牡哈高速公路“白改黑”质量控制研究

刘 双，马海龙

(绥满高速公路牡丹江至哈尔滨段大修工程建设指挥部)

近年来，“白改黑”的方法在黑龙江省高速公路大修和改扩建中广泛应用，即在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混合料，加铺后的路面具有平整度好、行车舒适、噪音小、维修方便等优点。绥满高速公路牡丹江至哈尔滨段大修工程采用这种形式，沥青路面在施工过程中易出现反射裂缝、压实度不足等现象，因此在高速公路“白改黑”施工中必须加强关键环节的质量控制，保证大修改造后的路面寿命。

1 工程前期调查

在牡哈高速公路“白改黑”改造前期，业主单位须组织设计单位对旧水泥面板使用状况进行详细调查，调查的内容须包括旧路面的破损、承载力、排水状况等方面，按照《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073.1-2001)中规定，利用调查结果合理确定旧板的利用率。值得注意的事，须逐板观察并详细记录错台、裂缝、唧泥等病害。

2 旧水泥面板处治

经过黑龙江省公路勘察设计院调查，牡哈高速公路旧水泥混凝土面板破坏类型主要有全板破碎、板角断裂和面板龟裂等。

旧水泥路面有大量面板贯通断裂和板角断裂病害，是由板底脱空和基层松散等原因造成，经过长期车辆荷载长期作用，产生交叉裂缝和整面板破碎等病害。牡哈大修工程对此类面板作全部或局部破除后重新浇筑C20水泥混凝土;对于已不满足使用要求的基层，经拆除以后再浇筑C20水泥混凝土。待养生结束后，对其进行蓝派冲击打裂处理后加铺沥青面层。

旧水泥混凝土路面在施工及养护过程中，由于养护不及时，或者混凝土坍落度过大及振捣过度使得面板水泥浮浆过厚，在长期交通荷载作用后，路面出现龟裂、脱皮等病害，但其强度尚能满足要求，因此牡哈大修工程对此类路段直接冲击压实后加铺沥青面层。

牡哈大修工程对破损的水泥混凝土路面根据破损状况采取灌缝、挖除、铣刨或蓝牌打裂的方式进行处理，并视不同情况采取路面补强措施。

(1)牡丹江至哈尔滨方向 K200+050～K224+800、K227+300 ～K250+295、K268+995 ～K224+025、K284+360～K286+900、K306+805～K309+460段及哈尔滨至牡丹江方向K179+980～K224+800、K227+300～K237+280、K249+645～K337+420段采用4 cm的SMA-13改性沥青+5 cm的AC-20改性沥青+找平层+土工布+2 cm的应力吸收层结构。

(2)牡丹江至哈尔滨方向 K167+090～K200+050、K250+295 ～K260+570、K265+570 ～K268+995、K274+025～K284+360、K286+900 ～K306+805、K309+460 ～K431+375段及哈尔滨至牡丹江方向K167+090～K179+980、K237+280～K249+645、K337+420～K431+375段将旧水泥路面面板打裂作为基层，再采用4 cm的SMA-13改性沥青+6 cm的AC-20改性沥青+找平层+2 cm的应力吸收层结构。

(3)K165+120～K166+590段采用5 cm的SMA-13改性沥青(添加PR-CR改性剂)+找平层+2 cm的应力吸收层结构。

(4)牡丹江至哈尔滨方向K260+570～K265+570段采用3 cm的SMA-10改性沥青(添加PRFLEX20改性剂)结构。

(5)对于旧路全部挖除路段，采用4 cm的SMA-13改性沥青+6 cm的AC-20改性沥青+22 cm的C20水泥混凝土+18 cm的4.5%水泥稳定级配碎石的路面结构。

3 沥青混合料

3.1 配合比设计

严格根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)等标准规范进行原材料试验和沥青混合料配合比设计。沥青混合料配合比设计分为三个阶段，依次为目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证。目标配合比设计最为重要，此阶段需要确定矿料级配、最佳沥青用量(油石比)等混合料的重要指标;生产配合比设计在目标配合比的基础上，由技术服务组工作人员现场调试，施工过程中严格执行调试好的配合比，并在生产过程中由监理人员跟踪检测，不得随意变化。当遇到实际需要等情况，如石料及矿粉等原材料发生变化时，必须通知技术服务组工作人员，重新调整后方可继续生产。

