國省道舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土路面技術要點探析

康傳佳

(福建省泉州市公路局永春分局，福建 泉州　362600)

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國省道舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土路面技術要點探析

康傳佳

(福建省泉州市公路局永春分局，福建 泉州362600)

摘要：舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土路面又被稱為“白改黑”法，指對舊水泥混凝土路面，經過技術處理，將舊混凝土水泥混凝土路面(剛性灰白色)做為改造后的新路面結構層中的墊層，同時鋪設一層半剛性的底基層或基層過渡后再鋪設瀝青混合料結構層(柔性黑色)。采用該技術在充分發揮舊水泥混凝土路面強度高、有效解決移除舊水泥混凝土板塊的環境污染問題，同時也較好解決了路面“白加黑”存在的舊混凝土板塊反射裂縫問題，對于國省道重載交通道路路面改建有較高的推廣價值。

關鍵詞：國省道；舊水泥混凝土路面；瀝青混凝土路面

1工程概況

省道206線是福建省泉州市南北走向主要的道路之一，路線全長204.52 km，省道206線K179+950～K188+160段路面改建工程起點位于永春縣桃城鎮德風社區北面的德風環島處，起點樁號K179+950，終點位于省道206線永春縣與南安市交界處，終點樁號K188+160。項目全長8.21 km。

現狀舊路設計標準為公路二級，由于交通量較大，特別是大型、重載車輛多，加上中間四幅路面已接近設計使用年限，因此路面出現不同程度的裂隙、斷板、破碎、沉陷或錯臺等病害，為提高道路的服務水平，減少行車噪音對居民的影響，非常有必要對現有的水泥混凝土路面進行改造。

舊水泥混凝土路面路況如何，直接影響到其上部加鋪瀝青層的使用壽命。因此對水泥混凝土路面進行充分的調查，是合理進行瀝青加鋪層設計的基礎。設計單位在前期調查中發現，K179+950～K188+160段全線路面板出現裂縫、斷角、破碎及板邊破裂病害的共有615塊，斷板率為5.81%，為中級；全線0.20 mm<彎沉值≤0.45 mm的共1 215處，占比約11.49%，彎沉值>0.45 mm為45處，占比約0.45%，板底脫空比率為11.94%；經計算，全線接縫傳荷系數為65.7%，評定為中級。根據使用要求及舊混凝土路面的綜合評定結果，并經技術經濟比較后確定，本項目加鋪方案采用：打裂壓穩處治舊混凝土路面后加鋪瀝青混凝土路面。所采用的路面結構層形式：

1.1打裂壓穩路段加鋪層的路面結構

上面層：4 cm AC-13C細粒式瀝青混凝土

下面層：6 cm AC-20C中粒式瀝青混凝土

上基層：8 cm ATB-25密級配瀝青穩定碎石

1 cm層鋪法瀝青表面處治封層

下基層(調平層)：≥15 cm 3%水泥穩定碎石

1.2橋面鋪裝的路面結構

上面層：4 cm AC-13C細粒式瀝青混凝土

下面層：≥6 cm AC-20C中粒式瀝青混凝土

改性乳化瀝青防水粘層

2工程施工控制要點

2.1試驗段施工

為了更好的控制路面各結構層的施工質量，本項目引入首件工程，在K182+920～K183+220段左側選取300 m做為本項目路面各結構層的試驗攤鋪路段。本項目于正式開工時，先在試驗路段進行打裂壓穩，并按設計文件要求對舊混凝土面層進行技術處理后，并進行路基彎沉檢測，在滿足各項指標后先后進行3%水泥穩定層下基層、ATB-25密級配瀝青穩定碎石上基層、AC-20C中粒式瀝青混凝土下面層、AC-13C細粒式瀝青混凝土上面層各結構層的試驗段攤鋪作業。進行實驗段鋪筑，可達到幾個目的：(1)驗證生產配合比；(2)確定分層施工時的每層適當層厚及作業長度；(3)確定松鋪厚度和松鋪系數；(4)確定合理的施工機械的配置。從而確定大面積施工的標準施工方法。

