劉康康,李大為,曹 捷
(1. 上海市松江區(qū)交通建設(shè)管理中心,上海市 201601;2. 廣州大象超薄路面技術(shù)開發(fā)有限公司,廣東 廣州 510000;3. 上海本界路橋工程技術(shù)有限公司,上海市 200336)
隨著社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展,城市生活水平不斷提高,居民對出行要求也逐漸提高。水泥路面作為一種剛性路面結(jié)構(gòu),具有較差的行駛舒適性與較低的抗滑性能;而瀝青路面以其良好的行駛舒適性與優(yōu)良的抗滑性能,逐漸成為城市道路最主要的路面結(jié)構(gòu)形式。城市道路水泥路面黑色化改造已成為一種發(fā)展趨勢。超薄瀝青罩面作為一種快速有效的公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)手段[1-3],近年來已逐漸應(yīng)用到城市道路路面改造當(dāng)中。本文依托某城市道路水泥路面加鋪超薄罩面工程實(shí)踐,對超薄罩面在水泥路面白改黑中的應(yīng)用效果進(jìn)行全面評價(jià)。
人民路是位于某城區(qū)的一條南北走向的主干道,雙向4 車道,設(shè)計(jì)速度為60 km/h,路面寬度18 m,道路全長1 103 m,原路面為水泥路面。目前路面表面磨耗比較嚴(yán)重,抗滑性能下降,同時(shí)水泥板塊存在部分?jǐn)喟?、碎裂等情況。部分路面狀況如圖1 所示,原路面指標(biāo)檢測評定結(jié)果見表1。為綜合改善原水泥路面行駛狀況,提升路面抗滑性能,設(shè)計(jì)單位提出采用“白加黑”技術(shù)改造方案。經(jīng)過方案比選,最終確定采用直接加鋪一層1.8 cm 厚熱拌超薄瀝青路面的技術(shù)方案,來解決目前水泥路面存在的問題。該技術(shù)具有快速施工、節(jié)省材料、改造效果明顯等特點(diǎn)。同時(shí),超薄罩面還具有舒適、靜音和耐久的特點(diǎn)。
圖1 原路面狀況
表1 原路面檢測評定結(jié)果
熱拌超薄罩面加鋪前,需要對原水泥路面進(jìn)行處理,保證路面結(jié)構(gòu)完整、清潔、平順。其中包括以下技術(shù)方案:
對與原水泥路面板塊斷裂形成的裂縫,以及水泥板塊之間的接縫,需要進(jìn)行灌縫處理,避免罩面加鋪后路面出現(xiàn)反射裂縫的情況發(fā)生。灌縫瀝青需采用性能在PG82-22 及以上的改性瀝青,對于寬度小于5 mm 的裂縫,可直接進(jìn)行灌縫;對于寬度超過5 mm的裂縫,需要將裂縫清理干凈后,灌注瀝青砂,而后在表面澆筑一層灌縫瀝青。灌縫標(biāo)準(zhǔn)是在裂縫上方形成一條寬約2 cm 的“小帽子”。灌縫示意圖、灌縫效果圖如圖2 所示。
圖2 灌縫示意圖和灌縫效果圖
碎裂的水泥板塊已經(jīng)喪失結(jié)構(gòu)承載力,需要將碎裂部位挖除,重新澆筑混凝土。待路面承載強(qiáng)度完全恢復(fù),方可加鋪超薄罩面。
由于原路面水泥板塊沉降不均勻、部分板塊間高差比較明顯,因此需要將沉降不均勻的板塊進(jìn)行處理,對板塊高差超過5 mm 的部位用銑刨機(jī)沿高差部位進(jìn)行銑刨,保證原路面整體平順。
原水泥路面附屬設(shè)施包括雨水井、電力井等。超薄罩面加鋪前需要提前抬升,抬升高度為1.8 cm,與超薄罩面厚度一致,從而保證超薄罩面加鋪后,雨水井、電力井等與路面保持相平。
