舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土改造施工技術工藝

王鐵法，孔凡亮

（中交一公局廈門工程有限公司，福建 廈門 361021）

0 前言

目前，我國現有的水泥混凝土路面有相當一部分已接近或超過設計年限，有些雖未達到設計年限，但是由于設計時對交通量增長預估不足，汽車軸載日益重型化，路面累計通行標準軸次已超過設計值。此外，由于我國水泥混凝土路面設計理論不夠完善，施工經驗的不足，以及養護時不夠規范和重視等眾多原因，許多路面或出現結構性損壞，或出現功能性缺陷，局部路段的路面服務水平已經衰減，嚴重影響了公路使用質量，大部分水泥混凝土路面都維持在較低的服務水平上，矯正性處治及常規養護已經跟不上病害發展的速度，養護維修費用逐年遞增，且頻繁的養護施工嚴重影響公路的正常通行效率，面臨著修復、改建和重建工作。本文結合安徽省界阜蚌高速舊水泥混凝土路面改建工程的實踐，談談對舊水泥路面加鋪改造施工關鍵技術的認識。

安徽省界阜蚌高速公路一、二期改建工程第四合同段，路線起訖樁號K337+812～K387+915，全長50.10 km。它是寧洛國家高速公路的重要路段，在安徽高速公路網中具有重要地位。建成年限相對較長，公路總體路況一般，路面處于加速破壞階段，為徹底改善道路狀況，提高項目服務水平減緩沿線交通緊張狀況，進行加鋪改建。

1 舊水泥路面處理

安徽省界阜蚌高速公路原水泥路面改建主要有三種處理方案：破碎原路面后加鋪瀝青混凝土、下挖原路面后加鋪瀝青混凝土和對原路面病害進行修復后加鋪瀝青混凝土。

1.1 破碎處理

該工程采用的破碎處理方式為機械沖擊破碎后碾壓壓實。

1.1.1 沖擊破碎前病害路面處理

面板出現嚴重破碎、下沉嚴重、唧泥等結構性破壞的路段，為保證原路面能夠提供均勻支撐，在沖擊破碎前必須對病害的面板予以挖除;測其開挖后的基層頂面綜合回彈模量，若小于160 MPa，挖除基層(若底基層已松散也應一并挖除)，用C15混凝土進行補強，直至滿足要求。再澆筑C35混凝土路面至原路面標高，形成強度后再沖擊破碎。

1.1.2 原面板沖擊破碎

原路面板塊及基層赴理完畢之后，采用沖壓壓路機進行舊混凝土板的破碎，并壓實穩固，作新路面基層。

1.1.3 沖擊破碎后路面檢測及相應處理

對于原混凝土板塊破碎之后通過落錘式彎沉儀(FWD)對路段進行單點彎沉檢測，當實測單點彎沉值Lr＞50(0.01 mm)時，應重新挖除水泥板碎塊，采用C15混凝土對基層進行換填處理，回填的C15混凝土厚度應不小于15 cm。待基層強度達到規范要求時再澆筑C35混凝土面板沖擊破碎，用FWD重新檢測，若實測單點彎沉值均能滿足Lr＜50(0.01m)的要求，則可進行下道工序。對于沖壓后裂縫大于5 mm，加鋪前用熱瀝青灌縫，并鋪聚酯玻纖布，防止出現反射裂縫。

1.2 下挖處理

根據縱坡設計高程，確定需要下挖的深度。為減少對原路面結構層擾動，結合設計標高對原路面結構層開挖厚度的不同，分別采用以下路面結構層：

4cmAC-13+6cmAC-20+25 cm鋼筋水泥混凝土面層+原路面基層。

1.3 修復處理

1.3.1 更換面板

板角彎沉值大于40(0·01m)的板塊(嚴重脫空)、錯臺量大于10 mm的板塊及水泥鹼板塊被裂縫分割成三塊以上的破碎板，在直接加鋪瀝青前必須將整塊板鑿除，處治好基層后，重新澆筑C35混凝土板塊。

1.3.2 板塊脫空處治

在進行板底注漿和板面常規處理后，采用FWD對該路段進行單點板角彎沉檢測，當實測單點彎沉值在2O＜Lr＜40之間時，應重新對水泥板底進行壓漿處理，同時可增加注漿壓力和注漿范圍，并重新采用FWD對該路段進行單點彎沉檢測，當單點彎沉值均能滿足小于20的要求，可進行下道工序施工，若此時實測單點彎沉仍然在2O＜Lr＜40之間。則注漿已不能有效處埋板下脫空病害，對水泥板進行破碎挖除，換填基層。

