淺談瀝青路面維修改造施工工藝

銀彥鵬

（山西省交通科學研究院，山西 太原 030006）

0 引言

瀝青路面相關病害的產生，是各種因素綜合作用的結果，包括設計缺陷、施工控制不嚴、交通量的增長、重載交通以及地質水文等因素[1]。交通量的持續增長對高速公路的服務水平提出了更高要求，而瀝青路面各種病害的出現又嚴重制約著高速公路的服務水平，這一矛盾也影響著高速公路的發展方向。隨著越來越多的已有高速公路面臨著瀝青路面的維修改造，交通工作者在繼續致力于提高新建高速公路使用性能和耐久性能的基礎上，對瀝青路面的維修改造也進行了大量的研究和實踐[2-3]。本文結合山西省境內某高速公路出現的各種病害，有針對性地提出了處治措施，并對相關施工工藝的重點控制環節進行了介紹[4]，希望對以后的瀝青路面維修改造工程起到一定的指導作用。

1 項目簡介

山西省某高速公路自2005年通車以來，為實現國家加速中西部地區經濟發展戰略，促進山西省和地方經濟發展以及沿線群眾脫貧致富起到重要的作用。因此，其交通量年平均增長率達10%～15%，并且始終維持在一個較高水平。隨著運營年限的增加，此高速公路的瀝青路面出現了橫向裂縫、縱向裂縫、龜裂、坑槽、車轍、沉陷等病害，如圖1所示。為了恢復此高速公路的通行能力和服務水平，業主于2014年2—3月運用多種先進的道路檢測設備，對此高速進行了詳細的現場檢測，如圖2所示。在此基礎上，進行了完整詳細的施工圖設計，并于2014年6—8月實施了路面維修改造工程，達到了預期的目的。

圖1 瀝青路面橫向裂縫、龜裂、車轍等病害

圖2 多功能道路檢測設備

2 路面病害分析

通過運用多種先進檢測設備的現場檢測以及鉆芯取樣研究后，對此高速公路瀝青路面的各種病害成因分析如下。

2.1 橫向裂縫

橫向裂縫主要為水穩基層反射裂縫，當基層反射裂縫貫通面層后，雨水由裂縫進入基層內部，在動水壓力條件下，使基層產生水損壞。

2.2 縱向裂縫

縱向裂縫多數位于高填方路段、爬坡路段或半填半挖路段，并且貫穿面層，伴有基層松散，初步判斷為路基不均勻沉降引起，水進入裂縫后加速了基層的破壞。

2.3 龜裂

龜裂主要為施工質量原因，并伴有基層松散現象。在瀝青混合料攤鋪過程中，瀝青混合料溫度偏低，碾壓不密實，水分在車輪荷載作用下滲透到基層表面形成唧漿，導致基層松散。

2.4 車轍病害

瀝青路面車轍病害的主要原因為行車荷載超過瀝青混合料的抗剪強度，混合料內部出現剪切破壞，在重復荷載的作用下，流動變形不斷累積形成流動性車轍；同時，流動性車轍也出現在部分長大爬坡路段，主要是車輛行駛速度緩慢，易于在夏季高溫季節形成。

2.5 沉陷

沉陷主要發生在部分高填、填挖結合部路段。主要原因為路基壓實工藝不合理，壓實度達不到規定要求，在雨水及車輛荷載長期的雙重作用下，高填方路段產生較大的沉降變形，導致路面產生沉陷。

3 維修改造工藝介紹

針對此高速公路出現的上述病害，結合檢測所得的詳細完整的PCI、RDI以及平整度等指標[5]，如圖3所示，最終研究決定采用瀝青灌縫、微表處、玻纖應力吸收帶、銑刨重鋪等方案進行維修處治。下面將介紹上述施工方案的重點控制環節。

圖3 部分PCI、RD等評價指標曲線圖

3.1 瀝青灌縫

適用范圍：PCI為優、良、中且RD＜5 mm以及PCI為優、良且5 mm≤RD＜10 mm路段。

3.1.1 小于5 mm裂縫灌縫施工工藝

準備瀝青熱熔和噴涂設備（宜安裝在工程車上），按如下施工工藝施工：

準備工作→備料→加熱熔解90號石油瀝青→清除裂縫四周灰塵→騎縫噴涂熱熔石油瀝青→抹板抹平→自然冷卻→開放交通。

3.1.2 大于等于5 mm裂縫灌縫、封縫施工工藝

開槽修補尺寸至少為1 cm寬，1～3 cm深，開槽的深度、寬度比不應超過2∶1，且越低越好。

開槽修補法施工工藝流程一般分4個步驟。

3.1.2.1 開槽

裂縫刻槽斷面應具有的垂直邊緣，若因裂縫形狀不規則而導致未刻到的部分與刻槽形成相鄰的兩道縫（槽），還應對余縫刻槽。

3.1.2.2 清槽

將兩側至少10 cm范圍內碎渣、灰塵徹底清掃干凈，并采用熱氣槍烘干。

3.1.2.3 灌縫

在修整好的槽壁切面上仔細涂刷黏層油，然后攤入預拌好并不低于施工溫度的砂粒式或細粒式熱拌瀝青混合料搗實、鋪平。當挖補部分與原路面一樣平后，用烙鐵熨平修補面，使新舊路面結合良好。

