舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層施工方法探討
2010-11-10
引 言
近年來，隨著交通量的劇增和汽車軸載日益重型化，原有的水泥混凝土路面已經出現露骨、開裂、斷板、沉陷、錯臺、破碎、板底脫空等路面損壞，影響了道路的使用功能，面臨著修復工作。蕪湖市相繼在九華北路、銀湖路進行了“剛改柔”改造，取得了良好的社會效果和經濟效益。
本文結合了工程實際，對“剛改柔”的施工方法進行了總結。
1.對原有舊水泥混凝土路面進行處理
在進行加鋪瀝青混凝土面層之前必須對原有舊水泥混凝土路面病害進行認真徹底的處理，只有這樣改造后的路面才能達到良好的預期效果。
1．1 灌縫
原有舊水泥混凝土路面的接縫都要采用新型改性瀝青材料進行灌縫，以有效防止路面水從路面滲入基層，保證基層有足夠的強度和穩(wěn)定性。該種改性瀝青在使用時必須由混凝土路面嵌縫機加熱至300℃ ，然后通過混凝土路面嵌縫機注膠嘴把改性瀝青注入接縫內。該種材料在高溫下熱穩(wěn)定性好，低溫下不易老化變脆，安全經濟，又不會給環(huán)境造成污染，可以滿足接縫灌縫的需要。
1．2 嚴重破碎板的修補
對已斷裂成3塊以上的嚴重破碎板，堅決采用常規(guī)的挖補方法對板體進行更換。將舊板破碎、運走，清掃基層；用C15混凝土修復松散基層(如有松軟的素淤泥塊，還應挖坑切槽，直到堅硬基層)，基層表面要平整，并具有一定的橫坡坡度，然后重新澆筑C30混凝土板。板體更換時應注意：
(1)破碎機械建議不用沖擊錘，因其沖擊力對周圍板塊基層有振動影響，最好用人工配合空壓機，小型鑿巖機也可。
(2)新澆的混凝土板塊的強度不小于原來板塊的設計強度，其材料要求、配合比、施工工藝質量標準等應符合有關設計與施工規(guī)范的規(guī)定要求。
(3)行車道與超車道之間縱縫內的傳力桿鋼筋，應予以保留或恢復；橫縫(脹縫或縮縫)中的拉桿鋼筋也應保留。
(4)連續(xù)換板也應對應于舊板留出縱、橫縫。
(5)混凝土配比中需加入早強劑。
1．3 一般斷板的修補
對斷裂情況較輕的板塊，如果按破碎板整槽翻修的辦法來做，不但成本高，而且費時。對待此類病害，采用對裂縫開槽注膠的方法來處治。具體做法是：
(1)首先將裂縫用開槽機切割出寬2 cm深1 cm的工作槽。
(2)把工作槽內的雜物和粉塵清理干凈。
(3)利用補縫器通過注膠嘴把補縫膠注人工作槽內，從而達到黏結裂縫防止水滲入基層的目的，使之重新恢復通行功能。
1．4 脫空板塊的處理
1．4．1 脫空板塊的判定
(1)下雨之后唧泥的板塊一律視為脫空板塊。
(2)測定全線板塊的彎沉值，以2 km為一段，按97.7% 的保證率計算該段的代表彎沉，實測彎沉值大于該段的代表彎沉值的板塊很有可能板下脫空。
(3)人站在板邊接縫處，當重型車輛駛過時，能感覺到兩板之間相對垂直位移。
(4)當重車行過，人站在板邊能聽到空洞聲。
1．4．2 脫空板塊的處理
脫空板塊較好的處理辦法就是板底壓漿。利用灰漿泵的壓力將水泥漿液通過預先鉆好的孔洞直接壓入板下，填充板下出現的空洞，使基層重新穩(wěn)定。施工方法如下：
(1)布孔：呈梅花型，每板5孔。
(2)鉆孔：板底脫空主要存在兩個界面：混凝土板底與基層頂面之間和基層底部與底基層頂面之間。鉆孔深度必須穿透二灰基層，以確保漿液能灌人到所有可能的脫空界面。用5cm 鉆頭鉆孔，深度一般為55cm，安排有專人量深，并記錄。
(3)臨時封孔：大面積流水作業(yè)，各種施工車輛來往不斷，鉆好的孔需臨時封孔，以防雜物進入。
(4)預埋法蘭螺帽：為了壓漿管槍頭能固定于壓漿孔口上，形成整體，有足夠的壓力壓漿，在孔口內壁埋上法蘭螺帽。應注意的是，預埋上螺帽后，需繼續(xù)封上孔，以防雜物落入。
