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城市道路路面改造研究

2013-03-27吕洪杰

大众科技 2013年12期
关键词:土工布面层摊铺

吕洪杰 陶 然

(1.慈溪市城乡规划研究院,浙江 慈溪 315300;2.广西壮族自治区道路运输管理局,广西 南宁 530012)

随着国民经济的发展,城市化的不断加快,城市人口的迅速增长,机动车拥有量也迅速增长,道路交通量剧增,但随着部分城市道路使用年限的增多,许多早期建设的道路不同程度发生破损现象,存在着道路结构承载力不足,行车舒适性差、车速难以提高等问题。为了节约工程投资,有效利用原有道路路基,改善道路性能,部分道路均需进行路面改造,但当前国内外对路面改造的研究较少,基本为在道路维修、改造实践过程总结改造技术和方法。故对道路改造技术和方法需进一步分析研究。

1 城市道路现状

建国初期,我国的道路建设取得的较大成就。在积极修复原有道路的基础上,实行依靠地方、依靠群众、普及为主的“地、群、普”建设方针,相继开展了几次大规模的建设。20世纪80年代以后,随着改革开放深入,经济全面发展,使“长期滞后”的基础建设的严重后果充分暴露,成为国民经济建设的“瓶颈”部分,制约了经济的发展,使得公路的供求关系出现了“全面紧张”的现象。20世纪90年代以后,国家调整经济发展战略,将交通运输当作国民经济发展的全局性、战略性和紧迫性任务。尤其是亚洲金融风暴之后,拉动内需成为弥补外贸缺口对国民经济造成的负面影响的重要手段,道路建设作为拉动内需的重要方面得到国家的大力支持而迅速发展。当时建设了大量的城市道路,这些道路很大程度上促进了经济发展,为人们的生产生活提供了便捷通道。但随着使用年限的增加,部分道路破损严重。对行车的安全性和舒适性都有很大的影响,亟需改造更新。城市道路破损显现有以下三种:

(1)水泥砼路面出现断板、裂缝、角隅断裂、错台等不同程度的问题。水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐久性强、养护费用少、经济效益高,有利于夜间行车和推动当地建材业的发展。从1980到2000年20余年间,水泥混凝土路面被作为城市道路一种主要结构设计形式,在国内许多城市广泛应用。随着国民经济发展,城市道路有了更高层次的需求,特别是在中、东部沿海经济发达地区,水泥混凝土路面的本质缺陷与城市发展显示一种时代性的不协调,如吸热性能差、光折射力强易产生视觉疲劳和光污染;如路表裂缝多、平整度差导致行车安全性、舒适性下降,同时产生大量的震动与噪音,出现的断板、裂缝、角隅断裂,错台等难以维修,高温稳定性差的填缝料外泄后造成黑色污染,严重影响市容市貌。

(2)沥青砼路面出现裂缝、车辙和推移、坑槽和泛油等现象。沥青路面因具有行车舒适,适应性强,养护维修方便等优点,近年来被广泛应用在城市道路建设中。但沥青路面容易产生各种病害,如不及时处理会影响道路的使用性能。沥青砼路面破损原因有很多。例如地基原因,有些路段位于地下水丰富,在高填土后,由于地基承载力有差别,出现不均匀沉降,造成路面裂缝。或者在路基施工时,由于气候原因,局部填方路基填料粉碎不足,路基压实不均匀,构造物周围碾压不足,造成路基部分压实度不够,造成裂缝;或路基边缘不能够超宽碾压,致使路基边缘压实度不够,造成纵向裂缝。

(3)随城市发展车辆越来越多,经常出现堵车现象,需拓宽车道缓解交通压力。

2 路面改造技术研究

当前国内外对路面改造技术基本方法有以下四种:第一,凿除破损的水泥砼路面,进行重新铺装;第二,已有的水泥砼路面进行“白加黑”改造;第三,进行沥青罩面。第四,路基和路面全部凿除,重新铺筑。第一种除破损的水泥砼路面,进行重新铺装一般应用于公路中;第四种路基路面均凿除,进行重新铺筑,其技术和方法和新建道路基本相同,相关经验比较丰富。但“白加黑”路面改造和沥青罩面两方面由于相关研究较少,经验不足等情况。改造后的“白加黑”路面和沥青砼罩面也很容易生成反射裂缝。本文对这两种情况进行分析研究。

