隨著城市建設的發展,道路的改建和擴建工程越來越多,其中一個主要的專案是在原有的舊水泥商品混凝土路面上加鋪瀝青商品混凝土面層。“剛柔相濟”,即舊水泥商品混凝土提供了穩定、堅實的基層,瀝青路面改善了路面的使用效能,同時充分利用了舊水泥商品混凝土路面,造價低,施工方便。因此,在國內外工程改造中,舊水泥商品混凝土路面加鋪瀝青商品混凝土面層(白改黑)的應用越來越廣泛。在2011年南昌城運會前,為改善路況,提高城市形象,南昌市市政工程管理處對南昌市的主幹道進行了提升改造,如高新火炬大街道路提升改造工程,工程全長2.6km路面為舊水泥商品混凝土路面加鋪瀝青商品混凝土路面,下面層採用7cm粗粒式AC-25,上面層為5cmAC-13SBS改性。經過3年的使用證明,這段路設計和施工是成功的。本文將結合此改造工程談談舊水泥商品混凝土路面加鋪瀝青商品混凝土面層的施工處理方法,供通行借鑑、指正。
1、舊水泥商品混凝土路面加鋪前的處理
在進行加鋪瀝青商品混凝土面層之前必須對原有舊水泥商品混凝土路面病害進行認真徹底的處理,只有這樣改造後的路面才能達到良好的預期效果。
1.1灌封
原舊水泥商品混凝土路面的接縫都要用高壓空氣機和人工清除接縫內的雜物,採用改性瀝青進行灌縫,以有效防止路面水從路面滲入基層,保證基層有足夠的強度和穩定性。瀝青從使用時最好由商品混凝土路面嵌縫機加熱至一定溫度,透過商品混凝土路面嵌縫機注膠嘴把瀝青注入接縫內。改性瀝青在高溫下熱穩定性好,低溫下不易老化變脆,安全經濟,又不會給環境造成汙染,更能滿足接縫灌縫的需要。
1.2接縫啃邊、斷角的處理
對損壞較深和較寬的路面,採取先鑿掉深度至少10cm,然後重新澆築水泥商品混凝土的處理方法。破損面較淺和較窄的,採取先鑿掉深度5cm,然後用瀝青商品混凝土填平壓實的方法進行處理。
1.3減小相鄰板塊的相對位移
對於脫空板塊和相鄰板塊有相對位移的,在舊道面下灌漿使板塊處於穩定狀態。處理方法如下:用鑿岩機在失穩的商品混凝土板塊上鑽孔,共鑽5個孔,板中及四角各一個(脫空板在脫空部位鑽孔)。孔徑5cm,孔深以鑽頭觸及基底下的土層為止,灌漿用水泥砂漿。灌注壓力一般為0.05~0.25MPa。灌漿先灌孔中,同時觀察其他孔,即行堵塞。封孔後應注意車輛通行,養生3d後,才能開發交通。
1.4嚴重破碎板的處理
斷裂輕微的面板可以不進行更換。對那些沉陷、唧泥、失去基層均衡及損壞嚴重的板必須進行更換,同時還應修復基層。施工時將原破碎的商品混凝土鑿出乾淨,清潔,然後澆築水泥商品混凝土補平。鑿掉的寬度根據現場情況確定。當原有水泥商品混凝土板塊破壞嚴重時應將原板塊整塊鑿除。如果板塊中有部分破壞的,也可用切割機將其切開切齊,保留完好的部分,鑿掉破壞的部分,再重新澆築水泥商品混凝土。
1.5其他形式損壞
如表面起皮、露骨、剝落、麻面等,由於其隻影響到原有路面行車舒適性,而當舊商品混凝土路面做基層時,這些形式的損壞對整個路面承載力和行車舒適性影響甚小,因此不予特殊處理。
2、反射裂縫防止措施
