市政道路“白改黑”改造施工技術(shù)應(yīng)用

許馬鵬

晉城市市政工程有限公司 山西 晉城 048000

當(dāng)前社會(huì)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量逐步的增加，尤其是經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展之下，大型載貨車(chē)輛的數(shù)量逐步增多，對(duì)道路造成較大的損壞和影響。而很多道路項(xiàng)目沒(méi)有及養(yǎng)護(hù)，出現(xiàn)嚴(yán)重的病害問(wèn)題，對(duì)整個(gè)道路通行穩(wěn)定性造成不利影響、縮短道路使用壽命。在這種情況之下，“白改黑”改造施工技術(shù)的運(yùn)用能夠在原有水泥混凝土路面表面鋪設(shè)一層黑色瀝青混凝土，從而優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能，確保市政道路功能完整性[1]。

1 工程概況

某市政道路改造工程長(zhǎng)度為3.5km，主車(chē)道寬度為20cm，雙側(cè)非機(jī)動(dòng)車(chē)道寬度為5.5m，綠化帶寬度為4m，人行休閑寬道為6～8m、該工程按照設(shè)計(jì)方案主要是在原有道路路面上鋪設(shè)一層SMA瀝青混合料罩面層，從而達(dá)到“白改黑”改造工程施工效果。

2 市政道路原有路面結(jié)構(gòu)改造

2.1 整治原水泥混凝土板塊

由于該路段交通車(chē)流量比較大，并且大型重載車(chē)輛較多，加之原有水泥路面結(jié)構(gòu)在經(jīng)過(guò)多年的使用以后出現(xiàn)路面沉陷、斷裂、錯(cuò)臺(tái)以及路面面層磨損的情況。因此，在“白改黑”改造工程是階段，施工單位對(duì)路面板塊進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)水泥混凝土板塊病害問(wèn)題較多。故而，安排施工人員采用整體板塊鑿除修復(fù)處理方法與局部混凝土板塊切割后注漿的方法進(jìn)行加固處理，為后續(xù)瀝青加罩面層施工奠定基礎(chǔ)[1]。

2.2 處理拓寬部分

在改造路面施工之后，對(duì)原路面拓寬處理，兩側(cè)設(shè)置有快車(chē)道，所以拓寬部分的處理是該項(xiàng)目的施工難點(diǎn)之一，一旦處理不合格，“白改黑”之后，拓寬部分和原車(chē)道連接部位將會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫，整體性能無(wú)法達(dá)到要求，道路交通通行也會(huì)受到較大的影響。基于此，拓寬部分施工之前，在該位置上埋設(shè)管道，使用直徑1400mm的鋼管，埋設(shè)深度為地面以下50～60cm，從而保證新舊路面連接效果合格，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)整體性能的提升，達(dá)到道路交通的通行需要。

2.3 處理嚴(yán)重破損板塊

通過(guò)對(duì)該工程現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，水泥混凝土結(jié)構(gòu)面板有2處以上的裂縫或是角損壞問(wèn)題出現(xiàn)時(shí)，水泥混凝土結(jié)構(gòu)面板就會(huì)引起沉陷與混凝土板角彎沉問(wèn)題。在本工程通過(guò)對(duì)這種問(wèn)題主要是安排施工人員進(jìn)行混凝土面板破除處理，而后進(jìn)行基層清理，采用C15混凝土對(duì)基層標(biāo)高進(jìn)行恢復(fù)，之后在開(kāi)展換板施工。

3 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

該市政道路項(xiàng)目所處地帶為南方地區(qū)，夏季環(huán)境溫度相對(duì)較高，降雨量比較大，對(duì)于整個(gè)路面的性能造成很大的影響。分析現(xiàn)場(chǎng)道路交通運(yùn)行實(shí)際情況，考慮到自然環(huán)境等多方面的因素，嚴(yán)格按照《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTGD50-2017)[2]選擇使用粗糙的抗滑面層、SMA型級(jí)配。

3.1 原材料要求

①粗集料選擇直徑在2mm以上、粒徑較大石料，用于道路表層和基層，其規(guī)格與指標(biāo)包括顆粒級(jí)配、強(qiáng)度指標(biāo)和石料含量等。顆粒級(jí)配要求符合道路工程設(shè)計(jì)規(guī)范，確保石料間的填充和混合效果良好。② 細(xì)集料選用的是直徑在2mm以下石料，用于瀝青混凝土路面面層施工。細(xì)集料顆粒級(jí)配、石粉含量、沙利度和吸水率需要達(dá)標(biāo)。③礦粉在道路“白改黑”工程中主要用作瀝青砂漿中的填料，礦粉規(guī)格顆粒級(jí)配要求合理，確保礦粉填充效果良好。本工程瀝青材料主要以SMA瀝青材料為主，需要確保SMA瀝青顆粒級(jí)配、骨料含量、瀝青含量、抗滑性能和耐久性等參數(shù)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)范，本工程SM A瀝青材料技術(shù)指標(biāo)如表1。

