甬台温高速公路宁波段路面维修工程研究与分析

吕 巍

(江苏省交通科学研究院股份有限公司)

1 工程概况

甬台温高速宁波段是同三国道主干线宁波市境段，位于宁波积沉平原和大契海积平原，是北仑港连接宁波市和通往杭州、台州、温州等地主要通道之一，在公路网中位置十分重要。项目起于北仑港，止于奉化西坞，全长49.5 km，其中北仑至大朱家段1999年底建成通车，宁波东至奉化西坞段2000年通车。线路按丘陵区高速公路标准，双向四车道，设计行车速度为120 km/h，路基宽度26.0 m。

2 原路面调查

现场调查，路面主要病害为龟裂、修补、裂缝、坑槽、松散等。通过现场取芯及芯样试验数据分析可知导致路段出现较多路面病害主要是因部分路段水损害较为严重。

甬台温高速公路宁波段地质构造以冲海积、湖沼积平原为主体。项目地处软土地基且软土层较厚，软土指标较差，沿线结构物多，路基填土较高，加之修建时软基沉降稳定前加铺路面，造成通车后较快产生桥头跳车，导致路基不均匀下沉，路面下沉、开裂、坑槽等病害。根据竣工资料全线处于软土地基路段占全线总里程80%，且软土层厚，地质条件复杂，建设在沿海水网地带软土地基上的高速公路工后沉降对路面影响较大。

3 原路面处理

3.1 病害密集铣刨重铺处治

甬台温高速公路宁波段一期部分路段病害密集，一些病害经过修补并没有得到彻底根治，高温雨季过后病害反复出现导致平整度降低，病害处治时宜对路段进行铣刨重铺。通过现场调查和取芯得知G15病害处基层存在松散情况，S1和S5基层状况良好。单车道铣刨对S1和S5铣刨上、中面层，对下面层病害进行处治后回铺沥青混合料，对G15铣刨上、中、下面层对基层病害处治后回铺沥青混合料。铣刨至基层顶面，如果上中面层铣刨后下面层完好可以只铣刨上中面层。推荐上面层回填改性沥青AC-13C，中、下面层回填改性沥青AC-20C。

3.2 横、纵裂缝病害处治

路段横、纵向裂缝是主要病害，裂缝已经灌缝处治过又重新开裂。通过取芯调查知横、纵向裂缝既有反射裂缝又有疲劳裂缝。为防止处治后裂缝重新开裂，根据本路段病害特征推荐采取以下处理措施:已灌缝处理尚未开裂裂缝推荐不进行处理保持现有稳定状态;缝宽小于5 mm裂缝进行扩缝灌缝处理，推荐采用专用灌缝胶进行灌缝。

3.3 坑槽、龟裂松散类病害处治

通过路况调查发现经过高温多雨季节，部分路段有坑槽、龟裂等病害产生，若坑槽、唧浆单独存在，坑槽深度＜25 mm，坑槽面积＜1 m2，直接进行台阶式开挖，四方台阶设置均为25 cm，坑槽挖补面积为1 m×1 m，深度为17 cm，沥青面层分两层进行回填，填补改性沥青AC-13C型混合料;对于局部小面积龟裂参照坑槽处治方案进行，重点是处理彻底，避免多次重复维修。

3.4 基层处治方案

局部少量路段采用铣刨重铺方案，面层铣刨后根据基层顶面病害状况及严重程度选择不同处治方案:当基层顶面无大面积松散、唧浆，只单条裂缝时采取聚酯纤维布进行贴缝处理，沥青面层回填减缓裂缝反射;基层顶面出现大面积松散、唧浆等病害根据病害数量，数量较少按照圆洞方补、斜洞正补原则挖除病害基层回填沥青混合料AC-20C。