反射裂縫是指下層商品混凝土的接縫或裂縫,由於環境(主要是溫度和溼度)的不斷變化與車輪荷載的反覆作用,在瀝青加鋪層的相應位置上產生的裂縫。產生反射裂縫的力學機制,通常認為是由於下層道面接縫、裂縫處的豎向和水平位移所致。豎向位移是接縫、裂縫兩側道面由於幾輪荷載作用產生的垂直方向的相對位移;水平位移是由於溫度和溼度變化引起到面板的脹縮產生的水平方向的位移。根據研究發現,溫度變化引起的水平是產生髮射裂縫的主要原因。下層道面板產生的水平位移,使瀝青加鋪層在接縫、裂縫處產生較大的拉應力。而瀝青商品混凝土在低溫時不宜變形,當拉應力超過瀝青商品混凝土的抗拉強度時,即出現開裂。在溫度、溼度應力和幾輪荷載的綜合作用下,裂縫不斷向上發展,最後反射到加鋪層表面上來。
目前中國最普通的防止反射裂縫的措施有黏貼SBS改性瀝青油氈、鋪設玻纖網、鋪貼土工布以及改善加鋪層瀝青混合料效能等。
2.1SBS改性瀝青油氈(抗裂貼)施工方法
抗裂貼是採用高分子聚合物改性後的瀝青與玻纖編織布或化纖非織布加工而成的一種新型防水材料,它具有抗拉強度大、延伸率高、高溫不變形、低溫不龜裂、黏結力強、施工方便等特點。
施工時,將油氈切割成0.5m寬的長條帶,用壓縮空氣機清除接縫及縫兩側各0.3m範圍內的灰塵及雜物,接縫內灌入接縫材料。將油氈放在接縫處,縫兩側各0.25m,薄膜面向下,用噴火器烘烤一端底面至薄膜融化,踩壓油氈,使之與舊道面黏牢,在縱橫交叉處及油氈接頭搭接處(搭接寬度0.1m),用噴火機烘烤後將油氈壓緊,使上、下層與商品混凝土板黏結在一起,以形成整體。
2.2 玻纖網施工方法
玻纖網是一種形狀為邊長2cm的正方形網狀玻璃纖維,設在瀝青商品混凝土上、下面層之間。將其剪下成寬度1m的帶狀,鋪設於接縫的上方。縫兩側各0.5m。鋪設前要對接縫(裂縫)位置事先做出標記,在清潔乾燥的路面上按0.6kg/m噴灑粘層瀝青。鋪設時,要將玻纖網平整、拉緊、不得有起皺現象,攤鋪瀝青商品混凝土時,運輸車輛及攤鋪機儘量不要轉彎、調頭,以免將玻纖網湧起,影響施工質量。
2.3土工佈施工方法
土工布又稱無紡纖維布,在舊道面上噴灑粘層瀝青,在瀝青溫度為150~170℃,瀝青用量為1.0~1.2kg/m2,粘層瀝青噴灑範圍要比土工布寬0.05~0.10m,噴灑不到或不均勻的地方應不灑。在起始端,用墊片加水泥釘固定土工布,然後拉緊,將支撐棒插入土工布卷,然後提高布卷,展開大約5~10m土工布,土工布卷一端與路面邊緣成一直線,拉緊土工布,然後將土工布放下,鋪在粘層瀝青上,踩壓密實。相鄰兩捲土工布邊與邊的銜接與應沿縱向搭接,並確保土工布浸透瀝青。土工佈施工溫度要大於10℃。土工布鋪好以後,瀝青商品混凝土攤鋪應立即開始,每天鋪多少瀝青商品混凝土路面,就鋪多少土工布。為避免產生縱向施工縫,應採用全路幅施工。嚴禁非施工車輛在土工布上行駛,瀝青商品混凝土運料車不得在土工布上轉彎、調頭、急剎車,只能在土工布上前行或倒行,以保證施工質量。
2.4改善瀝青加鋪層混合料效能
儘量選用好、低溫抗裂效能強的瀝青材料,目前應用最廣泛的改性劑是SBS,SBS改性瀝青不但具有良好的和低溫抗裂性,還可增加瀝青與石料的黏附力,尤其是具有良好的彈性(變形能力)。除此之外,還應對礦料的級配、酸鹼性、稜角、堅固性、土含量、扁平顆粒等透過實驗嚴格把關。為提高混合料的水穩定性,也可使用水泥或消石灰粉代替礦粉做填料,這樣才能更好地改善瀝青混合料效能。
3結束語
經實踐檢驗,以上措施均能有效防止道面板的反射裂縫,具體採取哪種措施可根據具體經濟、技術條件而定,有條件的地區可幾種綜合運用,可以更有效改善道路的使用品質,延長路面的使用壽命,提高路基的穩定性和路面的水穩性。