(5)清孔：用空氣高壓槍，插入壓漿孔中，吹出雜物。
(6)漿液配制：水泥：水：減水劑：早強劑：膨脹劑=1：(0.45N0.55)：0.02：0.03：0.02。漿液應具備下列特點：初凝時間長，施工和易性好，早期強度高，不發(fā)生收縮，避免再次造成收縮。
(7)壓漿：壓漿采用沖程式壓漿機，壓力由壓力表指示。壓漿壓力應根據壓漿機械、路面狀況等來控制，一般以2～4 MPa為宜；抬板時根據抬板難易情況增壓1～2 MPa，使工后錯臺≤5 mm。壓漿關鍵是要壓漿槍頭與板塊上的壓漿孔能聯接牢固，不漏漿，保證壓漿壓力。
(8)封孔養(yǎng)生：壓漿后，應立即用木塞封孔，養(yǎng)生3d后，才能開放交通。壓漿期間應注意車輛通行，一般保留硬路肩作為施工通道。
1．5 其它形式損壞
其它一些非結構性破壞，如錯臺、露骨、接縫剝落、麻面等，應根據現場實際情況進行有針對性的處理，必要時可采用換板處理。
2.加鋪瀝青混凝土面層施工
2．1 玻纖格柵施工
水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土這種路面結構普遍存在一個問題：瀝青加鋪層會受到反射裂縫及其產生的反射應力的影響。環(huán)境與交通量因素的負效應常常使裂縫迅速擴散，嚴重影響瀝青加鋪層的使用壽命。如何控制反射裂縫產生的時間和擴散速度是必須解決的關鍵問題。
2．1．1 反射裂縫產生的機理
舊水泥混凝土路面加鋪層，由于接縫、裂縫的存在，其作為基層后整體的強度降低，而且在外力荷載作用下，瀝青混凝土加鋪層處于復雜的三維應力作用的狀態(tài)下。車輛通過不連續(xù)的板體時，瀝青混凝土加鋪層由于接縫、裂縫的兩側相鄰板塊產生了縱向的位移差而出現了較大的剪應力，它是產生反射裂縫的主要原因。
2．1．2 防止反射裂縫的措施
(1)用人工清掃或用水清洗已處理好的舊水泥混凝土路面，保證路面無污染，雜物清除干凈，同時一定要保持路面干燥。
(2)鋪筑防水材料：沿原有水泥混凝土面板縱、橫向接縫處鋪筑APP改性瀝青防水卷材，防水卷材寬度1m。防水卷材施工采用熱熔鋪貼法，在縱、橫向接縫處涂刷SBS改性瀝青防水卷材冷底油，要求涂刷均勻，一次到位。然后將防水卷材按位擺正，用噴燈加熱卷材卷材和混凝土面板，待卷材表面熔化后開始鋪貼，要求壓實壓平，防止翹邊。
(3)鋪灑瀝青粘層油：在準備好的干燥舊路面上，噴灑粘層油，粘層油采用改性乳化瀝青。
(4)鋪筑0.8 cmES一3型稀漿封層。
(5)鋪筑玻纖格柵：在水泥混凝土面板縱、橫向接縫處鋪筑玻纖格柵，玻纖格柵應用鐵釘及鐵皮將玻纖格柵固定在瀝青混凝土應力吸收層上，防止瀝青攤鋪將玻纖格柵卷起。
(6)注意事項：玻纖格柵鋪筑過程中，應封閉交通，除施工車輛外，其它車輛只有在緊急情況下才允許在鋪好的玻纖格柵上緩慢通過。施工過程中應避免車輛在玻纖格柵上轉彎或急剎車。
2．2 瀝青混凝土面層施工
2．2．1 瀝青混合料的拌和和運輸
(1)在瀝青混合料拌和過程中要從混合料級配、瀝青用量、拌和溫度和時間等進行全方位的控制，以提高混合料的攤鋪效果。
(2)瀝青混合料在運輸過程中，必須將其充分覆蓋，以防止瀝青在高溫時受陽光、空氣所造成的氧化及瀝青混合料溫度的降低[1,2]。
2．2．2 瀝青混合料的攤鋪
(1)平整度的控制：為了控制攤鋪時的平整度，攤鋪機熨平板的自動找平裝置需要有一個準確的基準面。目前高速公路工程中常用的基準面(線)控制的方法有：基準鋼絲繩法、浮動基準梁法等。
