超薄磨耗层处理公路沥青路面病害应用探析

2013-06-10林桂朋

交通运输研究 2013年5期

关键词：摊铺机车辙路段

林桂朋

（沧州路桥工程公司，河北沧州 061000）

1 工程概况

某段高速公路由于交通量大增，货柜车占总车流比例是其他路段的3倍多（达到21%），超载情况比较普遍，路面的麻面、剥落、坑槽、车辙等病害严重，一定程度上影响了路面使用功能及行车舒适性、安全性。路面需要进行全面养护维修，改善路面使用性能。

2 旧路病害分析

该标段的高速沥青路面的主要病害有以下几种：

a）纵向裂缝经过钻芯发现，纵向裂缝只是位于磨耗层表面，而未贯穿整个沥青层，纵向裂缝一般出现在行车方向，形成的主要原因是路表面层与下层粘结较差，在行车过程中，当路面层受到轮胎作用的剪应力时，面层所受的水平外力无法传递到底层，只是由表面层单独承受，当表面层的强度不足以承受时，则产生此种破坏现象；

b）松散、坑槽高速公路路面局部产生不规则的坑洞和松散现象，主要是由于水损害引起的坑槽，水损害坑槽主要是由于水进入到沥青路面内部，并滞留在孔隙中，在行车产生的动水压力的反复作用下，逐渐使沥青从集料表面剥离，局部沥青混凝土松散而发展形成的；由于广深高速通车多年，表层沥青产生严重的老化，导致沥青混合料的粘结力下降，从而在行车荷载和动水压力的作用下产生局部的坑洞和松散；

c）车辙该高速公路往某一方向外侧主车道也有部分路段产生较深车辙，相对而言，另一方向的车辙要轻微一些，根据上述公式计算得到K103+000～K118+000段路面破损率DR和路面状况指数PCI，并且进行了路面等级的评定。

图1～图4所示为该路段的几种主要病害。

图1 麻面

图2 表面纵向裂缝

图3 坑槽

图4 车辙

该路段的路面检测结果表明，本路段路面状况总体良好，结构强度较高，存在的主要问题为麻面、松散、坑槽和车辙，大部分路段路面抗滑性能指数大于50；由于车流量大、重载车辆较多，局部路段路面车辙严重；纵向有裂缝，一般出现在行车方向，位于磨耗层表面，而未贯穿整个沥青层。经研究，决定对桥面、纵坡及车辙大于2.5cm处以外的路面进行超薄层罩面，主要目的是对沥青砼路面磨耗层进行功能性恢复。

3 超薄磨耗层设计方案的提出

通过对路面检测结果的分析可以看出，本路段路面结构强度较高，路面行驶质量较好，铣刨后加铺不但浪费资金而且良好的旧路面结构无法得到利用，再加上该高速公路存在交通流量大、施工难度大的问题，从各方面综合考虑，该路段的维修问题与超薄层罩面预防性养护技术及应用性能优势非常契合。经专家研究讨论，决定对桥面、纵坡及车辙大于2.5cm处以外的路面进行超薄层罩面，主要采用沥青砼路面磨耗层进行功能性恢复。为保证该标段高速公路路面超薄磨耗层工程的系统实施，进行了一系列的混合料设计和试验工作。

加铺NovaChipR超薄磨耗层之前需要对有病害沥青砼路面作修复补强，轻微裂缝（缝宽＜1cm）采用灌缝的方法处理。局部路段存在坑槽、松散、严重裂缝（缝宽＞1cm）等病害路段：开挖4cm原上面层以及8cm原中面层，采用8cmGAC—20+4cmSMA—13（改性）回填。对于本公路出现的车辙路段处治针对平均车辙深度＜15mm的路段，不作处治，直接进行超薄磨耗层施工；针对15mm≤平均车辙深度＜25mm的路段，采用填补单层MS—3型微表处的方法进行处治；针对平均车辙深度≥25mm的路段，采用开挖原4cm上面层后回填4cmSMA—13（改性）的方法进行处治。

