赵瑾
(抚州市公路事业发展中心南城分中心,江西抚州 344700)
公路路面加铺改建工程技术通过采用合适的加铺和改建方法,结合先进的施工设备和技术,能够解决现有路面老化、损坏和不适应交通需求的问题,提高公路路面的使用性能和安全性。为此,文章对公路路面加铺改建工程技术应用进行研究,为相关工程提供参考。
水泥路面有较高的刚度和强度性能,稳定性、耐久性非常好,沥青路面则属于柔性路面,平整度高、养护维护方便,将水泥路面和沥青路面充分结合,在水泥路面上加铺沥青面层,可形成复合路面,融合两者的优势,此方式在道路、桥梁、隧道等工程项目中的应用非常广泛。此方式也是当前修复水泥混凝土路面的主要方式,能够恢复道路交通性能,实现道路交通通行水平的全面提升。但是如果设计不足、施工质量控制不严格、运营环节没有加强监督管控,会造成加铺沥青面层出现反射裂缝、水损坏等问题,对道路交通通行产生不利影响。
应用重交道路石油沥青材料,一般采用AH-70 型号,各项指标需达到国家标准。
第一,粗集料。粗集料在混合料中充当着骨架的支撑作用,其质量直接影响着混合料的性能和路面的耐久性。为了确保粗集料能够发挥出良好的作用,其物理特性要求符合一定标准。首先,粗集料应该具备一定的棱角和坚硬度,这有助于提供更好的黏结性和抗压能力,确保路面的整体强度。其次,粗集料的表面粗糙度也至关重要,能够有效提升与沥青的黏结能力。在施工过程中,选择合格的石料来制作粗集料,确保其符合相关标准要求。为了使粗集料的粒径和性能达到规定的标准,通常会采用锤击或锥式破碎机进行加工处理。锤击和破碎机的使用可以使原始石料在一定的控制条件下被破碎和筛选,以达到所需的粒径大小和粒度分布。
第二,细集料。细集料的占比虽然比较小,但在提升混合料的高温稳定性方面有重要作用。一般选用机制砂作为细集料的主要材料,或者将机制砂和天然砂混合应用。
第三,填料。为了确保沥青混合料的高温稳定性和耐久性达到预期要求,在其制作过程中引入适量的石粉和石屑是一项重要的策略。通过在混合料中添加石粉,可有效提升混合料的黏结能力和黏结性,有助于减少松散骨料颗粒的剥离,从而增强路面的整体强度。同时,石屑的加入也可为混合料提供更多的粗骨料,有助于提高路面的抗压能力和耐久性。石粉的推荐加入比例为2%~4%,但具体的使用量应该根据马歇尔试验的结果来进行调整,以确保混合料的性能与工程要求相匹配。
一般情况下,采用马歇尔试验来评估混合料的性能是否符合要求[1]。这项试验通过模拟实际路面的受力和温度变化,评估混合料的稳定性、流动性、抗剪强度等关键性能指标。通过严密执行马歇尔试验,可以全面了解混合料在高温下的变形和稳定性能,为混合料配合比的精确调整提供科学依据[1]。
沥青混合料的生产制作需要使用专业的搅拌机械设备,并加强对各个环节的管控,以确保每项性能都合格。生产完成后,沥青混合料需要接受质量检查,确保没有花白料、结团、离析等情况。如果不符合要求,应及时采取调整措施,避免将不合格的混合料投入到工程中。通常混合料会在搅拌站进行预先搅拌,随后装入专用的运输设备,如混凝土搅拌车或运输输送带。这些设备能够确保混合料在运输过程中保持均匀和稳定的状态,以免发生分层或固化。在混合料运输过程中,需要防止过度振动或剧烈颠簸,以保持混合料的质量,抵达施工现场后,直接将混合料卸载到施工位置,也可经过进一步搅拌再使用。