3.1.2.4 養護

需在灌縫后24 h或48 h后方能開放交通。

3.2 微表處

適用范圍：PCI為中且5 mm≤RD＜10 mm路段。

3.2.1 材料確定和儲備

主要為施工用各種原材料的相應指標在滿足規范和設計的基礎上，應保持穩定，不得隨意變更。

3.2.2 施工準備

a）測定礦料含水量，確定礦料的“含水量—單位體積干礦料重量”的關系曲線，用于攤鋪車設定。

b）微表處施工須采用專門機械，攤鋪機拌合箱須為大功率雙軸強制攪拌式。

c）選用具有儲料、計量和摻配功能的配料設備來完成礦料摻配，不宜采用裝載機配料。

3.2.3 配合比設計

在確定目標配合比后，通過試驗段確定相應的參數及施工工藝，并對目標配合比作小范圍調整，確定施工配合比。施工期間，不允許隨意改變由此確定的標準生產配合比。

3.2.4 施工注意事項

a）施工、養生期內的氣溫應高于10℃；

b）不得在雨天施工。施工中遇雨或者施工后混合料尚未成型就遇雨時，應在雨后將無法成型的材料鏟除。

3.3 玻纖應力吸收帶

玻纖應力吸收帶主要應用在銑刨重鋪路段，銑刨舊瀝青層后，鋪設玻纖應力吸收帶，再加鋪瀝青面層結構的上、中面層，有效封堵裂縫，整體上增強了路面結構穩定性，又可有效傳遞和擴散由交通荷載及環境溫度變化所產生的應力、應變，減緩裂縫的產生。

3.3.1 施工前準備工作

a）下臥層必須處理穩固，并要求其表面平整、干凈、干燥（含水率不大于10%），無浮漿、無碎屑、不起皮、無松散層。

b）氣溫低于10℃不得攤鋪施工，雨后24 h內不得進行應力吸收帶施工。

c）當玻纖應力吸收帶施工部位的裂縫應先做處理坑洞較多時，需將該部位找平后再施工，以防止凹陷處玻纖應力吸收帶受力破壞。

3.3.2 玻纖應力吸收帶施工要點

a）使用清刷機對施工范圍內下臥層表面徹底清掃，然后使用吹風機對施工玻纖應力吸收帶的接縫或裂縫作清潔、干燥處理。

b）采用專業設備現場在接縫處鋪筑玻纖應力吸收帶，對不宜采用專用攤鋪設備鋪筑的部位，可使用料車運輸，兩側支擋模板，人工倒料并刮平的方式進行施工。

c）玻纖應力吸收帶鋪筑完成后應充分冷卻（一般為1～3 h），且車輛不得隨意在玻纖應力吸收帶上原地轉向、掉頭。

3.4 銑刨重鋪

適用范圍：PCI為優、良、中且（10 mm≤RD＜20 mm）和PCI為次、差以及IRI＞2.0 m/km路段。

銑刨重鋪路段的施工工藝總體上與新建路面的施工工藝相似，包括備料、施工準備、配合比設計等方面。本文主要針對正常路段和沉陷路段的銑刨重鋪施工過程的注意事項加以說明。

3.4.1 正常路段

銑刨后在鋪筑瀝青層前，需對該路段出現的橫、縱向裂縫作清縫、灌縫工作，而后在裂縫處設20 cm玻纖應力吸收帶防治裂縫。銑刨病害瀝青路面后，橫縱裂縫寬度在5 mm以內的，宜將縫隙刷掃并用空壓機吹干凈后采用90號熱瀝青灌縫，灌入深度為2/3縫深；橫縱裂縫寬度在5 mm以上的，沿裂縫邊緣開槽后用壓縮空氣吹凈，采用砂粒式或細粒式熱拌瀝青混合料搗實、鋪平。

3.4.2 沉陷路段

施工時，對沉陷路段前后各10～15 m的原路面進行銑刨，銑刨厚度控制在3～4 cm，加鋪新瀝青混合料至原路面設計標高后與相鄰路面進行縱坡順接。

4 結語

高速公路出現的各種瀝青路面病害，制約著高速公路的通行能力和服務水平。在進行瀝青路面的維修改造過程中，我們應始終堅持“科學設計、標本兼治”的原則。這就要求針對各種病害，采用玻纖應力吸收帶、改性瀝青技術等一系列行之有效的科研成果，同時注重施工過程中重點環節的控制。在以后的工作中，我們還應努力達到項目初期建設成本和后期維修養護成本的平衡以及又快又好實現瀝青路面的維修改造。