旧水泥路面加铺超薄沥青层综合技术的研究

朱慧芳 河南通安高速公路养护工程有限责任公司

一、工程概况

A 路段全长 15.762 公里，竣工通车至今已经九年，由于车流量不断增大，致使路面破损严重。采取试验路长为500m，板块尺寸宽4.5m，长5m，设计板厚24cm，水泥石屑基层20cm，硬路肩。为了能提出合理的旧路改造方案，对旧水泥路面进行了详细的调查。

二、试验段路况调查与评价

本路段出现了一些常见的路面损坏现象有横向裂缝、纵向裂缝、板角裂缝、唧泥和错台等。根据公路水泥混凝土路面养护技术规范相关要求对试验路段及全线路面外观情况逐块进行调查，并对损坏情况逐块实描图，据此采用路面状况指数PCI 和断板率DBL 两项指标评定原路面损坏情况。

1.路面状况指数调查。调查结果按破损类型及其严重程度记入记录表1，并按路段将调查结果进行汇总。路段长度可为100～500m。汇总调查结果，计算整个路段路面状况指数 PCI。

表1 试验段路面病害统计

经过计算被检测的旧水泥路面的路面状况指数PCI=92，属于优等。

2.路面断板率调查。依据路段破损状况调查得到的断裂类病害的板块数，按断裂缝种类和严重程度的不同，确定断板率（DBL）。经计算路面的断板率为 11%，根据规范标准试验路评为次等。

3.路面行驶质量指数（RQI）计算。路面行驶质量采用行驶质量指数（RQI）进行评定，以 10 分制表示。行驶质量指数同路面平整度指数 IRI 之间的关系，应由有代表性的成员组成的评定小组通过实地评定试验建立。路面平整度是反映路面在行驶质量方面所提供服务能力的重要指标。优 良的平整度能保证车辆高速、舒适、安全地通行。我国多年来采用 3m 长、8 个轮组成基架的连续式平整度仪测量路面平整度。本次采用了颠簸累计仪速度比较快，平整度计算结果详见表2。

表2 平整度和行驶质量计算结果

由此可见，上行车道和下行车道的行驶质量指数 RQI 值分别为 7.0 和 7.11，旧路的路面行驶质量属于良好。

三、试验路加铺层结构施工工艺

（一）试验路加铺层结构施工方案

根据旧路评价结果和给出的建议，决定采用薄层加铺的方案对旧路进行处治。路面结构形式为4.0cm 沥青混合料面层（AC-13C）+SAWI 应力吸收防水粘结层（2.5cm）+水泥混凝土（24cm）+水泥稳定石屑基层（20cm）+水泥稳定石屑底基层（17cm）+土基。

（二）SAWI 应力吸收防水粘结层施工及质量控制

混合料的施工工艺与质量控制是由混合料设计理念转为工程实体关键的 环节，这一环节直接决定了工程的质量。SAWI 混合料与常规混合料相比具 有含油量高，细料含量大，铺设厚度薄等特点，因而造成了 SAWI 混合料的生产、摊铺和施工质量控制等方面与常规混合料的不同。因此，研究 SAWI 混合料的施工工艺与质量控制对于SAWI 混合料的推广应用具有重要的意义。

（1）SAWI 混合料的生产

SAWI 混合料的矿料中小于 2.36 mm 的细集料含量很大，大约占集料的 60%以上，属于难于拌和的混合料，加之石屑中矿粉含量很高，这些特点与一般的混合料生产存在很大的不同，为了使搅拌设备适应SAWI 混合料的生产和保证稳定的生产质量，需对搅拌设备的参数进行合理的设置。

1）振动筛筛孔的选择。对于 SAWI 混合料，由于细集料很多，使振动筛中的粉料筛的筛分效率大大降低，经试验确定，对于重要筛孔2.36 mm 的筛分效率降低25%～30%，此时与2.36 mm 对应的筛孔应选3.5 mm，否则过大的窜仓率使混合料级配变得很难稳定，材料细微的波动都会导致窜仓严重增大，使级配中2.36 mm 的通过率处于一种不稳定状态。

2）拌和时间与温度的调整。由于SAWI 在施工时铺层很薄降温很快，因此对混合料的加热温度以及温控精度提出了很高的要求。若出料温度偏低，摊铺到路面上，温降很快，往往难于达到碾压要求，空隙率则偏大；出料温度太高，沥青老化十分严重，影响混合料质量。因此要求出料温度控制 在允许出料温度的上限附近，温度波动控制在土2.5℃以内。特别需要指出的是，加铺层温降受环境温度、风速和铺层厚度影响很大，应根据具体情况适当调整。

3）引风除尘。由于原材料含有较多的小于0.075 mm 的粉尘，需要依靠 搅拌设备的除尘系统进行净化；同时除尘系统的作用是使滚筒内有一个合适 的负压，保证燃烧器的火焰充分燃烧。