沥青是公路路面加铺改建施工中非常重要的原材料之一,对施工质量有重要影响。为了确保混合料的性能完全符合要求,避免早期病害问题的出现,需要加强对沥青材料的控制,确保加固后的路面性能符合要求,从而延长道路使用寿命。目前,在加铺改建施工中,主要选择SBS 改性沥青材料[2]。
在沥青混合料制作过程中,需要考虑加铺层的施工要求,并选择合适的材料,这些材料应具备坚硬、耐磨的特性,与沥青材料能够充分融合,以形成质量合格的混合料。通常粗集料采用玄武岩,细集料采用石灰石,填料采用矿粉材料。此外,应借助根据马歇尔试验加强配合比控制,保证混合料质量。
向沥青混合料中添加适量的纤维材料提升混合料的性能,更好地满足公路运行的需求。此外,纤维材料的加入还能提高混合料的高温稳定性,有效预防沥青泛油现象,且能有效降低路面病害发生率[3]。
在现场施工环节,需要使用小型铣刨机对施工区域进行全面清理,特别是要彻底清除减速带等障碍物,以便后续施工顺利开展。如果旧路面的平整度不理想,现场施工设备无法顺利操作,需要对路面进行大范围处理,组织人员进行统一的凿除作业。
为了达到施工要求,还需要对路面进行拉毛处理,使用钢丝刷进行处理,使路面表面达到所需的粗糙度,以确保加铺层和原路面结构的黏结效果达到要求,从而提高整个路面的性能。完成表面清理和拉毛处理后,需要使用高压水枪对现场进行彻底清洗,将表面的杂质清除干净,再使用高压风吹干净。上述工作完成后,需要使用清缝机对接缝内的杂物进行全面清理,确保无浮尘等杂质,以避免影响施工效果。
完成路面表层的全面清理后,进行玻纤格栅的铺设施工。使用玻纤格栅材料进行铺设,有效预防路面加铺后出现反射裂缝问题。同时,玻纤格栅结构能使沥青面层与旧路面结构良好地黏结在一起,形成整体结构。铺设施工采用机械或人工方式,并合理使用小型碾压机进行静压处理。
铺设玻纤格栅时,需要避免格栅松弛或卷曲,且禁止施工人员急停或掉头,以免损坏格栅。沿摊铺方向铺设,相邻玻纤格栅应保持8~10cm 的搭接长度[4]。
玻纤格栅铺设完成后,进行沥青碎石下封层施工。施工前需做好准备工作,先将沥青材料加热至约160℃。碎石主要采用玄武岩碎石,经过反击破碎处理,粒径在5~10mm 之间,通过充分的搅拌加热(温度达到约180℃)处理,达到除尘效果。现场施工采用同步碎石沥青撒布车,一次性完成整个下封层的施工作业。沥青撒布量为1.5kg/m2,碎石撒布量为6kg/m2。
碎石撒布完成后,通常使用10t 胶轮压路机进行现场碾压施工,进行2~3 次碾压即可。在碾压过程中,要控制碾压速度,保持与摊铺机械的速度相同。第一次碾压时,应将速度控制在2km/h 左右,之后随后的碾压过程中,适度提高碾压速度,但不得急加速或急刹车。碾压完成后,碎石应陷入沥青路面的规定深度,以满足整体性能要求。
进行摊铺作业之前,需要检查混合料的温度,确保在160~180℃内,若超出该范围,混合料不得应用于工程中。混合料的性能经检测符合规定标准方可投入使用。运料车进入施工现场后,需由专人组织车辆卸料,并将车辆停在摊铺机前部,与摊铺机保持20~30cm 的距离,车辆停止运行。在摊铺现场通常使用2 台摊铺机进行作业,相邻摊铺机之间保持10~15cm的轮迹重叠,摊铺机间隔距离为10~15m,摊铺速度为3m/min[5]。
在沥青混合料碾压施工环节需要加强对碾压过程的控制,确保各项参数符合设计要求,以免影响施工效果。在初压环节,钢轮压路机速度为1.5km/h,胶轮压路机速度为3.5~4.5km/h。在复压环节,钢轮压路机振动碾压两遍后,再使用胶轮压路机进行4遍碾压,钢轮压路机速度范围为2.5~3.5km/h,胶轮压路机速度为3.5~4.5km/h。在终压环节,使用11t钢轮压路机,主要采用静压方式,进行2 遍碾压即可,速度控制在4~5km/h。
