余承喜，盧利濤，廖子泗，韋錫望

(1.廣西交通設(shè)計(jì)集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530029；2.廣西交科集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

反射裂縫是“白改黑”路面最常見的病害之一，而對(duì)既有裂縫病害進(jìn)行處治是保證加鋪層良好性能的關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外學(xué)者在加鋪層設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了大量研究：劉玉龍[1]通過反算路面當(dāng)量回彈模量，建立了路面有效厚度與路面當(dāng)量回彈模量和路面狀況指數(shù)關(guān)系的加鋪模型；柯能信[2]研究了基于FWD舊瀝青路面加鋪層設(shè)計(jì)方法，并驗(yàn)證評(píng)價(jià)了疲勞開裂、永久變形模型；劉霞[3]基于實(shí)測(cè)動(dòng)態(tài)彎沉盆，運(yùn)用CMSR程序計(jì)算舊瀝青路面回彈模量，進(jìn)而推算加鋪層厚度及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

聚酯布等土工材料與瀝青混合料具有類似的粘彈特性，因而被廣泛應(yīng)用于處治瀝青路面裂縫等病害。馬正紅[4]研究了瀝青融合型高強(qiáng)聚酯玻纖布的性能、施工工藝，并對(duì)使用效果進(jìn)行跟蹤評(píng)價(jià)。周剛等[5]研究了經(jīng)編復(fù)合聚酯玻纖布的力學(xué)性能，試驗(yàn)表明其不僅能有效防治裂縫的產(chǎn)生，還可延緩裂縫擴(kuò)展，且效果均優(yōu)于聚酯玻纖布和玻纖格柵。

綜上所述，國(guó)內(nèi)在加鋪層方面的研究普遍集中在瀝青或水泥路面直接加鋪的工藝上，較少對(duì)“白改黑”路面再加鋪技術(shù)進(jìn)行研究；其次，較少對(duì)加鋪之前的舊路面病害進(jìn)行細(xì)化分析，對(duì)病害處治技術(shù)進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)。本文依托實(shí)體工程，針對(duì)裂縫病害嚴(yán)重程度，提出詳細(xì)的“白改黑”路面裂縫處治技術(shù)、加鋪層設(shè)計(jì)及施工工藝，為以后的工程設(shè)計(jì)研究提供可靠經(jīng)驗(yàn)。

1 聚酯布性能

對(duì)試驗(yàn)所選用聚酯布的力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)，其主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

表1 聚酯布力學(xué)性能指標(biāo)表

2 裂縫處治及瀝青加鋪層設(shè)計(jì)

2.1 舊路病害評(píng)價(jià)

某高速公路為“白改黑”后的復(fù)合瀝青路面，既有路面結(jié)構(gòu)為：16 cm既有瀝青混凝土加鋪層+32 cm舊水泥混凝土+36 cm二灰三渣基層+20 cm二灰土。舊路病害調(diào)查表明：該路段路面狀況PCI總體評(píng)價(jià)為中，反射裂縫較多，導(dǎo)致絕大多數(shù)路面行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)不符合養(yǎng)護(hù)規(guī)定值。路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度是決定加鋪層設(shè)計(jì)的關(guān)鍵指標(biāo)，本文使用BAKFAA軟件反算既有路面各結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)模量，評(píng)價(jià)舊路路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。當(dāng)反算的動(dòng)態(tài)模量超過閥值時(shí)則認(rèn)為該層路面結(jié)構(gòu)破壞[6-7]。各結(jié)構(gòu)層模量閥值如表2所示，測(cè)量各結(jié)構(gòu)層既有路面動(dòng)態(tài)模量變化如圖1所示。

表2 各結(jié)構(gòu)層動(dòng)態(tài)模量閥值表

圖1 既有路面各結(jié)構(gòu)層動(dòng)態(tài)模量變化曲線圖

通過比較表2與圖1可知，既有路面結(jié)構(gòu)整體狀況良好，僅個(gè)別測(cè)點(diǎn)動(dòng)態(tài)模量超過閥值。但各測(cè)點(diǎn)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度波動(dòng)性較大，尤其是基層動(dòng)態(tài)模量，主要原因有：(1)原材料及施工質(zhì)量的差異性；(2)外部荷載及環(huán)境作用引起路面出現(xiàn)差異病害，加劇了路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的差異性。主要表現(xiàn)為：局部位置路面水下滲導(dǎo)致面層、基層及底基層出現(xiàn)水毀破壞，個(gè)別嚴(yán)重位置甚至出現(xiàn)沉陷病害，導(dǎo)致反算模量不符合要求，從而加劇了路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的差異性。