表1 SMA瀝青材料技術(shù)要求

3.2 礦料級(jí)配

由于該市政道路改造項(xiàng)目對(duì)于瀝青混合料的配合比有著更高的要求，所以加強(qiáng)礦料級(jí)配的控制非常重要，是保證瀝青混合料性能合格的關(guān)鍵。結(jié)合當(dāng)前項(xiàng)目的施工要求，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)計(jì)算分析，并由試驗(yàn)室開(kāi)展配比參數(shù)的檢測(cè)，最終確定級(jí)配為A∶B∶C∶D=10∶45∶27∶7。

3.3 最佳油石比確定

在本工程中確定最佳石油混合料的過(guò)程主要是通過(guò)試拌來(lái)實(shí)現(xiàn)的。試拌的目的是根據(jù)原料和目標(biāo)級(jí)配進(jìn)行混合，以獲得最佳的物理指標(biāo)[3]。在試驗(yàn)過(guò)程中瀝青混合料的油石比被逐漸增加，并進(jìn)行相關(guān)的油石比試驗(yàn)，以掌握最佳的物理指標(biāo)。根據(jù)規(guī)范參考Superpave技術(shù)，對(duì)于SMA型瀝青混合料，運(yùn)用計(jì)算法來(lái)確定最大理論相對(duì)密度更為準(zhǔn)確。這是因?yàn)橛?jì)算法可以依據(jù)體積參數(shù)和瀝青混合料的油石比以及毛體積密度、空隙率、飽和度和流值之間的關(guān)系。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果的分析得出以下結(jié)論：①密度和穩(wěn)定度沒(méi)有出現(xiàn)峰值。在目標(biāo)孔隙率中值油量a3下，確定油石比為OAC1=5.95%。② 符合SMA - 13型瀝青混合料設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的油石比范圍為5.81%至6.08%。即OAC2=(5.81%+6.08%)/2=5.94%。③通過(guò)計(jì)算得出最佳油石比為OAC=(OAC1+OAC2)/2=6.0%。綜上所述，在本工程中通過(guò)試拌和相關(guān)的油石比試驗(yàn)，最終確定最佳的油石比為6.0%。

4 市政道路“白改黑”SMA瀝青改造技術(shù)應(yīng)用

4.1 拌和施工

在SMA瀝青混合料的制作過(guò)程中強(qiáng)化拌和環(huán)節(jié)的控制非常關(guān)鍵，但該材料的黏度較高，尤其是溫度的影響對(duì)性能有嚴(yán)重影響，這導(dǎo)致拌和作業(yè)難度增加。為確保SMA瀝青混合料的性能和質(zhì)量滿(mǎn)足要求，應(yīng)該選擇最佳的拌和設(shè)備，加強(qiáng)拌和參數(shù)的控制，以提高拌和質(zhì)量水平，滿(mǎn)足SMA瀝青混合料的使用需要[4-5]。

（1）在投入使用之前，拌和設(shè)備的各項(xiàng)指標(biāo)必須加強(qiáng)控制，確保每項(xiàng)參數(shù)都符合要求且計(jì)量精確，使得各種材料的加入比例達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)備投入使用前，必須對(duì)溫度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)和檢驗(yàn)，以確保溫度計(jì)量達(dá)到精確性的要求。

（2）在設(shè)備投入使用后，加強(qiáng)維護(hù)和保養(yǎng)工作，使設(shè)備時(shí)刻保持最佳運(yùn)行狀態(tài)，避免對(duì)混合料使用產(chǎn)生不利影響。

（3）拌和過(guò)程中合理的溫度控制非常重要，瀝青在165℃～170℃之間，骨料在190℃～200℃之間，拌和結(jié)束后，應(yīng)將溫度控制在175℃～185℃之間。如果溫度超過(guò)195 ℃，則禁止投入工程應(yīng)用，否則將會(huì)影響市政道路施工效果[6]。

（4）在瀝青混合料生產(chǎn)制作階段，通常每批次取樣1-2次進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，只有在各項(xiàng)指標(biāo)都符合要求的情況下，才能將其投入工程應(yīng)用中。

