浅谈沥青路面维修改造施工工艺

银彦鹏

（山西省交通科学研究院，山西 太原 030006）

0 引言

沥青路面相关病害的产生，是各种因素综合作用的结果，包括设计缺陷、施工控制不严、交通量的增长、重载交通以及地质水文等因素[1]。交通量的持续增长对高速公路的服务水平提出了更高要求，而沥青路面各种病害的出现又严重制约着高速公路的服务水平，这一矛盾也影响着高速公路的发展方向。随着越来越多的已有高速公路面临着沥青路面的维修改造，交通工作者在继续致力于提高新建高速公路使用性能和耐久性能的基础上，对沥青路面的维修改造也进行了大量的研究和实践[2-3]。本文结合山西省境内某高速公路出现的各种病害，有针对性地提出了处治措施，并对相关施工工艺的重点控制环节进行了介绍[4]，希望对以后的沥青路面维修改造工程起到一定的指导作用。

1 项目简介

山西省某高速公路自2005年通车以来，为实现国家加速中西部地区经济发展战略，促进山西省和地方经济发展以及沿线群众脱贫致富起到重要的作用。因此，其交通量年平均增长率达10%～15%，并且始终维持在一个较高水平。随着运营年限的增加，此高速公路的沥青路面出现了横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、坑槽、车辙、沉陷等病害，如图1所示。为了恢复此高速公路的通行能力和服务水平，业主于2014年2—3月运用多种先进的道路检测设备，对此高速进行了详细的现场检测，如图2所示。在此基础上，进行了完整详细的施工图设计，并于2014年6—8月实施了路面维修改造工程，达到了预期的目的。

图1 沥青路面横向裂缝、龟裂、车辙等病害

图2 多功能道路检测设备

2 路面病害分析

通过运用多种先进检测设备的现场检测以及钻芯取样研究后，对此高速公路沥青路面的各种病害成因分析如下。

2.1 横向裂缝

横向裂缝主要为水稳基层反射裂缝，当基层反射裂缝贯通面层后，雨水由裂缝进入基层内部，在动水压力条件下，使基层产生水损坏。

2.2 纵向裂缝

纵向裂缝多数位于高填方路段、爬坡路段或半填半挖路段，并且贯穿面层，伴有基层松散，初步判断为路基不均匀沉降引起，水进入裂缝后加速了基层的破坏。

2.3 龟裂

龟裂主要为施工质量原因，并伴有基层松散现象。在沥青混合料摊铺过程中，沥青混合料温度偏低，碾压不密实，水分在车轮荷载作用下渗透到基层表面形成唧浆，导致基层松散。

2.4 车辙病害

沥青路面车辙病害的主要原因为行车荷载超过沥青混合料的抗剪强度，混合料内部出现剪切破坏，在重复荷载的作用下，流动变形不断累积形成流动性车辙；同时，流动性车辙也出现在部分长大爬坡路段，主要是车辆行驶速度缓慢，易于在夏季高温季节形成。

2.5 沉陷

沉陷主要发生在部分高填、填挖结合部路段。主要原因为路基压实工艺不合理，压实度达不到规定要求，在雨水及车辆荷载长期的双重作用下，高填方路段产生较大的沉降变形，导致路面产生沉陷。

3 维修改造工艺介绍

针对此高速公路出现的上述病害，结合检测所得的详细完整的PCI、RDI以及平整度等指标[5]，如图3所示，最终研究决定采用沥青灌缝、微表处、玻纤应力吸收带、铣刨重铺等方案进行维修处治。下面将介绍上述施工方案的重点控制环节。

图3 部分PCI、RD等评价指标曲线图

3.1 沥青灌缝

适用范围：PCI为优、良、中且RD＜5 mm以及PCI为优、良且5 mm≤RD＜10 mm路段。

3.1.1 小于5 mm裂缝灌缝施工工艺

准备沥青热熔和喷涂设备（宜安装在工程车上），按如下施工工艺施工：

准备工作→备料→加热熔解90号石油沥青→清除裂缝四周灰尘→骑缝喷涂热熔石油沥青→抹板抹平→自然冷却→开放交通。

3.1.2 大于等于5 mm裂缝灌缝、封缝施工工艺

开槽修补尺寸至少为1 cm宽，1～3 cm深，开槽的深度、宽度比不应超过2∶1，且越低越好。

开槽修补法施工工艺流程一般分4个步骤。

3.1.2.1 开槽

裂缝刻槽断面应具有的垂直边缘，若因裂缝形状不规则而导致未刻到的部分与刻槽形成相邻的两道缝（槽），还应对余缝刻槽。

3.1.2.2 清槽

将两侧至少10 cm范围内碎渣、灰尘彻底清扫干净，并采用热气枪烘干。

3.1.2.3 灌缝

在修整好的槽壁切面上仔细涂刷黏层油，然后摊入预拌好并不低于施工温度的砂粒式或细粒式热拌沥青混合料捣实、铺平。当挖补部分与原路面一样平后，用烙铁熨平修补面，使新旧路面结合良好。

