沥青路面水稳基层病害快速修复改造技术探究

朱剑钦 福州建工（集团）总公司

1 前言

市政道路作为城市经济发展的动脉和骨架，是城市建设不可或缺的重要组成部分。水稳基层是道路结构层中主要承重层，处理好水稳基层出现的病害，可有效提高道路施工质量，延长使用年限。由于城市中心城区土地资源短缺，受施工环境限制，沥青混凝土路面在施工和使用过程中造成路面病害问题有较多影响因素[1]。常见的水稳基层病害有松散、裂缝及不密实等，在沥青路面基层病害的修复改造前，要对现场病害情况进行分析、调查，记录病害检测情况；同时，可分段、分区域进行弯沉检测以指导预判基层病害区域，根据不同病害采用针对性的修复改造措施。ATB-25沥青混合料碾压结束后，实测温度低于50℃时即可进行沥青面层施工，免除了采用水泥胶结材料所必需的长时间养护，从而实现快速修复施工，降低对道路交通带来的影响。

2 路面病害状况分析、调查

2.1 路面病害分析

水泥稳定碎石基层是由各种不同原材料组成，通过将材料混合后碾压成型[2]，使之成为一种半干性基层。由于道路长期处于在外界自然环境下，在空气湿度和气温变化等影响下，基层材料会产生不同的反应，出现热胀冷缩效应，容易造成张力不均，使路面出现不同程度的病害。水稳基层病害主要包括以下几种。

（1）裂缝：水稳基层最为常见的一种病害，基层裂纹的产生降低了基层整体的强度，若未及时对裂纹进行处理，在车辆行驶过程中受到荷载冲击的情况下，将逐步扩展成横向裂缝和纵向裂缝，也可能出现网状裂缝，进一步造成沥青面层碎裂，使道路破损严重，大大缩短道路使用寿命。基层产生裂缝的主要原因：①温缩和干缩因素影响；②混合材料碾压施工不恰当；③混合材料摊铺工艺不合理。

（2）松散：水稳基层混合材料拌合不均匀，使粗颗粒分布过于集中，填筑施工时压实度低，在受到道路上雨水水分冲刷的作用下，导致水稳基层出现松散的情况。

（3）不密实：基层骨料的级配不合理，出现离析的部位，骨料之间间隙率增大，碾压过程容易破碎，基层密实度差，难以形成整体。

2.2 路面病害状况调查检测

委托检测单位对现场水稳基层病害区域进行测定，沿现场道路每间隔20m设置一个测点，利用弯沉仪进行基层结构检测，并对检测结果进行汇总统计，从而确定基层病害出现区域。

表1 病害严重程度划分

3 病害修复改造设计

3.1 修复改造方案

针对水稳基层病害集中区域，依据修复改造面积的大小，综合现场道路特点及各因素，选定合适的修复改造方案。具体改造方案如下：

（1）根据裂缝的严重情况进行分别处理，裂缝处未出现破碎，病害程度较轻的，先对裂缝进行清缝，采用填缝剂进行处理。若裂缝面积较大则采用铣刨铺装技术，对整块进行更换或修补。

（2）对水稳基层病害面积较小，病害程度较轻的，宜采用局部挖除基层后，利用C35混凝土修复。

3.2 确定病害修复区域

针对大面积病害区域可采取铣刨铺装技术，刨除范围应在病害区域范围上增加50cm～70cm，如图1所示。以道路中心为参照，依据病害区域位置，定位出开槽修补的施工区域轮廓线。

图1 基层病害区域施工示意图

4 病害修复改造施工

4.1 施工工艺流程

4.2 关键施工技术

4.2.1 集料级配的优化处理

优化路面基层材料组分是保证水稳基层施工质量的关键基础。通过多个工程实践得出，将ATB-25路面基层材料中关键性筛孔4.75mm通过率级配范围由规范要求的20%～40%缩小至23%～32%，2.36mm通过率级配范围由规范要求的15%～32%缩小至18%～29%。并且大幅度减少级配上限的细集料比重，同时适当的增加级配下限的细集料比重，保证材料密实性。通过基层材料组分优化调整，确保了高温抗车辙性能，充分吸收和消减反射裂缝，降低了对路面行车荷载的敏感度，提升路面基层对重载行车的适应能力，从而达到延长沥青路面使用寿命的作用。

4.2.2 摊铺过程的出料把控

ATB-25沥青稳定碎石须平均分为每层10cm进行摊铺，再采用大功率的压路机进行分层碾压，并且对卸料及碾压的温度进行严格的把控，以保证达到压实度标准，确保基层密实不透水，减少沥青路面基层受剪切应力的影响程度，从而极大提升抗车辙能力，增强路面结构整体性和均匀性，产生应力消散层的作用，对改善路面排水问题大有帮助。