2.2 加鋪層設(shè)計(jì)

根據(jù)養(yǎng)護(hù)維修決策樹及上述分析可知，既有“白改黑”路面雖然出現(xiàn)了大量反射裂縫，但大部分裂縫仍處于初期發(fā)展階段，對(duì)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度基本沒有影響，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度仍然較高。僅需采用合理技術(shù)處理既有“白改黑”路面裂縫病害，延緩裂縫發(fā)展，同時(shí)加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)整體均勻性。故擬采用對(duì)舊路病害處理后統(tǒng)一進(jìn)行加鋪的二層式罩面方案：4 cm SBS改性瀝青SMA-13+8 cm 改性瀝青AC-20C(抗車轍)+70#A級(jí)瀝青熱瀝青(用量：0.9～1.3 kg/m2)+聚酯布保留或處治后的原路面結(jié)構(gòu)。

二層式罩面的主要作用有：(1)改善路面損壞狀況，提高路面平整度；(2)增加路面結(jié)構(gòu)厚度，進(jìn)而提高路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；(3)對(duì)現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行降級(jí)并最大限度地利用；(4)可以利用面層進(jìn)行調(diào)坡，加速雨水的排除。

2.3 既有“白改黑”路面裂縫處治技術(shù)研究

反射裂縫是“白改黑”復(fù)合瀝青路面最嚴(yán)重的病害之一，若直接加鋪，則此類裂縫會(huì)在新加罩面層內(nèi)快速反射，嚴(yán)重縮短加鋪層使用壽命。因此，對(duì)已有裂縫的處治是影響加鋪層使用壽命的關(guān)鍵。本文針對(duì)裂縫病害的嚴(yán)重程度提出不同的處治方案。

(1)嚴(yán)重開裂的裂縫處治措施。對(duì)于貫穿既有路面、兩側(cè)路面產(chǎn)生明顯沉陷、龜裂、松散等損壞的裂縫，需銑刨維修裂縫兩側(cè)瀝青面層。具體方案為：跨裂縫銑刨既有瀝青面層至水泥混凝土面層，銑刨深度為16 cm，寬度為100 cm；灑布改性乳化瀝青黏層(兼作透層)+聚酯布；采用普通瀝青ATB-25分層填補(bǔ)裂縫。設(shè)計(jì)方案如圖2所示。

圖2 嚴(yán)重開裂的裂縫處治措施示意圖

(2)中等開裂的裂縫處治措施。對(duì)于貫穿既有路面，但兩側(cè)未產(chǎn)生明顯沉陷、龜裂、松散等損壞的裂縫，具體處治方案為：跨裂縫銑刨既有瀝青面層至下面層頂，銑刨寬度為60 cm，深度為8 cm；灑布改性乳化瀝青黏層(兼作透層)+聚酯布；采用ATB-25瀝青進(jìn)行單層式填補(bǔ)裂縫。設(shè)計(jì)方案如圖3所示。

圖3 中等開裂的裂縫處治措施示意圖

(3)輕微裂縫處治措施。對(duì)于細(xì)縫、裂縫周邊無松散或松散輕微的需對(duì)裂縫進(jìn)行開槽灌縫(縫隙尺寸為3 cm深×2 cm寬)。設(shè)計(jì)方案如圖4所示。

圖4 輕微裂縫處治措施示意圖

3 實(shí)體工程應(yīng)用

3.1 施工工藝介紹

舊瀝青路面維修處治具體施工過程如圖5所示。

圖5 施工工藝示意圖

(1)既有瀝青路面裂縫銑刨寬度及深度根據(jù)裂縫病害程度確定。

(2)噴灑熱瀝青黏層油：必須均勻?yàn)⒉拣佑停瑫r(shí)嚴(yán)格控制用量。

(3)鋪設(shè)聚酯布：鋪設(shè)聚酯布過程中必須保證其表面平整，且與裂縫銑刨寬度一致。

(4)裂縫的填補(bǔ)：采用ATB-25瀝青分層填補(bǔ)裂縫時(shí)，需采用小型壓路機(jī)與振動(dòng)機(jī)碾壓成型下層混合料，大型壓路機(jī)碾壓上層，尤其注意邊緣及角落處混合料的壓實(shí)狀況。