2.1 “白加黑”路面改造

早期建设的道路,水泥混凝土路面较多,经过多年的使用,存在不同程度的质量问题,现阶段,为了节约工程投资,合理有效的利用原水泥砼路面。再原水泥路面上加铺沥青面层较多,既改善了原道路的质量问题,同时也提高了道路的舒适性。“白加黑”已成为为最主要的路面改造形式。但加铺沥青面层也存在着许多质量问题。如加铺过的沥青砼面层出现反射裂缝,从而使面层剥落开裂等,路面的水渗透至基层,是道路损坏等现象。所以,“白加黑”路面改造在技术上需要研究,质量上需要控制。

(1)处理原水泥砼路面

水泥砼路面受温度影响较大,由于其固有刚性路面的特征,所以存在着接缝、裂缝,同时经过长年使用产生了脱空、沉陷、啃边、断板、错台等现象。以旧的水泥砼路面作为基层应该具有适宜的刚度,足够的强度。沥青砼路面为柔性路面,道路面层的强度和基层的前度有直接关系,所以处理原水泥砼道路面层成为“白加黑”路面的关键问题。首先要对原水泥砼路面进行调查,对出现承载力、病害等路面进行调查、标示并分析其形成原因,进行处理。对边角破碎较厉害的路面凿出破损部分,并进行同等标号的水泥砼铺筑,并注意相接逢的处理。对边角破碎较轻微的路面进行清除破碎部分,用半刚性材料填平。对整块水泥砼板破碎的活错台的路面,考虑其是否为基层出现质量问题,如果是需要对整块板凿除,对基层进行处理,然后重新浇筑同等标号的水泥砼。对于板块脱空、桥头沉陷,弯沉较大以及板的不均匀沉降需钻穿板块,进行高压水泥浆灌注处理。

(2)防治反射裂缝

反射裂缝是指加铺沥青层后,下层水泥砼板的接缝和裂缝由于受温度、湿度及车辆荷载的反复作用。再加铺的沥青层上出现裂缝,是沥青砼路面产生开裂。对于反射裂缝我们从结构和材料两方面进行防治。加铺面层厚度应在8cm以上,可以有效防治;材料中适当增加沥青用量,可以减少混合料的空隙,可以延缓裂缝的扩展。另外可适当加入玻璃纤维土工格栅,可以减少沥青路面产生反射裂缝。玻璃纤维土工格栅主要功能为增强沥青混凝土的整体抗拉强度。改善铺装层的整体受力状态,减少永久变形,延迟疲劳破坏,防止和减少路面裂缝的产生。另外加强施工控制。保证在施工工程中沥青混合料的质量。使沥青混合料达到高的密实度。这些措施都能减少反射裂缝。

(3)提高沥青混凝土路面的抗渗性能

要保证路面结构的水稳定性和耐久性。预防水破坏是至关重要的。因此,应将路面抗渗性能作为一个重要指标来控制。尤其是粘附性有利于提高抗渗性。采用改性沥青、掺加抗剥落剂、在矿粉中掺加一定量的水泥。对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳性都有明显效果。但要注意不同抗剥落剂与各种石料之间的匹配问题。当选用掺加水泥时,应注意确保施工实际掺加剂量的准确性。此外.要选择适当的级配范围.提高沥青用量及提高 4.75~9.5mm规格集料的用量相应地都可以提高混合料的抗渗性能。