3.2 混合料拌制

牡哈大修工程为保证沥青混合料的质量和保证生产，全线全部采用4000型拌合站拌制沥青混合料。全线9台拌合站均由电脑智能控制，沥青混合料生产过程中，施工单位必须逐盘记录各项参数，包括各档材料用量及加热温度、拌和温度、混合料总量等，监理单位不定期抽查。另外，施工单位须定期检定拌合站的工作性，每天标定集料供料曲线，生产SMA时还需标定木质素纤维的供应量。沥青混合料施工温度应根据规范确定：基质沥青混合料的施工温度宜通过测定的沥青粘温曲线确定，如表1所示;SBS改性沥青混合料施工温度通常比基质沥青混合料温度提高10～20℃;SMA的施工温度应经试验确定。

表1 沥青混合料搅拌及压实时适宜温度相应的黏度

确定沥青混合料的搅拌时间须通过试拌，视觉要求沥青均匀裹覆集料，且有良好的和易性。牡哈大修工程中以技术服务组为主导，根据经验要求拌和试件不得少于60 s，其中干拌时间不宜少于7 s，生产SMA混合料时适当增加干拌时间，从而使木质素纤维充分分散。

3.3 混合料摊铺

3.3.1 摊铺前准备

摊铺混合料前必须清理干净旧水泥混凝土面板，牡哈大修工程中采用鼓风机将灰尘吹净;施工中纵横板缝须清理干净后，采用热沥青进行灌缝，对于大于15 mm的缝采用沥青砂进行填缝。值得注意的是，牡哈大修工程高度重视层间粘层油的撒布，确保沥青混合料与水泥面板的结合力，粘层油宜采用改性乳化沥青，用量通过试验段确定，施工中控制在0.3 L/m2。使用土工布的段落，土工布以骑缝方式铺设在横、纵缝处。同时在其上撒布约0.4 L/m2的粘层油，再洒上一层3～5 mm的细碎石，以防止摊铺过程中土工布被粘起。

3.3.2 摊铺过程

牡哈大修工程施工中为保证道路的使用寿命和使用功能，着重控制摊铺温度、面层平整度、压实度以及松铺厚度等技术指标。全线全部采用自动找平式沥青混合料摊铺机，受料斗须刷薄层防粘结剂，防止离析现象发生。摊铺机启动后先将熨平板调节至设计高度，并提前预热熨平板至100～110℃。开始摊铺时，施工单位安排专人逐车检测混合料的温度，不满足要求的均清除出摊铺现场。摊铺时为保证摊铺机、运输车辆和拌合站的协调工作，避免出现断料等现象，摊铺速度宜控制在2～5 m/min，应连续、均匀行进;根据运距推算运输车的数量，最多允许一辆运输车辆在旁边等待。

3.3.3 压实与成型

沥青面层的压实依次分为初压、复压、终压，从外侧向中心碾压，初压阶段压路机紧跟摊铺机，复压紧跟初压，终压紧跟复压。牡哈大修工程要求在不发生严重推移的条件下，初压、复压、终压均在尽可能高的温度下进行。压路机在各个阶段的碾压速度按照表2标准严格执行。

表2 压路机的碾压速度

采用钢轮压路机进行初压，为尽快压实表面、减缓温度降低，须保持较短的初压区长度;复压碾压段长度宜为60～80 m，不得随意停顿，为防止压实度不均，压路机均应做全幅碾压;终压宜选用双钢轮压路机，碾压至无明显轮迹停止。在初压、复压、终压过程中务必保证压轮的清洁，可对压轮涂刷防粘剂，牡哈大修工程对压轮刷植物油，有效防止了粘轮现象，同时减少了涂刷柴油的危害。压轮上部喷水须严格控制成雾状。

4 开放交通

沥青混合料路面开放交通前，须待沥青层已完全自然冷却，或者表面温度低于50℃。由于牡哈大修工程是边施工边通车，需要尽快地开放交通，因此建议采用适量洒水的方法快速降低温度。开放交通前期的沥青混合料加铺层必须严格控制交通流量，特别是重型车辆的通过，同时严禁急刹车、急转弯。牡哈大修工程特别注重沥青路面的保洁工作，要求施工单位配备专门清扫人员，及时巡视并保持整洁，减少污染，禁止堆放工程用砂等杂物和重油，特别是防止柴油的污染等。