隨著城市建設的發展,道路的改建和擴建工程越來越多,其中一個主要的專案是在原有的舊水泥商品混凝土路面上加鋪瀝青商品混凝土面層。“剛柔相濟”,即舊水泥商品混凝土提供了穩定、堅實的基層,瀝青路面改善了路面的使用效能,同時充分利用了舊水泥商品混凝土路面,造價低,施工方便。因此,在國內外工程改造中,舊水泥商品混凝土路面加鋪瀝青商品混凝土面層(白改黑)的應用越來越廣泛。在2011年南昌城運會前,為改善路況,提高城市形象,南昌市市政工程管理處對南昌市的主幹道進行了提升改造,如高新火炬大街道路提升改造工程,工程全長2.6km路面為舊水泥商品混凝土路面加鋪瀝青商品混凝土路面,下面層採用7cm粗粒式AC-25,上面層為5cmAC-13SBS改性。經過3年的使用證明,這段路設計和施工是成功的。本文將結合此改造工程談談舊水泥商品混凝土路面加鋪瀝青商品混凝土面層的施工處理方法,供通行借鑑、指正。
1、舊水泥商品混凝土路面加鋪前的處理
在進行加鋪瀝青商品混凝土面層之前必須對原有舊水泥商品混凝土路面病害進行認真徹底的處理,只有這樣改造後的路面才能達到良好的預期效果。
1.1灌封
原舊水泥商品混凝土路面的接縫都要用高壓空氣機和人工清除接縫內的雜物,採用改性瀝青進行灌縫,以有效防止路面水從路面滲入基層,保證基層有足夠的強度和穩定性。瀝青從使用時最好由商品混凝土路面嵌縫機加熱至一定溫度,透過商品混凝土路面嵌縫機注膠嘴把瀝青注入接縫內。改性瀝青在高溫下熱穩定性好,低溫下不易老化變脆,安全經濟,又不會給環境造成汙染,更能滿足接縫灌縫的需要。
1.2接縫啃邊、斷角的處理
對損壞較深和較寬的路面,採取先鑿掉深度至少10cm,然後重新澆築水泥商品混凝土的處理方法。破損面較淺和較窄的,採取先鑿掉深度5cm,然後用瀝青商品混凝土填平壓實的方法進行處理。
1.3減小相鄰板塊的相對位移
對於脫空板塊和相鄰板塊有相對位移的,在舊道面下灌漿使板塊處於穩定狀態。處理方法如下:用鑿岩機在失穩的商品混凝土板塊上鑽孔,共鑽5個孔,板中及四角各一個(脫空板在脫空部位鑽孔)。孔徑5cm,孔深以鑽頭觸及基底下的土層為止,灌漿用水泥砂漿。灌注壓力一般為0.05~0.25MPa。灌漿先灌孔中,同時觀察其他孔,即行堵塞。封孔後應注意車輛通行,養生3d後,才能開發交通。
1.4嚴重破碎板的處理
斷裂輕微的面板可以不進行更換。對那些沉陷、唧泥、失去基層均衡及損壞嚴重的板必須進行更換,同時還應修復基層。施工時將原破碎的商品混凝土鑿出乾淨,清潔,然後澆築水泥商品混凝土補平。鑿掉的寬度根據現場情況確定。當原有水泥商品混凝土板塊破壞嚴重時應將原板塊整塊鑿除。如果板塊中有部分破壞的,也可用切割機將其切開切齊,保留完好的部分,鑿掉破壞的部分,再重新澆築水泥商品混凝土。
1.5其他形式損壞
如表面起皮、露骨、剝落、麻面等,由於其隻影響到原有路面行車舒適性,而當舊商品混凝土路面做基層時,這些形式的損壞對整個路面承載力和行車舒適性影響甚小,因此不予特殊處理。
2、反射裂縫防止措施