4.2.3 各道工序的衔接连续

根据病害修复改造区域大小的不同，针对性地采用不同的机械设备组合及处理方式，达到快速修复改造的目的。各个施工工序连续、快速，分层碾压完成后在施工缝处采用抗裂贴进行处理，待基层摊铺作业完成且温度冷却至50℃以下，经验收后即可进行粘层沥青及面层沥青的铺筑施工，免除了采用水泥胶结材料所必需的长时间养护，缩短路面基层修复工期，减小了安全风险，提高机械及人力使用效率，降低综合养护成本，能够快速恢复车辆正常通行。

4.3 施工控制要点

4.3.1 原基层铣刨

铣削损坏的旧面层以及水稳基层应选用铣刨深度在200mm以上型号的沥青路面铣刨机，有助于形成坑槽。铣削的旧料直接装车外运至指定的弃渣场，刨除时水稳基层与沥青面层四周至少必须留有宽B≥50cm错台，以保证沥青稳定碎石基层铣刨宽度W(垂直于行车方向)应≥300cm，以便大型压路机进行碾压，根据实际情况确定长度。

4.3.2 清理及验收

完成铣刨后，应及时检查坑槽路面结构界面以及垫层有无松散情况。对坑槽表面的碎石、尘土等应通过人工刮出或高压吹风机具进行充分清洁，局部潮湿或渗水的地方，应作烘干处理。

4.3.3 洒布沥青透层

为提升水泥稳定碎石基层与坑槽之间的粘结效果，摊铺水稳层混合料前，在清理干净的槽壁和槽底喷洒一层改性沥青透水层。洒布速度和洒布量宜分别控制在4km/h～6km/h和0.5kg/m2～0.7kg/m2，根据相关参数选择合适的喷嘴进行施工。喷洒过程要严格控制，保持均匀、稳定。

4.3.4 ATB-25沥青混合料下料制配、运输、现场分层摊铺、碾压

（1）沥青混合料生产

ATB-25沥青混合料的出厂温度应进行严格的控制，根据工程实践经验，宜将出产温度控制在145℃～165℃，依据施工现场环境及运输距离，适当调整拌合温度，严格控制级配范围，保证混合料搅拌均匀。

（2）运输

运料车必须全程加盖篷布覆盖，以防温度离析及污染。在运输过程中若出现故障，应尽快排除。进入施工作业现场前，应将轮胎上可能造成基层面污染的泥土等其他杂质清理干净，避免水稳层混合料中掺入污染物。

（3）分层摊铺

运料车到达现场时混合料温度不低于130℃～150℃，错台处及靠侧边角落应该放置合适尺寸的木垫块，防止摊铺机及压路机进入作业区时损坏原沥青路面及水稳基层的边角。不同修补宽度采取不同的摊铺作业方式：当基层修补宽度≤3m时，采用人工摊铺，由工人配合运料车快速均匀摊铺；当基层修补宽度≥3m时采用伸缩式摊铺机作业。两种方式都应防止对原路面结构损坏。

图2 木垫块示意图（0cm～20c m）

图3 木垫块示意图（0cm～40cm）

病害基层厚度为20cm时，须按平均分层摊铺；病害厚度为20cm～40cm时，则须按照平均分层、每层不超过10cm的原则进行；当压实度难以控制时，当压实度难以控制时，可将分层摊铺厚度酌情减小。由于ATB-25基层相比水稳基层易产生变形，施工过程中应配备足够的摊铺机械设备，确保水泥稳定碎石层混合料摊铺的连续性，同时，摊铺沥青混合料前结合现场施工机械设备的参数和工艺特点，通过试验确定松铺系数，保证碾压密实，避免以后会产生微小程度的凹陷。

摊铺水稳层混合料过程中，应严格控制铺筑层的厚度、宽度和热接缝长度，发现表面有划痕或离析等质量问题，应及时进行处理。施工过程中，对于基层表面有拖痕、平整度差或局部出现少料现象的，可通过人工用耙子修平，但不得反复进行修整，影响局部的观感。

（4）分层碾压施工

1）分层碾压方案（见表2）

表2 分层碾压方案

（续）表2

表3 振动压路机单个钢轮的激振力（kN）

图4 分层作业示意图（0cm～20cm）

图5 分层作业示意图（0cm～40cm）

（5）验收

待混合料温度下降到50℃以下时，严格按照有关规范进行验收，验收合格后，洒布沥青粘层。

5 结束语

综上所述，笔者通过多个项目的实践经验得出，本技术在工程中的应用优势主要体现在：（1）严格控制集料级配范围，优化混合料生产、运输以及摊铺碾压工艺，全面提高了基层施工质量，延长沥青路面长期使用性能。（2）与传统的路面修复工艺相比，本技术免除了采用水泥胶结材料所必需的长时间养护，路面基层修复工期缩短约20%～30%。（3）病害区域的修复改造方案具有针对性，降低了综合成本，能够快速恢复车辆正常通行。