1.4 裂縫維修

寬度小于3 mm的表面裂縫，采用擴縫灌漿法;寬度大于3 mm且沒有碎裂的裂縫，采用直接灌漿法。所有處理過的裂縫貼聚酯玻纖布。對于有大于3 mm貫穿全板的縱、橫、斜向裂縫的板塊，視為斷板，應予以更換。

在破碎部位邊緣，用切割機切割成規則圖形，共周圍切割面應垂直板面，底面宜為平面。對于僅為接縫填料損壞的情況，應先清除舊的填縫料和雜物，再填入聚氨酯道路專用灌注膠。對于僅為縱向接縫張開的情況，若裂縫張口寬度小于15 mm，則填入聚氨酯道路專用灌注膠，若裂縫張口寬度大于15mm，剛采用瀝青砂填縫。

1.5 驗收彎沉值

結合工程實踐，確定各層驗收彎沉值，見表1所列。

表1 沖壓路段各層頂面驗收彎沉計算結果表

2 路面結構設計

2.1 原水泥路面破碎后路面結構

原水泥路面在破碎處理后，會減少原水泥板的板塊效應，對反射裂縫有極強抑制作用。將原混凝土面板沖壓破碎，作為基層，先鋪筑3 cm的AC-l0瀝青調平層，再加鋪16-20 cm瀝青混凝土(4cmSBS改性AC-13+6cmSBS改性AC-20+6～10cmAC-25)。即AC-l0以等厚3 cm鋪裝，以下面層進行掛線調平，為保證碾壓效果，此層最大厚度不易超高10 cm，如局部10 cm仍未調平可在中面層繼續調平。根據試驗路改造經驗，在行車道和硬路肩相接處沖壓后縱縫擴張易產生反射裂縫，因此在舊水泥混凝土面板沖擊破碎后，在行車道和硬路肩相接處，縱縫如擴張應先灌注熱瀝青，然后縱向貼1.3m寬的聚酯玻纖布以廷緩反射裂縫的發生。

具體路面結構如圖1所示。

2.2 下挖處理后路面結構

由于上跨橋凈高和過渡段銜接的原因，結合設計標高對原路面結構層開挖厚度的不同，分別采用以下路面結構層：

4cmAC-13+6cmAC-20+25cm鋼筋水泥混凝土面層。

圖1 路面結構圖一

具體路面結構如圖2所示。

圖2 路面結構圖二

2.3 原水泥路面修復處理路面結構

原水泥面板修復完整，經檢測滿足要求后直接聚酯玻纖布貼縫，再加鋪瀝青面層(4cmSBS改性 AC-13+6cmSBS改性 AC-20+6～10cmAC-25)，其路面結構如圖3所示。

圖3 路面結構圖三

3 瀝青混凝土路面施工

3.1 聚酯玻纖布防裂層施工

該項目采用聚酯玻纖布防裂技術阻止剛性基層的裂縫反射。所用的Trupave聚酯玻纖布是美國生產的全新玻纖復合防裂材料，是由60%玻璃纖維和40%聚酯纖維組成的一種無紡、無加筋合成材料。這種獨特的組合克服了原材料的缺點，為Trupave提供了玻璃纖維的強度和聚酯纖維的柔韌性，這是它成為路面防裂材料的基本保證。

先導試驗段防裂層施工方案為水泥混凝土路面板與板之間縱向和橫向接縫鋪設第一層聚酯玻纖布，在對應的調平層頂面同樣位置鋪設第二層聚酯玻纖布。按此方案試鋪后，發現第一層聚酯玻纖布上的調平層施工質量難以保證。經過調查、分析得到下面的結論：調平層的厚度是影響其施工質量的主要因素之一，調平層厚度為2.5 cm，在攤鋪與碾壓過程中會造成下面的聚酯玻纖布發生推移、卷起的現象。基于上述結論，該設計對原方案進行了調整，聚酯玻纖布鋪設于找平層頂面和下面層頂面。可以有足夠的保護厚度來保證聚酯玻纖布施工不推移。

聚酯玻纖布依靠與瀝青的粘結、吸附以形成強度，進而防止反射裂縫。因此，聚酯玻纖布與瀝青混凝土的粘結非常重要。項目在前期試鋪過程中，對于聚酯玻纖布的瀝青灑布量與均勻性認識不夠，是施工效果不好的主要原因。

