高速公路瀝青路面大修技術(shù)深度探討
通常高速公路瀝青路面設(shè)計(jì)壽命期為15年，但實(shí)際上高速公路在通車3至5年以后，由于受外界環(huán)境和設(shè)計(jì)、施工缺陷等因素影響，尤其是隨著高速公路交通量迅猛增長(zhǎng)，重載車輛比例增加，車輛超載現(xiàn)象嚴(yán)重，致使高速公路瀝青路面過(guò)早出現(xiàn)病害，路面功能和行駛質(zhì)量迅速降低，大大縮短了瀝青路面的養(yǎng)護(hù)周期。為了保證高速公路車輛通行安全、快 捷和行車舒適，加強(qiáng)高速公路瀝青路面早期病害的處治并進(jìn)行有效的改造勢(shì)在必行。
先檢測(cè)路面后施工
瀝青路面病害較多，且各種病害的成因又較復(fù)雜，不同路段、不同環(huán)境、不同交通量和原建設(shè)時(shí)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量的差異性都會(huì)造成高速公路瀝青路面的不同病害。如果在瀝青路面大修時(shí)不進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)，僅根據(jù)路面病害的表面現(xiàn)象，盲目進(jìn)行銑、刨、加鋪等施工，不但不利于節(jié)約投資，還會(huì)造成養(yǎng)護(hù)質(zhì)量降低，陷入瀝青路面病害重復(fù)出現(xiàn)的怪圈。
一是彎沉檢測(cè)。彎沈檢測(cè)是檢查路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和基層、路基承載力的主要手段，大修路段的行車道、超車道可采用丹麥CarBro公司的落錘式彎沉儀FWD(型號(hào)PRI2100)進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)點(diǎn)間距一般小于30米。由于該儀器檢測(cè)的數(shù)據(jù)是一個(gè)動(dòng)態(tài)彎沉值，一般不宜采用貝克曼梁檢測(cè)，因?yàn)樨惪寺簩?duì)瀝青路面檢測(cè)的只是一個(gè)點(diǎn)的彎沉值。通過(guò)彎沉檢測(cè)，對(duì)彎沉值≤彎沈代表值(0.36毫米)的路面需進(jìn)行基層補(bǔ)強(qiáng)處理。
二是車轍檢測(cè)。以河北省高速公路為例，瀝青路面層厚度均為18厘米，經(jīng)檢測(cè)，局部路段車轍超過(guò)25毫米，最大車轍深度為44-45毫米?，F(xiàn)場(chǎng)觀察：車轍斷面輪跡處下凹，輪跡間隆起，成W型，是典型的由剪切型變引起的失穩(wěn)性車轍，少部分路段由路基不均勻沉降而引起。通過(guò)分析可知：一種是由于基層或路基強(qiáng)度不夠引起的結(jié)構(gòu)性車轍；第二種是由于行車壓密產(chǎn)生的追密車轍，可通過(guò)空隙率的變化反映出來(lái)，車轍密度小于10毫米；第三種是由于行車荷載超過(guò)瀝青路面抗剪強(qiáng)度而產(chǎn)生的失穩(wěn)性車轍，車轍深度大?？梢酝ㄟ^(guò)厚度的變化反映出來(lái)。從車轍處取心現(xiàn)場(chǎng)觀察，車轍深度小于25毫米的，車轍主要發(fā)生在中面層；車轍深度大于25毫米的，三層均發(fā)生變形。從厚度上可以反映，表面層減少 5-10毫米，中下面層減少20-30毫米，且中下面層犬牙交錯(cuò)，無(wú)法分辨，取心時(shí)下面層軟弱，結(jié)構(gòu)松散，油石分離，心樣周圍布滿瀝青。
有針對(duì)性地設(shè)計(jì)選材
根據(jù)路段的地理和氣候情況以及交通量，區(qū)別新建和大修的差異性，在原有的公路基礎(chǔ)上，有針對(duì)性地進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)，以提高路面的使用性能。
一是原材料的優(yōu)選。由于路面面層直接承受車輪荷載和大氣作用，應(yīng)具有堅(jiān)實(shí)、耐久、抗裂、抗車轍、抗滑、抗水損等多方面性能，因此，瀝青路面材料應(yīng)根據(jù)交通量、氣候和材料分布等特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)選。根據(jù)河北省高速公路實(shí)際和檢測(cè)情況，瀝青混合料選用SBS改性瀝青(PG76-22)。石料除符合規(guī)范要求外，對(duì)瀝青的粘附性指標(biāo)(4級(jí))可提高到5級(jí)，以提高瀝青混合料抗剝落、松散的性能，防止瀝青混合料在飽水后降低石料與瀝青的粘附力，提高瀝青混合料的強(qiáng)度和耐久性。
