劉偉昆

(盧龍縣交通局)

1 瀝青加鋪層厚度設(shè)計

現(xiàn)行的《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTGD40-2002)對在舊混凝土路面加鋪層設(shè)計作了以下幾個方面的規(guī)定。

1.1 舊路調(diào)查評定

對舊水泥路面采取處治方案之前要對舊水泥路面的調(diào)查和評定做了詳細(xì)的規(guī)定,主要包括以下幾個方面:

(1)關(guān)于舊路狀況調(diào)查的的一般性規(guī)定;

(2)采用斷板率和平均錯臺量兩項指標(biāo)評定進行舊混凝土路面的損壞狀況的規(guī)定;

(3)接縫傳荷能力與板底脫空狀況的調(diào)查評定;(4)舊水泥路面的結(jié)構(gòu)參數(shù)調(diào)查。

1.2 方案的選擇

當(dāng)舊混凝土路面的損壞狀況和接縫傳荷能力評定等級為優(yōu)良或中時,可采用瀝青加鋪層。加鋪層鋪筑前應(yīng)更換破碎板,修補和填封裂縫,磨平錯臺,注漿填封板底脫空,清除舊混凝土面層表面的松散碎屑、油跡或輪胎擦痕,剔除接縫中失效的填縫料和雜物,并重新封縫。

1.3 減緩反射裂縫的措施

接縫傳荷能力評定等級為中時,應(yīng)根據(jù)氣溫、荷載、舊混凝土路面承載能力、接縫處彎沉差等情況選用下述減緩反射裂縫的措施:

(1)增加瀝青加鋪層的厚度;

(2)在加鋪層內(nèi)設(shè)置橡膠瀝青應(yīng)力吸收夾層、玻璃纖維格柵或者土工織物夾層;

(3)瀝青加鋪層的下層采用由開級配瀝青碎石組成的裂縫緩解層;

(4)在瀝青加鋪層上,對應(yīng)舊混凝土面層的橫縫位置鋸切橫縫。

1.4 厚度設(shè)計

瀝青加鋪層的厚度按減緩反射裂縫的要求確定。高速公路和一級公路的最小厚度為 100mm,其他等級的公路最小厚度宜為 70mm。舊混凝土板的厚度、混凝土的彎拉強度和彈性模量標(biāo)準(zhǔn)值以及基層頂面當(dāng)量回彈模量標(biāo)準(zhǔn)值,采用舊混凝土路面的實測值。

2 加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工

試驗路先刨除舊瀝青混凝土罩面,經(jīng)過舊水泥路面穩(wěn)定處治后,根據(jù)舊路處治結(jié)果,并結(jié)合城市多數(shù)市政道路的現(xiàn)狀,提出薄層加鋪的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。

2.1 材料技術(shù)要求

(1)瀝青防反射裂縫應(yīng)力吸收層的膠結(jié)料為特種聚合物改性瀝青,其具有較高的高溫黏度和低溫延度,因此,其混合料具有較好的高溫穩(wěn)定性和低溫抗疲勞性能。

(2)集料集料采用深圳芙蓉的輝綠巖,SAWI的級配要求該層集料較細(xì),因此,選擇集料時主要考慮棱角性、砂當(dāng)量、密度、篩分等因素。

2.2 SAWI混合料施工工藝及質(zhì)量控制

(1)SAWI混合料的生產(chǎn)。SAWI混合料的礦料中小于2.36mm的細(xì)集料含量很大,大約占集料的 60%以上,屬于難于拌和的混合料,加之石屑中礦粉含量很高,這些特點與一般的混合料生產(chǎn)存在很大的不同,為了使攪拌設(shè)備適應(yīng)SAWI混合料的生產(chǎn)和保證穩(wěn)定的生產(chǎn)質(zhì)量,需對攪拌設(shè)備的參數(shù)進行合理的設(shè)置。

①振動篩篩孔的選擇。對于 SAWI混合料,由于細(xì)集料很多,使振動篩中的粉料篩的篩分效率大大降低,經(jīng)試驗確定,對于重要篩孔 2.36mm的篩分效率降低 25% ～30%,此時與 2.36mm對應(yīng)的篩孔應(yīng)選 3.5mm,否則過大的竄倉率使混合料級配變得很難穩(wěn)定,材料細(xì)微的波動都會導(dǎo)致竄倉嚴(yán)重增大,使級配中 2.36mm的通過率處于一種不穩(wěn)定狀態(tài)。

②拌和時間與溫度的調(diào)整。由于 SAWI在施工時鋪層很薄降溫很快,因此對混合料的加熱溫度以及溫控精度提出了很高的要求。若出料溫度偏低,攤鋪到路面上,溫降很快,往往難于達(dá)到碾壓要求,空隙率則偏大;出料溫度太高,瀝青老化十分嚴(yán)重,影響混合料質(zhì)量。因此要求出料溫度控制在允許出料溫度的上限附近,溫度波動控制在 ±2.5℃以內(nèi)。特別需要指出的是,加鋪層溫降受環(huán)境溫度、風(fēng)速和鋪層厚度影響很大,應(yīng)根據(jù)具體情況適當(dāng)調(diào)整。

