舊水泥路面改造瀝青砼路面防裂縫施工技術

嚴峰

摘要：舊水泥路面改造瀝青砼路面防裂縫施工技術是指在舊水泥路面改造瀝青砼路面施工中，為了防止施工后的路面出現反射裂縫，施工前首先對舊水泥混凝土路面板塊進行調查與分析，根據調查結果將板塊劃分為不同的類型，針對不同的類型分別采取不同的處理措施對破損板塊進行處理。

關鍵詞：舊混凝土路面病害;橡膠瀝青應力吸收;玻纖格柵網片;瀝青混凝土面層;施工

自上世紀90年代以來，我國水泥混凝土路面發展極為迅速，隨著如今社會經濟的發展，人民生活水平的不斷提高，人們對道路行駛舒適性的要求越來越高。由于使用年限的增長，水泥路面裂縫的存在嚴重影響了行駛的舒適性。為了更好的營造城市形象，創造良好的投資環境，泰興市開始了“白加黑工程”。水泥路面“黑色化”即在舊水泥路面上加鋪瀝青混凝土面層而成一種復合式路面。復合式路面兼具柔性路面行駛舒適和剛性路面承載能力大的雙重優點，這種方法已經成為舊路改造的首選結構形式。然而諸多的“白加黑工程”實踐表明，水泥混凝土路面進行瀝青混凝土罩面，罩面層往往會在水泥混凝土板接縫、裂縫處出現裂縫，而這些裂縫也已經成為水泥混凝土路面改造加鋪瀝青混凝土后的主要病害。

經國內外專家研究表明，這些裂縫主要是因為基層水泥混凝土水平、豎向超限位移產生的拉應力超過瀝青混凝土罩面層的抗拉強度而產生的反射裂縫，而交通荷載及溫度作用是引起反射裂縫的兩大因素。針對這些裂縫產生的原因，并結合以往路面施工中的成功經驗，我公司在泰興“白加黑”工程施工中將橡膠瀝青應力吸收層和玻纖格柵防裂層結合使用，有效防止了“白改黑”路面裂縫的產生。

1、施工特點

舊水泥路面改造瀝青砼路面防裂縫施工具有以下特點：

1.1通過對原有舊水泥路面病害針對性的處理，保證了路面基層的穩定性，減少了路面車輛行駛及溫度作用產生的基層超限變形位移，防止了新修路面反射裂縫的產生。

1.2橡膠瀝青應力吸收層的的使用，既有效吸收了舊水泥路面裂縫產生的向上傳遞應力，同時也解決了加鋪層與舊水泥路面的粘接問題，以及路面基層防滲問題，有效提升了道路的施工質量。

1.3玻纖格柵防裂層的使用，使反射應力均勻分布在較大的面積范圍內，大大減輕瀝青結構層的徐變作用，提高瀝青結構層的長期抵抗拉應力的能力，最終達到防止瀝青路面開裂的目的。

1.4瀝青混凝土面層的分集料粒徑雙層鋪設，即有效地防止了瀝青混合料的流變，又提高了行車路面的舒適性和耐久性，降低了道路養護費用。

1.5橡膠瀝青生產過程中使用了輪胎廢料，既節約了能源，也有利于環境保護，同時廢料橡膠中的碳黑能夠使路面黑色長期保存，與標線形成鮮明對比，提高了道路行駛的安全性。

2、適用范圍

舊水泥路面改造瀝青砼路面防裂縫施工技術適用于老舊水泥路面上加鋪瀝青混凝土面層工程的防止路面裂縫施工。

3、工藝原理

舊水泥路面改造瀝青砼路面防裂縫施工技術是指在舊水泥路面改造瀝青砼路面施工中，為了防止施工后的路面出現反射裂縫，施工前首先對舊水泥混凝土路面板塊進行調查與分析，根據調查結果將板塊劃分為不同的類型，針對不同的類型分別采取不同的處理措施對破損板塊進行處理。舊混凝土路面病害處理完畢后，首先鋪設橡膠瀝青應力吸收層，橡膠瀝青應力吸收層是一種碎石封閉層，是在舊混凝土基層上噴灑熱橡膠瀝青，然后在熱橡膠瀝青上撒布單粒級集料，再對其進行壓路機碾壓，使撒布的集料嵌入瀝青膜，從而形成一個良好的應力吸收和防滲層，同時也解決了加鋪層與舊水泥路面的粘接問題。橡膠瀝青應力吸收層施工完成后，在其上鋪設玻纖格柵網片，并對網片進行固定，這些玻纖格柵網片能有效的緩解基層向上傳遞的超限拉應力，起到一定的防裂縫作用。然后再在玻纖格柵網片表面鋪設瀝青混凝土面層，面層按不同集料粒徑分兩次鋪設，保證路面行車的耐久性和舒適性，這樣“白加黑”路面即施工完成。使用該技術施工的瀝青改造路面，能使應力均勻分布在較大的面積范圍內，大大減輕瀝青結構層的徐變作用，同時提高瀝青結構層的強度，具有長期抵抗拉應力的能力，最終達到防止瀝青路面開裂的目的。

