柔性基层沥青路面拼接拓宽技术

2021-06-13张智勇

运输经理世界 2021年24期

张智勇

（赣州市公路发展中心直属分中心，江西赣州341000）

0 引言

在路面工程项目施工阶段，柔性基层沥青路面拼接拓宽技术应用水平的好坏与柔性基层整体结构有着一定的联系。柔性基层沥青路面属于柔软性基层，对于施工的参数要求非常高，所以在拼接拓宽技术应用阶段要了解材料的使用标准并且做好施工工艺以及施工温度的控制，这样才能够将技术的效果发挥出来。

1 柔性基层沥青路面结构的特点

1.1 减少路面结构的水损害

柔性基层路面结构应用的施工材料为颗粒级配的形式，在路面结构内有空隙率存在，排水性能及通畅性良好，且水分通过基层结构直接排出路面结构内，保证结构水害的有效控制，满足运行的要求。此外，柔性基层结构沥青混合料对水分的变化是比较敏感的，不会因为内部存在水分而使其发生干缩裂缝导致反射裂缝，这种路表积水的情况会进入路面结构内，此时并不会发生水损害的问题，结构性能和质量符合标准要求。

1.2 耐久性良好

柔性基层沥青路面结构并不是简单的半刚性基层结构，可以调整为柔性基层的形式，其结构厚度与半刚性沥青结构并不相同，存在很大差异。柔性基层沥青结构中所应用的沥青面层部分，通常来说，其半刚性基层结构会比较大，结合交通通行量的具体情况，通常设定为20～52cm 的厚度，以符合实际应用的要求。因为沥青面层结构厚度的持续增加，保证结构的性能得到改善，从而保证耐久性满足要求。经过工程的实际经验分析，柔性基层应用到中、重交通量的道路项目内，性能优越，通常在运行的30～40年时间内不会发生结构损坏问题，路面使用寿命延长比较明显，完全能够达到交通运行的标准。

1.3 减少了沥青路面的反射裂缝

柔性基层材料结构的力学条件性能良好，与沥青面层结构的力学特点是比较相似的，将面层结构形成的应力传输到基层结构内，而柔性基层结构的耐疲劳效果良好，抗剪性能、抗弯拉强度性能合格，避免沥青路面出现反射裂缝的问题，促进路面性能提升[1]。

2 工艺原理

对于柔性基层沥青路面拓宽施工来说，质量影响因素比较多，结合实际情况需要应用柔性沥青面层结构拼接宽度，达到性能的标准要求，结构工艺基本原则如下。

2.1 差异变形控制

经过研究发现，在结构加宽部位内，路床顶部应该使用两条路床固化梁的设置，在路床固化梁顶部要设置一层钢筋网格栅层、二灰碎石再生顶面结构设置碳纤维格栅，经过组合形成之后达到路面承载结构的要求，能够同时分担结构荷载，可以有效预防发生底部结构的不均匀变形的问题。

2.2 旧路面材料能够重复利用

加入合适的黏结材料，比例要符合要求，同时还要进行上层结构的铣刨处理，主要是进行柔性基层沥青路面进行拼接加宽施工，保证其可以形成二灰碎石基层结构，达到结构层材料的再生和利用，确保达到承载性能运行标准之下，可以进行旧路面材料的铣刨处理。

2.3 裂缝反射通道刚性折断

经过研究发现，在结构层下部顶面路面拼接加宽施工时，一条裂缝对应一条裂缝隔断板，同时还要在裂缝隔断板两侧直接锚固到下面层，然后在新旧路面连接部位上进行荷载的转变，从线荷载逐步转化为面荷载，可以减小裂缝上的反射应力。

2.4 后期变形动态控制

经过研究发现，结合裂隙内的空隙率变化的具体情况，选择合适的级配碎石材料进行注浆管配置，在运行之后，结合运行情况和变形状况进行拓宽施工，拼宽后的路面基层结构进行注浆施工，以保证结构的承载性能合格，还能够分析变形发展的规律，对于系统控制提供基础。

