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瀝青路面加鋪技術(shù)在水泥路面改造中的應(yīng)用
水泥混凝土路面以其承載能力高、耐高溫性好、抗彎拉強(qiáng)度高、耐久性好、施工簡便等優(yōu)點，被廣泛運用于早期城市道路中。隨著現(xiàn)代化生活節(jié)奏的加快、重型車輛的增多、交通量的劇增、使用時間的增加以及各種地質(zhì)水文環(huán)境的影響，早期施工的水泥混凝土路面出現(xiàn)了裂縫、錯臺、板底脫空、斷板等病害。另外，水泥混凝土路面的光熱反射較強(qiáng)、剎車聲音刺耳等導(dǎo)致行車舒適性較差。隨著人們生活水平的提高，對水泥、混凝土路面改造的要求十分強(qiáng)烈。從經(jīng)濟(jì)環(huán)保的角度出發(fā)，普遍采取的改造方案為在原有水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土路面，從而形成一種新的路面結(jié)構(gòu)，這就是所謂的“白改黑”路面體系，這種路面體系與一般的彈性層狀體系有較大的區(qū)別。在具體的“白改黑”項目施工中應(yīng)加強(qiáng)施工質(zhì)量控制，特別是對舊水泥混凝土路面的處理和加鋪瀝青混凝土路面的質(zhì)量控制。
“白改黑”常見的改造方案
在舊水泥混凝土路面上直接加鋪瀝青混凝土路面。該方案是在清潔后的舊水泥混凝土道路上直接加鋪一層瀝青混凝土路面。其最大的優(yōu)點是施工簡便、速度快；缺點是原先水泥混凝土路面接縫處的反射裂縫較多，并出現(xiàn)錯位現(xiàn)象，隨著路面的損壞范圍加大，這些病害會形成焦油坑，進(jìn)而演變成路面破損坑，影響行車安全，整體施工效果不理想。
在水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面之間加鋪玻璃纖維格柵。該方案是在水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面之間加鋪玻璃纖維格柵。它是利用玻璃纖維的彈性模量高、抗拉強(qiáng)度高、耐高溫性能好、化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點，加鋪之后起到加筋的作用，有效地改變?yōu)r青混凝土路面在溫度和荷載的反復(fù)作用下的應(yīng)力狀態(tài)，減少混凝土接縫處的應(yīng)力集中效應(yīng)，從而有效地限制反射裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展。實際的工程實踐表明，加鋪玻璃纖維格柵只能延緩反射裂縫出現(xiàn)，無法徹底消除反射裂縫，隨著使用年限的增加，依然會出現(xiàn)反射裂縫。
先加鋪配筋水泥混凝土路面后再施工瀝青混凝土面層。該方案是在原先的水泥混凝土路面上安裝一層鋼筋后澆注水泥混凝土路面，然后在新澆注的水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土路面。該方案有效地解決了反射裂縫的問題，在實際改造工程中取得的效果良好。但是這種方法的施工工期較長，造價較高。
在舊水泥、混凝土路面噴灑改性乳化瀝青粘層。該方案是先把舊水泥混凝土路面進(jìn)行噴砂清洗或者鑿毛處理，然后在其上噴灑改性乳化瀝青粘層，使得水泥混凝土路面與瀝青混凝土路面之間的粘合強(qiáng)度增強(qiáng)，從而減少反射裂縫的出現(xiàn)機(jī)率。
舊水泥混凝土路面加鋪瀝青路面的反射裂縫的形成機(jī)理。
作為瀝青加鋪層基層的水泥混凝土路面的本身強(qiáng)度較高，基本可以滿足設(shè)計要求，但是由于接縫及裂縫的出現(xiàn)，使得水泥板無法形成均勻連續(xù)的整體，在水泥板頂面上應(yīng)力分布離散性較大。這種舊水泥板加鋪瀝青面層的路面結(jié)構(gòu)較為特殊，在車輛荷載及其他外力的作用下，瀝青加鋪面層的三維應(yīng)力狀態(tài)較為復(fù)雜，行車在這種不連續(xù)板體上，由于舊水泥混凝土路面裂縫或者接縫兩邊的板塊會出現(xiàn)豎向位移，形成剪切應(yīng)力和彎拉應(yīng)力集中，從而產(chǎn)生錯開的距離，這是瀝青加鋪層出現(xiàn)反射裂縫的最直接的機(jī)理。除此之外，瀝青路面和舊水泥混凝土路面在氣候和溫度變化的影響下因熱脹冷縮產(chǎn)生溫度應(yīng)力。由于水泥板的不連續(xù)性使得應(yīng)力在接縫或者裂縫處集中，瀝青加鋪層所受的拉應(yīng)力超過其本身的抗拉強(qiáng)度時就會出現(xiàn)開裂，這種由于溫度應(yīng)力而形成的溫度型裂縫是反射裂縫出現(xiàn)的主要原因。