4 试验段路面加铺方案

4.1 总体思路

路面专项养护设计中试验段桩号范围为沈海高速G15温州方向K1511+966～K1512+746，进行罩面加铺处理。试验段路面主要存在横向裂缝、修补及龟裂，局部路段沥青老化严重等路面病害。拟采用加铺罩面方案对原路面进行维修。依据路况调查结果分析各路段病害特征提出加铺方案。沥青路面加铺罩面方案设计包括加铺罩面结构层厚度、加铺罩面结构层混合料类型确定、加铺罩面结构层组合等内容。根据使用要求及气候、水文、土质等自然条件，结合实践经验及原路面状况，在满足交通量和使用要求前提下遵循因地制宜选择技术先进、经济合理、安全可靠、有利于机械化、工厂化施工路面结构方案。结合当地条件积极推广成熟科研成果，对新材料、新工艺、新技术积极、慎重运用。

4.2 面层混合料比选

用于沥青路面加铺罩面混合料有密级配AC型、间断级配SMA、橡胶沥青AR-AC型、高性能Superpave型等。现有路面存在大量裂缝及龟裂病害，根据病害特点选用沥青混合料具有抗车辙、抗裂、防水功能，同时具降噪功能。

《公路沥青路面设计规范》提出AC-13C型沥青混合料是AK-13A沥青混合料改进型。将AK型沥青混合料空隙率由4% ～10%降为3%～5%，将马歇尔试验击实次数从50提高到75，现场空隙率要求小于7%;将原空隙率较大抗滑面层AK型向密实型调整，连续级配AC型向S型调整，使级配向粗集料为主骨架密实型级配靠近，使AK型级配渗水性减小。工程实践证明经过体积指标调整，AK-13A沥青混凝土表面层达到粗糙、致密、均匀效果，调整后级配更名为AC-13C。本项目加铺层选择的就是AC-13C型沥青混合料。

4.3 加铺方案

(1)路面罩面试验段

路面专项改造设计对沈海高速G15温州方向K1511+966～K1512+746段落采取罩面方案。

(2)加铺方案比选

加铺方案比选见表1所示。

表1 方案比选

罩面段落内主要是裂缝和龟裂为主，本次先对原路面上面层病害进行彻底处治，然后再采取4 cm改性沥青AC-13C加6～9 cm改性沥青AC-20C(调平层)方案。用改性沥青AC-20C做调平层，分层回填，适宜厚度为6～9 cm。

5 施工工艺

5.1 原材料选择

(1)沥青

上面层AC-13C，采用SBS改性沥青，技术要求见表2所示。

表2 SBS改性沥青技术要求

(2)粗集料

石质坚硬、清洁碎石，粒径大于4.75 mm。

(3)细集料

坚硬、洁净、干燥、无风化石灰岩细集料。细集料规格见表3所示。

表3 AC-13C上面层用细集料规格

(4)填料

宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。矿粉必须干燥、清洁。

(5)抗剥离剂

沥青用抗剥离剂有较强抗老化性能，在160℃老化5 h后性能应能满足密度与沥青密度相当或接近;pH值＞7;常温下液态为宜，凝固点＜0℃。抗剥离剂技术要求按规范执行。保证贮存两年以上不失效。

5.2 施工机械与质量检测仪器准备工作

施工前配备施工设备，保证在施工过程中施工机械的完好性，同时做好施工机械的保养工作及调试工作。摊铺沥青混凝土需要机械化连续作业，间歇式沥青混合料拌和机的产量应该大于320 t/h。能够保证拌和沥青混凝土产量与摊铺沥青混凝土相适应，同时还要保证运输车辆能够满足拌和及运输要求，混合料拌和机由计算机控制，配有打印装置。压路机净重不小于22 t双钢轮压路机4台，小型手扶振动压路机1台，载重量15 t以上自卸汽车宜备20辆左右。智能型沥青洒布车1辆。

