水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層技術研究與應用

摘要：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行車舒適性差，噪音大，不美觀；而且部分水泥砼板塊不堪重負出現斷裂、沉陷、坑洞、錯臺、破碎板等嚴重病害，來往車輛行車顛簸和不適已形成一定的安全隱患。2012年度我局為了改善城區交通環境，適應當地社會經濟發展需要，決定對泰興市城區10條道路實施水泥砼路面改為瀝青砼路面，本文結合了工程實際，對“白加黑”的改造工程進行了技術總結。

關鍵詞：水泥路面加鋪瀝青面層技術研究與應用

中圖分類號：TV42文獻標識碼： A

一、概述

泰興市新區國慶東路、文江路等9條城市道路建成于2004至2009之間，路面結構類型為水泥混凝土，由于水泥混凝土路面接縫較多，路面平整度較差，反光強，車輛行駛在水泥混凝土路面上行車舒適度差、噪音大，易揚塵，同時經過4～8年的使用部分路面已產生病害，如：板塊斷裂、錯臺、裂縫、坑槽等。為了提高城市中車輛行駛地舒適性，降低行車產生的噪音、減少揚塵、改善城市居民的生活環境，美化路容路貌，需對新區國慶東路、文江路等9條城市道路路面進行“白加黑”罩面工程，即水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土路面，同時對現有的路面病害進行整治。

二、“白加黑”罩面工程設計原則

根據新區這9條路的交通量、使用性質、路面現狀，以及所在地的氣候、水文、地質、材料以及路面改造的目的等情況，對水泥混凝土路面加鋪層設計提出以下原則：

1、在滿足交通量和使用性能等技術要求的條件下，按照因地制宜、合理選材、節約投資的原則進行路面結構方案的技術經濟比較，選擇技術先進、安全可靠、經濟合理、為方便施工與施工組織的結構方案。2、重視新技術、新工藝、新材料的運用，按照科學、可靠、可行的經濟指導思想。3、舊路加鋪層設計，應盡可能采用較薄的路面結構，減少對沿線交通設施、沿線進出口、地塊的影響；減少橋梁恒載的增加。4、應按照防排結合的原則進行路面結構內部防排水設計，將路面結構與防排水進行綜合設計，盡量防止雨水滲入路面結構與路基內部。5、路面結構方案應方便施工與施工組織, 確保交通暢通與交通安全, 盡可能采用機械化作業, 提高勞動效率與施工速度, 減少人工作業環節, 保障施工質量、施工進度與人員安全。

三、 現有路面病害的處理

經過現場踏勘，現有路面病害主要有：混凝土面板開裂、板塊脫空、破損、面板錯臺、孔洞、表面起皮、露骨、剝落、麻面等，在加鋪瀝青混凝土面層前必須對現有路面病害進行處理，以保證混凝土面板的整體強度滿足道路后期使用的要求，消除產生新生路面病害的隱患。

1、破碎板整治

（1）基層處理，整塊換板

板有兩個以上裂縫、兩個以上破損角、一個破損角面積大于1/4板塊，且路面基層出現破壞的。

（2）整塊換板，基層不做處理

板塊有兩條以上裂縫、或者板塊有兩個以上的角損害、或者一板角的損害面積大于1/4的板面積，但基層完好的。

（3）板塊局部維修

板塊內僅有一條貫穿縫，或一個破損角，且破損角的面積小于1/4板的面積。

2、裂縫整治

當板內有裂縫且板內無錯臺時，則不需換板，只進行裂縫維修和混凝土加固即可。小于1cm的縫，采用灌縫處理，大于1cm的縫，采用填縫處理。原有舊水泥砼路面的接縫都要采用新型灌縫和填縫材料，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定性。

