談高速公路路面大修經(jīng)驗

王成軍

(晉城高速公路有限責(zé)任公司，山西晉城 048000)

晉陽高速公路全長36.119 km，于1997年12月25日建成通車，建設(shè)工期2年。由于設(shè)計、施工和超載運輸?shù)确N種原因，通車不久，就出現(xiàn)了不同程度的路面車轍、坑槽及龜裂、路基沉陷、滑坡等早期病害，雖經(jīng)過多年的精心養(yǎng)護(hù)，維持了正常交通，但隨著使用年限的增加，路面強度不足，龜裂、沉陷、車轍、裂縫等病害日漸突出，成為全省高速公路瓶頸路段。2009年晉城高速公路公司對該路進(jìn)行了以路面大修為主的改造，本文對該項目成功的做法進(jìn)行詳細(xì)總結(jié)，供同行參考。

1 工程概述

本項目建設(shè)規(guī)模及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)維持原有路況，本工程內(nèi)容主要包括原路面病害處理，瀝青混凝土路面加鋪。舊路路況特點如下:

1)結(jié)構(gòu)強度不足。具體見表1《晉陽高速公路SSI，PCI評價等級匯總表》。

表1 晉陽高速公路SSI，PCI評價等級匯總表

2)附屬工程不完善。

2 路面病害處治原則

1)科學(xué)調(diào)查分析、動態(tài)設(shè)計的原則。要充分對現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行病害、使用狀況的調(diào)查、分析，使用先進(jìn)的路面檢測儀器，用科學(xué)的數(shù)據(jù)指導(dǎo)設(shè)計及施工，保證工程的高質(zhì)量;2)充分利用現(xiàn)有路面強度的原則。在平面基本不動的前提下，考慮加鋪方案厚度，縱斷標(biāo)高適當(dāng)抬高，充分、合理利用現(xiàn)有路面強度，使大修方案更為經(jīng)濟可行;3)環(huán)保、節(jié)能、循環(huán)利用的原則。通過就地冷再生充分利用原路面材料，盡可能減少廢棄材料，既不影響周邊環(huán)境，又可節(jié)約工程費用;4)全壽命周期經(jīng)濟效益最大原則。路面結(jié)構(gòu)既能滿足現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范、交通等級和氣候特點的要求，又要滿足后期交通增長，同時還應(yīng)保證長期良好的使用性能;5)方便施工的原則。為便于施工，采用合理的路面強度評價方法，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，本著就高不就低原則，盡量將劃分段落延長，并將主車道、超車道和硬路肩采用同一結(jié)構(gòu)和厚度，同步施工。

3 路面大修方案

3.1 舊路病害處治

1)裂縫類。縱裂、橫裂:采用90號熱瀝青灌縫，以防雨水進(jìn)入。龜裂、塊裂:采用現(xiàn)場動態(tài)控制，小面積且是單塊的開挖至基層頂面，在基層頂面灑鋪透層油，加鋪瀝青混凝土至原路面標(biāo)高。大面積或小面積能連成片的則采用就地冷再生處理。2)松散類。坑槽:挖除面層至基層頂部，清除干凈后利用ATB-25填補至原路面。麻面:針對原瀝青路面表面麻面、瀝青剝離嚴(yán)重現(xiàn)象，修補病害后在原瀝青面層噴灑0.6 kg/m2改性乳化粘層或0.3 kg/m2熱瀝青。3)變形類。沉陷:由于晉陽高速運營11年之久，路基沉陷已基本穩(wěn)定，在處理該類病害時，沉陷較重時利用ATB-25修補沉陷至原路面標(biāo)高。車轍:對路表面出現(xiàn)的嚴(yán)重車轍段采用ATB-25對轍槽寬度范圍內(nèi)進(jìn)行修補。4)彎沉較大、破損嚴(yán)重路段。對彎沉較大、破損嚴(yán)重路段，在面層和基層范圍內(nèi)進(jìn)行水泥就地冷再生處治(不能挖出路基土)。

晉陽高速公路大修工程能在5個月內(nèi)順利完工，與施工中對原瀝青路面病害比較嚴(yán)重、路面強度嚴(yán)重不足的路段應(yīng)用就地冷再生技術(shù)是密不可分的，就地冷再生面積共計104 001 m2，利用舊瀝青混合料12 480 m3，比設(shè)計貧混凝土基層可節(jié)約工程成本460萬元，現(xiàn)從以下幾方面介紹瀝青路面就地冷再生利用技術(shù)。

3.2 就地冷再生施工

在舊路面就地冷再生施工之前，先對原路面銑刨料現(xiàn)場取樣，進(jìn)行室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)配合比試驗設(shè)計，水泥采用普通硅酸鹽32.5號水泥，經(jīng)室內(nèi)試驗設(shè)計就地冷再生采用的水泥穩(wěn)定碎石配合比為:舊路面銑刨料∶水泥 =100∶5.0，混合料最大干密度為2.25 g/cm3，最佳含水量為8.50%，7 d無側(cè)限抗壓強度實測為3.56 MPa，滿足高速公路底基層相關(guān)技術(shù)要求，可應(yīng)用于實際施工，就地冷再生處治深度為22 cm(面層和基層厚度)。

