中華路改造工程路面“白改黑”方案探索

■劉 彬 ■江蘇港通路橋集團(tuán)有限公司，江蘇 張家港 215600

1 工程項目概況

沿江開發(fā)高等級公路中華路是張家港市路網(wǎng)規(guī)劃中北部的一條主要通道，位于金港鎮(zhèn)，路線全長5．382km。該道路為張家港港口和保稅區(qū)的主要進(jìn)出通道，交通量大，重車比例高，道路原為水泥混凝土路面，隨著交通量的日益增大及重載車輛的增多，路面損壞嚴(yán)重，嚴(yán)重影響了通行能力，制約了地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

2 項目改造方案比選

方案一:老水泥板鑿除方案。此方案為國內(nèi)常用的水泥路改建瀝青路的方案之一，改造方法較為成熟，質(zhì)量有保證，但造價較高，工期較長。初步方案如下:(1)鑿除原有水泥砼路面;(2)加鋪36cm二灰碎石;(3)澆灑瀝青封層;(4)加鋪12cm瀝青砼面層。主車道需抬高25cm。

方案二:加鋪橡膠瀝青方案。此方案是從美國引進(jìn)的水泥路改成瀝青路的最新方案，在國內(nèi)還未廣泛應(yīng)用，經(jīng)驗不足，存在一定的質(zhì)量風(fēng)險，但造價低，工期較短。其方法為:(1)對原水泥砼路面進(jìn)行壓漿、換板、灌縫等處理，確保板塊穩(wěn)定;(2)加鋪1cm應(yīng)力吸收層(灑布橡膠瀝青，撒碎石穩(wěn)碾);(3)加鋪4cm橡膠瀝青混合料;行車道部分路面抬高5cm。

經(jīng)多方論證，決定采用優(yōu)化方案二，在主車道部分對原有水泥混凝土路面采用壓漿、修補(bǔ)等處理方法，其上路面結(jié)構(gòu)層為1cm橡膠瀝青應(yīng)力吸收層+6cmSup20中粒式瀝青混凝土+4cmAC-AR-13橡膠瀝青混凝土。

3 項目實施過程及質(zhì)量控制要點

為在合同工期內(nèi)保質(zhì)保量完成工程任務(wù)，項目部根據(jù)專業(yè)對口、素質(zhì)過硬、經(jīng)驗豐富、集中管理為原則，組建了專業(yè)施工隊，負(fù)責(zé)本工程的鉆孔壓漿、應(yīng)力吸收層、橡膠瀝青混凝土等工程施工。

3．1 鉆孔壓漿

3．1.1 處理方法

當(dāng)板邊15t彎沉車實測彎沉值L≤0．14mm時不作處理，否則認(rèn)定為面板脫空必須進(jìn)行壓漿穩(wěn)板。當(dāng)板邊彎沉值0．14mm＜L≤0．4mm時，根據(jù)要求，行車道每塊混凝土板布灌漿孔5個，鉆孔直徑50mm左右，鉆孔深約25cm(鉆穿混凝土板)，灌漿量計算時按板下脫空0．04cm計，漿液損失按板下脫空面積的1/4計。當(dāng)板角彎沉值＞0．40mm或有兩條以上裂縫的斷板時，將面板破除換板，同時應(yīng)挖除基層，用C20砼補(bǔ)強(qiáng)。當(dāng)面板有錯臺現(xiàn)象時應(yīng)按有關(guān)要求進(jìn)行銑刨處理。

3．1.2 具體施工方案

(1)鉆孔作業(yè):按布孔——鉆孔——清孔順序。布孔方式如圖1。將鉆孔機(jī)放置在確定的鉆孔位置，開動鉆孔開關(guān)，觀察鉆頭轉(zhuǎn)向無誤，方能開始鉆孔。臨時封孔:大面積流水作業(yè)，各種施工車輛來往不斷，鉆好的孔需臨時采用木塞封孔(注意雨天采用塑料薄膜覆蓋)，以防雜物落入。

圖1 行車道位置

(2)制漿作業(yè)。壓漿采用的灰漿應(yīng)具備下列特點:初凝時間長，施工和易性好，早期強(qiáng)度高，收縮性小。

(3)灌漿作業(yè):①灌漿時應(yīng)先按彎沉從大到小的順序灌注完板邊緣的孔后，再灌注面板中間的孔;②待漿體由其他孔中或板塊四周溢出時，表面板下空隙已被注滿，應(yīng)減小壓力，并將噴嘴提起，立即用木塞塞孔，防止?jié){體溢出，至漿體初凝，再拔出木塞，用干漿封孔、抹平;③灌漿區(qū)的漿體至少3天的硬化，具備一定的強(qiáng)度后，才可開放交通。

(4)施工工藝:①用風(fēng)鉆成孔。孔徑大小為42mm，深度一般為240mm(貫穿板塊);②注將孔處理。應(yīng)用特制的封孔栓塞埋設(shè)，并用管子鉗絞緊，然后將注漿槍與栓塞聯(lián)結(jié)牢固，進(jìn)行注漿，注漿壓力為2．0-2．5mpa，保持時間60s±10s;③依次按順序進(jìn)行壓漿，按單條板縱向推進(jìn)。

