姚 坤
[上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院(集團(tuán))有限公司,上海市 200092]
我國(guó)大部分城市主干道都采用瀝青路面,瀝青路面具有高溫穩(wěn)定性、耐疲勞性、低溫抗裂性等優(yōu)點(diǎn)[1],然而由于車輛的行走時(shí)間、氣候等客觀因素的影響,瀝青路面會(huì)出現(xiàn)明顯的損壞。通常磨耗層的壽命小于10 a,因此需要定期對(duì)磨耗層進(jìn)行更新。常見的瀝青磨耗層有:熱拌瀝青混合料面層,適用于各種等級(jí)道路的面層;冷板瀝青混合料面層,適用于支路及以下道路的面層、支路的表面層;溫拌瀝青混合料面層,拌和溫度120~130℃。但常規(guī)的瀝青表面磨耗層存在施工能耗高、抗滑耐久問題、應(yīng)用的局限性等。
嘉善縣城區(qū)智能交通綜合提升改造工程(一期)道路工程是為加快推進(jìn)長(zhǎng)三角一體化示范區(qū)建設(shè),提升先行啟動(dòng)區(qū)嘉善片區(qū)顯示度,打造的標(biāo)志性道路,該項(xiàng)目被列為嘉善縣2021年度重大項(xiàng)目和嘉善城區(qū)品質(zhì)提升攻堅(jiān)戰(zhàn)的標(biāo)志性項(xiàng)目。該項(xiàng)目主要對(duì)世紀(jì)大道、城西大道進(jìn)行綜合提升改造,其中世紀(jì)大道西起洪三公路,東至平黎公路,全長(zhǎng)約7.4 km;城西大道南起嘉善縣界,北至世紀(jì)大道,全長(zhǎng)約3.28 km。結(jié)合道路整治,響應(yīng)“新基建”的發(fā)展要求,依托“車路協(xié)同”技術(shù),實(shí)現(xiàn)“車、路、人、機(jī)”的信息共享,提升車輛駕駛安全,改善駕駛體驗(yàn)。
世紀(jì)大道和城西大道自建成通車以來,一直為嘉善縣的主要城市道路,近年來由于交通量的增加以及施工年限的增加,導(dǎo)致原有瀝青路面產(chǎn)生裂縫、坑洼等病害。為滿足司乘人員舒適性的要求,同時(shí)提高公路的服務(wù)質(zhì)量,需對(duì)路基段水泥混凝土路面進(jìn)行病害修復(fù)和瀝青罩面品質(zhì)化的提升改造。本次高韌超薄磨耗層加鋪工作共計(jì)實(shí)施面積約為34萬m2。
為保證高韌超薄磨耗層的正常施工,需要在正式施工前對(duì)原路面進(jìn)行一定的處理。
(1)病害處理
由于高韌超薄磨耗層的施工,需要要求原路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度強(qiáng)。本項(xiàng)目世紀(jì)大道原路面存在裂縫、坑槽、沉陷、網(wǎng)裂等病害,對(duì)于本路段各種病害,本項(xiàng)目按照以下原則進(jìn)行處治:
a.裂縫
對(duì)于寬度小于0.5 mm的裂縫可不予處治,待加鋪高韌超薄瀝青磨耗層時(shí),由乳化瀝青滲透破乳后將裂縫進(jìn)行密封;對(duì)于寬度在0.5~3 mm的裂縫,可采用高粘彈瀝青進(jìn)行灌縫處理。
對(duì)于邊緣出現(xiàn)碎裂、縫寬在3 mm以上的貫穿式裂縫,可采取帶狀挖補(bǔ)方法,修補(bǔ)材料采用SMA-13改性瀝青混合料。
b.坑槽、沉陷及網(wǎng)裂
本次項(xiàng)目針對(duì)坑槽及網(wǎng)裂病害,采用的是熱料熱補(bǔ)的方式,修補(bǔ)材料采用SMA-13改性瀝青混合料,有以下修復(fù)措施。
一是為保證道路修補(bǔ)的整體性,修補(bǔ)原則為圓洞方補(bǔ)、斜洞正補(bǔ)。
二是在工作面干燥后,底部及側(cè)面噴灑改性乳化瀝青黏層。
三是修補(bǔ)后新填補(bǔ)部分應(yīng)略高于舊瀝青路面。
四是對(duì)修補(bǔ)接縫處進(jìn)行封縫處理。
(2)提升窨井蓋
路面中存在窨井蓋、煤氣管道蓋、通信光纜蓋等蓋子,在采用高韌超薄磨耗層進(jìn)行加罩時(shí),為便于一次性完成道路鋪裝,在實(shí)施高韌超薄磨耗層前,必須先進(jìn)行井蓋整體提升。在施工前相應(yīng)設(shè)施蓋子標(biāo)高預(yù)先提高2 cm,如圖1和2所示,并在其上表面涂上油或采用薄膜覆蓋,經(jīng)同步攤鋪完成后迅速清理蓋子表面殘留瀝青混合料,完成整體路面的鋪裝。
圖1 確定井蓋抬升高度
圖2 回填井蓋邊槽
(3)精銑刨處理
在保證不影響人行道路石下水口標(biāo)高前提下,從道路施工前對(duì)于路緣石處,距離路緣石1~1.5 m的位置開始往路緣石銑刨出一個(gè)倒三角臺(tái)階(接近路緣石處的銑刨深度為2.0~3.0 cm),攤鋪時(shí)可自然接順原路緣石。
