舊水泥路面加鋪瀝青混凝土施工技術研究

呂佳

（山西路橋第六工程有限公司，山西 晉中 030600）

0 引言

舊水泥路面經過長時間的使用可能產生很多病害問題，影響行車舒適性，而且病害與破壞還有可能不斷發展，造成更嚴重的破壞。但如果全部挖除既有路面，將造成資源浪費，并造成嚴重的環境破壞及影響，所以可考慮在水泥路面基礎上加鋪一層瀝青混凝土面層。

1 工程概況

某路段總長約3.3km，路面采用水泥混凝土面板，厚度為20cm，基層采用石灰土，厚度為30cm。單塊面板長度為5m，寬度在4.5～5.0m，相鄰兩塊面板之間使用厚度為1.5cm左右的木板作為伸縮縫，未設置拉桿和傳力桿。經過長時間的使用，加之該路面所用混凝土標號相對較低，路面磨損程度嚴重，已經露出大量碎石。此外，因未設置拉桿和傳力桿，使相鄰的兩塊面板無法形成良好整體，同時路基受雨水、積水長時間影響，導致部分面板產生錯位、下沉與開裂。經現場調查分析，雖然路面沒有明顯的斷板與爛板，但面板磨損程度嚴重，多處錯位，嚴重影響行車舒適性，已經無法滿足交通發展基本要求，亟需進行改造。

2 改造方案對比

根據路段舊路面實際情況，水泥混凝土路面已經無法滿足要求，建議采用瀝青路面予以代替。對此，初步提出以下兩套方案：

方案一，將舊路面完全破除后重新鋪筑基層與瀝青面層。根據相關計算結果，將新路面結構確定如下：AC-13I SBS改性瀝青混凝土，厚4cm+AC-20I瀝青混凝土，厚5cm+AC-25瀝青黑色碎石，厚6cm+瀝青透層+水穩碎石基層，厚25cm+級配碎石。該方案單位造價約315元/m2，共需要1 850萬元左右的投資。

方案二，經考察，該路段雖然交通量較大，但軸載并不高，對基層沒有太高的要求，只是對面層有較高要求?；诖?，可將舊路面作為基層保留下來，然后在基層表面鋪筑瀝青面層實施補強。根據相關計算結果，將新路面結構確定如下：AC-13I SBS改性瀝青混凝土，厚4cm+AC-20I瀝青混凝土，厚5cm+瀝青黏層+調平層+玻纖格柵+舊路面。該方案單位造價約200元/m2，共需要1 170萬元左右的投資。

對于方案一，屬于傳統施工工藝方法，完成改造的路面有穩定的質量，路面高程可結合既有建筑高度靈活調整；但所需工期較長，施工中對舊路面進行破除會產生很大噪聲和振動，給沿線附近環境帶來很大不利影響，并且該方案的施工需要進行交通臨時封閉，影響附近居民日常出行，造價較高。

對于方案二，引入新施工工藝方法，工期較短，基本不需要臨時封閉路段的交通，造價相對較低。但整個路段會被一定程度的抬高，使兩側既有建筑地臺低于路面，降雨時雨水容易進入房屋，因采用新工藝方法，所以該方法能否取得成功，還需要進行實踐驗證。綜合考慮以上兩套方案的優劣勢，并結合當地經濟條件，為保證新工藝的應用發揮出理想效果，最終決定將方案二作為首選方案。

3 改造設計與施工

3.1 瀝青面層

舊路面存在很多接縫和裂縫，使其無法形成連續整體，受車輛荷載持續作用后，舊路面產生錯位與變形，導致新鋪筑的瀝青面層在既有接縫與裂縫部位產生一定剪切應力；此外，在冬季氣溫較低時，因舊路面存在收縮作用，接縫部位新鋪筑的面層容易產生應力[1]。當應力較大時，會導致新鋪筑的面層產生開裂，進而導致面層被破壞?；诖?，新鋪筑的瀝青層應具有良好延伸性。該路段采用有良好延伸性與低溫抗裂性的SBS改性瀝青混凝土[2]。

（1）瀝青?？紤]到該路段需要在冬季進行施工，故對改性瀝青提出了很高要求。該工程所用改性瀝青為在基質瀝青中按照4.0%的比例摻入改性劑制得。相較于普通瀝青，改性瀝青有更大的高溫黏度與軟化點，進而使熱穩定性與低溫條件下的抗裂性良好，增強瀝青和石料之間的黏附性。在加鋪面層中使用改性瀝青混凝土，能增強面層抵抗永久變形的能力以及低溫條件下的抗裂能力，防止雨水下滲導致路面結構被破壞。

（2）集料。粗集料以石灰巖碎石為主，因石灰巖屬于堿性石料，和瀝青黏附后，會產生化學吸附作用，在瀝青和石料之間的接觸面上產生化合物，提高黏結力；細集料為本地粗砂和石粉；填充料主要為水泥粉，其用量按照礦料總量2%嚴格控制[3]。