4、施工工藝流程及操作要點

4.1、施工工藝流程

舊混凝土路面補強清理→橡膠瀝青應力吸收層（AR-SAMI）1cm →鋪玻璃纖維土工格柵230g/m2→中粒式瀝青混凝土（AC-20F）6cm→細粒式瀝青混凝土（AC-13F）4cm

4.2施工要點

4.2.1對原有舊水泥混凝土路面進行補強處理

水泥混凝土路面眾多的接縫是瀝青混凝土加鋪層路面產生反射裂縫的主要原因，處理好該問題至關重要，極為關鍵。在進行加鋪瀝青混凝土面層之前必須對原有舊水泥混凝土路面病害進行認真徹底的處理，只有這樣改造后的路面才能達到良好的預期效果。

（1）灌縫

原有舊水泥混凝土路面的接縫都要采用新型改性瀝青材料進行灌縫，以有效防止路面水從路面滲入基層，保證基層有足夠的強度和穩定性。該種改性瀝青在使用時必須由混凝土路面嵌縫機加熱至300℃，然后通過混凝土路面嵌縫機注膠嘴把改性瀝青注入接縫內。該種材料在高溫下熱穩定性好，低溫下不易老化變脆，安全經濟，又不會給環境造成污染，可以滿足接縫灌縫的需要。

（2）嚴重破碎板的修補

對已斷裂成 3塊以上的嚴重破碎板，堅決采用常規的挖補方法對板體進行更換。將舊板破碎、運走，清掃基層;用15#貧混凝土修復松散基層（如有松軟的素淤泥塊，還應挖坑切槽，直到堅硬基層），基層表面要平整，并具有一定的橫坡坡度，然后重新澆筑30#混凝土板。

（3）一般斷板的修補

對斷裂情況較輕的板塊，如果按破碎板整槽翻修的辦法來做，不但成本高，而且費時。對待此類病害，采用對裂縫開槽注膠的方法來處治。

（4）其他形式損壞

其他一些非結構性破壞，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舒適性，而當對老路進行改建、舊混凝土路面做基層時，這些形式的損壞對整個路面結構承載力和行車舒適性影響甚小，故而不予特殊處理。

4.2.2橡膠瀝青應力吸收層施工

（1）施工前應進行基層的清掃、吸塵和清洗。

先人工用竹掃帚將基層表面進行全面清掃，再用2～3臺森林滅火鼓風機沿縱向排成斜線將浮灰吹凈，若不能達到“除凈”的要求，則用水沖洗，清除基層表面浮灰和泥漿，盡量使基層頂面集料顆粒能部分外露。