（2）SAWI 施工技术要点

SAWI 沥青混合料摊铺和碾压 SAWI 应力吸收防水粘结层的主要功能是延缓反射裂缝上穿、防止水分进入、层间粘结的 作用，其铺层厚度要求为（2.5±0.5）cm，铺层过厚难于碾压，不利于高温 稳定性；铺层太薄难于施工，亦容易产生离析现象，也不利于延缓反射裂缝。因此旧水泥混凝土板块上应铺筑厚度均匀的沥青混合料薄层，在进行摊 铺作业时，应解决以下问题。

1）旧水泥路面的准备。摊铺SAWI 层前，路面如果比较光滑需拉毛处理，摊铺前路面必须完全清理，清除浮尘、泥土、碎屑及可见水分，大于 12mm 的接缝应采用不膨胀材料填缝。对于中度或严重的深度裂缝区域，必须做必要的合缝处理。对于高差相差大于10mm 的接缝及lm 直径区域高差大于30mm，应事先填补，找平。接缝处高差低于10mm 的地方，以高标高为基准调整摊铺厚度。对于水泥混凝土板出现的断板出现交叉裂缝的必须作换板处理；没有出现交叉裂缝或掉角等破坏，只要没产生明显下沉，裂缝不大于12mm，可不做处理。原水泥路面设计的胀缝处可直接灌缝后铺筑沥青混合料，不用特殊设计。填缝料的沥青不可以高出水泥路面。

对于路面出现的脱空病害必须进行注浆稳定处理。建议按0.1～0.2 L/m2喷洒改性乳化沥青后铺筑筑 SAWI。

2）温度要求。①气温低于10℃不得摊铺。雨后24 小时内不准施工应力 吸收层。②拌合温度和压实温度。压实温度控制生产，协调好拌和出料、摊铺速度、压实速度之间的关系，本工程要求拌和温度为175℃-180℃，压实温度为155C-165℃。为防止温度下降速度过快，运输车辆要有蓬布遮盖，且摊铺现场供料车辆应在 3-5辆间。

3）运输要求。压实温度控制生产，协调好拌和出料、摊铺速度、压实速度之间的关系，试验路工程要求拌和温度为175℃-180℃，压实温度为155℃-165℃。为防止温度下降速度过快，运输车辆必须有蓬布遮盖，且摊铺现场供料车辆应在3-5 辆间。

4）找平基准。目前摊铺时的基准控制，一般是采用弦线法和平衡梁法作 这两种方法，但由于原路面变形较大，这两种方法均不适于旧水泥路面上超 薄沥青层的铺筑。通过实施工程的尝试摸索发现，在旧水泥混凝土路面上摊 铺 SAWI 时，宜采用原路面作找平基准的方式，以达到铺筑厚度均匀的目的。

5）SAWI 混合料碾压。SAWI 混合料薄层温降很快，在环境温度为 30℃时有效碾压时间为12 min，在环境温度25℃时，有效碾压时间6 min，因此压路机需紧跟摊铺机后25 m 内，短距离碾压。由于SAWI 含油量较高，铺层又薄，压实操作应紧跟摊铺之后，采用 10t 静态钢轮压路机进行初压，16t 进行终压。在碾压时宜采用静 压法紧跟摊铺机碾压，不宜用胶轮压路机和开振动，以免路面泛油或振坏。在碾压过程中或压实完成后，由于水泥混凝土路面中的水分，SAWI 铺层可 能出现小的水（气）泡，这时应将其刺破，或覆盖，或用压路机去除，不影响使用性能。

SAWI 混合料经过4～5 次碾压能够达到常规的足够的密度，压实密度为最大理论密度的（97±2）%。压实完成后铺层孔隙率应控制在1%～5%以内。

6）表观状况。成功铺设的 SAWI 混合料在最后一遍压实后，路面结构紧密，每隔几米应出现油斑或轻微的油带，如果不出现表明用油量偏低，如果大面积出现油斑，则表明用油量偏大。压实结束后，路面结构紧密，偶尔有大约0.3m×0.3m 的拥起是正常的，但太多的隆起则表明混合料不符合技术规范，需查证。由于水泥路面中可能含有水分，压实后可能出现水泡，在摊铺表面层前刺破水泡或用压路机去除。

7）开放交通和表面层摊铺。施工后 5天之内在反射裂缝吸收层上罩铺表面层，亦可在冷却到60℃以下开放交通或罩铺表面层。应力吸收层已开放交通路段，铺筑罩面层前则需按洒布没有稀释的 SBS 改性乳化沥青用撒布 车均匀撒布，撒布量0.1～0.2L/m2改性沥青粘层油。

四、结束语

综上所述，水泥混凝土路面施工工艺较为复杂，水泥路面加铺超薄沥青层施工难度较大，如施工不到位，极易影响施工质量和整体进度。这就需要施工单位严格控制各个施工环节，不断优化施工技术，及时引进新工艺新材料，通过有效措施达到消除路面病害的施工目标，使公路工程在运营过程中具有良好的安全性和舒适性。