國道205線埔前鎮(zhèn)白田(惠河高速出口)至嶺子頭段是河源通往珠三角南大門。該路段于1997年建成,建設規(guī)模為水泥混凝土路面,一級公路。由于交通量的迅速增長,超重車輛比例較大,嚴重超出原設計的交通量,因此該路段建成之后,隨著時間的推移,逐步壞爛,嚴重影響了道路的安全使用,雖然經過不斷的修補,但是路面壞爛的速度還是比修補的速度快,這與打造河源成為全國旅游休閑城市不相適應。為了徹底改變這種現狀,河源市公路局決定對國道G205線埔前鎮(zhèn)白田(惠河高速出口)至嶺子頭段路面進行路面大修改造。
路面大修最常見為加鋪水泥混凝土路面及加鋪瀝青混凝土。目前我市路面大修工程都是以加鋪水泥混凝土路面為主,但近幾年來材料開發(fā)及國外大型機械引進,瀝青混凝土的優(yōu)越性使用性能及施工可行性已逐漸得到認可。為改善路面結構及使用性能,在舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土能達到預期目的。但如何妥善處理瀝青混凝土與舊水泥路面粘結及防止反射裂縫產生是這次設計重點。
1.瀝青路面設計
瀝青混凝土路面具有噪聲低、震動小、無反光、行車舒適等優(yōu)點。瀝青路面設計的基本要求:要求設計人員通過原材料和瀝青混合料的目標配合比設計,使路面具有一定的表面服務功能,即為行車提供平整、密實、抗滑、高溫抗車轍、低溫抗開裂、抗水損壞、耐久的路面功能;通過路面結構層和總厚度的計算,使路面具有必要的整體剛度(即承載能力),以及各結構層的應力應滿足材料的容許拉應力的要求。
根據交通量的初步估算,該路段的交通量屬重級,根據《公路瀝青路面設計規(guī)范》,高速公路、一級公路要求從防止反射裂縫出發(fā)加鋪瀝青面層應不小于10cm,從國內設計經驗來看,加鋪層從5到23cm均有,由于實踐時間均不長,有待進一步觀察、論證。通過對該項目全線舊路面縱、橫斷面測量和路面破損調查可知,路面破損較嚴重,原舊路面縱、橫斷面存在不均勻沉降,需調整縱坡設計。路面設計時,在考慮舊路面處理之后,在此基礎上最小控制厚度為9cm。結合廣東地區(qū)的氣候特點和材料供應狀況,以及相關工程的路面結構情況,為防止路面水滲入基層造成路面損壞,本次設計的瀝青混凝土面層均選用Ⅰ型密級配瀝青混凝土,并在瀝青混凝土路面底層設下封層。而瀝青材料性質很大影響著瀝青混凝土路面使用特性。本設計的路面結構上面層采用SBS改性瀝青混凝土改性瀝青。SBS改性瀝青的最大特點是高溫抗車撤、低溫抗裂性能都比普通瀝青有較大的改善和提高,且具有良好的彈性恢復性能,從粘結力方面,改性瀝青與普通瀝青相比沒有多少改變,主要解決軟化點問題。普通瀝青軟化點大概50度左右,河源地區(qū)路面溫度可達60、70度,就要提高軟化點。下面層則采用中粒式瀝青混凝土(AC-20)。整個路面結構為4cm厚細粒式改性瀝青混凝土(AC-13)上面層、5cm厚中粒式瀝青混凝土(AC-20)下面層、瀝青碎石(AM-20)調平層、瀝青粘結層、舊水泥路面。
2.舊水泥路面處理
在舊水泥混凝土路面處治技術主要有以下三種技術:
1.消除重鋪法
消除原有水泥混凝土路面,重新鋪筑上(或上、下)基層和路面。舊混凝土板可通過破碎后用于基層。
2直接加鋪法
在原有混凝土路面大板塊上,重新鋪筑水泥混凝土或瀝青混凝土路面。但事先需要處理不穩(wěn)定大板塊,對原路面板底灌漿、貼縫等處理,否則很容易產生反射裂縫。
3.沖擊壓實法
斷裂或破碎舊混凝土路面后,再加鋪水泥混凝土或瀝青混凝土。隨著破碎程度的不同可分為以下幾種類型:
①.斷裂(或斷開)穩(wěn)固法
②.碎石化法
③.破碎穩(wěn)固法
從省內施工經驗來看選用第二種較多。該方法對于減少反射裂縫產生有著明顯效果,但該種方法施工難度較為復雜,從施工方面考慮暫不選用此方法。第一種方法由于造價比后兩種都要高,故也不選擇。而第三種方法較前兩種方法來看有以下優(yōu)點:1、造價相對比較少,2.、施工工期較短,3、施工難度較為簡單。結合當地實際情況對于該段工程最終采用的是沖擊壓實法(碎石化法)。
碎石化技術的特點:
1、碎石化技術是目前解決反射裂縫問題的最有效方法。
2、破碎并壓實的混凝土路面是由破碎混凝土塊組成的緊密結合、內部嵌擠、高密度的材料層,可以為HMA罩面提供利用原路結構層很高的結構強度。
3、可以完全利用原路面的結構層,不用挖除,環(huán)保,無污染。
4、施工迅速,質量檢測簡便。
5、破碎后的混凝土塊組成了緊密咬合嵌擠的材料層,并且在重力沖擊作用下能夠消除板底脫空,可以為加鋪層提供很高的結構強度。
6、造價低。
舊水泥混凝土路面破碎處理實際實施情況分析:
1.從破碎后舊水泥混凝土顆粒尺寸、及配、破碎前后的路表彎沉及結構層模量的對比分析來看,各指標基本能達到規(guī)范要求,破碎后對基層墊層土基的影響不是很大,破碎展壓后可以直接進行面層攤鋪。
2.從施工難易,可行角度來看,該施工方法比較簡單,施工工藝并不復雜,而且施工方案對于舊水泥混泥土破壞較嚴重,但基層有一定強度的路面完全可行。
3.以經濟角度來看,該方案造價低,如果防反效果,推理分析可行,實際效果待跟蹤觀測,在未來的使用年限內良好,則維修費用少。
4.瀝青混凝土路面使用效果良好。
3.結語
目前,市內早期鋪筑水泥混凝土路面已經達到老化階段,舊水泥混凝土路面存在問題日益突出。瀝青混凝土路面優(yōu)點明顯,該項工程實際實施情況效果比較明顯,加鋪后瀝青路面明顯改善,路面行車順暢、舒適舒服、無反射裂縫、推移、車轍等瀝青病害。但該項目通車時間較短,還需進一步的跟蹤、觀測、論證。
參考文獻:《公路瀝青路面設計規(guī)范》(JTG D50-2006)