程晉群
(成都建工路橋建設(shè)有限公司,四川 成都 610000)
隨著公路使用時間的延長,路面遭到的破壞也越來越嚴(yán)重,不僅影響駕駛舒適度,而且還會給行車安全埋下隱患。公路路面出現(xiàn)的病害類型不同,所用到的改造施工技術(shù)也有所差異,只有結(jié)合實際情況,因地制宜有計劃、有秩序地開展施工,才能從根本上保證公路路面改造質(zhì)量。
(1)病害原因。裂縫是市政道路路面最常見的一種病害類型,多種原因均可使路面形成裂縫,比如交通負(fù)荷、基層材料、使用環(huán)境、瀝青混合料的性質(zhì)等。路面裂縫常見的類型有兩種,一種是表面裂縫;另一種是反射裂縫。前者非常容易理解,筆者不多做贅述。重點分析反射裂縫,主要發(fā)生在半剛性基層,這種基層的特點是伸縮性強,一旦遇到失水、溫縮等問題,就很容易出現(xiàn)裂縫,如果拉力傳遞到瀝青層,集中至一處的壓力便會形成反射裂縫。如果選擇的施工技術(shù)不合理、采用的施工工藝不恰當(dāng),如碾壓密實度不夠、瀝青混合料的孔隙率太大,路面與陽光、空氣相互接觸的面積就更大,路面的老化速度會更快,抗裂性能不斷下降,加之車輛的反復(fù)通行,也會造成路面裂縫。
(2)裂縫的處理:①橫向裂縫:縫寬3mm 左右,可采用清縫、灌縫、壓縫帶等處理方式。對于縱橫反射裂縫比較嚴(yán)重的部位,可采用水泥壓漿、高聚物注漿、就地?zé)嵩偕刃迯?fù)措施。②縱向裂縫:結(jié)合地形、氣候特點設(shè)計排水溝等基礎(chǔ)設(shè)施,避免雨水滲透,可有效防止縱向裂縫的出現(xiàn)。根據(jù)縱向裂縫的特點可采用灌縫工藝處理,也可設(shè)置吸收層,以減輕雨水對路面以及內(nèi)部的損害。③網(wǎng)狀裂縫:可采用基層、面層、挖補重鋪等措施進行處理;對于龜裂的情況,可采用水性環(huán)氧樹脂改性乳化瀝青封層、就地?zé)嵩偕娕僦劁伒却胧┻M行處理。
(1)病害原因:公路路面在經(jīng)過車輛長時間、反復(fù)碾壓之后,很容易出現(xiàn)裂縫。雨水會順著路面裂縫深入到公路內(nèi)部,最后殘留在瀝青混合料空隙內(nèi),如再次受到車輛荷載影響,裂縫內(nèi)會形成真空吸力,瀝青被吸出混合料,混合料的密實度嚴(yán)重下降,變得越來越松散,當(dāng)密實度無法滿足交通荷載的要求時,便會形成坑槽。
(2)處治措施:①熱拌材料修補法:秉持“圓洞方補、斜洞正補”的處理原則,結(jié)合坑槽特點標(biāo)記待修補坑洞的輪廓線,為后期開槽提供方便。挖出的坑洞應(yīng)保持規(guī)整,槽壁垂直,開槽挖至穩(wěn)定部分后,將松動的材料、浮灰等雜物清除干凈,保持槽壁與槽底的整潔,以充分發(fā)揮瀝青混合料的作用。混合料的級配類型應(yīng)與原路面一致,做好路面壓實,提高路面的整潔度與美觀度。②冷料修補法:前期挖槽方式與熱拌材料修補法相同,清理干凈后涂抹粘層油和常溫混合料,然后再振動壓實。
(1)病害原因:車轍主要包括三種類型:失穩(wěn)型、結(jié)構(gòu)型、磨耗型。車轍病害的形成,是路面荷載、環(huán)境、瀝青混合料的特點等多種因素共同作用的結(jié)果。其中瀝青混凝土的抗剪強度未達到標(biāo)準(zhǔn)要求、攤鋪厚度不夠等屬于內(nèi)因;車輛超載嚴(yán)重、高溫環(huán)境屬于外因。
