块石路面加铺沥青混凝土面层施工技术与质量控制

维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第２期　广东公路交通　ＧｕａｎｇＤｏｎｇ　ＧｏｎｇＬｕ　ＪｉａｏＴｏｎｇ　总第９９期　文章编号：１６７１—７６１９（２００７）０２—００２７—０４　块石路面加铺沥青混凝土面层　施工技术与质量控制　陈柳毅　（厦门市公路局集美分局，福建厦门３６１０２１）　摘要：通过对厦门高集海堤方整块石路面加铺沥青混凝土这一工程实例进行分析，介绍了块石路面加铺柔性路　面的设计思路、要点，施工工艺及施工质量控制，为此类改造工程提供借鉴，有利于此类改造工程施工质量和施　工工艺的提高。　关键词：块石路面；加铺；沥青混凝土面层；施工技术；质量控制　中图分类号：Ｕ４１６．２１７　文献标识码：Ｂ　Ｏ　概述　方整块石路面由于刚度大、强度高、耐久性　铺的工程实例进行分析，为旧路面加铺沥青混凝　好、养护费用少，曾被广泛应用于城市道路的高级　路面。但其平整度差，通行时间久后，由于路基的　沉陷，导致面板下沉，行车舒适度更差，通行能力　较小，不能满足交通量逐年增大的要求，因此必须　对该类路面进行改造。对该类路面的改造一般是　先挖除块石路面，再重新铺筑路面结构层，但为节　省造价、缩短改造时间，也可直接利用原高强度的　路面作为路面基层，直接加铺沥青混凝土路面。　国内外尚未对该类路面的改造工程进行相关报　道，而对在旧混凝土路面加铺沥青面层的工程实　例却较多…　２儿　。方整块石与混凝土路面均属于　强度较高的刚性路面，但又不尽相同。块石路面　经过多年的使用后，会因为路基沉陷产生脱空或　错台的情况，而混凝土板除了脱空或错台外，还会　产生断板、啃边等现象。对上述破损的刚性路面　土路面，特别是在方整块石路面上直接加铺沥青　路面的方案设计、施工工艺、施工流程、施工质量　控制，提供经验及工程借鉴。　１　工程概况　厦门大桥于１９９１年建成通车后取代高集海　堤，随着经济高速发展，现已不能满足交通量　迅速增长的需求，长时间的交通拥堵对厦门的　生产、生活，造成了极大的影响。为缓解厦门　大桥拥堵的现状，决定对高集海堤加以利用，　成为２个进岛车道，将厦门大桥２进２出改为１　进３出，缓解厦门大桥的交通压力，直至与厦　门大桥平行的集美大桥竣工通车后，恢复正常　通行方案。　高集海堤兴建于上世纪５０年代，经过长时　间的通车，路面起伏很大。２００１年厦门市公路　局曾组织高集海堤路面改造，为保持历史原貌，　仍沿用原有路面形式——方整块石路面（见图　１），路面结构层：２０ｃｍ方整块石＋６ｃｍ砂垫层＋　１０ｃｍ泥灰结碎石路面，之下为片石调平层、抛石　层，块石缝宽１．０—１．５ｃｍ，缝深２—３ｃｍ。经过　５年多来车辆的碾压，块石与块石之间嵌挤紧　密，路面沉降趋于稳定，块石路面表观相对比　较平整，有大波浪式起伏。原有路面水主要是　通过结构层渗透，通过抛石层，排人大海，排　水能力较差，路面平整度不能满足大量车辆快　上加铺沥青混凝土面层是一种特殊的路面结构，　应力应变特性与一般的弹性层状体系有较大的　区别　Ｊ，我国沥青路面设计规范还没有明确的设　计体系和设计指标。美国沥青协会（ＡＩ）是通过　下伏的相邻两块板的位移大小控制沥青混合料　加铺层的厚度，认为相邻板的位移大于３ｍｍ就　需要将旧水泥混凝土面板打碎处理，显然该方法　不能适用于方整块石上加铺沥青混凝土面层的　设计。　本文通过对厦门市高集海堤方整块石路面加　速通过的要求。综合上述情况，必须对路面进　．２７．　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第２期　广东公路交通　总第９９期　行改造。　图１原有块石路面外观　现有路面有效宽度７．０ｍ，进岛左侧有ｄ　２　０００　ｒｎｎｌ供水干管，通过水泥混凝土墙与路面衔接；右侧　为鹰厦铁路，铁路外侧块石砌体与现有路面高差在　０．５～０．９ｍ，公路与铁路之间无法再加入安全护栏，　工程改造路段全长２　１４３ｍ。