2.2舊水泥路面打裂壓穩

(1)打裂壓穩目的

打裂工藝是用多邊形沖擊式或振動式或凸輪機等打擊原有路面板1～2次，使舊路面板出現不規則開裂，并伴有不同程度的下沉，以減小縱向、垂直方向的位移，使舊混凝土板與基層緊密結合，能夠較好地為改建路面提供足夠及穩定的支撐，并防止加鋪層反射裂縫的出現。本項目采用沖擊式打裂壓穩機對舊水泥混凝土路面進行打裂。

(2)質量控制標準

路面打裂壓穩可采用路面塊的尺寸和壓實沉降差進行檢查。

打裂：打裂后應使75%以上的路面不規則開裂，相鄰裂縫形成的塊狀面積為0.4～0.6 m2。打裂時應避免過度破壞，不宜使路面板產生過大位移及大量碎屑。在混凝土路面破裂后，應清除破碎的混凝土塵土和外來物。

壓穩：在打裂后的舊路表面，每25 m用油漆或其他醒目標記標注測點，用水準儀測量測點高程，然后每壓穩一遍測量一次，當最后兩遍的沉降差平均值<5 mm，標準差<3 mm時為壓穩合格。一般情況下為3～5遍。施工前應先做一段試驗段以確定碾壓遍數。

(3)回彈模量取值

本項目打裂壓穩后舊路面的設計回彈模量原設計值為不小于320 MPa，但經過試驗段施工及后續大面積施工驗證，為達到原設計回彈模量值必須對舊水泥混凝土面板多次振壓，導致舊混凝土成碎塊狀，舊板底的舊路面結構層粉碎化，反而破壞舊路面結構層的整體性。經與設計部門協調溝通，并提交前期已施工路段彎沉檢測資料的提供給設計部門，設計部門經分析驗算將設計回彈模量調整為215 MPa。

(4)做好通道、涵洞等隱蔽結構物及兩側建筑物調查

在進行打裂壓穩施工前，應結合施工圖設計文件所提供隱蔽結構物的分布情況，如通道、涵洞、地下管線等，以及對兩側建筑物與路基間距情況進行調查，以確定打裂壓穩是更否會對這些構造物造成破壞。一般情況下，打裂機全功率沖擊力可達30 T，試驗表明，通道、涵洞、地下管線埋深超過2.0 m后，基本不影響；兩側建筑物若為磚混結物在15 m內有震感，但超過5 m后其震感與多軸重載車輛經過類似，為確保安全，建筑物安全距離控制在與打擊設備水平距離10 m以上。對于不滿足條件的區域，則采取降低打裂機功率或采取其他措施破碎舊混凝土路面板。

2.3水泥穩定碎石層施工

(1)攤鋪

采用攤鋪機施工，根據規范及本項目基層厚度，分一至二層攤鋪碾壓。攤鋪過程中按設計的路拱不斷調整攤鋪機熨平板，使攤鋪出的混合料具有規定的路拱橫坡，在攤鋪機后派人專門消除攤鋪過后粗細集料離析的現象，對局部粗細集料堆積的“窩”進行鏟除后用新混合料填補。攤鋪機在施工中以均勻的速度行駛，保證混和料均勻、不間斷的攤鋪，對外形不規則、路面厚度不同、空間受限制以及人工構造物接頭等攤鋪機無法工作的地方才采用人工攤鋪。

(2)碾壓

混合料經攤鋪成型后，立即在全寬范圍內進行碾壓。一般路段由兩側向中間碾壓；超高路段由內側向外側碾壓。碾壓時采用振動壓路機，先靜壓1～2遍，再用振動壓4遍，相鄰碾壓帶重疊1/2～1/3輪跡，將整個攤鋪范圍內的混合料完全均勻地壓實到規定的壓實度為止，壓實后的路拱面達到平整無輪跡或隆起，且斷面正確，路拱符合要求。