(2)處治措施:①根據(jù)路面抗車轍的具體要求,結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蛱攸c,選擇耐高溫性能良好的瀝青與黏附性強的材料。明確施工指標(biāo),控制材料使用量,先補強路面基層,然后重新鋪筑路面,保證路層硬度符合要求。②清除路面凸起部分與車轍,再使用粘層瀝青與瀝青混合料涂刷、填補;然后重鋪路面并碾壓。
為了避免病害問題的持續(xù)出現(xiàn),從根本上改善路面的整體質(zhì)量,需對公路路面進行質(zhì)量提升改造處理。主要的路面改造技術(shù)如下。
這種處理方式能夠很好地解決瀝青混凝土路面裂縫,核心技術(shù)為沖擊壓實技術(shù),將已經(jīng)發(fā)生破裂的公路作為基層施工材料,處理完成公路地基以后,需將水泥混凝土或者瀝青混凝土作為結(jié)構(gòu)層,可以避免瀝青混凝土罩面層受到舊路面裂縫的干擾。值得注意的是,在應(yīng)用該技術(shù)期間,應(yīng)保持舊路面表面劈裂力矩和老基樁之間相互配合,為之后的改造施工創(chuàng)造有利條件[1]。此外。還可以采用壓裂穩(wěn)定技術(shù),該技術(shù)主要應(yīng)用于路面的橫向裂縫病害,且兩條相近的縫隙間隔不低于50cm。首先,將瀝青混凝土鋪設(shè)在路面位置,避免破壞路面底板和細(xì)小的裂縫出現(xiàn)。合理設(shè)計與控制鋪設(shè)的瀝青路面厚度,采用壓裂加固施工工藝,完成水泥混凝土路面和混凝土加筋區(qū)域施工,最大限度地縮小道路裂縫與工作縫隙之間的位移差,確保不會損傷混凝土和鋼筋。但是,在工程實施期間,會因為施工技術(shù)而對路面產(chǎn)生破壞力,導(dǎo)致壓裂穩(wěn)定技術(shù)應(yīng)用期間面臨極大挑戰(zhàn)。
2.2.1 稀漿封層施工
該技術(shù)在改造乳化瀝青公路路面中的應(yīng)用極為廣泛,施工流程如下:把乳化瀝青鋪設(shè)在水泥穩(wěn)定層,鋪設(shè)厚度5mm,目的是增強路面和瀝青層的粘結(jié)牢固度,避免車輛行駛過程中造成二者位移。稀漿封層施工中,不僅需要乳化瀝青,還要用到骨粉、礦粉、水泥等材料。鋪設(shè)基層之前,先清理雜物,然后對基層進行打毛處理;修補坑槽、裂縫、破損等基層路面病害,準(zhǔn)備工作完成后,可開始封層施工。路面鋪設(shè)完成后,還需要灑水保濕,提高封層與基層之間的粘結(jié)度,但需要嚴(yán)格控制灑水量,不要過度灑水。瀝青混合料的攪拌要避免出現(xiàn)拉傷、結(jié)團、掛痕、厚薄不均等問題。破乳時間在2h 左右,時間過長可能會影響路面成型,合理控制添加劑使用量,能夠很好的解決破乳問題。
2.2.2 粘結(jié)層施工
為了進一步增強路面的穩(wěn)定性,在路基、水泥穩(wěn)定基層之間,通常需要增加一層粘結(jié)層,需要用到大量水泥,要求施工人員參照施工要求和公路等級,完成水泥類型選擇,比如使用火山灰硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥等,水泥的強度等級要求達到42.5 級,砂漿的強度不能低于18MPa。水泥初凝、終凝時間分別在3ht 和6h 以上,保證水泥可以恢復(fù)自身屬性。在高溫環(huán)境中施工,需要對水泥進行灑水降溫,要保持混凝土一定的濕潤度,但又不能存在積水,尤其要排除碎石基層的積水。水泥砂漿的使用量控制在3kg/m2,水泥漿配置的水灰比為1:2,確定噴射的黏度,先噴漿40m 后再鋪機,竣工后第一時間鋪設(shè)新的水穩(wěn)層[2]。