超薄罩面加鋪前,原路面標(biāo)志標(biāo)線需要進(jìn)行打磨清除,以防止超薄罩面攤鋪后,在碾壓過程中將標(biāo)線壓碎,進(jìn)而造成罩面脫落。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,對1.8 cm 厚超薄瀝青罩面混合料進(jìn)行設(shè)計(jì),其中熱拌超薄罩面所用瀝青膠結(jié)料為高黏度特種改性瀝青,相應(yīng)的技術(shù)要求和檢測結(jié)果見表2。
表2 高黏度特種改性瀝青檢測結(jié)果
根據(jù)設(shè)計(jì)要求,混合料的孔隙率宜控制在12%以上,選擇7.0%油石比進(jìn)行級配設(shè)計(jì)試驗(yàn),拌和樓熱倉篩分分為0~4 mm、4~6 mm 和6~11 mm 三檔集料,對集料和礦粉進(jìn)行篩分,并根據(jù)馬歇爾設(shè)計(jì)方法進(jìn)行級配設(shè)計(jì),最終設(shè)計(jì)級配混合料孔隙率為13.4%,混合料最終設(shè)計(jì)級配通過率見表3。其中,熱倉比例為0~4 mm∶4~6 mm∶6~11 mm∶礦粉=25∶45∶24∶6,油石比為7.0%,并外摻0.3%聚酯纖維作為增韌劑。對超薄罩面混合料進(jìn)行路用性能檢測,檢測結(jié)果和要求見表4。
表3 超薄罩面設(shè)計(jì)級配
表4 超薄罩面混合料路用性能檢測
超薄罩面施工前,需要將原路面清掃干凈。采用掃地機(jī)將路面全面清掃一遍,而后采用吹風(fēng)機(jī)將路面灰塵吹走,保證路面潔凈無灰塵,從而使得黏層油能夠與原路面完全接觸。
超薄罩面所用黏層油為超黏非乳化體系黏層油,是一種不粘輪黏層油。用作超薄罩面與水泥路面的黏結(jié)層,最終拉拔強(qiáng)度大于1.0 MPa。該黏層油采用專用設(shè)備灑布,霧化噴灑施工方式,每平方米灑布量為0.2 kg。黏層油灑布完成,施工機(jī)械即可進(jìn)入工作面。黏層油灑布過程如圖3 所示。
圖3 黏層油灑布
超薄罩面攤鋪采用傳統(tǒng)攤鋪機(jī),半封閉施工,兩臺攤鋪機(jī)一前一后并排推進(jìn),半幅路一次性攤鋪完成,如圖4 所示。攤鋪過程中需要將攤鋪溫度嚴(yán)格控制在160~170℃之間。施工過程盡量減少人工操作,保證工作面的完整性。
圖4 超薄罩面攤鋪
超薄罩面碾壓采用雙鋼輪壓路機(jī),采用緊跟快壓的方式,靜壓兩遍。碾壓過程中嚴(yán)禁開啟震動,以免表面集料被壓碎。超薄罩面適宜的碾壓溫度為150~160℃。
超薄罩面碾壓完成后,待路面溫度降低至50℃以下,即可開放交通。一般情況下,碾壓后1 h 即可開放交通。
原水泥路面改造耗時(shí)1d,一共完成19 854 m2的超薄罩面加鋪,平均加鋪厚度為1.8 cm,節(jié)省60%以上材料,大幅提高改造效率。改造完成的路面平整度提升,路面行駛舒適性增加,具有靜音效果。改造后的路面效果如圖5 所示。
圖5 超薄罩面應(yīng)用效果
本文依托水泥路面加鋪超薄罩面應(yīng)用實(shí)踐,總結(jié)了超薄罩面實(shí)施流程和技術(shù)特點(diǎn),得出以下結(jié)論:
(1)超薄罩面用作水泥路面升級改造,具有時(shí)效快、節(jié)省材料、改造效果好、路面靜音,以及不產(chǎn)生固體廢棄物等特點(diǎn),可以在短時(shí)間內(nèi)完成大面積的水泥路面改造。
(2)超薄罩面加鋪前,需要對原路面進(jìn)行處理,包括灌縫、板塊破損修復(fù)、高差找平、窨井抬升,以及路面標(biāo)志標(biāo)線清除等工作。
(3)超薄罩面采用高黏特種改性瀝青作為膠結(jié)料,混合料采用開級配方案,具有優(yōu)異的路用性能。
(4)超薄罩面黏層油采用分步噴灑方案,采用傳統(tǒng)的瀝青施工工藝與碾壓工藝,施工快速,有利于大面積推廣使用。