4.2 運(yùn)輸和攤鋪

（1）運(yùn)輸。在混合料攪拌結(jié)束并且通過(guò)質(zhì)量檢測(cè)后，可以進(jìn)行運(yùn)輸。在裝載材料時(shí)，應(yīng)分3次裝載，按照前、后和中間的順序進(jìn)行裝載，以防止材料發(fā)生離析問(wèn)題。裝載完成后，表面應(yīng)覆蓋一層篷布，以防止溫度流失或受到污染[7]。

（2）攤鋪。在本工程施工階段采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)是提高攤鋪層均勻性和壓實(shí)度的有效方法。通過(guò)協(xié)調(diào)梯隊(duì)中攤鋪機(jī)的操作，實(shí)現(xiàn)更加平穩(wěn)和均勻的混合料鋪設(shè)，避免單一攤鋪機(jī)造成的開(kāi)裂和不均勻問(wèn)題。另外，在選擇攤鋪的時(shí)間上優(yōu)先選擇氣溫較高的時(shí)段進(jìn)行施工，較高的氣溫有利于混合料的熱穩(wěn)定性，減少冷卻引起的質(zhì)量問(wèn)題。然而，在路表溫度低于15℃時(shí)，避免進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)免影響攤鋪層的施工效果。如果遇到下雨天氣，立即停止攤鋪施工避免雨水對(duì)混合料的影響，因?yàn)橛炅苓^(guò)的混合料會(huì)喪失其對(duì)道路質(zhì)量的貢獻(xiàn)，所以必須清除并廢棄。在混合料攤鋪施工環(huán)節(jié)為控制攤鋪溫度，施工溫度限定在160℃至180℃的范圍內(nèi)，保持混合料的流動(dòng)性和工作性能。具體攤鋪階段，需要將將攤鋪速度控制在3.5m/s左右確保混合料均勻鋪設(shè)且能夠得到充分壓實(shí)。除此之外，在供料過(guò)程中注意正確操作攤鋪機(jī)接料斗減少粗集料的分離，要確保在刮板尚未露出、即還有約10cm厚的熱料時(shí)，即時(shí)開(kāi)啟下一輛運(yùn)料車(chē)卸料實(shí)現(xiàn)連續(xù)供料[8]。

4.3 碾壓

SMA瀝青混合料的黏度非常高，這使得在碾壓過(guò)程中出現(xiàn)一些關(guān)鍵因素，例如碾壓難度大、溫度敏感等問(wèn)題，這些問(wèn)題都會(huì)影響碾壓效果。為掌握決這些問(wèn)題，需要按照如下的工藝方案進(jìn)行碾壓作業(yè)：

（1）選擇鋼輪壓路機(jī)來(lái)進(jìn)行碾壓工作。鋼輪壓路機(jī)的強(qiáng)度非常高，碾壓力度足，能夠避免在碾壓的過(guò)程中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題，消除膠輪壓路機(jī)施工的缺陷問(wèn)題。在SMA瀝青混合料路面施工時(shí)，采用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行初壓和復(fù)壓作業(yè)，并采用高頻低幅的方式進(jìn)行施工，以確保碾壓效果符合要求。

（2）在碾壓的過(guò)程中我們需要加強(qiáng)溫度控制。這一點(diǎn)尤為重要，是提升SMA瀝青混合料路面施工效果的關(guān)鍵。我們應(yīng)該控制初壓溫度不低于150℃，復(fù)壓溫度不低于130℃；碾壓結(jié)束后，溫度不能低于90℃。在整個(gè)碾壓過(guò)程中需要持續(xù)監(jiān)測(cè)溫度，適時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以確保溫度控制到位從而提高碾壓效果[9]。

（3）在完成整個(gè)碾壓作業(yè)后需要進(jìn)行路面性能檢測(cè)，只有當(dāng)路面的性能達(dá)到工程標(biāo)準(zhǔn)，并且溫度下降到50℃以下時(shí)，才能開(kāi)放交通通行。