高韌超薄瀝青磨耗層采用PG94型高粘高彈聚合物改性瀝青作為膠結(jié)材料,對(duì)拌和工藝具有更高的技術(shù)要求,為確?;旌狭系某善焚|(zhì)量,需要嚴(yán)格控制每一盤混合料的生產(chǎn),具體技術(shù)要求如表1。
表1 熱拌高韌超薄磨耗層技術(shù)溫度控制 單位:℃
同步攤鋪技術(shù)將原有的瀝青路面施工的兩種步驟結(jié)合為一個(gè)步驟,即噴灑粘油層和攤鋪超薄瀝青同步進(jìn)行,如圖3所示。圖4為同步攤鋪機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施場(chǎng)景。
圖3 同步噴灑攤鋪技術(shù)示意
圖4 同步攤鋪機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施圖
圖5為同步攤鋪完成后外觀效果圖。從外觀上看,整體攤鋪路面均勻黝黑,顯著提高了路面的視覺效果。
圖5 同步攤鋪外觀實(shí)施效果
(1)采用攤鋪機(jī)熨平板已經(jīng)可以將瀝青的密實(shí)度增加到常規(guī)瀝青路面的90%,再采用雙鋼輪壓路機(jī)多次碾壓,最終進(jìn)行靜壓收光整平。
(2)碾壓過程中壓路機(jī)保持均勻速度碾壓。并應(yīng)對(duì)超薄瀝青的鋪設(shè)厚度、碾壓速率、溫度、遍數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格檢查。
在使用超薄瀝青混合料完成碾壓30 min后,經(jīng)檢測(cè)溫度低于50℃,滿足道路交通開放要求[2],較常規(guī)瀝青需3 h才能開放交通,大大減少了對(duì)交通及社會(huì)環(huán)境的影響。
為保證所實(shí)施的超薄瀝青路面質(zhì)量條件,采用室內(nèi)試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)相結(jié)合的方式,評(píng)價(jià)實(shí)施后的路面性能[3-4]。
根據(jù)表2可知:本次嘉善縣城區(qū)智能交通綜合提升改造工程(一期)道路工程中所應(yīng)用的高韌超薄磨耗層瀝青混合料所有檢測(cè)指標(biāo)均滿足技術(shù)指標(biāo)要求;浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度及凍融劈裂殘留強(qiáng)度比遠(yuǎn)好于技術(shù)要求,表明混合料的水穩(wěn)定性能良好;車轍動(dòng)穩(wěn)定度表明高韌瀝青混合料具有良好的高溫抗車轍能力;肯塔堡飛散損失表明高韌超薄磨耗層的抗剝落性能良好,高韌瀝青混合料內(nèi)部瀝青與石料間具有良好的粘結(jié)效果;四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)結(jié)果表明高韌超薄磨耗層瀝青混合料具有良好的抗疲勞性能,能夠保證此磨耗層在車輛重復(fù)荷載作用下?lián)碛休^長(zhǎng)的疲勞壽命。
表2 髙韌瀝青混合料后評(píng)估測(cè)試項(xiàng)目及評(píng)價(jià)結(jié)果
由表3可知:本次高韌超薄磨耗層實(shí)施效果良好,路面平整度整體提高了4 mm,且罩面后車內(nèi)行車噪音降低3~5 dB,車外行車噪音降低5~6 dB,顯著地提高了路面行車舒適性;世紀(jì)大道罩面后的構(gòu)造深度和摩擦系數(shù),由罩面前的0.61 mm和48.6 BPN改進(jìn)為1.15 mm和69 BPN,路面抗滑性能顯著提升,為車輛行駛提供了安全保障;滲水系數(shù)為26 mL/min,小于標(biāo)準(zhǔn)值30 mL/min,表明此磨耗層壓實(shí)度和密實(shí)性良好;層間拉拔強(qiáng)度檢測(cè)結(jié)果為0.86 MPa,高于標(biāo)準(zhǔn)值0.6 MPa,表明高韌超薄磨耗層層間粘結(jié)性能良好。
表3 應(yīng)用效果后評(píng)估測(cè)試項(xiàng)目及評(píng)價(jià)結(jié)果
針對(duì)嘉善縣道路系統(tǒng)的改造,提出應(yīng)用0.8~2 cm級(jí)別的熱拌高韌超薄磨耗層技術(shù),并總結(jié)了其施工控制技術(shù),快速的提高了世紀(jì)大道及城西大道的路面提升改造工作。
高韌超薄磨耗層技術(shù)的實(shí)施提高了道路功能性能、行車安全性能、力學(xué)性能等各項(xiàng)性能,實(shí)現(xiàn)了原路面綜合品質(zhì)的提升,改善了行車環(huán)境和舒適性,得到了政府以及城市居民的高度認(rèn)可,符合當(dāng)前綠色與高性能材料的發(fā)展趨勢(shì),可為同類型瀝青路面磨耗層施工提供一定的工程參考。