③引風(fēng)除塵。由于原材料含有較多的小于 0.075mm的粉塵,需要依靠攪拌設(shè)備的除塵系統(tǒng)進行凈化;同時除塵系統(tǒng)的作用是使?jié)L筒內(nèi)有一個合適的負(fù)壓,保證燃燒器的火焰充分燃燒。

(2)SAWI施工技術(shù)要點。SAWI瀝青混合料攤鋪和碾壓SAWI應(yīng)力吸收防水粘結(jié)層的主要功能是延緩反射裂縫上穿、防止水分進入、層間粘結(jié)的作用,其鋪層厚度要求為(2.5±0.5)cm,鋪層過厚難于碾壓,不利于高溫穩(wěn)定性;鋪層太薄難于施工,亦容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象,也不利于延緩反射裂縫。因此舊水泥混凝土板塊上應(yīng)鋪筑厚度均勻的瀝青混合料薄層。

3 施工技術(shù)要求

3.1 施工和碾壓溫度

改性瀝青加熱溫度及改性瀝青混合料施工溫度應(yīng)符合規(guī)定,并根據(jù)瀝青品種、粘度、氣候條件及鋪筑層的厚度選擇。由于改性瀝青的粘度的增大,保證較高的施工溫度成了施工的最重要的技術(shù)關(guān)鍵。如果溫度不夠,混合料不可能拌和均勻,攤鋪平整度無法保證,碾壓不可能達(dá)到壓實度,施工質(zhì)量就根本無法保證。適宜的施工溫度應(yīng)由瀝青結(jié)合料的粘度—溫度曲線決定。當(dāng)采用塞波特粘度計測定時,以粘度為 85s±10s的溫度作為拌和溫度,以粘度為 140s±15s的溫度為壓實溫度。另外,在低溫氣候條件下施工改性瀝青混合料,混合料溫度的下降將是非常重要的問題。對大多數(shù)聚合物改性劑來說,隨著溫度的下降,聚合物開始固化,混合料失去施工和易性,使充分碾壓成為不可能,改性瀝青路面將不能成功。尤其是在有風(fēng)及空曠的工地,混合料降溫很快,必須特別注意。在缺乏粘溫曲線數(shù)據(jù)時,在正常情況下,施工溫度宜根據(jù)瀝青標(biāo)號、改性劑的品種及劑量、粘度、氣候條件及鋪裝層厚度按下表規(guī)定的范圍選擇。較稠的瀝青,改性劑劑量高時,選用高值,反之選低值。溫度較低時,施工溫度應(yīng)適當(dāng)提高。

3.2 拌和

(1)生產(chǎn) SMA應(yīng)采用間隙式瀝青拌和機拌和,且必須配備有材料配比和施工溫度的自動檢測和記錄設(shè)備,逐盤打印作為施工質(zhì)量檢測的依據(jù)。當(dāng)采用現(xiàn)場制作的改性瀝青時,拌和廠的瀝青貯罐與拌和機之間必須有足夠的空曠的場地。基質(zhì)瀝青的導(dǎo)熱油加熱爐應(yīng)具有足夠的功率,拌和廠的電力供應(yīng)能滿足改性設(shè)備需要。

(2)建議采用間歇式拌和機進行拌和,在拌和過程中應(yīng)逐盤打印輸出瀝青和各種礦料的用量、拌和溫度。拌和機必須配備有纖維穩(wěn)定劑投料裝置,不具有投料裝置的可在原有基礎(chǔ)上改造后實現(xiàn)。根據(jù)纖維的品種和形狀不同,可采用廠家指定的方式添加,但均應(yīng)能在拌和過程中充分分散,且與瀝青混合料拌和均勻。纖維宜采用專用的纖維添加設(shè)備自動加入拌和機的拌和鍋中,每次添加纖維應(yīng)與拌和機的拌和周期同步進行。添加纖維在冷態(tài)條件下進行。松散的絮狀纖維應(yīng)采用風(fēng)送設(shè)備自動打散上料,并在噴入瀝青開始15s后一次性噴入拌和鍋內(nèi),與瀝青混合料拌和的時間一般不必延長。顆粒纖維宜采用專用自動上料,纖維應(yīng)在粗細(xì)集料投入后立即加入,經(jīng) 5～8s的干拌再投放礦粉,總的干拌時間應(yīng)比普通瀝青混合料增加 5～10s。當(dāng)缺乏機械添加設(shè)備時,也可由人工量取一定質(zhì)量(或換算成體積)的纖維直接投入拌和缸中拌和。人工添加松散絮狀纖維時必須預(yù)先將纖維制成塑性小包,小包的纖維數(shù)量恰好與每一鍋混合料需要的添加量匹配(或分成兩包)。包裝纖維用的塑料袋應(yīng)能在拌和過程中遇熱熔化。

[1]楊斌.舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)研究[D].長安:長安大學(xué)博士論文,2005.

[2]金珊珊.水泥混凝土路面應(yīng)變測量與分析[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士論文,2005.45-49.

[3]石昆磊.高粘性瀝青應(yīng)力吸收層防治瀝青路面反射裂縫的研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006.

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