高速公路沥青路面大中修技术体系分析

2018-02-15白正恒

建材与装饰 2018年20期

白正恒

（中铁二十一局集团第五工程有限公司重庆 400025）

1 引言

公路大中修工程是一项相对复杂的系统工程，涉及到方方面面的内容，这需要施工人员在充分调研和决策的基础上提出大中修方案，并通过统筹规划与优选设计，制订合适的施工流程和施工工艺，形成一套有章可循的沥青路面大中修技术体系，从而确保路面完整、通畅和安全。因此，按照“统筹规划，转变思路”的要求，开展高速公路沥青路面大中修技术体系的研究，加强养护技术的实施与管理具有十分重要意义。

2 高速公路沥青路面大中修技术体系整体分析

受“重建设，轻维护”影响，与目前我国的公路建设方面科研和实践经验相比，公路大中修方面的投入较少，沥青路面维修改建依然需要有一定的技术体系和管理经验作为支撑。大中修技术体系的建设则要求在掌握新技术、新材料、新工艺的基础上，以完善工程质量和投资效益为目标，构建一整套与设计和维修相关的、相对完备的技术方案，从而为大修工程的设计和施工提供基础性依据，这对延长公路使用寿命具有重要意义。

2.1 公路轴载组成和结构状况分析

包括高速公路的宏观特征、横断面构成、质量缺陷等的分析，通过对待大中修的公路的车流量、交通荷载轴载谱参数、具体结构形式、沥青路面病害等的分析，从而掌握第一手资料，为高速公路沥青路面大中修提出基础性分析数据。

2.2 公路性能检测技术

主要是指对路面性能抽样检测，根据公路性能确定合适的检测周期，从而真实、客观、完整、有效地体现出路面使用性能，从而对对高速公路沥青路面大中修决策奠定又一基础。

2.3 大中修结构极限荷载分析技术

大中修结构极限荷载分析技术主要基于重复车辆荷载作用下的安定原理分析法，由于车辆行驶过程中有一定的速度，所以，在分析时还必须考虑移动荷载因素。通过大中修结构的安定分析、结构形式及其仿真模型分析以及极限荷载分析，找出行车速度与路面结构安定极限荷载的关系，以及结构层厚度和回弹模量与大中修结构强度的关系。

2.4 大中修结构优化技术

大中修结构优化技术主要基于响应面参数，路面损坏对沥青路面的影响在性质上和程度上都会有所差异。因此，利用多种损坏模式，包括疲劳开裂、车辙、路表回弹弯沉等，完善公路结构设计指标与标准，通过结构形式力学分析及结构参数优化相应模型的设计，得出相应优化回归方程。

3 工程案例

采用全寿命经济分析方法，选取某市某条沥青混凝土高速公路大中修时的1km路段进行半刚性基层异步连续摊铺，全线设计速度采用80km/h，路基总宽26m，通车辆为44660辆/d（小客车），交通压力与日俱增，路面病害包括坑槽、臃包、纵向裂缝、横向裂等，降低了道路使用性能，初期修建费和养护维修费用较高。如用以往的方法施工，不但面临沥青面层的维修，而且底基层做完后直接做基层，会造成大规模施工垃圾的形成，在结构层破除和垃圾外运的情况下，不仅不利于文明施工，还会占用较多土地。因此，采用异步连续摊铺施工技术，在底层预埋用于基层层底拉应力的传感器，有针对性的优化结构设计，效果比较良好。

3.1 传感器的布置与测试结果

传感器尽量布置在重载车辆车辙位置，在不同位置及方向上的传感器应有一定平行数量，重点布设位置应该位于水泥稳定冷再生层底，并且压力盒或温度传感器也应布设在该层底面。水泥稳定再生底基层底应变作为重要参数，通过测试仪器测试出压力值，测试半刚性基层的荷载作用下的基层层底拉应变力学状况。

传感器现场安装时，应注意应变片小试块的制作流程，重点把握焊前准备、截（剥）引线、电烙铁通电、涂焊锡膏、应变片与端子焊接以及引线的焊接质量，尤其是在引线的焊接过程中，端子上应再涂一层焊锡膏，焊接牢固。在应变片的粘贴过程中，重点做好应变片准备、构件表面处理、贴片作业、贴片质量检查、应变计及导线的防护。在现场埋设过程中，应注意应变片位置布置情况，在铺筑水泥稳定碎石基层以前，按照布置图布置好应变片，在用钉子固定好压力盒，留好导线槽，人工撒铺冷再生料进行覆盖，引线外套一个PVC管，以免重荷载下传感器损坏。在一定的温度与荷载测试下，对试验路实测数据以及理论数据予以对比分析。

结果得出在不同位置的压力盒所测结果有较大偏差，可能由于施工因素使空间盒发生了位移，导致荷载位置偏移。应变测量结果重现性分析结果较稳定，此数据可靠性较强。现场测值均低于计算值，主要取决于车辆荷载位置有所变差导致。因此，用路面设计软件KENPAVE程序测量能够较为准确地表示计算路面结构应力，可以应用于公路沥青路面大修技术体系中。

3.2 异步连续摊铺的施工

3.2.1 施工准备工作

做好技术力量、施工机械、施工材料的准备，人员（持证上岗的专业技术人员）、设备（拌和、运输、摊铺、碾压）、材料（混合料）到位，做好现场清理工作，下承层的平整度、压实度检测无误，放出路中线及两条边线的位置，控制施工放样质量。

3.2.2 混合料拌合与运输

采用厂拌法，施工前调试好设备，设计科学的配合比，级配设计准确无误，混合料含水量略高于正常含水量1.5%左右，进行级配、含水量、水泥剂量的检查取样，确保混合料拌合质量符合要求。运输时选用自卸汽车，在车厢车厢位置加盖搌布，避免水分蒸发。每接一次水泥级配碎石混合料运输车辆位移一次，确保各处均匀装料，降低离析概率。

3.2.3 混合料摊铺和碾压

由于本工程路面比较宽，选择3台并机摊铺的方式进行，从而有效解决纵缝问题。摊铺开对路拱是否合适进行检测，对不符合的情况进行了调整，直到满足要求。为控制好基层的纵坡和横坡的标高，最底层选择双边挂基准线工艺，用导向滑靴或平板滑靴对上面层的摊铺平整度进行控制，前后两台摊铺机间隔保持在10m左右，上下层摊铺机前后间隔保持在100～150m左右，以满足下层初凝时间，水稳层摊铺前将下承层洒水湿润，确保上下两层之间的结合。摊铺时，速度应保持均匀，连续摊铺，避免随意中断，设置专人指挥车辆，避免在成型结构紧急掉头或刹车，以免破坏下层表面。碾压过程中按由低向高、由内向外的顺序进行，压路机起步、停机保持缓慢，先起步后开振，轮迹重叠1/2轮宽。碾压机连续碾压，避免随意中断和掉头、急刹车。

3.2.4 养生

当混合料碾压成型后立即进行上一层结构的铺筑时，通常状态下可不进行养生，如果表层水分不多则适量洒水养生。如碾压成型后需要中断，不能连续施工时，应及时调配洒水车进行养生，养生期间禁止其他车辆通行。