3．2 橡膠應(yīng)力吸收層施工工藝

(1)施工前應(yīng)進(jìn)行基層的清掃、吹塵和清洗。

(2)確定橡膠粉的摻量。一般選擇幾個不同的橡膠粉摻量(例如18%、20%、22%)進(jìn)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(jìn)行試驗。根據(jù)試驗結(jié)果選取合適的橡膠粉摻量，橡膠瀝青各項指標(biāo)應(yīng)滿足技術(shù)要求。

(3)橡膠瀝青的生產(chǎn)。應(yīng)由熟練人員操作橡膠瀝青生產(chǎn)設(shè)備，采用間歇式方式生產(chǎn)。操作人員準(zhǔn)確控制導(dǎo)熱油溫度，準(zhǔn)確控制配料比例。對成品橡膠瀝青及時進(jìn)行各項檢驗。

(4)在灑布橡膠瀝青前，應(yīng)注意檢查:①空氣溫度和地面溫度都不得低于15℃;②下承層必須干燥，路緣石防護(hù)良好;③風(fēng)速不影響橡膠瀝青灑布效果;④需用的設(shè)備進(jìn)入待命狀態(tài)，包括橡膠瀝青灑布車、碎石撒布機(jī)、膠輪壓路機(jī)。

(5)橡膠瀝青灑布:①起步和終止位置應(yīng)鋪工程紙，以準(zhǔn)確進(jìn)行橫向銜接，灑布車經(jīng)過后應(yīng)及時取走工程紙;②縱向銜接應(yīng)與已灑布部分重疊10cm左右;③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(yīng)立即撒鋪碎石，根據(jù)試鋪情況確定碎石撒布量，以滿鋪、不散失為度，對于局部碎石撒鋪量不足的地方，應(yīng)人工補(bǔ)足。

(7)碾壓。采用25T以上的膠輪壓路機(jī)進(jìn)行壓實。碎石撒鋪后應(yīng)立即進(jìn)行碾壓作業(yè)，兩臺膠輪壓路機(jī)應(yīng)同時進(jìn)行碾壓，緊跟碎石撒鋪車。碾壓遍數(shù)為3～4遍，從灑布橡膠瀝青到碾壓完成應(yīng)在規(guī)定時間內(nèi)完成。

(8)在鋪筑上層瀝青混合料前，應(yīng)對橡膠瀝青應(yīng)力吸收層進(jìn)行清掃，以清除沒有粘結(jié)的松散碎石，避免影響應(yīng)力吸收層與瀝青面層的粘結(jié)。

(9)橡膠瀝青應(yīng)力吸收層施工應(yīng)與上層瀝青混凝土緊湊進(jìn)行，中間不開放交通，若期間必須開放交通，須待SAMI施工完成3小時后方可開放交通，但車速不宜超過25km/h。在上面層瀝青混凝土施工前須加灑粘層油，粘層油灑布量宜控制在0．25kg/m2左右。

3．3 橡膠瀝青混凝土

3．3．1 鋪筑試鋪路面

AR-AC-13橡膠瀝青抗滑磨耗層施工開工前，需先做試鋪路面。通過合格的混合料組成設(shè)計，擬定試鋪路面鋪筑方案，采用重新調(diào)試的正式施工機(jī)械，鋪筑試鋪路面。試鋪路面宜選在正線直線段，長度可為100～200m。

3．3．2 施工工藝

(1)把好原材料質(zhì)量關(guān):①要注意粗細(xì)集料和填料的質(zhì)量，應(yīng)從源頭抓起，對不合格的礦料，不準(zhǔn)運進(jìn)拌和廠;②堆放各種礦料的地坪必須硬化，并具有良好的排水系統(tǒng)，避免材料被污染;各品種材料間應(yīng)用墻體隔開，以免相互混雜;③細(xì)集料及礦粉宜覆蓋，細(xì)料潮濕將影響喂料數(shù)量和拌和樓產(chǎn)量。

(2)瀝青混合料的拌制:①嚴(yán)格掌握瀝青和集料的加熱溫度以及瀝青混合料的出廠溫度。熱混合料成品在貯料倉儲存后，其溫度下降不應(yīng)超過10℃。AR-AC-13瀝青混合料的施工溫度控制范圍見表1;②拌和樓控制室要逐盤打印瀝青及各種礦料的用量和拌和溫度，并定期對拌和樓的計量和測溫進(jìn)行校核;沒有材料用量和溫度自動記錄裝置的拌和樓不得使用;③拌和時間由試拌確定。必須使所有集料顆粒全部裹復(fù)瀝青結(jié)合料，并以瀝青混合料拌和均勻為度，建議外摻劑水泥加入拌和倉后先與礦料干拌5s，再加入橡膠瀝青濕拌30s，總拌和時間控制在60～65s。

表1 AR-AC瀝青混合料的施工溫度(℃)

