旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土改造施工技术工艺

王铁法，孔凡亮

（中交一公局厦门工程有限公司，福建 厦门 361021）

0 前言

目前，我国现有的水泥混凝土路面有相当一部分已接近或超过设计年限，有些虽未达到设计年限，但是由于设计时对交通量增长预估不足，汽车轴载日益重型化，路面累计通行标准轴次已超过设计值。此外，由于我国水泥混凝土路面设计理论不够完善，施工经验的不足，以及养护时不够规范和重视等众多原因，许多路面或出现结构性损坏，或出现功能性缺陷，局部路段的路面服务水平已经衰减，严重影响了公路使用质量，大部分水泥混凝土路面都维持在较低的服务水平上，矫正性处治及常规养护已经跟不上病害发展的速度，养护维修费用逐年递增，且频繁的养护施工严重影响公路的正常通行效率，面临着修复、改建和重建工作。本文结合安徽省界阜蚌高速旧水泥混凝土路面改建工程的实践，谈谈对旧水泥路面加铺改造施工关键技术的认识。

安徽省界阜蚌高速公路一、二期改建工程第四合同段，路线起讫桩号K337+812～K387+915，全长50.10 km。它是宁洛国家高速公路的重要路段，在安徽高速公路网中具有重要地位。建成年限相对较长，公路总体路况一般，路面处于加速破坏阶段，为彻底改善道路状况，提高项目服务水平减缓沿线交通紧张状况，进行加铺改建。

1 旧水泥路面处理

安徽省界阜蚌高速公路原水泥路面改建主要有三种处理方案：破碎原路面后加铺沥青混凝土、下挖原路面后加铺沥青混凝土和对原路面病害进行修复后加铺沥青混凝土。

1.1 破碎处理

该工程采用的破碎处理方式为机械冲击破碎后碾压压实。

1.1.1 冲击破碎前病害路面处理

面板出现严重破碎、下沉严重、唧泥等结构性破坏的路段，为保证原路面能够提供均匀支撑，在冲击破碎前必须对病害的面板予以挖除;测其开挖后的基层顶面综合回弹模量，若小于160 MPa，挖除基层(若底基层已松散也应一并挖除)，用C15混凝土进行补强，直至满足要求。再浇筑C35混凝土路面至原路面标高，形成强度后再冲击破碎。

1.1.2 原面板冲击破碎

原路面板块及基层赴理完毕之后，采用冲压压路机进行旧混凝土板的破碎，并压实稳固，作新路面基层。

1.1.3 冲击破碎后路面检测及相应处理

对于原混凝土板块破碎之后通过落锤式弯沉仪(FWD)对路段进行单点弯沉检测，当实测单点弯沉值Lr＞50(0.01 mm)时，应重新挖除水泥板碎块，采用C15混凝土对基层进行换填处理，回填的C15混凝土厚度应不小于15 cm。待基层强度达到规范要求时再浇筑C35混凝土面板冲击破碎，用FWD重新检测，若实测单点弯沉值均能满足Lr＜50(0.01m)的要求，则可进行下道工序。对于冲压后裂缝大于5 mm，加铺前用热沥青灌缝，并铺聚酯玻纤布，防止出现反射裂缝。

1.2 下挖处理

根据纵坡设计高程，确定需要下挖的深度。为减少对原路面结构层扰动，结合设计标高对原路面结构层开挖厚度的不同，分别采用以下路面结构层：

4cmAC-13+6cmAC-20+25 cm钢筋水泥混凝土面层+原路面基层。

1.3 修复处理

1.3.1 更换面板

板角弯沉值大于40(0·01m)的板块(严重脱空)、错台量大于10 mm的板块及水泥硷板块被裂缝分割成三块以上的破碎板，在直接加铺沥青前必须将整块板凿除，处治好基层后，重新浇筑C35混凝土板块。

1.3.2 板块脱空处治

在进行板底注浆和板面常规处理后，采用FWD对该路段进行单点板角弯沉检测，当实测单点弯沉值在2O＜Lr＜40之间时，应重新对水泥板底进行压浆处理，同时可增加注浆压力和注浆范围，并重新采用FWD对该路段进行单点弯沉检测，当单点弯沉值均能满足小于20的要求，可进行下道工序施工，若此时实测单点弯沉仍然在2O＜Lr＜40之间。则注浆已不能有效处埋板下脱空病害，对水泥板进行破碎挖除，换填基层。

