1、打裂壓穩結合高彈改性瀝青應力吸收層對剛性路面處治的施工工法前 言在改革開放初期至上世紀九十年代末修建的高等級公路中，由于受到我國石油工業發展的制約，大多數的高等級公路均采用剛性路面結構。目前，這些剛性路面在行車荷載及自然條件的共同作用下均已出現了嚴重的麻面、露骨、坑槽、斷板、錯臺、掉邊缺角、碎裂、脹縫破壞等病害。這些病害的出現不僅降低了路面的強度、平整度、抗滑性能，也降低了道路的通行能力甚至危及到行車的安全。所以對這些路面進行改造，恢復其通行能力、提高其行車舒適性與安全性就顯得尤為重要。根據以往經驗，對剛性路面的改造多采用直接加鋪瀝青面層、將剛性面板挖除后重新鋪筑瀝青混凝土面層、在原有剛性路面

2、上重新鋪筑一層連續鋼筋混凝土面層后再鋪筑瀝青面層的方式。這幾種做法或因反射裂縫嚴重、或因工程量大、或因造價偏高等原因均不能取得良好的效果。打裂壓穩技術結合高彈改性瀝青應力吸收層在“剛改柔”施工中對剛性路面進行處治，是使用沖擊式壓路機使剛性路面產生不規則開裂，由于開裂后的剛性路面仍具有相當強度，將其作為基層使用；之后鋪筑一層2cm厚的高彈改性瀝青應力吸收層，以消除或延緩加鋪瀝青混凝土面層反射裂縫的出現。采用該方法不僅能充分利用原有舊路作基層以節省大量投資，而且能減少反射裂縫的產生，大大改善道路行車條件，延長舊路使用壽命，更重要的是修復施工期短，可采取分段分片施工，對交通影響較小。因此，這種方法是

3、剛性路面結構中后期維修的一種行之有效的方法。通過宣大高速公路三期重車幅水泥混凝土路面加鋪瀝青面層工程、宣大高速公路三期輕車幅水泥混凝土路面加鋪瀝青面層工程中的應用表明，該方法具有施工工藝簡單、施工速度快、對交通干擾小、節約投資、后期維護成本低等特點。通車以來未見該段路面產生開裂、推移等病害，使用效果良好。1 工法特點根據我們在宣大高速公路三期重車幅水泥混凝土路面加鋪瀝青面層工程、宣大高速公路三期輕車幅水泥混凝土路面加鋪瀝青面層工程中的應用，證明該工法具有以下特點：1.1 該施工方法均采用常規機械施工，無需另外購置機械設備，主導機械5YCT23五邊形沖擊壓路機已經廣泛的應用于路基土石方工程及剛性

4、路面破碎施工中(圖一)。1.2 該施工方法工藝簡單，施工質量易于控制。1.3 因舊剛性路面開裂成邊長50cm左右的裂塊，有效的消除了路面板的內應力，且結合2cm厚高彈改性瀝青應力吸收層的設置，能夠有效的減少瀝青面層反射裂縫的產生。1.4 加鋪的瀝青面層對拌合、攤鋪、碾壓等無特殊要求，按照常規施工程序進行即可。1.5 該施工方法的工期短，較傳統工藝的工期快4倍以上。1.6 與傳統施工方法相比，能夠節約大量的建設資金。圖一 5YCT23五邊形沖擊壓路機2 適用范圍本工法適用于路基較差，基層強度不足，板底脫空嚴重，且沿線橋涵及緊靠道路房屋較少的各等級公路“剛改柔”路面施工。3 工藝原理3.1 打裂施