（2）確定橡膠粉的摻量

一般選擇至少三個不同的橡膠粉摻量（例如18%、20%、22%）進行試驗，將橡膠粉加入瀝青的溫度范圍在177～204℃之間，拌和1小時后進行試驗。

（3）橡膠瀝青的生產

應由熟練人員操作橡膠瀝青生產設備，采用間歇式方式生產。操作人員準確控制導熱油溫度，準確控制配料比例。對成品橡膠瀝青及時進行各項檢驗。

（4）在灑布橡膠瀝青前，應注意檢查

a空氣溫度和地面溫度都不得低于15℃。

b下承層必須干燥，路緣石防護良好。

c風速不影響橡膠瀝青灑布效果。

d需用的設備進入待命狀態，包括橡膠瀝青灑布車、碎石撒布機、膠輪壓路機。

（5）橡膠瀝青灑布

a橡膠瀝青灑布量采用1.5～2.0kg/㎡，采用預裹附的集料時。

b起步和終止位置應鋪工程紙，以準確進行橫向銜接，灑布車經過后應及時取走工程紙。

c縱向銜接應與已灑布部分重疊10cm左右。

d撒鋪碎石前禁止任何車輛、行人通過橡膠瀝青層。

（6）撒鋪碎石

噴灑橡膠瀝青后應立即撒鋪碎石，碎石撒鋪量為12～18 kg/㎡，根據試鋪情況確定，以滿鋪、不散失為度，對于局部碎石撒鋪量不足的地方，用人工補足。

（7）碾壓

采用25T以上的膠輪壓路機進行壓實。碎石撒鋪后應立即進行碾壓作業，兩臺膠輪壓路機應同時進行碾壓，緊跟碎石撒鋪車，碾壓數為3遍。

（8）在鋪筑上層瀝青混合料前，應對橡膠瀝青應力吸收層進行清掃，以清除沒有粘結的松散碎石，避免影響應力吸收層與上面層的粘結。

（9）橡膠瀝青應力吸收層施工應與上面層瀝青混凝土緊湊進行，中間不開放交通，若期間必須開放交通，須待應力吸收層施工完成3小時后方可開放交通，但車速不宜超過25km/h。

4.2.3玻纖格柵抗裂層的施工

（1）材料選擇

鋪設在瀝青混凝土層內的玻纖土工格柵必須使用涂設背膠具有自粘性質的玻纖土工格柵。玻纖土工格柵由玻璃纖維束編織并經過瀝青結合料浸漬而成，纖維的抗拉強度不小于100kN/m，拉斷時的延伸率不大于3%，纖維的熔點不低于1000℃，能耐180℃以上的高溫。玻纖土工格柵的網孔尺寸宜為12.5?mm×12.5?mm至25mm×25mm，通常不小于其上鋪筑的瀝青面層材料的最大粒徑，網孔形狀為正方形。格柵應在潔凈無塵、干燥的條件下遮蓋保存。玻纖格柵的單位面積質量應小于300g/m，玻纖土工格柵的厚度過厚易導致上下層結合不好而出現剝離現象。格柵應與瀝青混合料有良好的粘結力，能承受施工車輛及攤鋪機等運行而不變形。

（2）施工要點

a下承層表面清理

下承層表面清理采用人工清掃結合高壓空氣機吹掃處理。

b人工鋪筑玻纖格柵層

采用帶自粘背膠的玻纖格柵采用人工鋪筑法，應保持鋪設平順，拉緊，不得起皺，使格柵具備有效的張力。玻纖格柵橫向搭接長度宜為50-100mm，縱向搭接長度宜為150-200mm，并根據攤鋪方向，將后一端壓在前一端之下。

c玻纖格柵層固定

采用鋼釘和小鋼片固定格柵，每隔10-15米釘一個固定點，固定所用的鋼釘不應置于土工格柵骨架上，否則應重新固定。

d壓路機輕機壓實

鋪完之后再用干凈的鋼輪壓路機碾壓1-2遍，保證格柵與下承層貼合緊密。

e撒布粘層油與石屑

先采用瀝青撒布機噴灑乳化瀝青粘層油，再撒布石屑封層。粘層油用量不少于0.4～0.6kg/㎡，封層灑布石屑用量不少于1.0～1.5kg/㎡。

f表面層瀝青混合料攤鋪

格柵層完成后即刻或24 小時內進行表面層瀝青混合料攤鋪作業。

4.2.4瀝青混凝土面層施工

瀝青混凝土面層采用雙層設置，下層采用6cm厚中粒式瀝青混凝土（AC-20F），上層采用4cm厚細粒式瀝青混凝土（AC-13F）。粒徑較粗的瀝青混凝土具有良好的骨架性，能有效地防止瀝青混合料流變，粒徑較細的瀝青混凝土能提高路面行車的舒適性和耐久性。

（1）瀝青混合料的拌和和運輸

a在瀝青混合料拌和過程中要從混合料級配、瀝青用量、拌和溫度和時間等進行全方位的控制，以提高混合料的攤鋪效果。

b瀝青混合料在運輸過程中，必須將其充分覆蓋，以防止瀝青在高溫時受陽光、空氣所造成的氧化及瀝青混合料溫度的降低。

（2）瀝青混合料的攤鋪

a平整度的控制

為了控制攤鋪時的平整度，攤鋪機熨平板的自動找平裝置需要有一個準確的基準面。目前公路工程中常用的基準面（線）控制的方法有：基準鋼絲繩法、浮動基準梁法等。

b攤鋪溫度控制

攤鋪時的溫度不得低于110～130℃，也不得高于165℃。實際施工過程中，可以用目測法進行判別：過熱的混合料從表面上冒青煙，色澤不均勻;過冷的混合料表面粗糙，并且有結塊現象，骨料表面裹覆不好。