(3)瀝青混合料的運輸。瀝青混合料運輸過程中要注意溫度的保持，運料車應(yīng)有良好的篷布覆蓋設(shè)施，卸料時，汽車應(yīng)前后移動三次裝料，以減少粗集料的離析現(xiàn)象。連續(xù)攤鋪過程中，運料車在攤鋪機(jī)前10～30cm處停住，不得撞擊攤鋪機(jī)。卸料過程中運料車應(yīng)掛空檔，靠攤鋪機(jī)推動前進(jìn)。

(4)瀝青混合料的攤鋪:①連續(xù)穩(wěn)定地攤鋪，是提高路面平整度最主要措施。對于橡膠瀝青混凝土，攤鋪機(jī)的攤鋪速度應(yīng)根據(jù)拌和樓的產(chǎn)量、施工機(jī)械配套情況及攤鋪厚度、攤鋪寬度，按1～3m/min予以調(diào)整選擇，做到緩慢、均勻、不間斷地攤鋪;②AR-AC瀝青混合料上面層宜用非接觸式平衡梁裝置控制攤鋪厚度。兩臺攤鋪機(jī)距離不應(yīng)超過10m，以形成良好的熱接縫。

(5)瀝青混合料的壓實成型:①瀝青混合料的壓實是保證瀝青面層質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)選擇合理的壓路機(jī)組合方式及碾壓步驟。為保證壓實度和平整度，初壓應(yīng)盡量在攤鋪后較高溫度下及時進(jìn)行。為防止橡膠瀝青粘結(jié)橡膠輪胎，AR-AC瀝青混凝土不宜使用膠輪壓路機(jī);②橡膠瀝青混凝土施工碾壓工藝宜采用5臺雙鋼輪振動壓路機(jī)，壓實工藝分為初壓、復(fù)壓和終壓。初壓采用兩臺壓路機(jī)靜壓一遍，振動碾壓3遍，復(fù)壓采用兩臺壓路機(jī)振動碾壓3遍，終壓采用一臺壓路機(jī)以靜壓方式碾壓1～2遍以消除輪跡。③壓路機(jī)應(yīng)以緩慢而均勻的速度碾壓，壓路機(jī)的適宜碾壓速度按表2選用。

表2

3．3．3 施工階段的質(zhì)量管理

(1)原材料的質(zhì)量檢查:包括橡膠瀝青、粗集料、細(xì)集料、外摻劑等;(2)混合料的質(zhì)量檢查:橡膠瀝青用量、礦料級配、穩(wěn)定度、流值、空隙率、殘留穩(wěn)定度;混合料出廠溫度、運到現(xiàn)場溫度、攤鋪溫度、初壓溫度、碾壓終了溫度;混合料拌和均勻性;(3)面層質(zhì)量檢查:厚度、平整度、寬度、高程、橫坡度、壓實度、橫向偏位、滲水系數(shù)、構(gòu)造深度和摩擦系數(shù);攤鋪的均勻性;同時還應(yīng)進(jìn)行構(gòu)造深度和擺式摩擦系數(shù)的跟蹤檢測。

面層混合料的離析包括瀝青混合料的溫度離析和瀝青混合料的級配離析，離析可以暫時作如下控制:(1)施工過程中采用紅外溫度探測器檢測的溫度差不應(yīng)超過20℃;(2)核子密度儀檢測的密度差不應(yīng)超過0．075g/cm3(大體上相當(dāng)于空隙率相差3%)。

4 目前工程營運情況及結(jié)論

中華路改造工程“白改黑”后已通車幾年，通過對現(xiàn)場的實際營運情況的檢查，可以看到以下幾個方面情況:(1)在施工過程中，采用該方案的段落由15t進(jìn)行彎沉檢測，模擬超載車輛試驗，與實際交通流量吻合，有較強(qiáng)的代表性，達(dá)到了原水泥混凝土板塊通過壓漿加固等方法，改善板底原有受力狀態(tài)，恢復(fù)板體與地基的連續(xù)性，解決垂直偏移的目的，而且成本低，見效快，操作簡便，既縮短了工期、節(jié)約了成本，又最大限度的滿足了功能要求，延長了工程使用壽命;(2)在加鋪層上采用應(yīng)力吸收層及橡膠瀝青混凝土面層，橡膠瀝青應(yīng)力吸收層本身具有的高彈性、不透水及抗裂性能好的優(yōu)點，這種加鋪組合提高了抗裂和抗老化性能，很好地解決了水泥砼板塊之間因熱脹冷縮形成的水平偏移問題。

總之，通過對中華路改造工程方案的試驗，為“白改黑”道路方案論證取得了寶貴經(jīng)驗，隨后，我市永鋼大道、保稅區(qū)長江路等均采用了在主車道部分對原有水泥混凝土路面采用壓漿、修補(bǔ)等處理方法，其上加鋪橡膠瀝青應(yīng)力吸收層和橡膠瀝青混凝土的方案，取得了良好的改造效果。

［1］鐘瓔．亭楓公路“白改黑”工程的施工工藝和質(zhì)量控制［J］．上海公路，2004(1)．

［2］朱華春．水泥混凝土路面加鋪瀝青路面施工技術(shù)［J］．中外公路，2005．

［3］交通部公路科學(xué)研究所．JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］．北京:人民交通出版社，2004．