5、工：“打裂施工”是指在舊剛性路面上施加高能量低頻沖擊外力，使其開裂而喪失板體性。施工時，5YCT23五邊形沖擊壓路機在專用牽引車以8Km/h10Km/h的速度牽引下，壓實輪從最大半徑滾動至最小半徑時，將對剛性路面產生23KJ的沖擊能。由于剛性路面所用的水泥混凝土屬脆性材料，在壓實輪的沖擊下，被擊裂成平均邊長40cm60cm較為均勻的裂塊，產生既貫穿全板厚度、又難以用肉眼觀察到的裂縫，有利于板內應力的釋放。同時，沖擊碾壓可以對原路面起到加固補強的作用，使其保持足夠的結構完整性，可以作為瀝青混凝土加鋪層的穩定基礎。3.2 壓穩施工：XP301膠輪壓路機對被擊裂的剛性路面板進行壓穩，脫空的板塊由于支

6、撐較弱而向下發生位移，可以消除“板底脫空”并減小剛性面板的垂直應力，與基層密貼在一起成為更加穩固的支撐。通過打裂壓穩技術處理后的剛性面路板，因其塊體尺寸小且被穩固在基層上，故其水平應力及垂直應力均較小；同時，破裂的塊體之間在“嵌擠鎖結”作用下相互“嵌鎖”緊密，使之能夠為瀝青混凝土加鋪層提供一個無應力狀態的、均勻穩定的基層，可減緩瀝青混凝土加鋪層反射裂縫的發生。3.3 高彈改性瀝青應力吸收層：高彈性改性瀝青應力吸收層是增強了普通改性瀝青（I-C或I-D）性能中的彈性性能，能夠極大地吸收基層中產生的拉應力，有效地提高對龜裂、坑槽等破損的抵抗性，同時具有非常優越的抗剝離性。大大保證在行駛中的安全性和

7、舒適性、降低養護費用。四 施工工藝流程及操作要點4.1 工藝流程圖交通管制構造物標志設置排水設施、拆除欄水帶設置測量控制點打裂施工廢料清除噴灑透層瀝青鋪筑2cm厚高彈瀝青應力吸收層高彈瀝青混合料拌合高彈瀝青混合料運輸按照常規工藝鋪筑瀝青混凝土面層4.2 操作要點4.2.1 打裂壓穩施工 1.施工前應進行橋涵調查，在各明構造物及埋深小于2m的構造物橋頭兩側各10m處設立明顯標志，打裂施工時應避開該段落。 2. 在進行打裂施工前應設置好排水設施，使破碎后的舊路面層、基層和路基處于較好的排水狀態，為加鋪層提供足夠的支撐強度。 3. 正式施工前應通過試驗段確定沖擊碾壓的遍數，以保證剛性路面被擊裂后形成

8、邊長為4060cm的裂塊。 4. 每一作業段的長度控制在1000m1500m，打裂過程中沖擊壓路機必須以810Km的速度勻速行駛，以標準沖擊勢能作用于剛性路面，以保證裂塊大小的均勻性。 5. 剛性路面的打裂效果為邊長4060cm的裂塊，施工過程中必須嚴格控制裂塊尺寸的大小，為避免過度破壞舊路面結構，打裂時不應使剛性面板產生過大的位移、不應使板由于破裂產生大量的碎屑。 6. 打裂后立即用XP301膠輪壓路機進行壓穩，壓穩進行46遍，使裂塊穩固在基層上，消除其豎向位移。 7. 打裂壓穩后立即清掃路面，并用壓縮空氣將裂縫內的所有松散混凝土、污物、和其他異物去除（圖二）。8. 原有舊剛性面板的接縫、裂

9、縫均要重新進行清縫，并用改性瀝青材料進行灌縫，以有效防止路面水從路面滲入基層，保證基層有足夠的強度和穩定性。（圖三）圖二 打裂壓穩后的水泥混凝土面板 圖三 熱瀝青灌縫處理9. 對于在打裂壓穩過程中發現的原有剛性面板局部不穩定或暴露出的軟弱或損壞的基層，應清除不穩定路面板和軟弱基層，并全深度用ATB-25瀝青碎石填充密實（圖四）。圖四 瀝青碎石填補效果10. 打裂壓穩完成后，立即進行應力吸收層的施工，以防止雨水滲入。4.2.2 脹逢處置對于路段內的脹逢，在噴灑透層油前應全部清除。在平行于脹逢兩側各50cm70cm處切縫，鑿除兩切縫內水泥混凝土，按照縮縫做法澆筑C35混凝土，將每道脹逢改造成兩道縮

