高速公路瀝青路面大修技術(shù)探討
發(fā)布時間：2010-01-14 共1頁
通常高速公路瀝青路面設(shè)計壽命期為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、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，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)行有效的改造勢在必行。
先檢測路面后施工
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)時設(shè)計、施工質(zhì)量的差異性都會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不進(jìn)行科學(xué)檢測，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。彎沈檢測是檢查路面結(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Car Bro公司的落錘式彎沉儀FWD（型號PRI2100）進(jìn)行檢測，測點(diǎn)間距一般小于30米。由于該儀器檢測的數(shù)據(jù)是一個動態(tài)彎沉值，一般不宜采用貝克曼梁檢測，因為貝克曼梁對瀝青路面檢測的只是一個點(diǎn)的彎沉值。通過彎沉檢測，對彎沉值≤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。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，局部路段車轍超過25毫米，最大車轍深度為44-45毫米。現(xiàn)場觀察：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，可通過空隙率的變化反映出來，車轍密度小于10毫米；第三種是由于行車荷載超過瀝青路面抗剪強(qiáng)度而產(chǎn)生的失穩(wěn)性車轍，車轍深度大?？梢酝ㄟ^厚度的變化反映出來。從車轍處取心現(xiàn)場觀察，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，無法分辨，取心時下面層軟弱，結(jié)構(gòu)松散，油石分離，心樣周圍布滿瀝青。
有針對性地設(shè)計選材
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，有針對性地進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計和補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計，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，對瀝青的粘附性指標(biāo)（4級）可提高到5級，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。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)計采用馬歇爾法，同時注重吸納Super pave技術(shù)思想，目標(biāo)配合比控制除滿足馬歇爾試驗各項技術(shù)指標(biāo)要求外，同時要滿足Super pave某些指標(biāo)。瀝青混合料配合比設(shè)計分三階段，即目標(biāo)配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比驗證階段，三階段設(shè)計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)度和空隙率雙控評價指標(biāo)體系。就目前我國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，采用了壓實(shí)度和空隙率雙控評價體系。對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，還對各結(jié)構(gòu)層空隙率做了硬性要求，即表面層現(xiàn)場抽查空隙率不大于6%，中下面層空隙率不大于7%.國際道路聯(lián)合會和我國公路行業(yè)公認(rèn)：當(dāng)試驗的空隙率為5%時，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)定在一個目標(biāo)后并達(dá)到它，就能確保瀝青加鋪層其他設(shè)計指標(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，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，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)成一個整體，增強(qiáng)新舊路面的粘結(jié)性。
先檢測路面后施工
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)時設(shè)計、施工質(zhì)量的差異性都會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不進(jìn)行科學(xué)檢測，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。彎沈檢測是檢查路面結(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Car Bro公司的落錘式彎沉儀FWD（型號PRI2100）進(jìn)行檢測，測點(diǎn)間距一般小于30米。由于該儀器檢測的數(shù)據(jù)是一個動態(tài)彎沉值，一般不宜采用貝克曼梁檢測，因為貝克曼梁對瀝青路面檢測的只是一個點(diǎn)的彎沉值。通過彎沉檢測，對彎沉值≤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。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，局部路段車轍超過25毫米，最大車轍深度為44-45毫米。現(xiàn)場觀察：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，可通過空隙率的變化反映出來，車轍密度小于10毫米；第三種是由于行車荷載超過瀝青路面抗剪強(qiáng)度而產(chǎn)生的失穩(wěn)性車轍，車轍深度大?？梢酝ㄟ^厚度的變化反映出來。從車轍處取心現(xiàn)場觀察，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，無法分辨，取心時下面層軟弱，結(jié)構(gòu)松散，油石分離，心樣周圍布滿瀝青。
有針對性地設(shè)計選材
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，有針對性地進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計和補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計，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，對瀝青的粘附性指標(biāo)（4級）可提高到5級，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。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)計采用馬歇爾法，同時注重吸納Super pave技術(shù)思想，目標(biāo)配合比控制除滿足馬歇爾試驗各項技術(shù)指標(biāo)要求外，同時要滿足Super pave某些指標(biāo)。瀝青混合料配合比設(shè)計分三階段，即目標(biāo)配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比驗證階段，三階段設(shè)計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)度和空隙率雙控評價指標(biāo)體系。就目前我國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，采用了壓實(shí)度和空隙率雙控評價體系。對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，還對各結(jié)構(gòu)層空隙率做了硬性要求，即表面層現(xiàn)場抽查空隙率不大于6%，中下面層空隙率不大于7%.國際道路聯(lián)合會和我國公路行業(yè)公認(rèn)：當(dāng)試驗的空隙率為5%時，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)定在一個目標(biāo)后并達(dá)到它，就能確保瀝青加鋪層其他設(shè)計指標(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，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，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)成一個整體，增強(qiáng)新舊路面的粘結(jié)性。