c攤鋪速度控制

攤鋪機工作時應保持勻速緩慢前進，不得時慢時快或中途停頓;否則會破壞熨平板受力平衡系統，引起熨平板上下波動，直接影響路面平整度。

（3）瀝青混和料的碾壓

a壓實設備必須配有鋼輪壓路機、大噸位輪胎壓路機及小型振動壓路機或手扶振動夯具，能按合理的壓實工藝進行組合壓實。

b在混合料完成攤鋪和刮平后應立即對路面進行檢查，對不規則之處應及時用人工進行調整，隨后進行充分、均勻的壓實。

c壓實分為初壓、復壓和終壓，壓路機應以均勻速度行駛。

d初壓采用輕型鋼筒式壓路機或關閉振動的振動壓路機碾壓，初壓后檢查平整度和路拱，必要時應予以修整。復壓緊接在初壓后進行，復壓宜采用重型的輪胎壓路機，也可采用振動壓路機。終壓緊接在復壓后進行，終壓應采用雙輪鋼筒式壓路機或關閉振動的振動壓路機碾壓。

e在碾壓期間，壓路機不得中途停留、轉向或制動。當壓路機來回交替碾壓時，前后兩次停留地點應相距10m以上，并應駛出壓實起始線3m以外。

f壓路機不得停留在溫度高于50℃的已經壓實過的混合料上。同時應采取有效措施，防止油料、潤滑油、汽油等其他有機雜質在壓路機操作或停放期間掉落在路面上。

g在壓實時，如接縫處（包括縱縫、橫縫或其他原因而形成的施工縫）的混合料溫度已經不能滿足壓實溫度要求，應采用加熱器提高混合料的溫度達到要求的壓實溫度，再壓實到無縫跡為止。否則，必須垂直切割混合料并重新鋪筑，立即共同碾壓到無縫跡為止。

h在壓路機壓不到的地方，應采用熱的手夯或機夯把混合料充分壓實。已經完成碾壓的路面，不得修補表皮。

（4）接縫的處理

a鋪筑工作的安排應使縱、橫縫都保持在最小數量。接縫的方法及設備，應取得監理工程師批準。在接縫處的密度和表面修飾應與其他部分相同。

b相鄰兩幅及上下層的橫向接縫，均應錯位1m以上，橫向接縫嚴禁采用斜接縫，應采用垂直的平接縫。

c平接縫應做到緊密粘結，充分壓實連接平順，可采用切縫機切齊接頭，灑粘層油后接著攤鋪。

d橫向接縫應先用壓路機進行橫向碾壓，碾壓時壓路機應位于已壓實的面層上，錯過新鋪層15cm，然后每壓一遍向新鋪層移動15～20cm，直至全部在新鋪層上，再改為縱向碾壓。

e當無法避免出現縱向冷接縫時，宜加設擋板或加設切刀切齊，也可在混合料尚未完全冷卻前用鎬刨除邊緣留下毛茬的方式，但不宜冷卻后采用切割機切縫作縱向冷接縫。

f上下層的縱縫應錯開150mm（熱接縫）或300～400mm（冷接縫），表層的縱縫應順直，冷接縫宜留在車道標線位置上。

5、結束語

使用舊水泥混凝土路面病害處理后，加鋪橡膠瀝青應力吸收層和玻纖格柵抗裂層，以及面層瀝青混凝土分層鋪設的路面，全方位改善了瀝青路面的抵抗反射裂縫和溫縮裂縫的能力，特別是當使用改性瀝青鋪筑上面層時，效果尤為顯著。泰興市“白加黑”二標經過2年的使用，反射裂縫數量幾乎為零，溫縮裂縫數量大大減少，普通瀝青混凝土裂縫間距一般為20m左右，加鋪橡膠瀝青應力吸收層和玻纖格柵抗裂層，以及面層瀝青混凝土分層鋪設的路面裂縫間距為80m左右，且無坑槽、無車轍、無擁包、無泛油等病害，養護費用大大降低，大大延長了道路的大修時間，路面使用壽命延長2倍以上，收到了良好的經濟效益和社會效益。