10、縫。4.2.3噴灑透層1. 打裂壓穩施工完畢后，立即噴灑透層。2. 在噴灑透層前，使用機械清掃車與森林滅火機將擊裂后的剛性面板表面清理干凈，灑水車灑水。 3. 透層采用噴灑型PC-2陽離子乳化瀝青，瀝青灑布量控制在0.75Kg/m2，下滲至剛性面板表面下不小于3mm并結合成整體。 4. 透層采用具有自動控制噴油量功能的智能型瀝青灑布車一次性噴灑均勻，灑布車應有獨立操作的油泵、速率計、壓力表、計量器、溫度計及罐內循環泵攪拌裝置。灑布時應保持穩定的速度和噴灑量，并保證在噴灑寬度內噴灑均勻。 5.透層灑布后進行交通管制，禁止車輛行人通行，以免破壞透層。透層瀝青破乳后盡早鋪筑應力吸收層。4.2.4高彈

11、瀝青應力吸收層在打裂壓穩后的剛性面板與加鋪瀝青面層間設置高彈瀝青應力吸收層，可以起到“承上啟下”的粘結作用，由于隔開了裂縫，可以降低瀝青加鋪層底面的荷載應力，并有效地吸收剛性面板裂縫的反射應力，起到阻止或延緩反射裂縫產生與擴展的作用。因此，應力吸收層必須具有突出的粘結力、足夠的高溫抗變形與低溫抗開裂能力。此外為了防止水損壞的產生，應力吸收層還必須具有良好的防水能力。1. 應力吸收層主要技術要求1） 應力吸收層采用高彈性、高瀝青含量、高聚合物改性瀝青進行拌制，厚度為2cm。2） 高彈改性瀝青應力吸收層主要技術指標（表一）表一 高彈改性瀝青應力吸收層主要技術指標技術指標VV（%）VMA(%)VFA

12、(%)MS(Kn)FL(min)MSO(%)最佳瀝青用量%目標36>187085>824.596.26.4生產36>187085>824.596.86.52. 高彈改性瀝青混合料拌合1）高彈改性瀝青混合料在拌合過程中，嚴格控制混合料的拌合溫度、拌合時間、瀝青用量及骨料級配。2）必須嚴格控制混合料的溫度在185190。由于應力吸收層的厚度較薄，鋪筑后降溫很快。因此，對混合料的加熱溫度及控溫精度提出了較高的要求。若出料溫度偏低，攤鋪后難以達到碾壓要求；溫度過高，則瀝青產生老化，失去粘結力及彈性，從而影響混合料的質量。3）拌合時間的控制：必須保證干拌時間不少于5s，總拌合時間

13、不大于55s。3. 高彈改性瀝青混合料的運輸1）高彈改性瀝青混合料采用自卸運輸車運至攤鋪現場。2）運料車車廂保持清潔，運輸前應均勻涂刷隔離劑。3）在裝料時采用前、后、中的方式進行，以避免混合料發生離析。4）在運輸過程中對混合料進行覆蓋，以保持混合料的溫度及防止污染。5）混合料到場后現場檢測混合料的溫度應170，之后應在距離攤鋪機100300m處等候，待前一輛卸料車卸料完成前的510分鐘，打開車廂上的覆蓋物，將卸料車停放到距離攤鋪機前20cm30cm處，由攤鋪機推動運料車前行。6）為防止因攤鋪機的不勻速前行影響攤鋪平整度，在卸料過程中運料車的剎車不宜過緊。待攤鋪機與卸料車輪胎接觸后，啟動液壓裝置

