張 紅

（中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司， 陜西 西安 710075）

在舊瀝青路面基層沒(méi)有大問(wèn)題的情況下，通過(guò)銑刨可以提高瀝青路面的平整度。瀝青路面的銑刨一般會(huì)應(yīng)用在公路的維修和改造中，尤其是針對(duì)遭到破壞范圍比較大的舊路面，另外，銑刨還可以發(fā)揮其良好的拉毛作用來(lái)更好地結(jié)合新舊瀝青路面。瀝青路面銑刨之后，在舊路面進(jìn)行瀝青混合料鋪墊施工，可以利用嵌擠原理來(lái)壓實(shí)攤鋪的路基。由水泥和混合料形成的膠凝材料使用在路面施工中可以保證銑刨攤鋪施工的質(zhì)量。路面的銑刨施工所使用的瀝青路面材料由于其抗壓能力強(qiáng)、穩(wěn)固性好的優(yōu)勢(shì)使其成為高等級(jí)路面基層材料的首選。

1 項(xiàng)目概況

某西非國(guó)家公路改擴(kuò)建工程項(xiàng)目全長(zhǎng)219.98km，將現(xiàn)有對(duì)向雙車(chē)道加寬至雙向四車(chē)道斷面。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要采用中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)，按當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)劃分，將道路等級(jí)由B級(jí)路改擴(kuò)建為A級(jí)路，主要設(shè)計(jì)時(shí)速為80km/h，個(gè)別地形受限路段和城鎮(zhèn)段采用60km/h。該工程項(xiàng)目的原有路面結(jié)構(gòu)層破損嚴(yán)重，路面病害類(lèi)型以縱橫向裂縫為主，同時(shí)伴有路面沉陷、擁包、露骨、坑槽、路基翻漿等多種病害。本次路面病害處治方案采用銑刨、灌縫、聚酯玻纖布貼布、碎石封層頂管、LSPM-25、AC-20、AC-13混合料攤鋪碾壓、抹縫標(biāo)線等處治方法和施工工藝。

2 舊瀝青路面銑刨機(jī)理分析

銑刨刀頭通過(guò)擠壓和剪切路面材料，在瀝青路面的銑刨過(guò)程中使路面達(dá)到破碎狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致路面的位移和撕裂。瀝青與礦物集料之間的粘結(jié)力和集料本身存在的摩擦力共同構(gòu)成舊瀝青路面的強(qiáng)度，雖然舊瀝青路面具有較高的抗壓強(qiáng)度，但是其抗剪強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度則較弱，因此，這就導(dǎo)致在常溫條件下，瀝青路面的破壞形式是以剪切破壞為主要破壞形式，其破壞機(jī)理遵從摩爾-庫(kù)倫定律的條件和要求。由圖 1可知，在外部荷載的作用條件下，瀝青路面不發(fā)生過(guò)剪切破壞時(shí)，應(yīng)滿足的條件為：剪應(yīng)力小于等于瀝青混合料之間的粘結(jié)力與正應(yīng)力和內(nèi)摩擦角的乘積之和。即：

圖1 摩爾應(yīng)力圓示意圖

當(dāng)剪應(yīng)力大于材料的粘結(jié)力時(shí)，此時(shí)銑刨瀝青路面可以使混合料發(fā)生破碎。子彈型刀頭的銑刨主要依靠自身刀頭的刀尖進(jìn)行瀝青路面的銑削破碎。在銑刨過(guò)程中，銑刨刀頭不同的銑削角度和速度會(huì)產(chǎn)生不同的銑削效果和作用。銑刨刀頭安裝不同的銑削角度對(duì)于刀具的磨損和銑刨料的粒徑分布會(huì)產(chǎn)生不同且巨大的影響，在安裝刀具時(shí)，要注意其安裝的角度要便于刀頭切入瀝青路面，能夠保證比較小的摩擦阻力，還要便于回收銑刨料。刀頭不同的銑削速度主要影響路面破碎的表現(xiàn)形式，速度高時(shí)表現(xiàn)為剪切和撕裂，反之表現(xiàn)為剪切破碎，且銑削速度與局部剪應(yīng)力成反比。