在层间黏结及表面处理环节,一般都会选择常规的接缝填料进行现场施工。但是也要注意材料的使用量加强控制,不会存在超出标准以及规定厚度的情况。在施工的过程中,胶枪的喷嘴保持45°倾斜,缓慢插入到接缝内。灌缝施工环节要加强对沥青砂填平裂缝以及啃边的位置进行全面控制,才能防止给路面施工效果造成不利的影响。接缝施工的过程中,加强施工质量管控,避免出现反射裂缝、沉陷等严重的问题,如果因为施工操作不当或者现场某些因素影响造成施工质量不合格,采取针对性的处理措施,防止给整个路面结构的性能造成负面影响。
在公路路面加铺改建工程中,预防反射裂缝是保障路面质量和延长使用寿命的关键。反射裂缝是指下层结构或基础层的裂缝扩展而导致新铺设的上层沥青混凝土表面出现的裂缝。为避免出现反射裂缝,需要注意如下事项:
首先,在路面设计中,需要充分考虑原有路面的状况,确定是否需要进行基础层的加固和修复。同时,结合交通负荷和气候条件等因素,选择合适的路面材料,确定加铺厚度。设计过程中还应考虑加铺改建区域与原有路面的接缝布置,合理设置扩展缝和变形缝,以减轻应力集中。
其次,在公路路面加铺改建工程中,特别是在连接原有路面与新铺设路面的过渡区域,应选择能够有效吸收应力和变形的特殊材料,如弹性体系材料。这些材料能够减少应力集中,有效避免反射裂缝的产生。
再次,在铺设新沥青混凝土时,需确保新铺层与原路面之间有足够的黏结性。可使用黏结剂,刨除损坏部分,并采用冷铺加热铺的方式,以增强黏结性。
最后,为了有效避免反射裂缝,要从结构、材料两个方面出发。根据以往的工程经验,沥青面层厚度在10cm 以下时,能够有效避免受拉疲劳裂缝的出现,还能够降低竖向剪切力的形成概率。同时,增加沥青材料用量,增大混合料粒径,能够提升结构的抗裂性能。
在压实施工完成后,需要对接缝位置采取必要的处理措施。
首先,在路面设计阶段,应充分考虑交通负荷、气候条件、土壤特性等因素,确定接缝的布置位置和类型。根据不同路段的情况,选择不同类型的接缝,如扩展缝、变形缝等,以减轻路面应力集中和裂缝发生率。设计中还应注意接缝的密度和间距,避免过于密集导致过度割裂路面,或者间距过大影响裂缝控制效果。
其次,在接缝处理中,需选用具有良好的黏结性和耐久性的材料。通常情况下,使用胶泥、聚合物修补料等材料填充接缝,确保填缝材料与路面之间有足够的黏结性。对于特殊路段,如桥梁伸缩缝等,可选择弹性体系材料,以适应不同温度下的伸缩变形。
再次,进行填缝操作时,应确保路面干燥清洁,以保证填缝材料的黏结性。填缝施工要均匀、充实,确保填缝材料充分填满裂缝,并与周围路面紧密贴合。对于宽度较大的裂缝,采用预铺条进行辅助,保证填缝更加均匀、牢固。
最后,随着交通负荷和气候的变化,填缝材料可能会发生老化、开裂等情况,因此需要定期巡查路面的接缝情况,及时发现并修复破损的填缝材料,有效延长路面的使用寿命,避免裂缝扩展。
长期使用后,水泥混凝土路面会出现结构损坏,无法完全满足道路交通需求,为解决此问题,需要进行公路路面加铺改建施工,恢复路面结构性能。在施工过程中,要对原路面进行表面清理,及时处理病害问题,并彻底清除杂质,然后进行加铺改造施工。施工过程中要加强对各个施工环节的质量管控,确保加铺改建后的路面结构性能符合要求,全面提升道路通行效果。