1.4 裂缝维修

宽度小于3 mm的表面裂缝，采用扩缝灌浆法;宽度大于3 mm且没有碎裂的裂缝，采用直接灌浆法。所有处理过的裂缝贴聚酯玻纤布。对于有大于3 mm贯穿全板的纵、横、斜向裂缝的板块，视为断板，应予以更换。

在破碎部位边缘，用切割机切割成规则图形，共周围切割面应垂直板面，底面宜为平面。对于仅为接缝填料损坏的情况，应先清除旧的填缝料和杂物，再填入聚氨酯道路专用灌注胶。对于仅为纵向接缝张开的情况，若裂缝张口宽度小于15 mm，则填入聚氨酯道路专用灌注胶，若裂缝张口宽度大于15mm，刚采用沥青砂填缝。

1.5 验收弯沉值

结合工程实践，确定各层验收弯沉值，见表1所列。

表1 冲压路段各层顶面验收弯沉计算结果表

2 路面结构设计

2.1 原水泥路面破碎后路面结构

原水泥路面在破碎处理后，会减少原水泥板的板块效应，对反射裂缝有极强抑制作用。将原混凝土面板冲压破碎，作为基层，先铺筑3 cm的AC-l0沥青调平层，再加铺16-20 cm沥青混凝土(4cmSBS改性AC-13+6cmSBS改性AC-20+6～10cmAC-25)。即AC-l0以等厚3 cm铺装，以下面层进行挂线调平，为保证碾压效果，此层最大厚度不易超高10 cm，如局部10 cm仍未调平可在中面层继续调平。根据试验路改造经验，在行车道和硬路肩相接处冲压后纵缝扩张易产生反射裂缝，因此在旧水泥混凝土面板冲击破碎后，在行车道和硬路肩相接处，纵缝如扩张应先灌注热沥青，然后纵向贴1.3m宽的聚酯玻纤布以廷缓反射裂缝的发生。

具体路面结构如图1所示。

2.2 下挖处理后路面结构

由于上跨桥净高和过渡段衔接的原因，结合设计标高对原路面结构层开挖厚度的不同，分别采用以下路面结构层：

4cmAC-13+6cmAC-20+25cm钢筋水泥混凝土面层。

图1 路面结构图一

具体路面结构如图2所示。

图2 路面结构图二

2.3 原水泥路面修复处理路面结构

原水泥面板修复完整，经检测满足要求后直接聚酯玻纤布贴缝，再加铺沥青面层(4cmSBS改性 AC-13+6cmSBS改性 AC-20+6～10cmAC-25)，其路面结构如图3所示。

图3 路面结构图三

3 沥青混凝土路面施工

3.1 聚酯玻纤布防裂层施工

该项目采用聚酯玻纤布防裂技术阻止刚性基层的裂缝反射。所用的Trupave聚酯玻纤布是美国生产的全新玻纤复合防裂材料，是由60%玻璃纤维和40%聚酯纤维组成的一种无纺、无加筋合成材料。这种独特的组合克服了原材料的缺点，为Trupave提供了玻璃纤维的强度和聚酯纤维的柔韧性，这是它成为路面防裂材料的基本保证。

先导试验段防裂层施工方案为水泥混凝土路面板与板之间纵向和横向接缝铺设第一层聚酯玻纤布，在对应的调平层顶面同样位置铺设第二层聚酯玻纤布。按此方案试铺后，发现第一层聚酯玻纤布上的调平层施工质量难以保证。经过调查、分析得到下面的结论：调平层的厚度是影响其施工质量的主要因素之一，调平层厚度为2.5 cm，在摊铺与碾压过程中会造成下面的聚酯玻纤布发生推移、卷起的现象。基于上述结论，该设计对原方案进行了调整，聚酯玻纤布铺设于找平层顶面和下面层顶面。可以有足够的保护厚度来保证聚酯玻纤布施工不推移。

聚酯玻纤布依靠与沥青的粘结、吸附以形成强度，进而防止反射裂缝。因此，聚酯玻纤布与沥青混凝土的粘结非常重要。项目在前期试铺过程中，对于聚酯玻纤布的沥青洒布量与均匀性认识不够，是施工效果不好的主要原因。