“白改黑”的主要施工技術(shù)
舊水泥混凝土路面損壞的處治
在水泥混凝土路面改造施工之前，應(yīng)對舊水泥混凝土路面進(jìn)行彎沉測量，鉆取結(jié)構(gòu)面的芯樣進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載能力的分析與鑒定，對彎沉較大的路段應(yīng)現(xiàn)場檢測并分析實際病害情況，對路面損壞情況進(jìn)行檢查和匯總，為制訂相應(yīng)的改造方案提供基礎(chǔ)資料。
(1)對于未松動的板塊，當(dāng)彎沉值<20(0.01mm)時，可以不處理，除非相臨板塊的彎沉值之差>10(0.01mm)；當(dāng)彎沉值>20(0.01mm)時，應(yīng)采取水泥壓漿處理，直至其彎沉值<10(0.01mm)。在需要壓漿的板塊上鉆取5個孔，一般是中心1孔加角孔4個，一般角孔距離板塊邊緣100cm，具體孔數(shù)根據(jù)實際情況確定，對于基層較差的路段可以適當(dāng)增加壓漿孔，采用C30水泥漿進(jìn)行高壓注漿，注漿后進(jìn)行養(yǎng)生，時間為48h，期間注意封閉交通，壓漿處理后應(yīng)進(jìn)行彎沉測定，若彎沉值>20(0.01mm)，則需要重新進(jìn)行壓漿處理。
(2)對于松動的好板塊或者只有一道裂縫的板塊以及錯臺>5mm的板塊，均采取水泥壓漿處理，使得板塊彎沉值<10(0.01mm)；若經(jīng)過壓漿處理后兩相鄰板塊的錯臺>5mm，那么應(yīng)將高出的部分鑿除，鑿除的范圍為高出板塊邊緣50cm左右，使得鑿除后的板塊與低板平齊。
(3)對于角隅位置出現(xiàn)開裂的板塊，可以采取局部修補(bǔ)的處理措施，先確定切割的范圍，一般對于縫隙離板角≥1.3m的，應(yīng)把破損部分鑿除，然后按照φ8@100mm雙層雙向鋼筋網(wǎng)，再澆注混凝土。
(4)對于破碎或者存在交叉裂縫的板塊，采取鑿除處理。按照壓路機(jī)的覆蓋范圍來劃分面積的大小，對于小面積的部分可以采用C25素混凝土重新澆注，對于大面積的板塊可以采用二灰碎石進(jìn)行回填壓實至規(guī)定的標(biāo)高。至于老路的路基是否需要翻挖重做，則要根據(jù)實際情況進(jìn)行確定，如果需要翻挖的話，那么回填料應(yīng)用二灰碎石，按照要求壓實到位。
(5)對于接縫的處理，無論縱橫縫有無填料或者砂石等異物，都應(yīng)先把縫隙內(nèi)的異物清理干凈，然后用鋼絲刷把縫壁刷干凈，再采用改性瀝青灌縫；對于脹縫，清理縫隙內(nèi)雜物后，先把硬泡沫板塞在縫隙下部，上部預(yù)留7cm左右采用熱熔改性瀝青澆灌。
粘層油灑布。在粘層油灑布前，應(yīng)先將舊水泥混凝土路面壓平并清洗干凈，等路面干燥且氣溫>10℃時方可進(jìn)行粘層瀝青的灑布工作。粘層油一般采用A-140石油瀝青或者快裂型乳化瀝青，一般將灑布量控制在0.3-0.6L/m2，粘層油的溫度一般控制在150-170℃之間，灑布車的車速控制在50-80m/min。在實際施工中應(yīng)根據(jù)具體情況確定灑布量，確保噴灑均勻，如有遺漏的地方或者由于灑布車停頓造成少油或者油量過大，應(yīng)人工補(bǔ)灑或者刮除再補(bǔ)灑。
鋪設(shè)玻璃纖維格柵。等灑布的粘層瀝青破乳干燥后就可以鋪設(shè)玻璃纖維格柵。玻纖格柵的鋪設(shè)可以采用人工鋪設(shè)或者汽車改裝的專用設(shè)備進(jìn)行鋪設(shè)，格柵起點一般采用水泥釘進(jìn)行固定，應(yīng)把膠面向下，順著縱向進(jìn)行鋪設(shè)，鋪設(shè)中應(yīng)拉緊玻纖格柵，使其具有一定的張力，并保持平整，不得出現(xiàn)裙皺現(xiàn)象，使縱向搭接寬度≥20cm，己鋪好的格柵搭接位置應(yīng)補(bǔ)灑20-30cm瀝青帶，接著攤鋪另一幅格柵。對于個別不平整的地方，應(yīng)采用攤桿直接推平，對于彎道部分的玻纖格柵，其內(nèi)側(cè)應(yīng)采用工具裁開，鋪平并涂刷瀝青，再進(jìn)行另一側(cè)的搭接施工，確保鋪設(shè)平順。玻纖格柵的鋪設(shè)完成后采用鋼輪壓路機(jī)碾壓一遍，保證玻纖格柵嵌入粘層面上。