由于临近９．８中国国际　贸易洽谈会召开，工程施工时间紧迫，且周边交通拥　挤，无法对原有块石路面进行挖除，铺设路面结构层。　２　改造方案　２．１设计思路及要点　（１）综合各情况，优先考虑在块石路面上加铺　沥青混凝土，新加铺路面厚度应控制在２０ｃｍ左　右，否则无法保证公路与铁路并排通行时的安全。　（２）充分考虑沥青混凝土结构层与块石路面　的粘结效果。　（３）必须防止通车后，块石与块石的接缝反射　到路面面层。　（４）为保证沥青混凝土结构层与块石路面的　紧密衔接，应控制沥青混凝土下面层（或联结层）　的最小厚度，防止通车后路面推移。　（５）对现有路面进行弯沉检测，对弯沉值特异　的路段应首先进行补强。　（６）对现有排水系统进行改造，提高排水能　力，防止通车后路面积水影响车辆通行，防止路面　遭到破坏。　（７）尽量选用改性沥青混凝土结构层，以提高路　面的高温稳定性、水稳定性及行车的舒适性、安全Ｉ生。　２．２旧路面检测　本文借鉴文献　的方法，认为对块石路面的　状况可以通过以下两个指标予以评价。　（１）平均错台量。错台调查可采用错台仪或其　它方法量测接缝两侧板边的高程差，量测点的位置　・２８・　在错台严重车道右侧边缘内３００ｍｍ处，以调查路段　内各条接缝高程差的平均值表示该路段的平均错台　量，若平均错台量大于１０ｍｍ，则必须进行处理。　（２）弯沉。主要是用来评价板底脱空状况。弯　沉测试宜采用落锤式弯沉仪，也可采用梁式弯沉仪，　其支点不得落在弯沉盆内。本文参考文献　提出以　石块单点实测弯沉指标（单位：０．０１ｍｍ）作为处理的　依据：①单点实测弯沉值≤１４时，不用进行处理；　②单点实测弯沉值＞１４时，需进行处理；③两相邻　板间实测弯沉差＞６，需进行处理。　２．３原块石路面的处理方案　对块石路面的综合处理是沥青混凝土加铺前的　一项重要基础性工作，其质量的优劣直接关系到沥　青混凝土加铺层的整体质量。处理方案主要有：　（１）用尖锐工具对旧块石路面接缝内杂物清　除，保证深度不小于２ｃｍ，采用空压机进行全面吹　缝、进行路面清洗，尽量使沥青混凝土中的集料填　充接缝，加强沥青混凝土与块石之间的粘结。　（２）对高差大于．１０ｍｍ的错台，直接采用混凝　土打磨机或沥青混凝土填平处理，填平前先将填　平范围涂刷乳化沥青，填补沥青混凝土后用小型　压路机碾压平整、密实。　（３）对弯沉值不能满足要求的位置，挖除路面　块石，清除原砂垫层，采用１３ｃｍ３％水泥稳定碎石　＋１２ｃｍ５％水泥稳定碎石进行铺筑。挖除时严格　控制作业范围，防止挠动相邻的块石。　（４）对局部松动的块石，利用人工进行挖掘，　采用Ｃ１５水泥混凝土进行分层浇注，混凝土面略　低于块石路面１ｃｍ，以保证路面衔接。　（５）块石路面与两端路面接头各挖除１０～１５ｍ，　采用１３ｃｍ３％水泥稳定碎石＋１２ｃｍ５％水泥稳定碎石　进行铺筑，确保改造后路面与原有路面平顺过渡。　２．４路面结构层　加铺路面结构层自下而上为：乳化沥青粘层　油＋不小于７ｃｍＡＣ一２０Ｉ改性沥青混凝土（５％　ＳＢＳ）补强层（调平层）＋自粘式玻纤格栅＋４ｃｍＡＣ　一１６改性沥青混凝土（５％ＳＢＳ）。其中ＡＣ一２０Ｉ　改性沥青混凝土（５％ＳＢＳ）作为中面层，除承受路　面应力外，还起到调整标高，防止路面水下渗的作　用，其最小设计厚度７ｃｍ，实测最大厚度１３ｃｍ，全　线平均厚度１１．５ｃｍ。　沥青混合料压实度不小于９５％（以马歇尔试验　密度为标准密度），配合比设计按马歇尔试验进行，　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第２期　陈柳毅块石路面加铺沥青混凝土面层施工技术与质量控制　总第９９期　沥青应符合重交通道路石油沥青技术要求；玻纤格　栅设计强度为５０ｋＮ／ｍ，最大负荷延伸率不大于　３％。玻纤格栅铺设时，先将一端固定，然后拉紧固　３　质量控制　３．１原材料质量控制　（１）粗集料：面层的粗集料使用反击破碎机　进行二次加工的辉绿岩碎石，其粒径规格和质量　要求符合文献　的规定。　