浅谈改性沥青路面在道路改造中的施工与控制

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　　摘要：本文分析了我国现在有水泥混凝土路面的状况，介绍了改性沥青的使用性能，并结合工程实例，详细探讨了改性沥青在旧混凝土路面改造工程中的施工工艺与质量控制。
　　关键词：改性沥青；水泥混凝土；状况；结构设计；施工工艺；质量控制
　　1前言
　　由于近年来城市化进程加快，交通量和重型货车的载重量急剧增加，对路面结构的破坏日益加剧，越来越多的旧水泥砼路面均出现了不同程度的病害，应适时进行补强改造处理，同时，城市规模及人口不断扩大，不少原有道路规划等级和功能发生了变化，旧混凝土路面已难以承载现代城市化进程的重荷。故对旧混凝土路面进行改造迫在眉睫。根据综合利用节约投资的原则，选择改性沥青路面作为旧混凝土路面的罩面层，改善其使用性能是一种行之有效的措施。目前，在旧混凝土路面上加铺改性沥青路面的研究较少，更无成熟的指导性规范。本文结合瑞安市某旧路改造的情况，介绍相关的经验，供大家研究参考。
　　2我国现有水泥混凝土路面的状况
　　我国水泥混凝土路面始建于上世纪60年代，自80年代以来，水泥混凝土路面在全国得到了迅速发展。现有不少水泥混凝土路面大部分已接近或超过了设计年限，出现不同程度的损坏，甚至出现路面结构损坏，使用性能下降的情况，严重影响车辆的行车舒适性和安全性。水泥混凝土路面是一种刚度大，材料来源丰富，扩散荷载能力强以及具有稳定结构等许多优点的高级路面结构形式，在道路路面中占有很大比重。但水泥混凝土路面在行车与自然因素作用下，由于水泥混凝土路面面板、接缝和基层、土基的缺陷而产生各种种类型的损坏，其中既有设计原因，也有施工及外界环境因素等，有时则是各种因素相互影响所致。水泥混凝土路面在养护良好的条件下，其使用期限要比其它路面长，但一旦开始损坏，则会导致路面损害的迅速发展。为了恢复路面结构的完整性或改善路面的使用性能，必须对水泥路面进行养护的维修，根据养护的规模，一般可以分为如下四种类型：
　　（1）保养———指维修路面状况和延缓路面状况恶化的一些措施；
　　（2）小修———指在小面积范围内进行恢复路面状况的措施，包括修补、换板、板底灌浆、抬高板块和磨平板面等，修理面积通常小于路段面积的3.5%；
　　（3）中修———指小修的扩大，措施相似，但修理面积大于路段面积的3.5%；
　　（4）大修———指在整个路段进行的修理，目的是为了提高整个路面的承载能力，平整度或抗滑性能，包括铺筑沥青混合料或水泥混凝土加铺层，拆除旧路面或破坏旧路面在其上铺筑新面层等。
　　相对沥青路面而言，水泥混凝土的修复比较困难，国内外通常采用的大修措施有三种：加铺沥青混合料面层，加铺水泥混凝土面层和对原有水泥混凝土路面进行翻修。如何选择旧水泥混凝土路面的修复方案，国内外尚无成熟的评价方法可供参考。结合我国近几年来旧水泥混凝土路面的改造实践可见，在上述三种大修措施中，较常见的是在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混合料面层，特别是在路面标高受限制，需快速恢复通行的路段，此措施简单方面，能有效地改善旧水泥路面的使用性能，而且工期短，对交通和环境影响小。
　　3改性沥青
　　经过国内现代高等级沥青路面公路的建设实践，沥青路面普遍存在耐久性（使用寿命）和早期损坏二个问题。一方面，现有道路的实际使用寿命（8～12年）普遍短于设计寿命；另一方面，由于交通密度增加，轴载质量增加，轮胎压力增大以及高低温作用，使道路路面的“工作环境”近年来变得较严峻。为使沥青混凝土达到更高的使用性能，考虑采用改性沥青。总长、宽度按我国规范，改性沥青是指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外加剂（改性剂），或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料”。改性剂是指“在沥青或沥青混合料中加入的天然的或人工合成的有机或无机材料,可溶融分散在沥青中，以改善或提高沥青的路面性能。”
　　改性沥青的主要目的是改善沥青混凝土的使用性能，使其满足设计使用期间交通条件的
　　要求，如减少高温时的永久形变或增加低温时的抗疲劳能力，或两者都有。改性沥青的具体制作在基质沥青中加入改性剂，通过高速剪切或胶体磨使改性剂均匀分散在沥青中。使用不同改性剂改性基质沥青，能使改性沥青的改性沥青混凝土的使用性能得到的改善程度是各不相同的，并不是凡是改性沥青做的沥青混凝土的性能才能满足不同的使用要求，某种聚合物改性沥青往往只能在一、二个使用性能上得到改善。例如，聚乙烯（PE）改性沥青只能使沥青结合料在常温下粘度增大，从而使高温稳定性得到改善，而对沥青混凝土的其他多个使用性能无改善。沥青改性或改性沥青成品的种类很多，很难对其进行分类，从狭义来说，现在所指的道路改性沥青一般是指聚合物改性沥青。
　　用于改性的聚合物种类也很多，按照改性剂的不同，一般将其分为三种：一是热塑性橡胶类，如苯乙烯一丁二烯一苯乙烯（SBS）、苯乙烯一异戊二烯一苯乙烯（SIS）等；二是橡胶类，如氯丁橡胶（CR）、丁苯橡胶（SBR）等；三是热塑树脂类，如聚乙烯（PE）、聚丙烯、聚氯乙稀等；四是掺加天然沥青类，如湖沥青、岩石沥青等；五是其它类，如掺多价金属皂化物、炭黑、加玻纤格栅等。在使用改性沥青时，应结合当地实际情况，对道路抗疲劳、抗车辙、抗低温开裂、抗老化、抗磨耗、抗滑、排水等多方面考虑，确定使用何种改性剂或成品改性沥青。
　　4结构设计
　　4.1项目概况
　　瑞安市某道路是城市主干道，横贯城市东西车流量大，且不能长时间影响交通，经多种方案比选，决定采用加铺沥青混合料面层的修复方案。因此如何解决旧有水泥混凝土路面与沥青罩面层之间的粘结就成为首先必须考虑的问题，处理不好，将极有可能出现罩面层推拥、位移等现象，影响道路美观和使用效果。另外，由于旧水泥混凝土板块间的热胀冷缩将使罩面层中出现的反射裂缝问题也必须加以重视，反射裂缝本身对罩面层使用性能影响不大，但其环境因素（雨水、氧化等）的负效应，常常会使得裂缝迅速向四周扩展，从而降低加铺路面使用寿命。