3.2 面層施工

該路段車行道的寬度為18m，分成兩幅進行攤鋪施工，幅寬為9m。在攤鋪開始前若下層路面已經通車，則應先灑布一層黏層瀝青，其灑布量按照0.4～0.5kg/m2控制。因本次施工需在冬季進行，所以施工中溫度控制是重點環節。在攤鋪過程中，需將混合料溫度嚴格控制在140～160℃。為了使混合料的實際溫度達到要求，在運輸過程中需在車廂內鋪設一層苫布，并在頂部蓋好棉被。當氣溫降低至15℃以下時，不允許進行攤鋪施工。在攤鋪過程中，應緊跟碾壓，碾壓段長度需控制在25～40m；先進行2遍初壓，再進行2遍終壓；碾壓完成后混合料溫度應達到110℃以上。壓路機以10t鋼輪壓路機為主，行駛速度按不超過5km/h控制，相鄰兩條碾壓帶之間要有1/4左右的輪跡重疊。在施工過程為避免混合料和壓路機輪發生黏結，需在碾壓開始前在壓路機輪上均勻灑布一層洗衣粉水，并在碾壓過程中不時向壓路機輪適度灑水，注意避免灑水過量，防止混合料溫度突然下降導致質量問題。因該路段是在舊路面基礎上進行加鋪施工，所以不可振壓，只能進行靜壓，以免破壞舊路面[4]。

3.3 夾層設置

（1）該路段沿線兩側存在很多既有建筑，其地臺高度通常比人行道高約15cm，若施工中采用普通加鋪層，其厚度可以達到55cm，這樣會使改造完成后地臺高度低于路面，導致雨水倒灌。為防止以上現象發生，應先在舊路面采用玻纖格柵設置夾層，然后再進行瀝青層的鋪筑，夾層的設置能減小加鋪層厚度。

（2）在舊路面與瀝青加鋪層之間設置夾層能使舊路面接縫與裂縫部位的應力分散至加鋪層的層底，進而有效改善加鋪層性能。該工程的夾層主要為玻纖格柵。玻纖格柵強度高，有良好的穩定性，不會因為溫度作用產生收縮或膨脹。該路段所用玻纖格柵的厚度只有1.95mm，橫、縱向抗拉強度分別可達65kN/m和75kN/m，正常情況下的延伸率不超過3.5%。在加鋪層中，玻纖格柵的作用類似于加筋，能顯著提高面層結構抗拉強度，延緩或避免裂縫產生。玻纖格柵能起到的作用與其模量有關，二者為正比關系。實踐表明，格柵在瀝青面層中的應用能有效減少車轍與疲勞裂縫，還能延緩基層的反射裂縫。此外，由于玻纖格柵自身有良好的溫度穩定性，所以能防止熱料攤鋪后產生變形，為施工創造良好條件[5]。

（3）在很多瀝青面層加鋪施工中，土工織物均為全幅滿鋪。結合該工程的特點，由于舊路損壞情況并不是十分嚴重，所以只需要在接縫與裂縫部位進行條狀鋪設。該方法雖然對施工有很高要求，但能減少很多成本。玻纖格柵實際使用效果會受到路面實際狀況影響。鋪設開始前，應先用高壓沖洗車與人工將舊路面上存在的附著物與污染物沖洗干凈，然后用鐵絲將接縫與裂縫中存在的雜物清理干凈，在路面達到干燥后，采用10#瀝青進行灌縫處理。正式鋪設玻纖格柵前，應先在基層表面灑布瀝青黏層，其灑布量需按照0.4～0.5kg/m2嚴格控制。若施工中采用的是乳化瀝青，則其完全破乳后才能進行玻纖格柵的鋪設。因該工程所用玻纖格柵的設計寬度為50cm，所以可采用人工進行鋪設。為避免格柵起鼓，保證其平整度，有足夠的張拉力，在施工過程中需設置鐵皮，其尺寸為50mm×50mm×0.3mm，同時用鋼釘加以固定。若需要對玻纖格柵進行搭接，則相鄰兩塊格柵之間要有50cm的搭接長度，并根據格柵的具體攤鋪方向，將下一段格柵壓在前一段上方[6]。

3.4 舊路面處治

舊路面處治效果對加鋪層質量與使用壽命有直接影響，尤其是接縫處與裂縫處。該路段加鋪層施工中，以舊路面實際破壞情況為依據，采取以下修補方式：

（1）對錯位和損壞情況較為嚴重的舊路面，建議將其挖除后重新進行澆筑，使抗折強度達到4.5MPa以上。為了使路面板的受力達到均勻，需要在新澆筑完成的面板和舊路面板之間的接縫部位增設傳力桿[7]。

（2）當舊路面上存在塊裂時，對于寬度在5mm以內的裂縫，需使用乳化瀝青進行灌縫；對于寬度在5～15mm范圍內的裂縫，需使用半固體填縫料處理；而對于寬度超過15mm的裂縫，需在使用半固體填縫材料處理完成后，額外鋪設熱瀝青砂。

（3）當舊路面上存在角隅斷裂與接縫碎裂現象時，應沿裂縫走向使用切割機對面板進行切割，形成一個規則的矩形，然后將矩形范圍內的混凝土破碎，再采用標準方法重新澆面板。

（4）對于錯臺在3cm以內的板塊，需用瀝青砂將其找平；對于錯臺超過3cm的板塊，需破除已經下沉的板塊，在處理好路基后，重新澆筑面板[8]。

4 改造效果

改造結束后，加鋪層平整度、滲水系數和彎沉實測結果如表1～表3所示。

表1 改造完成后加鋪層平整度實測結果 單位：mm

表2 改造完成后加鋪層滲水系數實測結果

表3 改造完成后加鋪層彎沉實測結果 單位：μm

從以上各項實測結果可以看出，該路段本次改造效果合格，加鋪層各項技術指標均能達到要求。

5 結語

綜上所述，設置瀝青加鋪層是當前水泥混凝土路面常用的改造方式，將舊水泥混凝土路面作為基層施工，能充分利用舊路，減少施工材料，降低施工難度和對周圍環境造成的影響，以上對加鋪層施工進行了分析與總結，可為該項技術的廣泛應用提供參考。