2.2 沥青砼路面罩面

对于原为沥青砼路面进行罩面时,首先对其道路破损原因进行分析,如路基完好,仅沥青路面破损,则可以进行直接罩面,反之,则需路基、路面全部凿除,进行重新铺设。

(1)旧路面处理

①旧路面要清除杂质和松散的路面,清扫干净,表面保持干燥。将路面上尖角、突出的部位进行整平;对路面严重破损、破碎处,应铲除其破碎部位,并用沥青混凝土修补。对有严重裂缝或车辙的路面,则需铺填一层1~2cm的找平层。

②洒布沥青粘层油。粘层油用液体石油沥青时,大气温度在5℃以上;粘层油用乳化沥青时,大气温度在lO℃以上。雨天和雨后路面潮湿时,不得浇洒粘层油。要注意选择好粘层油品种和用量。实践证明,最好使用经EVA或SBS改性的沥青,这些产品均有良好的抗裂性和热稳定性能。如使用乳化沥青,其沥青含量必须大于60%才能很好利用。

在土工布铺设前先洒一遍沥青粘层抽,用量约为0.4~0.6kg/m²,再铺土工布,然后在土工布上再洒一层同种类型粘层油,用量约0.5~0.6kg/m²。应注意以下几点:第一,建议使用热的沥青粘层袖,油温保持在150~170℃之间;第二,喷洒粘层油的横向范围要比土工布宽5~10cm;第三,粘层油喷洒要均匀,计量要准确。

一次浇油容易出现土工布浸不透、出现分层,而导致面层剥离现象。故不建议采用一次性浇油。 如必须采用一次浇油,粘层油的总用量不能减少,建议值为1.0~1.3kg/m²,油温不能低于180℃。

(2)土工布的铺设与搭接

土工布搭接最好采用机械法,如情况不允许,也可采用人工摊铺。摊铺时应光滑面朝下,一端固定,然后拉紧,平顺地贴紧路面摊铺。固定硬采用固定器,固定器包括固定钉子和铁皮。固定钉子宜采用水泥钉,定长不小于8cm。铁皮应采用1mm左右厚度,3毫米左右宽度的铁皮条。土工布搭横向搭接施工时亦需要注意,横向搭接不小于4cm,根据摊铺方向,前端压在后端上,并用乳化沥青或热沥青粘结好,用固定器固定。纵向接缝也不应小于4cm。土工布摊铺尽量平直,成一条直线。如需拐弯,将弯曲处剪开,重叠铺设,并用乳化沥青或热沥青粘结好,避免土工布褶皱,如摊铺时产生褶皱,应切开这部分褶皱,重新搭接摊铺。当土工布铺设完毕,喷洒完第二遍沥青粘层油并冷却约2小时后,应及时抛洒适量的细黄砂,以防止车辆经过 土工布上时,由于车轮粘油将布带起或 破坏,细砂用 量约1~2kg/m2。

(3)沥肯面层施工控制

①摊铺方法。沥青面层的施工方法 与普通 沥青 路面面层施工方法一致,只需按规范要求即可,但需注意 摊铺沥 青混合料时,必须严格控制摊铺温度。温度过高,混凝土 易烧坏;温度过 低,影响压实度。

②路面压实处理。路面压实度对路面质量非常重要。路面压实度不足,会出现开裂、松散、车辙等现象,严重影响路面使用寿命。

3 结语

路面改造是对城市破损道路进行补救重要方法之一,目前我国虽然没有相关规范要求和相关指标的限制。且对加铺沥青砼的道路未提出相应的评价指标,对于路面改造设计的经验也不足。但近年来国内许多科研单位、专家、学者及设计单位面对现状的迫切需要,在这方面做了大量的研究分析,有值得借鉴的经验。对于沥青加铺层的厚度,沥青材料的选择,结构层的处理,都有一定的分析和研究。在设计、施工前要对原有路面进行调查分析,对其破损的原因进行调查和研究,为路面改造结构组成设计提供可靠的依据。此外,在路面改造过程中需对整个工程按新建道路进行科学的监测。参照新建道路施工技术规范规定的频率进行抽提、筛分和做马歇尔试验。指导拌和站对生产参数作相应的调整,进一步加强设计、施工的质量控制,相信道路路面改造的方法和技术会更加完善。

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