3 工程概况

某工程项目是当地的重要基础设施，与现有的道路连接形成了完善的交通体系。经过现场分析，管理单位决定对于该路段进行加宽施工，以有效提升交通通行能力，满足当前交通运行的需要，对于当地的经济与社会发展有着极为重要的作用和意义。根据现场勘察分析之后可以得出结论，分析现场的具体情况，然后在加宽施工前确定合适的设计方案，以确保施工的效果和质量符合要求。根据拼接拓宽施工技术，根据需要选择使用二灰碎石再生利用层、级配碎石层、沥青再生层、碎石层等结构形式。为了使新老路基结构之间达到纵向裂缝的施工的标准要求，做好施工质量控制，在原结构位置上设置台阶的形式，在旧路面拼接施工中，保证在结构上设置路床固化梁，且在上部设置钢筋网格栅，在级配碎石上预设注浆管、层底铺设碳纤维格栅层，经过两年施工，完成项目拼接拓宽施工[2]。

4 施工准备

4.1 材料准备

在项目施工前，结合现场要求确定工程量，同时根据现场的具体情况来选择施工材料，比如水泥、水、沥青、集料、矿粉、钢筋网格栅、钢板等，并且做好性能测试，符合工程要求。

4.2 机械准备

施工期间主要施工机具如表1所示（部分）。

表1 施工设备（部分）

4.3 作业准备

对于现场的水电路进行检测，保证可以正常的运行；对于材料进行性能检测；做好现场技术交底工作，同时还要对现场人员进行安全教育，保证人员专业素质符合要求；准备现场施工需要的机械设备，并且对设备性能进行检测，同时做好管理与维护工作。

5 施工工艺分析

5.1 施工工艺流程

施工工艺流程如图1所示。

图1 施工工艺

5.2 施工质量控制要点及质量保证措施

5.2.1 老路面铣刨

根据现场施工标准要求进行老路面结构层的铣刨处理，其基本原则就是对老路面路缘带内侧中面层以及下面层结构留用；进行台阶部分的铣刨，宽度在0.5m 以上；进行现场台阶以及拼接面结构的处理，保证现场不会存在松散材料、灰尘、缺角等问题，还要保证和铣刨材料在路面上联合应用，确保材料的利用率。

5.2.2 路基加固

新旧路面拼接加宽施工的老路面床顶面结构纵向设置一条水泥土固化梁的形式，加固结构的深度为20～40cm，加固施工要按照工艺标准，保证结构的精度符合要求，全都符合要求，检验之后质量性能达标，不会存在结构质量缺陷和问题。拼接加宽施工范围内，新路床顶面结构边缘上应该设置一条水泥固化梁的结构，该结构的加固施工深度为20～40cm 即可。在两条水泥固化梁结构上设置一条钢筋网格栅的形式，然后在两侧上设置锚固点，直接和固化梁进行连接。水泥固化梁顶部需要应该铺设钢筋网格栅的结构形式，并且两侧直接和水泥土固化梁进行连接，以确保结构的性能符合标准的要求[3]。

5.2.3 底基层拼接拓宽

应用摊铺机沿着道路纵向进行基层结构的铺设施工，保证摊铺机熨平板重叠10～15cm 左右的间隔距离，前后相距4～8m 左右。在现场施工中，应该使用设备和仪器进行平整度与坡度的检测。老路面结构基层的铣刨材料和基层二灰碎石材料根据1∶1 的要求进行配比，加入水泥材料≤2%，且含水量不超过最佳含水率±2%的要求进行拌和处理。底基层材料的拌和、运输、摊铺、碾压以及养护都要按照技术标准要求，与水稳基层结构相同。

5.2.4 基层拼接拓宽

级配碎石在施工过程中，首先需要在底基层的结构上铺设一层碳纤维格栅，如果空隙率＞5%，应该在碎石基层结构铺设施工后安装注浆管，级配碎石结构应用震动方式碾压形成密实的结构。现场沥青再生基层结构应用乳化沥青厂拌冷再生施工技术，旧沥青路面的铣刨施工材料需要加工处理，然后按照配合比的参数要求进行搅拌处理，制作全新的施工材料，再进行摊铺、碾压施工。按照技术标准和规范的要求，开展沥青稳定碎石基层结构的施工，按照路面高程标准以及结构厚度参数做好松浦厚度控制，保证压实结束顶面高程复核工程的技术标准要求。新老基层结构接缝的位置上，进行沥青材料的灌缝施工，各1m 范围内进行乳化沥青的喷洒施工；拼缝的位置上，直接铺设一层玻纤格栅的材料[4]。