3.1.2.4 养护

需在灌缝后24 h或48 h后方能开放交通。

3.2 微表处

适用范围：PCI为中且5 mm≤RD＜10 mm路段。

3.2.1 材料确定和储备

主要为施工用各种原材料的相应指标在满足规范和设计的基础上，应保持稳定，不得随意变更。

3.2.2 施工准备

a）测定矿料含水量，确定矿料的“含水量—单位体积干矿料重量”的关系曲线，用于摊铺车设定。

b）微表处施工须采用专门机械，摊铺机拌合箱须为大功率双轴强制搅拌式。

c）选用具有储料、计量和掺配功能的配料设备来完成矿料掺配，不宜采用装载机配料。

3.2.3 配合比设计

在确定目标配合比后，通过试验段确定相应的参数及施工工艺，并对目标配合比作小范围调整，确定施工配合比。施工期间，不允许随意改变由此确定的标准生产配合比。

3.2.4 施工注意事项

a）施工、养生期内的气温应高于10℃；

b）不得在雨天施工。施工中遇雨或者施工后混合料尚未成型就遇雨时，应在雨后将无法成型的材料铲除。

3.3 玻纤应力吸收带

玻纤应力吸收带主要应用在铣刨重铺路段，铣刨旧沥青层后，铺设玻纤应力吸收带，再加铺沥青面层结构的上、中面层，有效封堵裂缝，整体上增强了路面结构稳定性，又可有效传递和扩散由交通荷载及环境温度变化所产生的应力、应变，减缓裂缝的产生。

3.3.1 施工前准备工作

a）下卧层必须处理稳固，并要求其表面平整、干净、干燥（含水率不大于10%），无浮浆、无碎屑、不起皮、无松散层。

b）气温低于10℃不得摊铺施工，雨后24 h内不得进行应力吸收带施工。

c）当玻纤应力吸收带施工部位的裂缝应先做处理坑洞较多时，需将该部位找平后再施工，以防止凹陷处玻纤应力吸收带受力破坏。

3.3.2 玻纤应力吸收带施工要点

a）使用清刷机对施工范围内下卧层表面彻底清扫，然后使用吹风机对施工玻纤应力吸收带的接缝或裂缝作清洁、干燥处理。

b）采用专业设备现场在接缝处铺筑玻纤应力吸收带，对不宜采用专用摊铺设备铺筑的部位，可使用料车运输，两侧支挡模板，人工倒料并刮平的方式进行施工。

c）玻纤应力吸收带铺筑完成后应充分冷却（一般为1～3 h），且车辆不得随意在玻纤应力吸收带上原地转向、掉头。

3.4 铣刨重铺

适用范围：PCI为优、良、中且（10 mm≤RD＜20 mm）和PCI为次、差以及IRI＞2.0 m/km路段。

铣刨重铺路段的施工工艺总体上与新建路面的施工工艺相似，包括备料、施工准备、配合比设计等方面。本文主要针对正常路段和沉陷路段的铣刨重铺施工过程的注意事项加以说明。

3.4.1 正常路段

铣刨后在铺筑沥青层前，需对该路段出现的横、纵向裂缝作清缝、灌缝工作，而后在裂缝处设20 cm玻纤应力吸收带防治裂缝。铣刨病害沥青路面后，横纵裂缝宽度在5 mm以内的，宜将缝隙刷扫并用空压机吹干净后采用90号热沥青灌缝，灌入深度为2/3缝深；横纵裂缝宽度在5 mm以上的，沿裂缝边缘开槽后用压缩空气吹净，采用砂粒式或细粒式热拌沥青混合料捣实、铺平。

3.4.2 沉陷路段

施工时，对沉陷路段前后各10～15 m的原路面进行铣刨，铣刨厚度控制在3～4 cm，加铺新沥青混合料至原路面设计标高后与相邻路面进行纵坡顺接。

4 结语

高速公路出现的各种沥青路面病害，制约着高速公路的通行能力和服务水平。在进行沥青路面的维修改造过程中，我们应始终坚持“科学设计、标本兼治”的原则。这就要求针对各种病害，采用玻纤应力吸收带、改性沥青技术等一系列行之有效的科研成果，同时注重施工过程中重点环节的控制。在以后的工作中，我们还应努力达到项目初期建设成本和后期维修养护成本的平衡以及又快又好实现沥青路面的维修改造。