(3)養生

水泥穩定碎石基層每一段碾壓完成后并經壓實度檢查合格后立即設專人用土工布覆蓋整個表面，采用水車進行灑水濕潤養生，養生時間不少于7 d。養生期間封閉交通，除灑水車外，禁止任何車輛通行。

2.4熱拌瀝青混合料結構層施工工藝和過程控制

瀝青路面的壓實度和平整度是瀝青攤鋪質量控制所有指標中的重中之重。而這兩個指標與瀝青路面施工的程序：拌合、運輸、攤鋪、碾壓、接縫處理等環節密切相關。在施工中必須加強瀝青路面攤鋪各結構層施工工藝的控制。本項目所在的地區屬于多雨潮濕地區，而集料大多數是酸性石料，酸性石料與瀝青的粘性不好。為改善瀝青與集料的粘附性及瀝青混合料的水穩定性，提高集料之間的粘結力，防治瀝水損害能力，上下面層瀝青混凝土采用SBS改性瀝青。

(1)攤鋪控制

攤鋪機運行速度要依據攪拌機產量、攤鋪寬度及厚度、相關施工設備情況等來確定，攤鋪速度通常控制在按照2～6 m/min，上面層攤鋪速度不能超過5 m/min。路面施工過程要均勻、緩慢及一次攤鋪，不能夠隨便改變攤鋪速度。為保證攤鋪的連續性，待在攤鋪機前的運料車不少于5輛才可攤鋪，攤鋪機開工前應提前0.5～1 h預熱熨平板，使其溫度不低于120 ℃，前后兩臺攤鋪機間距一般為10～20 m，軌道應重疊30～60 mm,上下兩層搭接位置宜錯開200 mm以上。各層攤鋪后采用人工配合拍邊，使邊緣整齊、密實。ATB-25上基層采用掛線法施工，中、上面層采用非接觸平衡梁控制施工。冷機上面層攤鋪時，一般從第二車料開始。

(2)碾壓控制

碾壓作為瀝青路面施工中的最主要步驟及施工最后步驟，是非常重要的，要積極提高瀝青路面壓實度，這需要增加壓路機壓實功能，并且對壓實機速度給予密切關注及控制，有效保證瀝青路面壓實質量。瀝青混合料碾壓應注意以下幾點：

①瀝青結構層的壓實度一般不得超過10 cm；

②雙機攤鋪路面時的壓路機數量不應少于5臺，單機攤鋪時不少于3臺；

③瀝青混合料的壓實應分為初壓、復壓和終壓。a 初壓應緊跟攤鋪機進行，采用鋼輪壓路機靜壓1～2遍；b 復壓應緊跟初壓后進行，采用兩臺25 t以上重型的輪胎壓路機要兩列并行碾壓，各負責半幅施工，壓實遍數4～6遍。③終壓應緊跟復壓后進行，可采用雙鋼輪進行碾壓，不少于兩遍，至無明顯輪跡為止。碾壓過程里，通常速度控制在2～4 km/h之內，如果是輪胎壓路機的話，可以適當提高壓路機速度，可也要控制在5 km/h以下；在碾壓的過程里，還應注意碾壓車道變換問題，要在已碾壓路段，及壓路機停止振動情況下進行變道；變道的時候，方向變換要緩慢進行，防止瀝青路面破壞。