14、緩慢地將混合料卸入攤鋪機受料斗內。4. 高彈改性瀝青混合料的攤鋪 1）攤鋪前必須將作業面清理干凈，經監理工程師檢驗合格后方可進行攤鋪作業。 2）攤鋪機在工作前0.51h，將攤鋪機的熨平板、夯錘初壓裝置進行預熱，預熱溫度不得低于100，并將夯錘的振頻和振幅調整至合適的范圍。 3）嚴格控制攤鋪速度，高彈改性瀝青混合料的攤鋪速度應控制在13m/min內，同時攤鋪速度應與拌合能力相適應，保證攤鋪機前有56輛料車等待卸料，這樣可以保證攤鋪機能夠保持勻速、不間斷地前行，從而保證路面的平整度、減少混合料的離析。 4）攤鋪機采用非接觸式自動找平系統，以原路面作為找平系統的基準。 5）根據試驗段確定松鋪系數，以

15、保證應力吸收層有效壓實厚度。5. 高彈改性瀝青混合料的碾壓 1）由于應力吸收層厚度僅為2cm，攤鋪后溫度下降較快，故壓路機應緊跟在攤鋪機后30m內做短距離碾壓。 2）因應力吸收層厚度較薄，不宜采用膠輪壓路機碾壓以免碾壓層產生推移或波浪。 3）碾壓時采用戴納派克CC722型雙鋼輪壓路機進行碾壓，碾壓時采用靜壓，根據試驗段資料，采用的碾壓組合為：初壓1遍、復壓2遍、終壓1遍。 6. 高彈改性瀝青接縫處理 1）橫縫：在新鋪筑混合料末端，路面未冷卻時，鑿除端部厚度不足部分，使工作縫呈直角連接。低溫季節，在鑿除端涂抹粘層瀝青；鋪筑前應在前一日鋪筑層的頂面上放置與松鋪厚度一致的墊木塊，使攤鋪機的熨平板放置

16、在墊木上，攤鋪機熨平板的液壓裝置加壓后向前行駛。接頭的碾壓一定要與路面呈45°角，初壓時輪子一部分壓在新鋪筑路面上，一部分落在已壓實路面上，這樣可以保證接頭的平順，每壓一遍向新鋪層移動1520cm，直至全部在新鋪層上再改為縱向碾壓。 2）縱縫：采用熱接縫，兩臺攤鋪機呈梯隊形前后距離35m同步向前鋪筑，兩幅之間有3060mm的搭接，接縫必須錯開輪跡帶。 7.高彈改性瀝青應力吸收層施工溫度控制（表二）表二 高彈改性瀝青應力吸收層施工溫度控制表施工階段高彈改性瀝青應力吸收層施工溫度（）瀝青加熱170175礦料加熱190220瀝青混合料出廠185190攤鋪溫度不低于170初壓溫度165170

17、碾壓終了溫度不低于120瀝青混合料廢棄溫度高于220或低于1208. 高彈改性瀝青應力吸收層施工完畢后，即可按照常規工藝進行加鋪層的施工。圖五 高彈改性瀝青混合料彈性評價 圖六 高彈改性瀝青應力吸收層攤鋪、碾壓施工圖七 高彈改性瀝青應力吸收層五 材料與設備5.1原材料5.1.1集料1. 應力吸收層集料級配表三 應力吸收層混合料礦料級配表孔徑（mm）9.54.752.361.180.60.30.150.075設計級配10097.670.752.940.324.212.38.5目標級配1009973.851.631.322.2128.2生產級配10098.168.145.529.220.89.07

18、.3 2. 應力吸收層粗集料質量要求表四 應力吸收層粗集料質量要求技術指標技術要求石料壓碎值 不大于（%）24洛杉磯磨耗損失 不大于（%）30表觀相對密度 不小于（t/m3）2.5吸水率 不大于（%）3.0堅固性 不大于（%）12針片狀顆粒含量（混合料） 不大于（%）其中粒徑大于9.5mm 不大于（%）其中粒徑小于9.5mm 不大于（%）101520水洗法0.075mm顆粒含量 不大于（%）1軟石含量 不大于（%）1.5 3. 應力吸收層集料與瀝青的粘附性不小于：3 4. 應力吸收層細集料質量技術要求表五 應力吸收層細集料質量技術要求技術指標技術要求表觀相對密度 不小于（t/m3）2.5堅固性