水泥就地冷再生施工時，液態(tài)再生劑為水由再生機自動控制。舊料粒徑可由銑刨速度控制，速度越快，粒度越粗。再生機每次翻拌寬度2.35 m，翻拌深度22 cm～25 cm時，行駛速度可選擇6 m/min～7 m/min，作業(yè)段長度以130 m～150 m為宜，拌和時的加水量可由冷拌再生機自動計量控制。縱向翻拌接槎寬度為30 cm～40 cm，橫向翻拌接槎寬度50 cm～100 cm。碾壓工藝為:自重20 t以上振動輪碾壓4遍～5遍，最終用膠輪壓路機收面成型。

水泥就地冷再生的半剛性底基層，應(yīng)用土工布覆蓋或灑水養(yǎng)生7 d，在鋪筑ATB-25柔性基層前及時撒布1.0 kg/m2乳化瀝青，并撒鋪3 mm～5 mm碎石，用量為3 m3/1 000 m2～4 m3/1 000 m2，必要時用6 t～8 t壓路機碾壓1遍～2遍。

通過對原路面進(jìn)行就地冷再生處理后，對同一路段進(jìn)行了對應(yīng)點路面彎沉檢測，晉城—陽城方向K20+690～K21+118路段冷再生后彎沉變化范圍為2～16(0.01 mm)。經(jīng)冷再生處理后該路段路面彎沉是原路面的17.9%，效果非常明顯。

施工期間在上述原則的前提下，充分貫徹動態(tài)設(shè)計理念，細(xì)心核查，采用切實可行的措施對病害進(jìn)行徹底處治。

3.3 加鋪結(jié)構(gòu)

通過對晉陽高速公路路況調(diào)查，結(jié)合國內(nèi)外加鋪經(jīng)驗，以彎沉為主要指標(biāo)，以路況指數(shù)為參考指標(biāo)進(jìn)行路段類型劃分，然后確定各路段類型加鋪方案。1)段落劃分原則。設(shè)計階段結(jié)合《瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》分段思路和同濟大學(xué)《瀝青路面結(jié)構(gòu)能力評價方法》研究成果對各評定路段進(jìn)行類型劃分，形成3種路段類型。路段類型、路面結(jié)構(gòu)類型以及路段狀況對照見表2。2)加鋪結(jié)構(gòu)。針對3種路面結(jié)構(gòu)類型Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ，綜合考慮原路面強度，遵循長壽命、耐久性的原則確定了全幅高速公路段瀝青路面結(jié)構(gòu)方案，見表3。

表2 路段類型、路面結(jié)構(gòu)類型對照表

3.4 改性瀝青混合料

1)PR改性。晉陽高速公路地處晉東南，夏天氣溫偏高，極端最高氣溫可達(dá)到37.8℃，為提高路面抗車轍能力，ATB-25瀝青穩(wěn)定碎石基層采用了PR改性，PR摻量為瀝青混合料質(zhì)量的0.23%，動穩(wěn)定度達(dá)到了3 500次/mm以上。PR PLAST.S主要成分為高密度PE及低密度PE，屬于改性的PE。PR PLAST.S直接投入攪拌機中的熱骨料上，顆粒材料的剪切力將PR PLAST.S均勻分散在瀝青混合料中，這種聚合物靠其在瀝青混合料中的嵌擠、鋼筋、膠結(jié)作用使得瀝青混合料的性能大大提高，尤其是在提高抗車轍能力方面表現(xiàn)出極大的優(yōu)勢。

表3 K 0+000～K 25+000瀝青路面方案

2)SBS改性。瀝青混凝土面層采用SBS改性技術(shù)已經(jīng)很成熟，本文不再贅述，這里要說的是針對不同路段SBS摻量不同，適當(dāng)提高長大縱坡路段的摻量，本項目長大縱坡路段的SBS摻量為6%，其他普通路段摻量為5%。

4 結(jié)語

高速公路大修工程不同于新建工程，從晉陽高速公路路面大修工程的成功可以看出:高速公路大修工程能高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量、短工期順利完工，一定要認(rèn)真貫徹科學(xué)發(fā)展觀，因地制宜，依據(jù)實時路況，堅持動態(tài)設(shè)計、動態(tài)管理的理念，堅持充分利用現(xiàn)有材料、環(huán)保、節(jié)能、循環(huán)利用的原則，制定切實可行的實施方案。

［1］張國勝.就地冷再生在高速公路大修中的應(yīng)用［J］.山西建筑，2011，37(3):140-141.