④為避免對中央分隔帶及人行道路緣石破壞，大型壓實機具與路緣石輪距須大于20 cm以上，對于這段路面必須采用小型光輪壓路機進行補壓，并增加碾壓遍數。

(3)接縫施工及壓實技術

在瀝青路面施工中，經常會見到縱向及橫向的施工縫，上下層橫向接縫應錯位1 m以上，各層橫向接縫均應采用垂直的平接縫。橫向縫連續施工前，應在端面涂刷黏層油，為保證橫向接縫的平順，攤鋪后即用3m直尺檢查平順度，去高補低，之后用雙鋼輪壓路機沿橫向碾壓，從跨縫向新鋪的層面逐漸移動跨過橫向接縫進行壓實。對于縱向施工縫可運用兩臺攤鋪機共同作業，使用梯隊聯合的攤鋪方式進行縱向接縫，先在已攤鋪混合料中，留下10～20 cm位置，這位置不進行壓實，這樣就會有5～10 cm的攤鋪層發生重疊，可以運用熱接縫方法進行跨接碾壓，從而消除縫隙；嚴禁產生冷接縫。

(4)施工環境溫度控制

熱拌瀝青混合料的攤鋪溫度對路面施工質量至關重要，對此，應該嚴格控制作業環境溫度。

①瀝青混合料拌合及運輸

a 瀝青應選擇合適的儲存溫度，在儲罐中宜低于130 ℃，不得高于170 ℃，尤其是SBS改性瀝青。

b 普通石油瀝青混合料拌合溫度一般在150 ℃以上，不能低于140 ℃，改性瀝青控制在160～170 ℃之間不得高于180 ℃。

c 瀝青混合料運輸途中用篷布覆蓋保溫，卸料前方可掀開，且待卸車應不少于5輛才進行攤鋪作業。

②攤鋪環境溫度

a 攤鋪前必須對混合料溫度進行檢測，運輸到現場溫度控制在130～170 ℃，低于130 ℃不得直接攤鋪。

b 冬季施工時應注意環境溫度變化，混合料出料溫度可適當提高5～10 ℃，當地表溫度低于10 ℃時，不得進行改性瀝青混合料攤鋪。

c 國省道經常處于半封閉施工狀態，為確保路面工程質量，常溫天氣下表面溫度低于50 ℃后才能開放交通。但對于夏季高溫天氣，應適當延長管制時間，且避開中午高溫時段開放，嚴禁灑水降溫。

3工程施工質量檢驗評定

在本項目完工后一個月，項目業主單位組織第三方檢測單位對路面工程進行初驗，檢驗結果如表1。

表1　改建項目瀝青混凝土路面實測結果

在本項目完工14個月后，泉州市交通基本建設監督檢測站結本項目組織進行交工驗收，路面工程進行抽查檢驗，檢驗結果如表2。

表2　改建項目瀝青混凝土路面實測結果

兩次實體檢測結果表明，整體合格率較高，且兩次檢測間隔時長14個月，成果穩定，驗證本項目工程施工質量較好，質監部門給予較高評價。

4結語

我國水泥路面的里程數總量巨大，特別是國道、省道、縣道等各級普通公路，根據相關調查資料，國省道干線公路中一級公路水泥混凝土路面比重約為40% ；二級公路水泥混凝土路面比重約為57%。這些道路大多是20世紀80、90年代修建的，由于設計、材料、施工技術、施工管理和質量控制等方面的不足，病害問題逐漸顯現，舊混凝土路面大修改造路面改造勢在必行。未來舊混凝土路面大修改造的工程任務量巨大，亟待有經濟可行、環保方便的養護工藝來解決。隨著瀝青路面“白改黑”工藝的運用逐漸普及和成熟，瀝青混凝土路面憑借其經濟、環保、安全、行車合適的優勢將在今后路面改建工程得到廣泛的應用。

參考文獻：

[1]呂大偉．高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層綜合技術研究[D]．西安：長安大學，2014．

[2]袁浩．舊水泥混凝土路面改造技術與加鋪層結構研究[D]．西安：長安大學，2012．

[3]黃慶波．舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土施工技術要點[J]．廣東科技，2011，(24)：194，196．

收稿日期：2016-05-11

作者簡介：康傳佳(1978-)，男，福建永春人，工程師，從事公路工程技術管理研究。

中圖分類號：U416.217

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)06-0016-03