3 舊瀝青路面銑刨厚度的確定

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)量模量的計(jì)算需要采用以彎沉為等效的指標(biāo)，把多層結(jié)構(gòu)改造為半無(wú)限空間體的近似方法。根據(jù)此方法，可將兩層結(jié)構(gòu)的當(dāng)量模量計(jì)算公式以下列三個(gè)公式（2）-（4）表示：

其中，E——兩層結(jié)構(gòu)的當(dāng)量回彈模量，MPa

h1、h2——上層、下層的厚度，m

E1、E2——上層、下層的回彈模量，MPa

Dt——上下層的當(dāng)量彎曲剛度，MN-m

多層結(jié)構(gòu)當(dāng)量回彈模量的算法是結(jié)合一二層計(jì)算的當(dāng)量模量與第三層結(jié)構(gòu)計(jì)算,依此類(lèi)推來(lái)計(jì)算多層結(jié)構(gòu)的當(dāng)量回彈模量。

在2厘米銑刨厚度的回歸公式中帶入實(shí)測(cè)的彎沉值可以得到銑刨后舊瀝青路面的當(dāng)量回彈模量，與標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量回彈模量E比較時(shí)，當(dāng)舊路當(dāng)量回彈模量小于E時(shí)則需要將彎沉值帶入4厘米銑刨厚度的回歸公式中計(jì)算當(dāng)量回彈模量，直到舊路當(dāng)量回彈模量大于標(biāo)準(zhǔn)當(dāng)量回彈模量E。

4 銑刨方案確定

4.1 病害數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

路面車(chē)轍深度、長(zhǎng)度坑槽修補(bǔ)面積以及縱橫縫熟練是病害統(tǒng)計(jì)分析的重點(diǎn)，由此可以計(jì)算出評(píng)價(jià)指標(biāo)、破損老板和坑槽修補(bǔ)率。

4.2 典型病害芯樣分析

對(duì)芯樣進(jìn)行分析，一般取芯深度是三層瀝青層，如果芯樣成型出現(xiàn)了裂紋，需要依據(jù)裂縫具體情況進(jìn)行合理的方案判定：當(dāng)遇到自上而下的疲勞裂縫或者溫縮裂縫時(shí)，需要根據(jù)其影響的深度確定出銑刨的具體深度，當(dāng)遇到從下而上的反射裂縫時(shí)，相關(guān)工作人員需要對(duì)瀝青層全部刨銑。

4.3 銑刨方案確認(rèn)

根據(jù)初步擬定的舊瀝青路面銑刨方案，銑刨機(jī)對(duì)路面進(jìn)行銑刨后，滑移清掃車(chē)應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)，對(duì)銑刨料進(jìn)行清理，監(jiān)理人員和項(xiàng)目負(fù)責(zé)人對(duì)銑刨后的路況進(jìn)行跟蹤調(diào)查分析，若發(fā)現(xiàn)銑刨質(zhì)量與預(yù)期效果有出入，應(yīng)對(duì)初步銑刨方案進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而形成較為完善的銑刨方案。在確定銑刨方案時(shí)，可以根據(jù)以下指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

（1）當(dāng)路面破損狀況指數(shù)小于 60，且舊瀝青路面面層出現(xiàn)沉陷和網(wǎng)裂時(shí)，應(yīng)銑刨包括上基層在內(nèi)的四層路面結(jié)構(gòu)層；

（2）當(dāng)路面破損狀況指數(shù)為60～70時(shí)，需要銑刨三層路面結(jié)構(gòu)層；若局部路段路面出現(xiàn)嚴(yán)重病害時(shí)，需要進(jìn)行深層開(kāi)挖，挖除瀝青面層的同時(shí)還需挖除水泥穩(wěn)定層；當(dāng)上基層出現(xiàn)橫向裂縫且間距小于20m時(shí)，應(yīng)進(jìn)行連續(xù)開(kāi)挖；當(dāng)橫向裂縫間距超出20m時(shí)，應(yīng)視情況決定是否進(jìn)行獨(dú)立開(kāi)挖。

（3）長(zhǎng)度：三方確定，其原則為基本覆蓋全部病害處治段落。

（4）寬度：為了保證水泥穩(wěn)定基層的攤鋪質(zhì)量，在攤鋪時(shí)需要考慮攤鋪機(jī)的最小合理作業(yè)寬度，在進(jìn)行分層銑刨時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在上面層每側(cè)不小于3.8m范圍內(nèi)預(yù)留出大于等于10cm寬的臺(tái)階。