4.4 接縫處理

該市政道路改造項(xiàng)目施工時(shí)，接縫的處理尤為關(guān)鍵，確保接縫位置處理合格，避免給最終的路面通行效果帶來(lái)不利的影響。對(duì)基層結(jié)構(gòu)部位來(lái)說(shuō)，伸縮縫的處理是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過(guò)應(yīng)用割縫機(jī)進(jìn)行縫隙的全面清理，注入符合要求的瀝青瑪蹄脂材料，沒(méi)有任何雜物影響施工的效果，從而保證施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。接縫位置處理時(shí)，加強(qiáng)深度的控制，通常在8～10cm左右，防止任何雜物影響施工的效果，確保施工效果達(dá)到要求。伸縮縫在處理時(shí)，灌入的瀝青瑪蹄脂材料必須經(jīng)過(guò)質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)合格之后才能投入使用。現(xiàn)場(chǎng)操作的環(huán)節(jié)，由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員施工，明確施工工藝，加強(qiáng)作業(yè)速度的控制，確保施工后的連接性能達(dá)標(biāo)，防止造成嚴(yán)重的缺陷[10]。現(xiàn)場(chǎng)施工的環(huán)節(jié)，瀝青瑪蹄脂表面會(huì)存在一定量的氣泡，對(duì)于施工質(zhì)量帶來(lái)不利的影響，所以需要加強(qiáng)混合料的質(zhì)量控制，才能保證施工質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

5 施工結(jié)果

根據(jù)對(duì)該市政道路改造施工效果進(jìn)行的分析及各項(xiàng)指標(biāo)檢測(cè)，匯總結(jié)果如下：平整度合格率為9.2%，壓實(shí)度超過(guò)95.6%，滲水系數(shù)為25～165ml/min。以上各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此該市政道路改造的效果是合格的，并且已經(jīng)達(dá)到預(yù)期的目的。

6 市政道路“白改黑”改造施工控制

6.1 瀝青加鋪層反射裂縫控制措施

市政道路“白改黑”改造工程項(xiàng)目開(kāi)展階段，反射裂縫控制是提高改造工程項(xiàng)目整體效果的關(guān)鍵。因此，需要從以下幾個(gè)方面做好瀝青加工成反射裂縫的處理，第一，根據(jù)實(shí)際情況做好防裂面層的處理，采用改性瀝青混合料進(jìn)行施工，同時(shí)還需要加大瀝青面層的厚度，并且對(duì)各類(lèi)夾層做好科學(xué)的設(shè)置。第二，應(yīng)力吸收層的控制是道路建設(shè)的重要環(huán)節(jié)。應(yīng)力吸收層在道路中扮演了緩沖和分散荷載的重要作用，能夠保護(hù)道路基層和面層不受過(guò)重荷載的影響。為了使應(yīng)力吸收層的作用更加明顯和持久，采用防水卷材、土工格柵等方式進(jìn)行處理，使其具有更好的緩沖和分散荷載的能力，同時(shí)也能夠有效地防止水分滲透，延長(zhǎng)道路的使用壽命。第三，市政道路“白改黑”改造工程施工階段，針對(duì)原路面的處理采用碎石化處理技將道路舊有的瀝青路面破碎成石子，再進(jìn)行多次碾壓，錘擊和鋪石作業(yè)，從而保證新舊材料之間的黏合，避免反射裂縫問(wèn)題擴(kuò)大。

6.2 施工過(guò)程質(zhì)量控制

針對(duì)市政道路“白改黑”黑改造工程而言，在具體項(xiàng)目施工階段需要確保舊路面與新鋪筑路面之間的設(shè)計(jì)達(dá)到相應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并且在新路面鋪筑完成之后，安排施工人員進(jìn)行新輔助路面的監(jiān)測(cè)，確保各方面的規(guī)范達(dá)到要求才能夠算完成。而在這期間，工作人員需要對(duì)路面的寬度、平整度、路面高程、厚度指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)。如果在檢測(cè)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)輔助的面層相關(guān)參數(shù)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，則需要安排施工隊(duì)伍進(jìn)行重新施工，而后再開(kāi)展后續(xù)的檢測(cè)工作，只有當(dāng)相應(yīng)的施工參數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)方案要求之后，才能夠進(jìn)行下一步的作業(yè)。

7 結(jié)語(yǔ)

總之，市政道路長(zhǎng)期使用的環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)病害問(wèn)題較為嚴(yán)重極大的影響道路通行的質(zhì)量，所以需要進(jìn)行必要的改造處理。就目前來(lái)說(shuō)市政道路改造的環(huán)節(jié)應(yīng)用“白改黑”技術(shù)使得路面結(jié)構(gòu)性能恢復(fù)到最佳的狀態(tài)，確保市政道路通行效果合格，能夠延長(zhǎng)使用壽命。未來(lái)，需要進(jìn)一步對(duì)”白改黑”改造工程技術(shù)進(jìn)行研究，通過(guò)對(duì)材料、機(jī)械設(shè)備與技術(shù)方案優(yōu)化調(diào)整，延遲道路使用壽命。