(2)攤鋪溫度控制：攤鋪時的溫度不得低于110-130℃ ，也不得高于165℃。實際施工過程中，可以用目測法進行判別：過熱的混合料從表面上冒青煙，色澤不均勻；過冷的混合料表面粗糙，并且有結塊現象，骨料表面裹覆不好[1，2]。
(3)攤鋪速度控制：攤鋪機工作時應保持勻速緩慢前進，不得時慢時快或中途停頓；否則會破壞熨平板受力平衡系統(tǒng)，引起熨平板上下波動，直接影響路面平整度。
2．2．3 瀝青混和料的碾壓
(1)壓實設備必須配有鋼輪壓路機、大噸位輪胎壓路機及大噸位振動壓路機，能按合理的壓實工藝進行組合壓實。并應備有經監(jiān)理工程師所認可的小型振動壓路機或手扶振動夯具，以用于在狹窄地點壓實或修補工程。
(2)在混合料完成攤鋪和刮平后應立即對路面進行檢查，對不規(guī)則之處應及時用人工進行調整，隨后進行充分、均勻的壓實。
(3)壓實分為初壓、復壓和終壓，壓路機應以均勻速度行駛。
(4)初壓采用輕型鋼筒式壓路機或關閉振動的振動壓路機碾壓，初壓后檢查平整度和路拱，必要時應予以修整。復壓緊接在初壓后進行，復壓宜采用重型的輪胎壓路機，也可采用振動壓路機。終壓緊接在復壓后進行，終壓應采用雙輪鋼筒式壓路機或關閉振動的振動壓路機碾壓。
(5)碾壓工作應按試驗路確定的試驗結果辦理。
(6)在碾壓期間，壓路機不得中途停留、轉向或制動。當壓路機來回交替碾壓時，前后兩次停留地點應相距10m以上，并應駛出壓實起始線3m以外。
(7)壓路機不得停留在溫度高于50℃ 的已經壓實過的混合料上。同時應采取有效措施，防止油料、潤滑油、汽油等其他有機雜質在壓路機操作或停放期間掉落在路面上。
(8)在壓實時，如接縫處(包括縱縫、橫縫或其他原因而形成的施工縫)的混合料溫度已經不能滿足壓實溫度要求，應采用加熱器提高混合料的溫度達到要求的壓實溫度，再壓實到無縫跡為止。否則，必須垂直切割混合料并重新鋪筑，立即共同碾壓到無縫跡為止。
(9)在壓路機壓不到的地方，應采用熱的手夯或機夯把混合料充分壓實。已經完成碾壓的路面，不得修補表皮[3,4]。
2．2．4 接縫的處理
(1)鋪筑工作的安排應使縱、橫縫都保持在最小數量。接縫的方法及設備，應取得監(jiān)理工程師批準。在接縫處的密度和表面修飾應與其他部分相同。
(2)相鄰兩幅以及上下層的橫向接縫，均應錯位1m以上，橫向接縫嚴禁采用斜接縫，應采用垂直的平接縫。
(3)平接縫應做到緊密粘結，充分壓實連接平順，可采用切縫機切齊接頭，灑粘層油后接著攤鋪。
(4)橫向接縫應先用壓路機進行橫向碾壓，碾壓時壓路機應位于已壓實的面層上，錯過新鋪層15cm，然后每壓一遍向新鋪層移動15-20cm，直至全部在新鋪層上，再改為縱向碾壓。
(5)當無法避免出現縱向冷接縫時，宜加設擋板或加設切刀切齊，也可在混合料尚未完全冷卻前用鎬刨除邊緣留下毛茬的方式，但不宜冷卻后采用切割機切縫作縱向冷接縫。
(6)上下層的縱縫應錯開150mm(熱接縫)或300~400mm(冷接縫)，表層的縱縫應順直，冷接縫宜留在車道標線位置上。
3.結束語
通過在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土面層，可以有效地改善道路的使用品質，延長路面的使用壽命，提高路基的穩(wěn)定性和瀝青路面的水穩(wěn)定性。
參考文獻:
【1】JTG F4O一2004，公路瀝青路面施工技術規(guī)范IS]．
【2】 JTJ F30—2003，公路水泥混凝土路面施工技術規(guī)范IS]．
【3】JTJ 073．2—2001，公路瀝青路面養(yǎng)護技術規(guī)范IS]．
【4】JTJ 073．1—2001，公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術規(guī)范IS]．
