葉為鋼
(廈門中平公路勘察設計院有限公司寧德分公司)
寧川路是寧德市南北向的交通主干道,交通流量比較大,于2000年建成,雙向6 車道,設計速度為50 km/h,已通車運營12年。工程改造全長約3.17 km,經現(xiàn)場踏勘調查,道路整體路況比較好,部分板塊出現(xiàn)縱、橫向裂縫、板角斷裂,個別板塊出現(xiàn)破碎。
綜合路面病害調查以及工程所在地區(qū)情況,瀝青加鋪層結構設計應滿足以下要求,以保證加鋪層在設計期限內的使用性和耐久性。(1)加強高溫穩(wěn)定性,選擇具有較強的抗車轍能力和抗變形能力的材料。(2)表面抗滑性能優(yōu)良。從瀝青混凝土類型選擇、集料選擇和混合料級配設計著手,提高面層抗滑性能。(3)延緩或減少反射裂縫。在加鋪層厚度有限的條件下,采用適宜的措施減少或延緩反射裂縫的產生。(4)水損害問題。寧德地區(qū)的年降水量較大,屬于多雨地區(qū),而水是引起路面破壞的最重要的原因,因此要求鋪裝層具有較高的不透水性。(5)施工工藝簡單。寧川路為城市主干路,交通繁忙,改造期間需維持交通,在保證質量的前提下,盡量采用施工工藝簡單,施工進度快的材料,盡早完成改造。
在參照寧德市已實施的實體工程情況,專家意見和理論分析的基礎上,根據(jù)加鋪層的結構設計要求,從多方面綜合比較確定。
圖1 瀝青加鋪層結構
(1)上面層瀝青混合料的選擇
上面層做為磨耗層,應具備密實、防水、抗滑耐磨、抗車轍等特點。密級配瀝青混合料(AC)是目前國內采用最多的瀝青路面類型,造價相對較低,而且工程工期緊張,為保證工程質量,應選用施工工藝成熟、簡單、施工質量易控制的材料,結合當?shù)毓こ探涷灱盀r青混凝土生產工藝,選用密級配粗型改性瀝青混合料(AC-13C)作為上面層。
(2)下面層瀝青混合料的選擇
瀝青路面使用實踐及相關研究表明,瀝青路面中下面層的質量將很大程度上影響路面的使用壽命,良好的瀝青混合料下面層能提高路面抗變形能力,有利于延緩反射裂縫的出現(xiàn)和擴展,防止道路水損害。本工程工期緊張,為保證工程質量,應選用施工工藝簡單、水穩(wěn)性和密水性好的AC 材料,考慮作為城市主干路,交通量較大,為提高抗剪切和抗車轍性能,采用密級配粗型改性瀝青混合料(AC-20C)作為下面層。
(3)防止反射裂縫的措施
反射裂縫是指舊混凝土板的接逢或裂縫,由于溫度和濕度的不斷變化與車輛荷載的反復作用,在加鋪層的相應位置上產生裂縫,通常是由于舊水泥混凝土路面接縫、裂縫處的豎向和水平位移所致。本工程采用以下措施來預防或延緩反射裂縫。①對舊混凝土路面縱、橫縫先采用切縫機、清縫機清縫后,采用改性瀝青類高彈性填縫料進行灌縫,防止水或異物進入,填縫必須飽滿、均勻、厚度一致并連續(xù)貫通。②對改性瀝青防水卷材、聚酯玻纖布、玻纖格柵、橡膠瀝青應力吸收層等材料進行比選,雖然其他材料延緩反射裂縫效果更好,但綜合考慮施工工藝、材料性能、造價、改造期間需維持交通,結合當?shù)毓こ探涷?,采用改性瀝青防水卷材對路面縱橫縫進行處理。③瀝青混凝土加鋪層厚度設計。采用5 cm厚改性瀝青混凝土上面層AC-13C+7 cm 厚改性瀝青混凝土下面層AC-20C,壓實度不小于96%,對于減緩反射裂縫也能起到一定的作用。
(4)其他技術要求和措施。為使舊水泥混凝土路面與瀝青加鋪層更好結合,對舊水泥混凝土路面進行噴砂打毛處理,并清掃干凈后灑布改性乳化瀝青粘層油。在瀝青混凝土層間以及路緣石、雨水口、檢查井等構造物與新鋪瀝青混合料接觸的側面灑布粘層油,以保證界面結合良好。
罩面瀝青混凝土基質瀝青采用70#A 級道路石油瀝青,改性瀝青采用SBS 類聚合物改性瀝青。為保證瀝青混凝土的強度和抗水損害能力,粗集料宜選用與瀝青粘附性能好的堿性硬質石料,石料與瀝青的粘附性應達到5 級,上面層改性瀝青混凝土AC-13C 石料應采用玄武巖。細集料宜采用堿性硬質碎石軋制的機制砂。如缺乏堿性石料,只能采用花崗巖等酸性石料時,或在石料和瀝青的粘附性達不到5 級的條件下,應添加質量優(yōu)良的抗剝落劑。
對損壞路面維修和基層維修,采用C40混凝土和C15混凝土,水泥采用42.5 級,細集料宜用中砂,粗集料宜用軋制碎石,級別應不低于Ⅱ級。鑒于城區(qū)道路路面維修快速開放交通的要求,應采用外加劑如早強劑等,以滿足提前開放交通的要求。
舊水泥混凝土路面加鋪瀝青面層的控制要點,一是原路面的處理,通過噴砂打毛、病害處理、澆灑改性瀝青粘層油,確保瀝青混凝土與水泥混凝土的粘結,二是防止反射裂縫的措施,反射裂縫主要是由于舊水泥混凝土路面接縫、裂縫處的豎向和水平位移所致,首先對接縫進行處理,并鋪貼防水卷材,既能吸收一定的變形能量消散應力,又可以防止雨水滲透破壞路基,也便于在改造期間維持交通。三是瀝青層混合料的性能要滿足設計要求,需要按規(guī)范的要求進行一系列實驗,特別是瀝青混合料的配合比設計及選用瀝青問題,嚴格按照施工技術規(guī)范進行攤鋪,只有保證攤鋪質量才能發(fā)揮瀝青混合料的性能,確保瀝青混合料加鋪層滿足使用要求。
[1]城鎮(zhèn)道路路面設計規(guī)范(CJJ 169-2012)[S].
[2]公路瀝青路面施工技術規(guī)范(JTG F40-2004)[S].
[3]城鎮(zhèn)道路工程施工與質量驗收規(guī)范(CJJ 1-2008)[S].