3、板底脫空斷裂

確定為板塊脫空時（彎沉值大于20），并且彎沉差小于0.06mm，板塊間具有較好的傳荷能力，應進行灌漿處理。

4、錯臺維修

當錯臺高差小于1cm，用切削機械鑿除錯臺，修補縱坡變化控制在1%。當錯臺高度大于1cm時，且一塊板不穩定時（彎沉差大于6），應進行換板處理。

5、孔洞

對孔洞坑槽，填上聚合物乳液混凝土。最后噴灑養生劑。處理后的舊混凝土，其強度、平整度、路拱橫坡均應滿足設計和規范有關要求。

6、光滑處打毛處理

為了保證舊混凝土路面與新鋪瀝青路面很好地結合，對混凝土路面上光滑的部分區域要采用專用的混凝土銑刨設備進行拉毛施工。

四、 路面加鋪層方案

根據此次“白加黑”罩面工程設計原則，以及現有路面強度及病害情況提出路面加鋪層方案。

1、原混凝土路面與加鋪瀝青層間處理方案比選

對原混凝土路面與加鋪瀝青層間進行有效處理是加鋪成功的關鍵環節之一，其不僅可以防止基層裂縫的反射，還可以防止雨水滲入基層，延長瀝青路面的使用壽命。目前層間處理方式主要有兩種方法：土工布/土工格柵、橡膠瀝青應力吸收層。兩種方式的優缺點對比如下：

處置方式 優缺點 推薦方案

土工布/

土工格柵 1）對處治平行裂縫效果明顯，但無法處治縱向縫。

2）土工布、土工格柵鋪設應選在瀝青冷卻失去粘結性之前進行，鋪筑時必須要平整，無皺褶。

3）土工格柵易引起層間滑動和粘結不良 不推薦

橡膠瀝青應力吸收層 1）封水和抗滲性能好；

2）層間的粘結效果好；

3）抗裂性能優良；

4）提高路面使用壽命，后期維護成本低；

5）防止瀝青面層產生水沖刷作用，防止瀝青面層產生反射裂縫與疲勞裂縫。 推薦：橡膠瀝青應力吸收層可大大改善層間應力狀態，避免推移、坑槽現象的產生，延緩反射裂縫的發生。

2、瀝青路面加鋪層方案比選

根據國慶東路、文江路等9條路的交通量及其發展趨勢，現有混凝土面板基本完好，強度滿足使用要求，在加鋪瀝青混凝土面層后原混凝土路面仍將作為主要承載結構層，同時通過對改性瀝青和瀝青添加劑的使用，有效地增強瀝青混凝土的強度及穩定性，降低加鋪結構層的厚度，現擬定2種瀝青路面加鋪層方案（以下方案面層厚度支路為5cm，主次干道為6cm。）

方案一：

面層：6cm厚MA100改性劑瀝青混凝土（MA100-AC-13）

1cm厚橡膠瀝青應力吸收層（AR-SAMI）

方案二：

面層：6cm厚改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SBS-SMA-13）

1cm厚橡膠瀝青應力吸收層（AR-SAMI）

四種瀝青路面加鋪層方案比較表：

方案類型 性能特點 造價 推薦方案

方案一

MA100改性劑瀝青混凝土 優點：

1）高溫性能、水穩定性明顯優于SBS改性瀝青；

2）抗剪性能與動態彈性模量明顯大于SBS改性瀝青；

3）低溫性能與SBS改性瀝青相當；

4）拌合溫度比SBS降低了15-20℃，減少了瀝青的老化程度，節省了能耗；

5）成本比SBS改性瀝青混合料降低了45元/噸；

6）特別適用于抗車轍要求高的市政道路。

缺點：用于極寒地區時低溫性能需進一步提高。 101/m2 推薦

方案二

改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料 優點：

1) 有非常好的高溫抗車轍能力；

2）低溫變形性能和水穩定性有較多的改善；

3）構造深度大，抗滑性能好；

缺點：造價高，纖維不易分散，施工要求高。 121/m2 不推薦

注：造價在同等厚度6cm的情況下進行比較。

結論：在滿足抗剪切、耐磨耗、抗車轍、抗水損害、抗低溫性能等前提下，綜合考慮材料單價，推薦路面加鋪層方案一，即為面層6cm厚MA100改性劑瀝青混凝土（MA100-AC-13）+1cm厚橡膠瀝青應力吸收層（AR-SAMI）。