2.2.3 聚酯玻纖布施工
在新舊路面縱向施工期間,在瀝青鋪設(shè)期間出現(xiàn)反射裂縫時,在對半舊性基層縱向縫隙和收縮性縫隙修復(fù)期間,都需要用到聚酯玻纖布。施工中,首先要將路基底層清理干凈,然后噴灑粘結(jié)劑,讓工作面保持干燥,如果工作面有積水,則要待水分蒸發(fā)后再施工。新舊半剛性基層長度在≥200m 的情況下,再噴灑粘結(jié)劑,施工結(jié)束后2d 再鋪設(shè)瀝青混合料。
以某條市政道路刷黑改造施工為例,整條道路的改造長度共計達到0.658km,路幅寬度值為20m,幅式車行道寬度10m,混凝土板厚20cm,采用手?jǐn)[片石完成下基層施工,以水泥混凝土為原材料完成路面施工?;炷撩姘褰涌p施工,沒有按照要求做好施工寬度設(shè)置,甚至與防水操作之間存在誤差,破損嚴(yán)重,承載力與防水性很差,滲水嚴(yán)重。路緣石的高度參差不齊,存在錯臺、坑槽、接縫、斷板、脫空等病害。完成道路改造以后,需要相互擬合現(xiàn)狀路線和路面平面,縱斷面施工需整合二層式瀝青混凝土和水泥混凝土,以舊水泥路面為基礎(chǔ)完成瀝青混凝土鋪設(shè)。該工程在施工期間,面臨大量降水天氣,對施工進度產(chǎn)生影響,所以必須要對鋪設(shè)混凝土的施工質(zhì)量做好嚴(yán)格控制。
3.1.1 路面處理方案選擇
在舊路面上鋪設(shè)瀝青面層,需要對路面進行破碎處理,一種是全部沖擊破碎,另一種是局部補強修復(fù)。綜合多種因素考慮,決定采用局部修復(fù)的處理方案。
3.1.2 加鋪路面的防裂處理
加鋪混凝土路面時,要預(yù)防反射裂縫的出現(xiàn),采取針對性的防護措施,比如,應(yīng)用土工布、土工格柵、防水油氈等具有防裂性能、經(jīng)濟實惠的材料,既能保證施工的便捷性,還能達到理想的強度標(biāo)準(zhǔn)。防裂施工中,可選擇自粘式玻纖格柵,提高補強效果??紤]到舊路面的破損較為嚴(yán)重,板塊分布不均勻,因此應(yīng)全部鋪滿,同時還要避免反射裂縫。
3.1.3 路面結(jié)構(gòu)的補強
為了強化舊路面強度,采取補強方案對混凝土路面進行加鋪施工。路面加厚厚度值,要根據(jù)舊路面強度值,路面局部修復(fù)的狀態(tài),結(jié)合道路工程交通量情況,保證道路既達到施工厚度、路緣石標(biāo)高、防止出現(xiàn)裂縫等要求,還要顯著增強路面抗磨損能力,綜合考慮工藝指標(biāo),將道路結(jié)構(gòu)厚度值確定在5cm 最為合適,并采用高溫、低溫環(huán)境下都具有良好穩(wěn)定性的SBS 改性瀝青[3]。
3.1.4 舊路面的整平
為了實現(xiàn)舊路面面板和瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)之間的有效連接,還需采用防水與整平措施,在舊路面上散布一層透層瀝青,瀝青砂結(jié)構(gòu)層設(shè)置在舊路面的表面。
3.2.1 灌縫處理
可采用新型改性瀝青材料,對舊水泥混凝土路面進行灌縫施工,由此可避免基層內(nèi)出現(xiàn)滲水的現(xiàn)象,提升道路基層的穩(wěn)定性和強度值。施工期間,首先要使用混凝土路面嵌縫機加熱處理,溫度穩(wěn)定控制在300℃,將改性瀝青注入到接縫內(nèi)。300℃高溫會促使瀝青材料穩(wěn)定性提升,進而保證施工滿足工藝要求和標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定。