瀝青混合料的級配調(diào)整。瀝青混合料在拌和廠拌制時，其級配一般采用二次調(diào)整進(jìn)行控制。在拌和之前，根據(jù)設(shè)計配合比所要求的標(biāo)準(zhǔn)級配范圍以及瀝青混合料組成礦料的設(shè)計用量，按照篩分后各礦料顆粒組成對各料倉的進(jìn)料速率和供料用量進(jìn)行計算與調(diào)整，確保瀝青混合料的級配接近最佳級配以及瀝青混合料的出廠質(zhì)量。
瀝青混凝土加鋪層的施工質(zhì)量控制。瀝青混凝土應(yīng)在拌和廠集中拌制，拌和好的瀝青混凝土應(yīng)均勻一致，無離析、花白料、結(jié)團(tuán)成塊等質(zhì)量缺陷，嚴(yán)格瀝青混凝土的出廠質(zhì)量檢查，對于不滿足設(shè)計要求的混合料不得出廠。一般采用自卸汽車運輸瀝青混合料，且在汽車車廂的底板及側(cè)壁應(yīng)涂刷隔離劑，一般采用洗潔精和水的混合液。自卸汽車應(yīng)采用油布覆蓋保溫，瀝青混凝土運至現(xiàn)場的溫度應(yīng)控制在150℃，使攤鋪后的溫度≥130℃。根據(jù)工程的特點合理地進(jìn)行施工部署，保證瀝青混凝土攤鋪連續(xù)均勻，一般應(yīng)保證5-8臺運料車等候在攤鋪機(jī)前，并及時調(diào)整供料速度和瀝青混凝土的攤鋪速度，注意在瀝青混凝土鋪設(shè)過程中，運料車不得在其上轉(zhuǎn)彎或者調(diào)頭。當(dāng)瀝青混凝土溫度為120℃左右時可以開始碾壓。碾壓分為初壓、復(fù)壓和終壓三道工序，碾壓按先道路的外側(cè)后道路中線，由低往高，先靜壓后振動碾壓的順序進(jìn)行。先采用10t或者10t以上的雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行初壓，一般碾壓3遍，每遍搭接重疊30cm，碾壓速度一般為1.5-2.0km/h，然后采用16-25t的輪胎壓路機(jī)進(jìn)行復(fù)壓，碾壓2遍，碾壓速度一般為3.5-4.5km/h，最后采用10t或者10t以上較寬的雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行終壓，一般碾壓2遍，碾壓速度為2.5-3.5km/h。壓路機(jī)的碾壓遍數(shù)及碾壓速度等參數(shù)應(yīng)根據(jù)瀝青混凝土試驗段施工來確定，壓路機(jī)不得在加鋪層上轉(zhuǎn)向調(diào)頭、停機(jī)、急剎車等操作。在瀝青混凝土施工過程中，質(zhì)檢人員應(yīng)加強(qiáng)對瀝青路面的平整度和密實度檢查，對可能出現(xiàn)質(zhì)量問題的關(guān)鍵工序進(jìn)行控制，試驗員應(yīng)加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)測，按照規(guī)范要求進(jìn)行篩分、抽提以及各類規(guī)定的試驗，比如馬歇爾試驗，及時根據(jù)現(xiàn)場的情況對瀝青混凝土的相關(guān)生產(chǎn)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，確保拌和好的瀝青混凝土質(zhì)量滿足設(shè)計及規(guī)范要求。
瀝青混凝土加鋪層的養(yǎng)生。安排專人對壓實成型后的瀝青路面進(jìn)行養(yǎng)生，養(yǎng)生期間應(yīng)封閉交通，必要時設(shè)置圍擋，嚴(yán)禁各類車輛在瀝青路面上停留，一般等瀝青混合料溫度低于50℃時方可開放交通，正常應(yīng)等瀝青路面完全冷卻后再通行。開放交通時，應(yīng)設(shè)專人進(jìn)行指揮，車輛限速20km/h，并不得在瀝青路面上急剎車或者調(diào)頭。
綜上所述，在舊水泥混凝土路面改造中，首先應(yīng)對舊水泥混凝土路面的損壞情況進(jìn)行檢查并確定相應(yīng)的改造方案，然后根據(jù)改造方案對舊水泥板塊的損害進(jìn)行處治，灑布粘層油，鋪設(shè)玻璃纖維格柵，加強(qiáng)對瀝青混合料的級配調(diào)整及施工質(zhì)量控制，并注意后期的養(yǎng)生及維護(hù)，這樣才能確保加鋪層的施工質(zhì)量，有效地解決反射裂縫的問題。
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