5.3 改性沥青AC施工

(1)原材料质量。

进行沥青混凝土拌和前，要注意拌和使用材料的质量，无论是粗集料还是细集料，都要通过试验检测满足要求才可以进行拌和，原材料的堆放处地面经过处理且地面具有一定的坡度满足排水要求，避免材料被污染，不同材料用墙隔开以免材料混掺，细集料及矿粉覆盖以免受潮影响其性能。

(2)改性沥青AC混合料配合比设计

如果某种矿料产地、品种发生变化必须重新进行目标配合比设计。拌和机均应进行生产配合比设计，配合比设计经批准后进行试拌和试铺。

(3)沥青混合料拌和

沥青混凝土的出场温度及摊铺温度直接影响沥青混凝土的路用性能，在沥青混凝土拌和中要严格控制温度，拌和时拌和楼控制室逐盘打印改性沥青及各种矿料用量和拌和温度并定期对拌和楼计量和测温进行校核;拌和时混合料有质量问题应作废料处理并及时予以纠正。严格控制油石比和矿料级配，拌和机上、下午取一组混合料进行马歇尔试验和抽提筛分试验，检验油石比、矿料级配和改性沥青混合料物理力学性质。

(4)改性沥青AC混合料运输

拌和机向运料车放料时汽车应前后移动，分三堆装料减少粗集料分离现象。沥青混合料运输车运量与拌和能力和摊铺速度相适应，摊铺机前方有适当运料车等候卸料。运料车应覆盖保温、防雨。连续摊铺过程中运料车在摊铺机前10～30 cm处停住不得撞击摊铺机。卸料过程中运料车挂空档，靠摊铺机推动前进。

(5)改性沥青AC混合料摊铺

沥青混凝土的摊铺速度与拌和机产量、施工机械配套情况及摊铺厚度有关，一般控制在2～4 m/min之间，保持缓慢、均匀、不间断摊铺。施工时机械摊铺混合料在没有压实之前不允许有人在上面走动。正常情况下不允许进行人工摊铺，因为无法保证摊铺的厚度，在摊铺机无法摊铺到的位置需在指导下允许用人工找补或更换混合料，缺陷严重时铲除并调整摊铺机进行重新摊铺。

罩面时要求路面具有一定的横坡，一般采用移动式自动找平基准装置来控制摊铺厚度。摊铺机调整到最佳工作状态，调试好螺旋布料器两端自动料位器并使料门开度、链板送料器速度和螺旋布料器转速相匹配。摊铺前将熨平板预热至不低于65℃，摊铺时熨平板采用中强夯等级使铺面初始压实度不小于85%。摊铺机熨平板拼接紧密，不许存有缝隙，防止卡入粒料将铺面拉出条痕。

(6)改性沥青AC混合料压实

为保证沥青混凝土具有良好的压实度和平整度，一般初压的时间选择在沥青混凝土摊铺后进行，复压采用大吨位双钢轮振动压路机或轮胎压路机进行碾压，终压采用双钢轮压路机静压成型。压路机折返呈梯形，往返位置不应该在同一个断面上。对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度设专岗检查。改性沥青AC路面压实度控制要求采用双控指标，要求最大理论密度压实度为93% ～97%，马歇尔密度压实度不小于98%。路面压实24 h后允许施工车辆通行。

0.075 mm≤2.36 mm≥4.75 mm逐盘在线检测±2±5±6计算机采集数据计算矿料级配生产设计级配差0.075 mm≤2.36 mm≥4.75 mm逐盘检查，每天汇总1次，取平均值评定±1±2±2按规范规定总量检验0.075 mm≤2.36 mm≥4.75 mm每台拌和机每天上、下午各1次±2±4±5拌和厂取样，用抽取后矿料筛分沥青含量(油石比)，与生产设计的差/%逐盘在线检测逐盘检查，每天汇总1次，取平均值评定每日每机上、下午各1次±0.3±0.1-0.2 ～0.2计算机采集数据计算按规范规定总量检验离心法抽提马歇尔试验 每日每机上、下午 8.0 拌和厂取样稳定度，不小于流值(0.1 mm)空隙率/%1次 20～50 4.0 ～6.0室内成型试验压实度/% 每2 000 m2检查1组逐个评定并计算平均值 不小于98 现场钻孔试验随时检查厚度 不超过 每2 000 m2检查1点单点评定 -4 mm 钻孔检查并铺筑时随时插入量取平整度不大于 每车道连续检测 1.0 mm 平整度仪检测宽度 2处/100 m 大于设计 用尺量纵断面高 3处/100 m ±15mm 用水准仪横坡 3处/100 m ±0.3% 用水准仪检测渗水系数不大于 每层1次/200 m/车道 50 ml/min 改进型渗水仪