3.2.2 破碎嚴(yán)重的水泥混凝土板修補
如果板體的破損已十分嚴(yán)重,則需在最短時間內(nèi)完成更新,按照規(guī)定要求,將破碎板運輸?shù)街付ㄎ恢茫瑥氐浊宄蓛艋鶎?。選用15#混凝土對松散的基層進行修補,處理平整基層表面,控制橫坡坡度值達到設(shè)計指標(biāo),最后采用30#混凝土完成澆筑。
3.2.3 普通斷板修補處理。
若是板塊的斷裂程度相對較輕,在施工期間,可選擇應(yīng)用裂縫開槽注膠法。工作槽切割可應(yīng)用開槽機,控制開槽寬度值為2cm,深度為1cm,將槽內(nèi)雜物徹底清理干凈,將縫補膠填入其中,完成裂縫修補。
3.2.4 脫空板塊的施工
該部分施工采取板底壓漿處理工藝,經(jīng)過預(yù)設(shè)孔洞,利用灰漿泵的壓力,將水泥漿液壓入板內(nèi),促使基層穩(wěn)定性提升。
3.3.1 土工布的施工
舊水泥混凝土路面清理期間,需確保路面位置沒有任何雜物。在相應(yīng)位置噴灑適量粘層油,若是噴灑過多,將會降低土工布表面摩擦系數(shù),對車輛行駛安全產(chǎn)生影響;若是噴灑過少,會導(dǎo)致鋪層和瀝青之間、水泥混凝土路面和土工布之間的連接緊密性下降,對緩解應(yīng)力的集中效果造成影響。采用人工和機械處理工藝完成土工布鋪設(shè),待改性乳化瀝青破乳以后,壓緊水泥混凝土路面土工布的縱橫向,詳細(xì)檢查土工布鋪設(shè)的基本情況,通常情況下須將土工布橫向搭接的寬度值控制在8~10cm。
3.3.2 瀝青混凝土面層的施工
嚴(yán)格按照混合料的級配、拌合溫度要求進行施工。瀝青混合料在運輸途中應(yīng)對其進行全面、均勻的覆蓋,以免高溫造成瀝青氧化。為了保證攤鋪施工工具的平整,必須要保證攤鋪機熨平板自動找平裝置基準(zhǔn)面的準(zhǔn)確性。攤鋪溫度以110~130℃為宜,均勻、緩慢地攤鋪,太快或太慢都可能影響路面的平整度。攤鋪之后再進行刮平處理,然后壓實路面。初期采用輕型缸筒式壓路機,之后采用重型輪胎壓路機,最后用雙輪鋼筒式壓路機[4]。
3.3.3 接縫的處理
相鄰兩幅和上下層的橫向接縫需要錯位,長度控制在1m 以上,通常采用垂直平接縫的方式進行橫向接縫施工。平接縫的粘結(jié)要緊密,壓實度要符合要求,然后使用切縫機把接頭切平,再撒上粘層油完成攤鋪施工。橫向接縫的處理,需要使用壓路機進行橫向碾壓,壓路機可以行駛在已經(jīng)壓實結(jié)束的面層,與新鋪層之間保持15cm 的距離,壓實一遍后,再向新鋪層移動15~20cm,最后把新鋪層全部碾壓一遍,再進行縱向碾壓。
3.3.4 板角破壞的處理
如果只是板角部分破損,其他部位比較完整,在挖除斷裂板角后,回填C30 混凝土,達到舊路面的高度,再充分振搗,提高路面的密實度。如果破壞的板角部位存在錯臺、積水問題,則需要將濕軟的基層與土基清理干凈,然后再回填水泥穩(wěn)定碎石與C30 混凝土。
綜上所述,市政公路路面隨著使用年限的增加,會出現(xiàn)各種病害問題,除了作好日常病害的預(yù)防處理,對舊路面實施提升改造,也是目前市政公路質(zhì)量提升的主要選擇之一。對舊路面實施改造施工時,應(yīng)根據(jù)路況情況、病害類型選擇具體的施工技術(shù)和施工方案,保證改造后的路面具有穩(wěn)定、堅固與平整等效果,為人們的日常出行提供安全保障。