(5)深度：在進(jìn)行多層銑刨時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的車(chē)轍調(diào)查實(shí)際情況，以及病害路段路面鉆芯芯樣厚度的試驗(yàn)分析報(bào)告，結(jié)合原路面結(jié)構(gòu)層的厚度，對(duì)各舊瀝青路面病害段落和各路面結(jié)構(gòu)層不同的厚度之間存在的差異性進(jìn)行分析。一般而言，上面層的厚度在4cm～6cm范圍內(nèi)，中面層和下面層的厚度在11～13cm范圍內(nèi)，上基層的厚度在15cm～18cm范圍內(nèi)。

5 銑刨控制

5.1 人員機(jī)具配置

在銑刨施工準(zhǔn)備階段，為了保證施工的順利進(jìn)行，應(yīng)首先做好施工人員和施工機(jī)具的配置工作。該工程項(xiàng)目施工人員主要有：施工現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人1名、現(xiàn)場(chǎng)工程師1名、監(jiān)理負(fù)責(zé)人1名、監(jiān)理員1名、施工技術(shù)員1名、銑刨機(jī)具操作人員2名，現(xiàn)場(chǎng)輔助人員3名。需要的設(shè)備和機(jī)具主要有銑刨機(jī)、料機(jī)以及其他輔助性的機(jī)具機(jī)械等。

5.2 銑刨流程

舊瀝青路面銑刨的流程具體如下所述。

5.2.1 銑刨控制線

在舊瀝青路面銑刨方案確定后，為了保證銑刨范圍的平直、規(guī)整，應(yīng)首先畫(huà)好銑刨控制線。

5.2.2 銑刨機(jī)刀頭檢查

在舊瀝青路面銑刨施工開(kāi)始前，需對(duì)銑刨機(jī)的刀頭進(jìn)行檢查，避免銑刨過(guò)程中出現(xiàn)刀頭斷裂破壞，影響銑刨的效果。

5.2.3 銑刨速度深度控制

在舊瀝青路面銑刨過(guò)程中，需要根據(jù)銑刨的路面結(jié)構(gòu)層次和路面結(jié)構(gòu)情況，控制好銑刨的速度和深度，并且要時(shí)常檢查銑刨開(kāi)槽口的狀況，開(kāi)槽口的平整度、破損狀況、夾層情況等都會(huì)對(duì)銑刨的速度和深度帶來(lái)影響，當(dāng)遇到上述情況時(shí)，需對(duì)銑刨的速度和深度進(jìn)行相應(yīng)的控制。該工程推薦的銑刨速度和深度如下表1所示。

表1 銑刨的速度和深度標(biāo)準(zhǔn)

5.2.4 銑刨機(jī)用水量控制

在舊瀝青路面銑刨施工過(guò)程中，為了保證銑刨后舊瀝青料的質(zhì)量，瀝青面層表面應(yīng)保持有一定的濕度，但也不能過(guò)濕，否則會(huì)使銑刨后的舊瀝青料成團(tuán)后不易散開(kāi)。

5.2.5 銑刨臺(tái)階控制

當(dāng)需要采用分層銑刨來(lái)處治原路面病害時(shí)，為了達(dá)到路面加鋪要求的壓實(shí)效果，在每層攤鋪后的瀝青層縱向錯(cuò)開(kāi)至少12cm的間隔，橫向錯(cuò)開(kāi)4～5cm的間隔，從而保證路面壓實(shí)度符合施工質(zhì)量要求。

5.2.6 施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

在舊瀝青路面銑刨施工完成后，應(yīng)對(duì)銑刨后的瀝青路面斷面的順直度、表面紋理情況和路面平整度的銑刨質(zhì)量情況進(jìn)行檢驗(yàn)。其各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)如下：順直度——平齊的上槽口以及順直的邊口；表面紋理——沒(méi)有松散夾層的表面和清晰的底部紋理；平整度——用3米的直尺進(jìn)行檢測(cè)，保證平整度小于1厘米，檢測(cè)頻率50米/點(diǎn)。