5.4 粘层施工工艺

(1)乳化SBS改性沥青

粘层油采用SBS改性乳化沥青应符合表5技术要求。

表5 SBS改性乳化沥青技术要求

(2)材料用量

旧沥青混合料层与新铺混合料层间喷洒粘层油。乳化SBS改性沥青粘层油喷洒数量折算成纯沥青为0.2～3 kg/m2。

(3)粘层施工

一般采用智能型沥青洒布车喷洒，在喷洒过程中洒布速度和喷洒量保持一定，保持均匀，在气温低于10℃时不允许喷洒粘层油，喷洒前应该保证表面处于干燥状态，喷洒粘层油要保证表面均匀，不能出现薄厚不均匀现象，在未喷洒部位要进行补喷，过多部位要进行刮除处理。喷洒粘层油后严禁运料车以外其他车辆通行。一般情况下粘层油当天洒布，待乳化沥青破乳、水分蒸发后马上进行沥青面层的摊铺，避免粘层受到污染，保证粘层的作用。

5.5 聚酯纤维布技术要求及施工工艺

(1)聚酯纤维布技术要求

聚酯纤维布是一种具有防水和加筋功能复合材料，吸收沥青材料后具有防水、耐热和耐磨物理特性。它由玻璃纤维和聚酯纤维混合而成，膨胀系数低、韧性好，没有长期蠕变性;在与沥青混合料层复合后其低温抗裂性、抗疲劳性能、抗反射性能明显提高，能够延长路面使用寿命、防止反射裂缝产生。

(2)施工工艺

为确保聚酯纤维布施工质量，发挥防水抗裂和加筋效果，首先用清洁工具将路面清扫干净;用沥青混凝土修补原有裂缝、坑槽等病害并找平处理;破坏严重位置用沥青混凝土填平。

粘层油采用改性热沥青。根据旧路面粗糙度和聚酯纤维布饱和量及温度限制，粘层油用量一般控制在0.6～0.9 kg/m2间;热沥青喷洒温度控制在160～180℃间。

聚酯纤维布采用人工或机械铺设，接口处应相互搭接不小于15 cm。

(3)聚酯纤维布施工注意事项

聚酯纤维布为玻璃纤维制造，对人体皮肤易产生刺激作用，施工时一定要带防护手套以免纤维刺入皮肤;施工中做到线型直、撒布匀;聚酯纤维布严禁潮湿状况时施工;聚酯纤维布铺设尽可能铺设成一条直线;转弯时将聚酯纤维布弯曲处剪开，重叠铺设并喷涂粘结料胶结，尽量避免聚酯纤维布打折起皱;搭接宽度不宜过宽以免搭接处夹层变厚，使底面与上面结构层结合力减弱导致上面结构层起鼓、脱离、位移;沥青喷洒务必喷洒均匀，用于防水时适当增加粘油用量。铺设聚酯纤维布环境气温应在5℃以上;聚酯纤维布摊铺紧接沥青喷洒后进行;及时用毛刷进行整平处理，尽量避免形成皱折;聚酯纤维布摊铺后在沥青粘层油未冷却前任何车辆或行人不得进入;运输车辆不得在聚酯纤维布上急刹或转弯。

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