为了确保聚酯玻纤布不推移，以及减少其对表面层平整度的影响，经过分析与总结，该项目沥青面层施工做了两点调整：一、将聚酯玻纤布设置层位进行调整（如前所述）；二、对施工碾压工艺做如下调整，将原先钢轮初压、胶轮复压的碾压方式改为胶轮初压、钢轮复压的模糊碾压程序，这样可以在一定程度上降低聚酯玻纤布对其上面层沥青面层平整度的影响。

聚酯玻纤布的施工要求：

（1）聚酯玻纤布一定要铺装在热的热沥青上面。对于125 g/m2的聚醋玻纤布，沥青的用量应为0.8-0.9 L/m2。

（2）聚酯玻纤布幅宽为1.3 m，纵向搭接宽度为5-10 cm。

（3）铺装时如发生摺皱或打折现象，应当及时用工具刀划开，压实，以保证聚酯玻纤布与粘层油的良好粘结。

聚酯玻纤布摊铺的主要经验有：

（1）热沥青洒布量不能太少，撒布的热沥青应加热到足够高的温度，使喷洒的时候能够达到雾化的效果，以保证均匀性达到要求。

（2）洒布热沥青后，立刻铺设聚酯玻纤布，铺设完毕后，用带有一定重量的滚轴在聚酯玻纤布上进行人工碾压，保持洒布沥青和铺设聚酯玻纤布的工作与作业面连续，粘结良好。

（3）尽可能使聚酯玻纤布下的沥青浸透上来，铺设聚酯玻纤布12 h（时间最好能延长）后再进行上层沥青混合料的摊铺。

（4）铺设后的聚酯玻纤布两侧喷洒外露热粘结料应及时用石屑洒盖，以免将封层粘起。

（5）在沥青混凝土上铺设聚酯玻纤布的效果要好于水泥混凝土板。

（6）聚酯玻纤布严禁雨水或潮湿状况时施工，遇雨要及时覆盖，尽量避免雨淋，雨淋后的聚酯玻纤布要风干后才能铺沥青混凝土。

3.2 沥青加铺层施工技术

目前对于改建项目还没有针对性的施工及验收规范，施工中沥青混合料的拌制、运输、摊铺与碾压施工技术指标控制参照新建高速而进行有针对性的管理。由于旧水泥混凝土路面经过多年行车荷载作用，水泥板块出现不同程度的功能降低，路面断裂、面层竖向位移、接缝损坏及表层损坏等不可避免的病害造成路面平整度较差，势必与新建高速公路的基层平整度有一定差距。这样沥青面层质量评价指标厚度和标高会有所冲突，另外平整度水平也会相应降低。对此，该项目制定了如下过程控制、交工验收原则：以标高即总厚度控制为基准，以较厚的下面层起到调平和标高控制的双重作用，保证中上面层改性沥青的厚度。

该项目沥青混合料设计中采用了superpave技术中骨架嵌挤密实型的理念，混合料更加难以压实，为此，对施工碾压工艺做了优化调整，将原先钢轮初压、胶轮复压的碾压方式改为胶轮初压、钢轮复压的模糊碾压程序。一方面为了进一步确保沥青路面压实度，另一方面能对平整度的改善有所帮助。工程上经常反映轮胎压路机轮迹不容易清除，对此要客观分析，有的看似轮迹，实则不然。另一方面即使有极轻微轮迹，亦属正常现象，通车后也可很快消除。

采用优化的施工碾压工艺，平整度整体水平能较好控制在规范以内。同时，现场检测结果也表明，沥青路面压实度满足要求，表面密水性较好。

4 结语

改建项目缺乏规范依据，通过研究与实际工程的开展，总结了一套完整的水泥路面加铺施工关键技术标准，可作为今后类似项目的参考。

（1）针对旧水泥路面状况合理评价并制定处理方案：可采取破碎、下挖和修复的方法。

（2）研究表明聚酯玻纤布在水泥路面加铺中起到良好的防裂作用；在其施工中需要特别注意两点：一是热沥青洒布量和均匀性，二是聚酯玻纤布应及时而平顺的铺设。

（3）改建项目可以按现行国标新建沥青路面的质量标准进行控制与验收。

（4）为了提高路面压实度和平整度，采用胶轮在前、钢轮紧跟的模糊碾压程序是可行的。

[1]JTG F40-2004，公路沥青路面施工技术规范实施手册[S].

[2]JTJ 034-2000,公路路面基层施工技术规范[S].

[3]JTGH10-2009,公路养护技术规范[S].