陽光花苑區內道路“白改黑”改造技術探討

王東一

隨著社會交通事業的快速發展,原有的白色路面即水泥混凝土路面已不能滿足現代交通的需求,自 21世紀初北京、上海、杭州等城市率先推進路面的“白改黑”改造——也就是水泥混凝土路面改為瀝青混凝土路面。通過改造后使用效果非常突出,深受用戶的歡迎,迅速在全國推廣開來。陽光花苑是由我公司投資建設的一個中高檔住宅小區,在建設過程中小區的混凝土道路也隨項目同時施工并作為施工道路投入使用,經過長時間的汽車碾壓,各地塊路面因溫度、地基沉降等原因出現不同程度的坑凹、裂縫、錯臺等路面不平整現象,嚴重影響行車舒適度和小區的整體形象。通過對上海、大連等城市小區的考察,我公司決定對陽光花苑道路實施“白改黑”改造。

1 陽光花苑道路實施“白改黑”的優勢

陽光花苑道路實施“白改黑”相比較用水泥混凝土進行攤鋪維修具有以下優勢:

1)瀝青路面美觀、行車舒適、風噪聲小,對車胎面磨損小,同時也有利于提高車輪的抓地力;2)瀝青路面還具有較強的耐熱、耐寒性,在高溫的情況下還會吸收熱量,降低城市溫度;3)具有較強的防滑性,能縮短剎車制動距離,從而提高行車安全系數;4)瀝青路面韌性方面比較好,抗壓性和拉伸性好;5)瀝青路面后期維護簡易,可以進行部分重建,而不用像混凝土路面那樣要大規模修建,維護成本低;6)瀝青材料可以進行反復利用,有效地提高資源的利用率。陽光花苑采用“白改黑”技術除了上述優勢外還有一個重要特點,可有效地減少小區道路改造的單位造價,節省投資。整個小區道路面積約 2萬 m2,采用“白改黑”技術可節省費用 80萬元左右。

2 陽光花苑道路實施“白改黑”技術分析

舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青層是一種特殊的路面結構,由于舊路面板接縫、裂縫的存在,當車輛通過不連續的板塊時,瀝青混凝土加鋪層中由于接裂縫兩側路面在荷載作用下產生垂直方向的相對位移,使瀝青加鋪層在接裂縫處出現最大的彎拉應力,并在附近形成最大的剪應力,這種剪應力是瀝青混凝土加鋪層產生荷載型反射裂縫的最主要原因。另外,由于路面暴露在大氣中,受氣溫周期性變化的影響,瀝青加鋪層和舊水泥混凝土板都會膨脹、收縮,產生水平位移,形成溫度應力。研究發現,溫度變化引起的水平位移是產生反射裂縫的重要因素。在溫度、濕度及荷載應力的綜合作用下,裂縫不斷向上開展,最后反射到瀝青面層。周而復始,路面瀝青加鋪層的整體性將不可避免地遭到破壞,影響到加鋪層的使用壽命。

根據上述分析,為防止、減輕反射裂縫破壞,延長道路的使用壽命,我們在舊水泥混凝土路面與加鋪層之間鋪設一層專用土工布,使加鋪層與舊混凝土路面之間形成彈性的間層,能起到緩裂、防裂的作用。其主要作用機理如下:1)土工布減小了加鋪層與舊混凝土路面層間的結合力。研究表明,有了間層,原來二層界面處的結合力明顯減小,由此使加鋪層最大拉應變減小。2)由于土工布具有較高的強度和較大的延伸性,能起到應力吸收夾層的作用。土工布間層將反射裂縫應力由垂直方向轉為水平方向,并使應力擴展至更寬范圍,從而緩解接裂縫處的應力集中,起到了消散水平應變和傳遞豎向荷載的作用,并且增強瀝青混凝土的整體抗拉強度,延緩反射裂縫的產生。3)防滲作用。由于土工織物可以充分浸透瀝青,能在舊混凝土路面與瀝青加鋪層之間形成一層有效的防水層,即使加鋪層出現裂縫,也能防止地表水滲入舊路接裂縫和基層,使基層材料不受水破壞而影響其性能。