二是瀝青混合料配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)。河北省高速公路瀝青路面在大修改造中，上面層采用Super12.5 型結(jié)構(gòu)，中面層采用AC-20s型結(jié)構(gòu)，下面層采用AC-25I型結(jié)構(gòu)。配合比設(shè)計(jì)根據(jù)結(jié)構(gòu)層次綜合考慮功能性要 求，上面層重點(diǎn)考慮抗車轍能力、抗滑性能、水穩(wěn)定性兼顧封水要求；中面層重點(diǎn)考慮密水性、水穩(wěn)定性、抗車轍能力、抗裂性能兼顧耐疲勞性能；下面層重點(diǎn)考慮耐疲勞性能、密水性能、抗裂性能兼顧抗車轍能力。配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾法，同時(shí)注重吸納Superpave技術(shù)思想，目標(biāo)配合比控制除滿足馬歇爾試驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求外，同時(shí)要滿足Supe rpave 某些指標(biāo)。瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)分三階段，即目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段，三階段設(shè)計(jì)合格后方可開展大面積施工。
嚴(yán)格控制施工質(zhì)量
施工質(zhì)量的控制，一是壓實(shí)度和空隙率雙控評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。就目前我國(guó)高速公路施工的壓實(shí)機(jī)具而言，只要嚴(yán)格要求，加強(qiáng)管理，完全可以達(dá)到98%的壓實(shí)度要求。在河北省高速公路大修改造時(shí)，采用了壓實(shí)度和空隙率雙控評(píng)價(jià)體系。對(duì)瀝青路面除要求上面層壓實(shí)度達(dá)到98%，中下面層不小于97%外，還對(duì)各結(jié)構(gòu)層空隙率做了硬性要求，即表面層現(xiàn)場(chǎng)抽查空隙率不大于6%，中下面層空隙率不大于7%。國(guó)際道路聯(lián)合會(huì)和我國(guó)公路行業(yè)公認(rèn)：當(dāng)試驗(yàn)的空隙率為5 %時(shí)，施工壓實(shí)度一般必須達(dá)到98%左右才能使加鋪層空隙率小于7%；如果壓實(shí)度按97%作為控制低限，要達(dá)到加鋪層空隙率小于7%，則試驗(yàn)的空隙率一般應(yīng)小于4%。實(shí)踐證明，只要把空隙率設(shè)定在一個(gè)目標(biāo)后并達(dá)到它，就能確保瀝青加鋪層其他設(shè)計(jì)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，減少瀝青路面由于水穩(wěn)定性惡化而發(fā)生的早期破壞。
二是舊路面裂縫及其他病害的處治。瀝青路面裂縫是造成路面使用質(zhì)量降低的主要缺陷之一，在瀝青路面大修改造時(shí)，必須徹底處理。不論是哪一層出現(xiàn)裂縫(包括上、中、下面層和基層)，都要先按規(guī)范要求進(jìn)行灌縫和鋪設(shè)土工合成材料，以減少反射裂縫的數(shù)量和延緩反射裂縫的發(fā)展速度。在河北省高速公路大修加鋪時(shí)，凡遇到裂縫、坑槽及基層病害，處理后全部鋪設(shè)玻璃纖維土工格柵和公路專用聚脂長(zhǎng)絲單面燒毛土工布，這樣，既能防止反射裂縫，浸漬瀝青后又能形成一個(gè)理想的防滲層，具有良好的防水和保溫作用，可阻止路面雨水的下滲，不致造成基層軟化；還可使舊路面、土工布與新罩面粘結(jié)成一個(gè)整體，增強(qiáng)新舊路面的粘結(jié)性。
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