5.2.5 封层施工

封层结构施工之前需要对现场表面进行打毛处理，然后将表面的灰尘材料清理干净，并且再进行清洗、晾晒等一系列的方式处理，并且在表面喷水湿润处理，达到要求之后才能开始封层结构的施工。下封层结构部分应用的是薄层罩面方法进行施工，结构厚度设定为5mm，宽度与下面层结构的宽度是一致的。沥青稳定碎石基层结构的拼缝位置上进行黏层油的喷洒施工并符合工程技术标准要求。

5.2.6 沥青面层拼接

对于新铺设的结构路面部分，和旧沥青路连接的下面层接缝的位置上，沿着接缝纵向进行裂缝隔断板的设置施工，其设定在新老路面下面层的拼缝两侧不足20cm 的范围内，纵向位置的搭接尺寸应该控制在50cm 以上。下面层、中面层结构的施工符合设计方案的要求，质量性能合格。新旧路面结构的铺设施工需要整体铺设完成。

5.3 沥青混合料的摊铺施工

沥青混合料在摊铺施工环节，设备的行驶速度控制是非常重要的，这是保证施工质量的关键。在摊铺环节，必须保持均匀、慢速的标准行驶，且摊铺施工是连续进行，在摊铺时开启设备的强振功能，并且做好松铺系数的控制，两侧使用悬挂钢丝的方式进行高程的控制，保证标高尺寸符合工程的标准要求。摊铺施工环节，摊铺机后续紧随有质量检测人员进行质量检测，做好施工各项参数的记录，保证摊铺施工的厚度尺寸符合要求。在两侧摊铺机分别在9m、6m 的位置上进行摊铺施工，保持梯队的方式进行现场作业，摊铺设备同时运行，确保标高、厚度、平整度等符合工程的要求，后一台设备根据钢丝线和前台摊铺面的高度进行控制，整个路面性能合格。前后两台摊铺机在施工中，保持热接缝的方式进行连接。熨平板在施工前进行预热处理，其温度达到100oC 即可。

为了防止离析、托痕等问题出现，加强现场施工质量控制极为重要。混合料的摊铺施工阶段，摊铺设备的行驶速度与材料的供应速度是匹配的，确保材料供应正常，摊铺施工也能够达到规定的要求，不会给工程的质量产生任何的影响。摊铺机施工必须连续进行摊铺作业，达到均匀性标准，且摊铺之后不能随意调整摊铺施工的速度，防止发生中途停顿的情况，应该连续摊铺施工，摊铺施工的速度符合要求，现场组织专人进行卸料，做好指挥与管理控制工作，保证摊铺材料达到均匀性的标准要求，不会给工程的质量产生任何的影响。

5.4 碾压的施工技术

5.4.1 碾压温度

碾压施工时的材料温度对于工程质量影响最大，直接关系到压实的质量，普通的沥青材料压实温度在120～150oC 之间，最高不能超过160oC，否则将会影响工程的质量。

5.4.2 压实速度和遍数

压实速度要严格的控制，如果不均匀容易导致路表面发生推移的情况。碾压遍数也是重要的参数，结合实际情况确定，保证碾压施工的质量合格，因此在碾压施工前，要确保压实速度和遍数合格，确保压实质量达标的情况下，保证碾压速度符合要求，以保证工程的质量合格。此次工程的碾压速度如下：初压速度2～2.5km/h，复压、终压为4～4.5km/h。

5.4.3 振频和振幅控制技术

振频对于压实质量也有直接的影响，振幅的设定根据压实的厚度来进行。在压实层结构厚度较小的情况下，则需要使用较高的振幅进行，反之，则应该采用低频高振幅的方式，保证压实的效果合格。在此次工程中，对于一般沥青材料的碾压施工时，其振频为42Hz 左右，如果选择使用SMA 改性沥青材料，则振频调整为50Hz 左右[5]。

6 效益分析

从实际情况分析，在现场施工中，将原路面基层结构以及上面层的铣刨施工材料进行再生处理，应用到拼接拓宽的结构上，可以减少新材料的使用量，还能够减少垃圾的处理成本，总成本节约2%左右。同时，经过研究应用拼接拓宽施工可以保证结构的整体性合格，避免出现变形的问题，减少后续的维护与保养的成本，同时结合预先设定的注浆管进行注浆施工，保证结构的承载性能合格，达到抗沉降变形的要求。经过全寿命周期内成本的计算，应用柔性基层沥青面层拼接拓宽施工，其成本降低约4%～7%，所以这一技术在成本方面有着比较明显的优势。