19、（>0.3mm部分） 不大于（%）12含泥量（<0.075mm的含量） 不大于（%）0.5砂當量 不小于（%）70亞甲藍值 不大于（g/Kg）25棱角性（流動時間） 不小于（s）45 5.應力吸收層礦粉質量技術要求表六 應力吸收層礦粉質量技術要求技術指標技術要求表觀相對密度 不小于（t/m3）2.50含水量 不大于（%）1 0.6mm （%）粒度范圍 0.15mm （%） 0.075mm （%）1009010075100外觀無團粒料塊親水系數1塑性指數4加熱安定性實測記錄5.1.2 高彈改性瀝青表七 高彈改性瀝青技術指標項目針入度/0.1mm5延度/cm軟化點/135粘度彈性恢復2

20、5指標實測值6040703.590%5.2 高彈改性瀝青混合料5.2.1配合比表八 高彈改性瀝青應力吸收層配合比配合比材料名稱料倉最佳瀝青用量sbsaseF玄武巖2.364.75mm機制砂礦粉2#（4.57mm）1#（4.5mm）目標16%80%4%6.4%2.762.7832.781.07%生產8%5%87%6.5%2.7452.8392.8631.18%5.2.2高彈改性瀝青應力吸收層主要技術指標（見表一）。5.3 機械設備5.3.1 5YCT23五邊形沖擊壓路機主要技術指標沖擊勢能工作質量破碎路面工作速度牽引功率沖擊輪寬度牽引高度外形尺寸23KJ16000kg8km/h-10km/h17

21、6kw2X800mm760mm3720mmX2750mmX2100m5.3.2 拌合設備：3000型拌合設備1臺，每小時穩定生產240t。5.3.3 裝料設備：ZL50型裝載機3臺，為瀝青混合料拌合設備供料。5.3.4攤鋪設備：ABG423瀝青混合料攤鋪機1臺。5.3.5壓實設備：XP301膠輪壓路機，用于水泥混凝土面板的壓穩施工；戴納派克CC722型雙鋼輪壓路機，用于高彈改性瀝青應力吸收層的初壓、復壓、終壓。5.3.6 運輸設備：15t以上自卸汽車不少于10臺，應能滿足拌合樓連續拌合、攤鋪機連續攤鋪為宜。5.3.7 其他輔助設備：路面清掃車一臺，森林滅火機不少于3臺，8t灑水車1臺。六 質量

22、控制6.1 打裂壓穩：6.1.1 在沖擊式壓路機作用下剛性面板產生的裂縫十分細小，因而在干燥路面狀態下難以判別路面是否開裂。所以采取在一定范圍內均勻灑水后即可見清晰的裂縫，并拌有氣泡產生，由此鑒別打裂的程度是否滿足75以上的路面產生不規則開裂，每條裂縫的長度在0.4m0.6m。6.1.2在破碎后的路面取芯，以確定開裂的程度和深度。由于路面開裂未必沿豎直方向，因此取樣的位置選擇在開裂的交叉點。必要時開挖檢驗，直接觀察開裂深度。6.1.3在確定打裂程度滿足要求后，再確定壓穩是否滿足要求。在每次壓實后觀測板塊沉降的情況。根據經驗，當沉降量不大于5mm時，即認為壓穩施工達到要求。6.1.4在施工過程中