為了確保聚酯玻纖布不推移，以及減少其對表面層平整度的影響，經過分析與總結，該項目瀝青面層施工做了兩點調整：一、將聚酯玻纖布設置層位進行調整（如前所述）；二、對施工碾壓工藝做如下調整，將原先鋼輪初壓、膠輪復壓的碾壓方式改為膠輪初壓、鋼輪復壓的模糊碾壓程序，這樣可以在一定程度上降低聚酯玻纖布對其上面層瀝青面層平整度的影響。

聚酯玻纖布的施工要求：

（1）聚酯玻纖布一定要鋪裝在熱的熱瀝青上面。對于125 g/m2的聚醋玻纖布，瀝青的用量應為0.8-0.9 L/m2。

（2）聚酯玻纖布幅寬為1.3 m，縱向搭接寬度為5-10 cm。

（3）鋪裝時如發生摺皺或打折現象，應當及時用工具刀劃開，壓實，以保證聚酯玻纖布與粘層油的良好粘結。

聚酯玻纖布攤鋪的主要經驗有：

（1）熱瀝青灑布量不能太少，撒布的熱瀝青應加熱到足夠高的溫度，使噴灑的時候能夠達到霧化的效果，以保證均勻性達到要求。

（2）灑布熱瀝青后，立刻鋪設聚酯玻纖布，鋪設完畢后，用帶有一定重量的滾軸在聚酯玻纖布上進行人工碾壓，保持灑布瀝青和鋪設聚酯玻纖布的工作與作業面連續，粘結良好。

（3）盡可能使聚酯玻纖布下的瀝青浸透上來，鋪設聚酯玻纖布12 h（時間最好能延長）后再進行上層瀝青混合料的攤鋪。

（4）鋪設后的聚酯玻纖布兩側噴灑外露熱粘結料應及時用石屑灑蓋，以免將封層粘起。

（5）在瀝青混凝土上鋪設聚酯玻纖布的效果要好于水泥混凝土板。

（6）聚酯玻纖布嚴禁雨水或潮濕狀況時施工，遇雨要及時覆蓋，盡量避免雨淋，雨淋后的聚酯玻纖布要風干后才能鋪瀝青混凝土。

3.2 瀝青加鋪層施工技術

目前對于改建項目還沒有針對性的施工及驗收規范，施工中瀝青混合料的拌制、運輸、攤鋪與碾壓施工技術指標控制參照新建高速而進行有針對性的管理。由于舊水泥混凝土路面經過多年行車荷載作用，水泥板塊出現不同程度的功能降低，路面斷裂、面層豎向位移、接縫損壞及表層損壞等不可避免的病害造成路面平整度較差，勢必與新建高速公路的基層平整度有一定差距。這樣瀝青面層質量評價指標厚度和標高會有所沖突，另外平整度水平也會相應降低。對此，該項目制定了如下過程控制、交工驗收原則：以標高即總厚度控制為基準，以較厚的下面層起到調平和標高控制的雙重作用，保證中上面層改性瀝青的厚度。

該項目瀝青混合料設計中采用了superpave技術中骨架嵌擠密實型的理念，混合料更加難以壓實，為此，對施工碾壓工藝做了優化調整，將原先鋼輪初壓、膠輪復壓的碾壓方式改為膠輪初壓、鋼輪復壓的模糊碾壓程序。一方面為了進一步確保瀝青路面壓實度，另一方面能對平整度的改善有所幫助。工程上經常反映輪胎壓路機輪跡不容易清除，對此要客觀分析，有的看似輪跡，實則不然。另一方面即使有極輕微輪跡，亦屬正常現象，通車后也可很快消除。

采用優化的施工碾壓工藝，平整度整體水平能較好控制在規范以內。同時，現場檢測結果也表明，瀝青路面壓實度滿足要求，表面密水性較好。

4 結語

改建項目缺乏規范依據，通過研究與實際工程的開展，總結了一套完整的水泥路面加鋪施工關鍵技術標準，可作為今后類似項目的參考。

（1）針對舊水泥路面狀況合理評價并制定處理方案：可采取破碎、下挖和修復的方法。

（2）研究表明聚酯玻纖布在水泥路面加鋪中起到良好的防裂作用；在其施工中需要特別注意兩點：一是熱瀝青灑布量和均勻性，二是聚酯玻纖布應及時而平順的鋪設。

（3）改建項目可以按現行國標新建瀝青路面的質量標準進行控制與驗收。

（4）為了提高路面壓實度和平整度，采用膠輪在前、鋼輪緊跟的模糊碾壓程序是可行的。

[1]JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術規范實施手冊[S].

[2]JTJ 034-2000,公路路面基層施工技術規范[S].

[3]JTGH10-2009,公路養護技術規范[S].