（２）细集料：本工程细集料选用洁净、干燥、　无风化、无有害杂质，有适当的颗粒组成的天然　砂，保证与改性沥青有良好的粘附性。　（３）填充料：本工程用于改性沥青混合料面　定另一端，在路面混合料运输时要求运料车匀速后　退，送至摊铺机料斗，严禁在已铺设格栅的路面掉　头，确保格栅与路面结构紧密结合，玻纤格栅搭接长　度不小于ｌＯｃｍ。铺设后的外观如图２所示。　层的填料洁净、干燥，其质量应符合文献…规定　的技术要求。　（４）本工程使用的基质沥青为壳牌ＡＨ一７０　沥青，改性剂为热塑性橡胶类聚合物ＳＢＳ，并制　定了基质沥青、ＳＢＳ改性沥青的技术指标（见　表ｉ）。　图２玻纤格栅铺设后外观　表１　基质沥青、ＳＢＳ改性沥青的技术指标　注：①根据本地实际，选用文献［　的规定气候分区为１—４的相应指标；　②根据本地实际，选用文献　气候分区为Ｉ—Ｄ的相应指标。　３．２沥青混合料配合比设计　３．３　混合料拌制、运输的质量控制　改性沥青混合料的配合比设计，应遵循文　（１）为保证沥青混合料的质量更稳定，沥青用　献　中关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配　量更准确，本工程沥青混合料使用ＢＭ一３０００型间　合比、生产配合比、生产配合比验证等三个阶段，　隙式沥青混凝土楼进行拌合。　确定最佳矿料级配及改性沥青用量。同时为有效　（２）由于ＳＢＳ改性沥青混合料的施工温度要　地提高沥青路面的性能，需要对沥青混合料的指　求较高，拌合温度控制在１６０￣Ｃ，运输车加盖篷布　标作进一步的试验检测，技术指标见表２。　进行保温，防止结合料表面结硬。　・２９・　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第２期　表２沥青混合料的试验检测技术指标　广东公路交通　总第９９期　特利压路机配合碾压，使改性沥青上面层与路缘　石衔接平顺。　试验指标　击实次数（双面）／次　技术要求　各７５　（２）ＳＢＳ沥青混合料的压实工艺本着以下　原则进行：按照“紧跟、慢压、高频、低幅”碾压　八字方针进行碾压，压路机必须紧跟摊铺机的　后面，只有在高温条件下碾压才能取得更好的　效果。　（３）压实速度控制在４—５ｋｍ／ｈ，速度均衡，对　每一道碾压起点或终点可稍微扭弯碾压，消除碾　沥青混合料的理论最大相对密度　稳定度ＭＳ／ｋＮ　流值ＦＬ／Ｏ．１ｍｍ　以实测法为准　１８　＞１５～４０　空隙率　（％）　３～６　６５～７５　饱和度ＶＦＡ／（％）　矿料间隙率ＶＭＡ／（％）　根据最大粒径参照规范　击实温度／℃　１６０　车辙试验动稳定度／（ｂ￣／ｍｍ）　＞２　８００　（３）为确保摊铺连续以及平整度符合技术规　范要求，必须保证摊铺机前至少３辆车等待卸料，　决不能出现摊铺机等车的现象。　（４）其余应满足沥青路面施工技术规范中改　性沥青路面施工的技术要求。　３．４摊铺的质量控制　（１）本工程ＡＣ一２０　Ｉ改性沥青混凝土（５％　ＳＢＳ）中面层由于起着调整路面标高的作用，厚度　不一，简单地利用松铺系数结合钢丝绳牵引的方　法进行摊铺控制，很难保证路面平整度。为保证　成形后路面标高、平整度满足要求，在摊铺时把　摊铺机夯锤和熨平板的振捣频率提到最高，争取　达到９０％以上的预压效果，并将摊铺速度控制在　１～２ｍ／ｍｉｎ，以保证压实度又提高平整度。　（２）保证ＳＢＳ沥青混合料在摊铺时连续不　断地施工，以减少摊铺机和压路机的停顿；应尽　量减少横缝，提高其面层平整度。本工程同一　层次全幅连续施工，没有出现结构层的横向冷　接缝。　（３）为提高路面的平整度，中面层采用钢丝牵　引的方式控制标高和平整度，上面层采用钢滑靴　厚度控制方式进行摊铺控制。　３．５碾压的质量控制　儿　（１）本工程采用重型压路机械进行碾压，初压　采用宝马１６１配合ＩＮＧＥＲＳＯＬＬＲＡＮＤ振动压路机　各进行２遍碾压，通过大振动力、宽幅度碾压提高　初压效果（温度不低于１５０￣Ｃ）；复压采用徐州ＹＬ　一２０轮胎压路机（温度不低于１３０￣Ｃ）进行２遍碾　压；终压采用宝马１６１压路机（温度不低于１２０￣Ｃ）　碾压２遍，一气呵成以保证平整度，并采用小型比　・３０・　压接头轮迹，不允许在新铺沥青混合料上转向、调　头、左右移动位置，突然刹车或停车休息。　