(5)罩面施工：待舊瀝青路面維修處理結(jié)束后，全幅寬瀝青路面鋪筑普通熱瀝青粘層油+聚酯布，最后攤鋪碾壓成型罩面。罩面施工前，應(yīng)清除混凝土表面浮灰或?yàn)r青混凝土路面灰塵，瀝青材料均勻噴灑后，立即攤鋪聚酯布，將聚酯布完全貼合在下承層表面。

3.2 實(shí)體工程檢測(cè)及評(píng)價(jià)

采用落錘式彎沉儀獲取該路段各測(cè)點(diǎn)路表動(dòng)態(tài)彎沉，通過比較荷載中心處的單點(diǎn)彎沉來評(píng)價(jià)加鋪前后路面結(jié)構(gòu)承載力。本文選擇直接加鋪與經(jīng)裂縫處理后加布加鋪兩種工況與原瀝青路面進(jìn)行比較，對(duì)比分析不同加鋪方案對(duì)路面結(jié)構(gòu)承載力的改善效果。結(jié)果如圖6所示。

圖6 各種工況下瀝青路面單點(diǎn)彎沉檢測(cè)結(jié)果對(duì)比曲線圖

路表單點(diǎn)彎沉平均值及標(biāo)準(zhǔn)差如表3所示。

表3 路表單點(diǎn)彎沉平均值及標(biāo)準(zhǔn)差匯總表

從表3可知：(1)原路面右輪跡與左輪跡相比，荷載中心處彎沉平均值與標(biāo)準(zhǔn)差較大，說明右輪跡處的路面結(jié)構(gòu)承載力較差，這主要是由于路面橫坡與汽車靠右行駛規(guī)則導(dǎo)致正常情況下汽車向右傾斜，右側(cè)輪胎胎壓較大；(2)與原瀝青路面相比，直接加鋪與裂縫處理后加布加鋪路段荷載中心彎沉平均值分別降低了18.05(μm)和26.89(μm)，標(biāo)準(zhǔn)差分別降低了18.08和28.15，這說明加鋪層的鋪筑能夠有效增強(qiáng)舊瀝青路面的結(jié)構(gòu)承載力，同時(shí)改善結(jié)構(gòu)承載力的均勻性；(3)與直接加鋪相比，經(jīng)裂縫處理后加布加鋪路表單點(diǎn)彎沉平均值與標(biāo)準(zhǔn)差的降低幅度分別提高了8%與8.3%，表明既有路面裂縫病害的處治及聚酯布在加鋪層中有加筋補(bǔ)強(qiáng)的作用，可進(jìn)一步改善舊瀝青路面的結(jié)構(gòu)承載力與均勻性。

4 結(jié)語

本文根據(jù)路面病害調(diào)查與評(píng)價(jià)結(jié)果，提出原路面病害處治后統(tǒng)一加鋪12 cm改性瀝青面層(4 cm SBS改性瀝青SMA-13+8 cm改性瀝青AC-20C(抗車轍))的加鋪方案；針對(duì)不同的重載交通復(fù)合瀝青路面裂縫病害提出三種不同的基于聚酯布的舊復(fù)合瀝青路面裂縫處理方案；結(jié)合實(shí)體工程對(duì)裂縫處理技術(shù)及關(guān)鍵工藝進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并對(duì)實(shí)施效果進(jìn)行了跟蹤觀測(cè)。結(jié)果表明：(1)由于路拱橫坡與汽車靠右行駛規(guī)則導(dǎo)致右輪跡承受胎壓較大，路面病害破壞較為嚴(yán)重；(2)既有路面裂縫病害的處治及聚酯布在加鋪層中有加筋補(bǔ)強(qiáng)的作用，可進(jìn)一步改善舊瀝青路面的結(jié)構(gòu)承載力與均勻性。