6 銑刨與攤鋪施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）相關(guān)工作人員在施工之前需要事先確定病害點(diǎn)的范圍樁號(hào)，根據(jù)鉆芯實(shí)驗(yàn)確定出施工時(shí)需要銑刨的具體深度，依據(jù)病害的嚴(yán)重程度從而合理地確定出施工工程量。隨后對(duì)施工過(guò)程中所需要的施工材料、施工機(jī)械進(jìn)行合理的安排，并且合理的分配施工人員。為了使得施工環(huán)境更加安全，需要在施工的過(guò)程中將施工路段進(jìn)行交通管制，并且將通行區(qū)域單獨(dú)隔離出來(lái)。為了起到警示作用，需要在相關(guān)施工路段設(shè)置警示牌，并且為車(chē)輛設(shè)立緩沖區(qū)。針對(duì)施工路段相關(guān)的路口需要單獨(dú)派人維護(hù)交通，施工人員在作業(yè)的過(guò)程中需要穿戴具備反光功能的工作服方可進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

（2）相關(guān)工作人員在銑刨施工之前需要確定好銑刨點(diǎn)的具體寬度，將銑刨點(diǎn)的寬度與銑刨機(jī)的施工寬度進(jìn)行結(jié)合之后再放線，針對(duì)銑刨深度，每隔兩米相關(guān)工作人員需要進(jìn)行標(biāo)記一次，并且使用鋼絲繩連接，從而制定出銑刨機(jī)的具體行走控制線，提升銑刨的精度。在進(jìn)行銑刨工作的過(guò)程中，需要確保開(kāi)挖邊緣的形狀呈現(xiàn)出階梯狀，多層結(jié)構(gòu)的接縫彼此需要錯(cuò)開(kāi) 15厘米左右，銑刨機(jī)在工作時(shí)需要保證速度均勻。底面經(jīng)過(guò)銑刨之后需要具備較好的平整度，相關(guān)工作人員可以選擇自帶找平裝置的銑刨機(jī)來(lái)進(jìn)行銑刨工作，從而更好地控制銑刨的深度。派特定的工作人員對(duì)銑刨的具體深度進(jìn)行測(cè)量，當(dāng)發(fā)現(xiàn)銑刨深度不合格時(shí)需要及時(shí)地進(jìn)行調(diào)整，銑刨的過(guò)程中還需要嚴(yán)格控制用水量，保證潮而不濕。從而有助于清掃工作的順利進(jìn)行。完成銑刨之后還需要對(duì)其底部進(jìn)行徹底清掃。在必要的時(shí)候后以采用大容量的吹風(fēng)機(jī)或者清掃車(chē)進(jìn)行清理，從而保持槽底干凈。

（3）銑刨工作完成之后相關(guān)工作人員需要對(duì)工作面進(jìn)行仔細(xì)檢查，針對(duì)坑槽裂縫需要進(jìn)行及時(shí)的處理，處理干凈之后需要對(duì)裂縫進(jìn)行及時(shí)的灌縫處理，使用粘層油可以使得瀝青的結(jié)構(gòu)物和結(jié)構(gòu)層，或者上下瀝青結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體。使用透層油的目的是為了讓基層和瀝青層更好地結(jié)合在一起，需要在透層油徹底融入底面以后，再進(jìn)行相關(guān)的鋪助工作。通過(guò)使用粘層油和透層油，可以將瀝青各基層之間完美地結(jié)合在一起，進(jìn)一步提升工程的質(zhì)量，對(duì)乳化瀝青進(jìn)行撒布時(shí)需要采用撒布車(chē)，當(dāng)撒布較多時(shí)，需要進(jìn)行人工刮除，當(dāng)撒布不足時(shí)需要派工人進(jìn)行補(bǔ)撒。

7 結(jié)語(yǔ)

加強(qiáng)控制銑刨攤鋪的施工，通過(guò)嚴(yán)格控制瀝青混合材料的混合比例來(lái)保證瀝青路面的改造質(zhì)量，另外，還需認(rèn)真觀察銑刨機(jī)的工作狀況，當(dāng)出現(xiàn)局部松散現(xiàn)象時(shí)，需要進(jìn)行深度銑刨，保證槽底的平整?？梢赃x擇半幅封閉施工來(lái)防止出現(xiàn)影響交通問(wèn)題的發(fā)生，加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的組織和管理工作以減少施工對(duì)交通的干擾，加強(qiáng)防護(hù)和銑刨攤鋪規(guī)范，保證銑刨的各個(gè)環(huán)節(jié)都在可控的范圍之內(nèi)，保證瀝青路面的銑刨工作審理進(jìn)行。