五、 加鋪瀝青混凝土面層施工

1、瀝青加鋪層混合料技術指標

采用普通70號基質瀝青、玄武巖集料、石灰石礦粉為材料，并添加03.%的潤強MA-103 瀝青增強改性劑制備出瀝青混合料（MA103-AC-13），瀝青增強改性劑建議使用江蘇博特新材料有限公司生產的潤強MA103 改性劑，其主要技術指標如表1所示，瀝青混合料主要技術要求見表2。

表1 瀝青增強改性劑主要性能指標

測試項目 單位 性能指標

尺寸 mm 2-7

15℃密度 g/cm3 0.92-0.98

熔點 ℃ 110-150

190℃熔融指數 g/10min ≥2

表2MA103-AC-13 瀝青混凝土混合料技術要求

試 驗 項 目 技 術 要 求

馬歇爾試件擊實次數 雙面各擊實75

空隙率（%） 4-6

瀝青飽和度（%） 65-75

穩定度（kN） ≥8.0

流值（mm） 2.0-5.0

車轍試驗動穩定度（60℃，0.7Mpa）（次/mm） ≥5000

彎曲試驗破壞應變（-10℃，50mm/min）（με） ≥2400

水穩定性 殘留馬歇爾穩定度（%） ≥85

凍融劈裂試驗殘留強度比（%） ≥80

注：瀝青混合料礦料間隙率（VMA，%）當馬歇爾試件設計空隙率（%）為4、5、6 時，分別為14、15、16，當設計空隙率不是整數時用內插法確定要求的最小VMA。

2、橡膠瀝青應力吸收層

橡膠瀝青應力吸收層簡稱SAMI，采用碎石封層模式：用熱橡膠瀝青噴灑在現有的路表面，然后立即撒布單一粒級（9.5-13.2mm）的封層集料，再進行碾壓，將集料嵌入瀝青膜。橡膠瀝青技術要求見表3。

表3 橡膠瀝青技術要求

檢測項目 技術指標

粘度，177℃，Pa·s 1.5-4.0

針入度（25℃，100g，5s），不小于（0.1mm） 25

軟化點,不小于(℃) 54

彈性恢復,25℃,不小于(%) 60

其中橡膠瀝青灑布量：2.0-2.5kg/m2，玄武巖碎石灑布量：10-14kg/m2。采用膠輪壓路機，在碎石撒鋪后應立即進行碾壓作業。

3、MA103-AC-13瀝青混合料拌合與攤鋪工藝

(1)瀝青增強改性劑MA103 投料工藝

采用外投式方法將瀝青增強改性劑連包裝袋一起與集料同時加入拌缸進行拌和，對于3000 型瀝青拌合樓，每鍋瀝青混合料加入3 包瀝青增強改性劑（每包3kg）；對于4000 型瀝青拌合樓，每鍋瀝青混合料加入4 包瀝青增強改性劑（每包3kg）。

(2)瀝青混合料拌合工藝

將瀝青增強改性劑與集料一起加入攪拌缸中，干拌10-15s，然后噴入瀝青，濕拌35-40s 即可出鍋。

(3)瀝青混合料溫度控制

瀝青加熱溫度150℃-165℃，礦料溫度175℃-185℃，混合料出廠溫度170℃-185℃，超過195℃運輸到現場溫度 不低于160℃，攤鋪溫度 不低于150℃，初壓開始溫度 不低于145℃，碾壓終了路表溫度 不低于100℃，開放交通路表溫度 不高于50℃，施工氣溫 不低于10℃ 。

(4)瀝青混合料的攤鋪工藝，混合料的運輸：以防止溫度散失過快，保證攤鋪過程的連續性，本方案是在混凝土路面加鋪橡膠瀝青應力吸收層后攤鋪瀝青混合料，保證運輸車輛輪胎清潔，避免車胎上積水。

六、結束語

本工程通過對水泥混凝土路面上加鋪的瀝青混凝土面層技術改進和研究，有效地降低道路加鋪厚度，同時延長路面的使用壽命，提高路基的穩定性和瀝青路面的水穩定性，大大改善了泰興新區道路的使用品質，提升了新區形象，節約了工程投資。

作者簡介：謝安娜(1980-)，女(漢族)，江蘇省泰興市，工程師，大學本科，，主要從事城市建設項目管理。