500 MPa,斷裂延伸率為50%,熔點(diǎn)大于250℃,燃點(diǎn)大于540℃,比重1.36。

施工工藝與不添加纖維時(shí)基本相同,在加入集料的同時(shí),按每噸瀝青混凝土2.25 kg的添加量將纖維加入攪拌機(jī),先與烘干集料干拌45 s,然后再加入瀝青進(jìn)行濕拌30 s。

3.6 瀝青路面施工早期養(yǎng)護(hù)

壓實(shí)成型后的路面應(yīng)進(jìn)行早期養(yǎng)護(hù),并封閉交通2 h～6 h。開(kāi)放交通初期,應(yīng)設(shè)專(zhuān)人指揮,車(chē)速不得超過(guò)20 km/h,并不得剎車(chē)或調(diào)頭。在未穩(wěn)定成型的路段上,嚴(yán)禁獸力車(chē)和鐵輪車(chē)通過(guò)。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)松滋市樂(lè)鄉(xiāng)大道改造工程的實(shí)例分析,針對(duì)舊水泥混凝土路面出現(xiàn)的不同破壞情況,提出了相應(yīng)的病害處理方法。該工程實(shí)施過(guò)程中,對(duì)瀝青、瀝青混凝土和集料的選用做了較深入的探討,并對(duì)瀝青混凝土的拌和及攤鋪、瀝青混凝土的接縫、粘層油灑布、聚合物纖維材料設(shè)計(jì)和施工、瀝青路面施工早期養(yǎng)護(hù)等施工技術(shù)明確了做法,為舊水泥混凝土路面的加鋪改造積累了經(jīng)驗(yàn),完善了城市道路舊水泥混凝土路面的改造措施及加鋪方法。

[1] JTJ 052-2000,公路工程改性瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2] JTJD 50-2006,公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] 李 源.舊混凝土路面加鋪瀝青罩層的抗裂機(jī)理及處治[J].山西建筑,2008,34(6):285-286.

[4] JTG D50-2006,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[5] 甘新眾,許衛(wèi)秀.舊水泥混凝土路面加鋪瀝青面層技術(shù)[J].中外公路,2006(2):12-14.