反射裂縫是指下層商品混凝土的接縫或裂縫,由於環境(主要是溫度和溼度)的不斷變化與車輪荷載的反覆作用,在瀝青加鋪層的相應位置上產生的裂縫。產生反射裂縫的力學機制,通常認為是由於下層道面接縫、裂縫處的豎向和水平位移所致。豎向位移是接縫、裂縫兩側道面由於幾輪荷載作用產生的垂直方向的相對位移;水平位移是由於溫度和溼度變化引起到面板的脹縮產生的水平方向的位移。根據研究發現,溫度變化引起的水平是產生髮射裂縫的主要原因。下層道面板產生的水平位移,使瀝青加鋪層在接縫、裂縫處產生較大的拉應力。而瀝青商品混凝土在低溫時不宜變形,當拉應力超過瀝青商品混凝土的抗拉強度時,即出現開裂。在溫度、溼度應力和幾輪荷載的綜合作用下,裂縫不斷向上發展,最後反射到加鋪層表面上來。
目前中國最普通的防止反射裂縫的措施有黏貼SBS改性瀝青油氈、鋪設玻纖網、鋪貼土工布以及改善加鋪層瀝青混合料效能等。
2.1SBS改性瀝青油氈(抗裂貼)施工方法
抗裂貼是採用高分子聚合物改性後的瀝青與玻纖編織布或化纖非織布加工而成的一種新型防水材料,它具有抗拉強度大、延伸率高、高溫不變形、低溫不龜裂、黏結力強、施工方便等特點。
施工時,將油氈切割成0.5m寬的長條帶,用壓縮空氣機清除接縫及縫兩側各0.3m範圍內的灰塵及雜物,接縫內灌入接縫材料。將油氈放在接縫處,縫兩側各0.25m,薄膜面向下,用噴火器烘烤一端底面至薄膜融化,踩壓油氈,使之與舊道面黏牢,在縱橫交叉處及油氈接頭搭接處(搭接寬度0.1m),用噴火機烘烤後將油氈壓緊,使上、下層與商品混凝土板黏結在一起,以形成整體。
2.2 玻纖網施工方法
玻纖網是一種形狀為邊長2cm的正方形網狀玻璃纖維,設在瀝青商品混凝土上、下面層之間。將其剪下成寬度1m的帶狀,鋪設於接縫的上方。縫兩側各0.5m。鋪設前要對接縫(裂縫)位置事先做出標記,在清潔乾燥的路面上按0.6kg/m噴灑粘層瀝青。鋪設時,要將玻纖網平整、拉緊、不得有起皺現象,攤鋪瀝青商品混凝土時,運輸車輛及攤鋪機儘量不要轉彎、調頭,以免將玻纖網湧起,影響施工質量。
2.3土工佈施工方法
土工布又稱無紡纖維布,在舊道面上噴灑粘層瀝青,在瀝青溫度為150~170℃,瀝青用量為1.0~1.2kg/m2,粘層瀝青噴灑範圍要比土工布寬0.05~0.10m,噴灑不到或不均勻的地方應不灑。在起始端,用墊片加水泥釘固定土工布,然後拉緊,將支撐棒插入土工布卷,然後提高布卷,展開大約5~10m土工布,土工布卷一端與路面邊緣成一直線,拉緊土工布,然後將土工布放下,鋪在粘層瀝青上,踩壓密實。相鄰兩捲土工布邊與邊的銜接與應沿縱向搭接,並確保土工布浸透瀝青。土工佈施工溫度要大於10℃。土工布鋪好以後,瀝青商品混凝土攤鋪應立即開始,每天鋪多少瀝青商品混凝土路面,就鋪多少土工布。為避免產生縱向施工縫,應採用全路幅施工。嚴禁非施工車輛在土工布上行駛,瀝青商品混凝土運料車不得在土工布上轉彎、調頭、急剎車,只能在土工布上前行或倒行,以保證施工質量。
2.4改善瀝青加鋪層混合料效能
儘量選用好、低溫抗裂效能強的瀝青材料,目前應用最廣泛的改性劑是SBS,SBS改性瀝青不但具有良好的和低溫抗裂性,還可增加瀝青與石料的黏附力,尤其是具有良好的彈性(變形能力)。除此之外,還應對礦料的級配、酸鹼性、稜角、堅固性、土含量、扁平顆粒等透過實驗嚴格把關。為提高混合料的水穩定性,也可使用水泥或消石灰粉代替礦粉做填料,這樣才能更好地改善瀝青混合料效能。
3結束語
經實踐檢驗,以上措施均能有效防止道面板的反射裂縫,具體採取哪種措施可根據具體經濟、技術條件而定,有條件的地區可幾種綜合運用,可以更有效改善道路的使用品質,延長路面的使用壽命,提高路基的穩定性和路面的水穩性。