4 路面病害处理

4.1 沥青混合料的运输

在拌和场检测合格后，由大桥养护站运出，经广珠东线运输至施工现场。拟采用18t自卸车运输沥青混合料，车箱干净，为防止混合料与车箱粘结，在车箱侧板和底板均匀涂刷一薄层油水混合物（1∶3的植物油水混合液），运料车装料时应每装一斗混合料挪动一下汽车位置；运料车应采用篷布覆盖，用以保温、防雨、防污染；运料车的数量应较拌和机生产能力或摊铺能力略有富余，保证施工过程中摊铺机前方有运料车等待卸料（开始摊铺时不少于5辆），混合料运输至现场的温度不低于160℃。

4.2 沥青混合料的摊铺

高性能超薄磨耗层的专用设备是维特根SF—1800，设备包括受料斗、螺旋输送器、乳化沥青储罐、乳化沥青喷洒和计量系统、宽度可调节的振动熨平板等部分。该设备能够一次性采用乳化沥青膜喷洒以及沥青混合料摊铺及熨平。改性乳化沥青膜在60～80℃的温度下喷洒，喷洒量拟定为0.95ml/m2。热沥青混合料摊铺在改性乳化沥青喷洒后3s内进行。

摊铺热沥青混合料前要预热熨平板，预热温度应接近沥青混合料的摊铺温度；沥青混合料的摊铺温度不低于150℃，不超过185°C。摊铺机料斗受料前应涂刷少量柴油和水的混合液，以防止混合料与料斗粘结；自卸车缓慢向料斗卸料，摊铺机推动自卸车前进，开始摊铺；混合料必须均匀、连续不间断地摊铺，设定摊铺机行走速度保持在16m/min。摊铺过程中，摊铺机螺旋送料器应不停地转动，保证混合料高度不少于送料器高度的2/3，以使摊铺出的混合料表面不发生离析；机械摊铺的混合料，不宜多用人工修整，当出现局部缺料、表面不平整、局部离析等现象必须修整时，须在主管人员指导下进行；路面角隅位置的混合料采用人工整平；摊铺好的混合料要及时碾压，如因故不能及时碾压或遇雨时，应停止摊铺，并对卸下的混合料覆盖保温。

4.3 热沥青混合料的碾压

本工程对沥青混合料摊铺后采取压路机紧接碾压，以有效地缩短碾压作业段长度，但要以不产生推移、发裂为原则。针对超薄磨耗层的技术特性，采用有别于一般沥青混凝土的碾压方式进行碾压。碾压通常以静态方式进行，用11t的双钢轮压路机碾压2～3遍。碾压必须在热沥青混合料摊铺后立即进行，路面温度不得低于90℃。压路机应维护良好，具备可靠的操作稳定性，并装备有皂液水和刮板，以防止新铺混合料粘在碾压辊上。

4.4 施工质量管理重点

以面层施工、影响质量的特殊工艺（拌合、摊铺、压实）、使用的原材料等作为控制对象，加强原材料的检测。对用于面层材料，要派专人至石料加工场（每个石场最少一人），对石料加工的源头进行全过程监督和必要检测，把好加工现场进料斗石料源头关，确保石料质量，督促石料加工商对石块进行分类和验收，同时督促石料加工商自检，防止成品料被污染，确保出场质量。

4.5 沥青混凝土路面雨季施工措施

进入雨季后，每台运输车及拌合站必须配备对讲机或其他通讯设备，随时保持联系；设总调度负责统一指挥拌料、摊铺；下雨天严禁摊铺施工，运输拌合料车辆必须加盖防雨保温蓬布；车箱连接处应密封严密。遇雨后，拌合楼应立即停止拌料，施工现场立即停止摊铺，并迅速把摊铺机（包括料斗部分）全面覆盖，而且在摊铺机前对将摊铺混合料的工作面进行防雨覆盖，对已摊铺的部分迅速加紧碾压至密实。对未经压实而遭雨淋的沥青混合料要全部清除。摊铺现场应配备一定数量的吸水拖把及小桶，若遇短时阵雨，要对局部积水处作拖干处理。摊铺尾段遇小雨时，用拖把尽量清干积水，适当加快摊铺速度完成摊铺。拌合场要做好防汛、防雨措施。在拌合楼场内布置排水沟，做到雨后场内不积水。将细集料存放在仓库中，并配备足够的防雨条布，使其始终处于干燥状态。