改造施工后的路面外观见图３。　图３改造后的路面外观　３．６路面排水　按每隔一定距离及在凹竖曲线底部设置平蓖　式雨水口，结合钻机取芯成形的（２根×ｄｌ０ｃｍ／每　根）泄水孔穿过抛石层，排人海中。　４　结语　工程完工后，对路面平整度、压实度等指标进　行检测，各项指标均满足技术规范要求。本工程　加铺改造以后，开放交通已经一年半。该路段车　流极为繁杂，路面交通负荷很重，期间经过严寒酷　暑及雨季的考验，路面平整度基本保持稳定，未出　现明显的平整度衰减，也未出现反射裂缝，因此改　造效果是较好的。通过本文的分析，可以为我国　方整块石加铺沥青混凝土面层工程提供以下借鉴　经验：　（１）在加铺面层前，应重视对原块石路面进行　处理，处理方案可以根据平均错台量及弯沉的指　标，采取不同的措施，予以预防和改善；此外，对地　表或地下排水不良的路段，应采取措施改善或增　设地表或地下排水设施。　（下转第３５页）　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年第２期　赵顺根，陈长江基于ＧＴＭ方法的沥青混合料压实特性分析　总第９９期　来讲，在路面使用初期，细型级配更容易产生车　辙。从长期使用性能来说，粗型级配能承受更多　的交通荷载作用。　［１］贾渝．高性能沥青路面Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ技术实用手册　［Ｒ］．南京．江苏省交通科学研究院，２００２．　［２］袁迎捷．Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ沥青混合料设计方法与压实　（３）室内采用ＧＴＭ方法可以评价混合料集料　原理研究［Ｄ］．西安．长安大学硕士论文，２００１．　［３］李立寒．沥青混合料压实特性的影响因素分析　压实稳定特性，但该特性与现场施工压实如何有　效对应还有待进一步验证。　［Ｊ］．中国公路学报，２００１，（增刊）：３１—３８．　（收稿日期：２００７—０３—１２）　参考文献：　Ｔｈｅ　Ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ　Ｍｉｘｔｕｒｅ　Ｄｅｎｓｉｉｆｃａｔｉｏｎ　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ＺＨＡＯ　Ｓｈｕｎ—ｇｅｎ，ＣＨＥＮ　Ｃｈａｎｇ—ｊｉａｎｇ　（Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ　５　１０４２０，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ　ｔｅｘｔ　ｄｒａｗｓ　ｌｅｓｓｏｎｓ　ｆｒｏｍ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｍｅｔｈｏｄ　ｏｆ　ｄｅｎｓｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｃｕｒｖｅｓ　ａｔ　ｔｈｅ　ＳＨＲＰ　Ｓｕｐｅｒｐａｖｅ　ｂｉｔｕ．　