作為間層材料的土工布必須具有較高的抗拉強度和較大的延伸度,否則在加鋪層應力的作用下會被撕裂;同時由于瀝青攤鋪時粘層油和混合料的高溫要求,土工布又必須具有較高的熔點,以保證攤鋪瀝青時不會卷縮變形。所以我們選用瀝青路面專用土工布,指標見表 1。

表1 瀝青路面專用土工布性能指標

3 陽光花苑道路實施“白改黑”施工方法與要點

經研究陽光花苑采取了加鋪瀝青混凝土面層的工程改造方案,加鋪層方案為:6 cm改性瀝青混凝土(AC-13)+專用土工布。施工前將舊路面上尖銳凸出部分鏟除;鑿平或用瀝青砂調平板塊錯臺嚴重部位;更新或補灌舊路面板接、裂縫;將破碎板挖除進行水泥混凝土修復;對板底脫空采取壓漿補強處理,并對原路面徹底清掃,不得含有污物、塵土、碎石。基層處理檢查合格后,采用瀝青灑布機在舊路面上均勻噴灑一層約0.3 L/m2～0.5L/m2的乳化瀝青。待粘層乳化瀝青破乳后,即可進行土工布的鋪設。土工布可以用人工或專用設備鋪設。土工布鋪設時,應將土工布燒毛粗糙的一面朝上,拉緊、拉平直,給予土工布一定的預張力,且避免折疊起皺。土工布縱、橫向的搭接寬度一般不小于 10 cm,縱向搭接應根據瀝青攤鋪方向將后一端壓于前一端部之下,搭接處的結合面應涂滿粘層油。土工布鋪設后,應在表面用輕型工具碾壓,使土工布與舊路面緊密粘結。土工布鋪設后,可立即進行瀝青面層的施工。

瀝青混凝土采用較大噸位的自卸汽車運輸,其車廂應清潔并需涂油,運料車應用篷布覆蓋,用以保溫、防雨、防污染,每批瀝青混凝土運至攤鋪地點后應檢查其生產廠家所附的實驗報告、數量、生產日期及實驗結果并檢查其拌合質量,已結塊或遭雨淋及不符合溫度要求的混合料禁止鋪在道路上。瀝青混凝土的拌合設備在開始運轉之前應進行一次全面檢查,確定其各項性能是否完好。檢查運輸車輛是否符合要求,保溫設備是否齊全。

在鋪筑過程中應隨時檢查攤鋪層厚度及路拱橫坡,不符合要求時,及時進行調整。瀝青混合料必須緩慢、均勻、連續不間斷的進行攤鋪,攤鋪過程中不得隨意變換速度或中途停頓。瀝青混凝土的壓實按初壓、復壓、終壓三個階段進行。振動壓路機以慢而均勻的速度碾壓。初壓是在瀝青混凝土溫度較高時進行的,碾壓應從兩側向中央進行,相鄰碾壓帶重疊輪寬 1/2～1/3,最后碾壓中心部分,壓完全幅為一遍,來回碾壓兩遍;初壓后檢查平整度和路拱度,不符合要求的予以整修。復壓要碾壓 4遍～6遍至密實度達到要求并且無明顯輪跡為止。終壓緊接復壓后進行,碾壓次數不宜少于兩遍。碾壓完成后壓路機從已碾壓完畢的路段駛出,嚴禁在新鋪的路面上掉頭、轉向或突然剎車。路面冷卻后(表面溫度低于 50℃)方可開放交通。

4 結語

1)在舊水泥混凝土路面與瀝青加鋪層之間鋪設專用土工布,能有效地防止加鋪層的反射開裂。合理的加鋪層設計,優質土工布的選用,及其鋪設質量的保證,確保了“白改黑”的使用效果。

2)通過調查“陽光花苑”道路實施瀝青加鋪層工程完工后的使用表明,應用土工布的瀝青路面基本無反射裂縫、推移、車轍等病害問題,行車平穩、舒適。由于土工布應用的效益顯著,施工簡單、方便,因此具有較高的推廣價值。

隨著城建改造規模的日益擴大,其方便的施工方法及低廉的造價必將會使其越來越受到關注與廣泛接受,通過合理的施工組織與嚴密的技術措施,可有力地保證施工質量與施工進度;而通過對陽光花苑工程的施工探索與經驗總結,則可不斷使這項技術逐漸走向成熟,并使其得到更加廣泛的應用,使人們受益。

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