ｍｉｎｏｕｓ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ，ｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇ　ｔｈｅ　ｄｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｃｕｒｖｅｓ　ｏｆ　ｔｈｉｃｋ　ａｎｄ　ｔｈｉｎ　ｔｗｏ　ｋｉｎｄ　ｇｒａｄｉｎｇ　ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ　ｍｉｘ－　ｔｕｒｅ，ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｇｒａｄｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ａｓｐｈａｈ　ｄｏｓａｇｅ　ｄｅｓｉｇｎｓ　ｔｈｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ａｎｔｉｃｉｐａｔｅｓ　ｔｏ　ｐｒｅｓｓ　ｓｏｌｉｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｔｏ　ｔｈｅ　ＧＴＭ，ａｎｄ　ｔｏ　ａｎａｌｙｚｉｎｇ　ｔｈｅ　ｌｏｎｇ—ｔｅｒｍ　ｒｏａｄ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ　ｏｆ　ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ　ｍｉｘ－　ｔｕｒｅ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｈｅ　ｄｅｎｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｃｕｒｖｅｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｔｈｅ　ｂｉｔｕｍｉｎｏｕｓ　ｍｉｘｔｕｒｅ；ＧＴＭ；ｄｅｎｓｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｃｕｒｖｅｓ；ｒｕｔｔｉｎｇ　（上接第３Ｏ页）　（２）对方整块石的加铺改造，采用２层结构比　参考文献：　较理想、经济，其中一层最小厚度为７ｃｍ的沥青混　［Ｉ］沙庆林，王旭东．水泥混凝土路面加铺沥青混凝　凝土调平层，一层为４ｃｍ左右的抗滑表层。　土面层的技术研究［Ｊ］．公路，２００２，（ＩＩ）：１５—１９．　（３）面层尽量使用改性沥青混凝土，以提高路　［２］罗志强，罗广发．旧水泥混凝土路面的加铺层设　面的耐久性和高低温稳定性，降低噪音、提高行车　计研究［Ｊ］．广东工业大学学报，２００６，２３，（３）：７２—７６．　舒适性，减少和延缓裂缝等的产生，延长路面使用　［３］罗时柳，张恒涓．混凝土路面加铺沥青面层的设　计与施工［Ｊ］．中国市政工程，２００４，（１）：１１～１３．　寿命。　［４］赵述曾，吴超凡，台电仓．水泥混凝土路面加铺沥　（４）玻纤格栅可以抑制沥青面层反射裂缝的　青面层技术研究［Ｊ］．公路交通技术，２００６，（５）：５０—５１．　开展，但必须加强施工工艺的控制，否则会适得其　［５］公路水泥混凝土路面设计规范ＪＴＧ　ＩＭ０—２００２　反；要求铺设玻纤格栅最好采用自粘式，使其与沥　［ｓ］．北京：人民交通出版社，２００２．　青面层粘紧，并张拉（要求张拉伸长达到１．Ｏ％～　［６］石学斌，程毅，陈拴发，杨斌．水泥混凝土路　１．５％），以保证能与加铺层协同受力、变形。　面加铺应力吸收层结构应力分析［Ｊ］．公路，２００６，（１０）：８６　（５）施工过程中严格按试验规程规定的方法　～９０．　进行试验，确定改性沥青的相应等级、改性剂的剂　［７］公路沥青路面施工技术规范ＪＴＧ　Ｆ４０—２００４［Ｓ］．　量和加工温度及加工工艺，以提高混合料的低温　北京：人民交通出版社，２００４．　［８］沈金安．改性沥青与ＳＭＡ路面［Ｍ］．北京：人民交　和高温稳定性；施工过程中应加强对温度的控制。　通出版社，１９９７．　（６）当改造工程量较大时，建议先进行试验段　［９］于本信．怎样修好沥青混凝土路面［Ｍ］．北京：人　施工，确定最佳机械组合和各种合理参数，特别是　民交通出版社，２００５．　压路机的碾压遍数，防止压实度不够或“过压”；否　则应使用核子密实仪对压实度进行现场实时监　（收稿日期：２００７—０３—２５）　控。　・３５・