23、，作為強度檢驗應檢測打裂壓穩完成后的彎沉值。6.1.5 打裂壓穩實測項目表九 打裂壓穩實測項目檢查項目規定值或允許誤差檢查方法和頻率裂塊尺度40cm且60cm尺量20m一處回彈彎沉值（0.01mm）45全段，每20m一點，每一評定段不少于20點平整度（mm）153m直尺，200m測2處×10尺橫坡（%）±0.3水準儀，200m測4個斷面6.2 高彈改性瀝青應力吸收層質量檢查的內容和要求檢查項目檢查內容檢查方法質量要求外觀隨時目測無離析花白結團接縫隨時目測、三米直尺緊密、平整、順適施工溫度出場溫度每車不小于1次溫度測量符合作業指導書規定要求攤鋪溫度每車不小于1次碾壓溫度隨時礦

24、料級配每工作日2次，瀝青抽提后做篩分、檢驗級配抽提瀝青離心式抽提及抽栓、礦料篩分抽提后集料篩分在設計允許范圍內瀝青用量拌合場每工作日2次離心抽提瀝青±0.2%壓實度200m鉆芯機鉆取芯樣室內標準98%，試驗路99%動穩定度必要時車轍試驗機3000次/mm七 安全措施7.1 按照中華人民共和國交通法及公路養護安全作業規程的要求，編制公路路面施工安全實施細則，報監理工程師批準并執行。7.2 根據工程特點建立健全工地安全生產管理機構，對全體施工人員進行安全培訓。7.3 設專人對施工期間所用到的安全生產設施進行維護保養，保證設施始終處于良好的工作狀態。在未完成施工任務之前，任何人不得隨意撤除

25、或改變安全設施的位置、擴大或縮小控制區范圍，以保證施工作業控制區的安全性和有效性。7.4 在施工區上游1600m開始，設置警告區、上游過渡區、緩沖區、工作區；在工作區下游設置下游過渡區和終止區，各區域均按照交通法及養護安全規程的規定設置相應的安全防護設施。7.5 對于夜間施工的段落，應在必要位置安裝探照燈等照明設施，以滿足夜間施工的照明要求，并適當增加施工警告燈的數量。7.6 拌合廠內工作人員一律佩戴安全帽，電工穿絕緣鞋，非作業人員不得進入拌合場現場。7.7 打裂壓穩及瀝青混合料的裝、運、卸、攤鋪、碾壓等各工序必須配備專人指揮，各工序工長即為安全生產責任人。八 環保措施8.1 打裂壓穩工序清掃

26、出的廢渣、廢料等必須倒入指定場地，并做好廢料場地的排水工作。施工結束后覆蓋種植土恢復植被。8.2 噴灑透層時必須在晴朗無風的天氣條件下進行，以免透層瀝青對環境造成污染。8.3 拌合場存料區場地采取硬化措施，機制砂必須覆蓋；礦粉裝入專用的儲存設備中。8.4 瀝青混合料拌合設備必須安裝靜電除塵設備，減少粉塵對大氣的污染。8.5 運料車必須有覆蓋措施，以防止粒料灑落對路面造成污染。8.6 施工便道按需灑水，以不揚塵為標準。8.7 瀝青混合料廢料必須傾倒入指定地點深埋。九 資源節約本工法充分利用了舊剛性路面作為加鋪瀝青面層的穩固基層，相較挖除剛性面板后重鋪基層、面層等工藝大大節約了水泥、砂石等建筑材料

27、；同時，加鋪瀝青面層與舊剛性路面間設置的高彈改性瀝青應力吸收層大大的延長了反射裂縫出現的時間、抑制了反射裂縫的發展，從而延長了養護周期。所以該工法對于節約資源、節約建設資金、延長路面使用壽命、提高路面使用品質等具有特殊的意義，代表了剛性路面改造成柔性路面工藝的發展方向。十 效益分析10.1 對比條件10.1.1原計劃采用的“剛改柔”施工工藝：1.對剛性路面進行銑刨處理，處理深度10mm。2.噴灑透層瀝青。3.鋪設玻纖格柵。4.噴灑粘層。5.鋪筑加鋪層瀝青混凝土。10.1.2 本工法進行“剛改柔”施工的工藝：1.對剛性路面進行打裂壓穩處理。2.噴灑透層。3.鋪筑2cm厚高彈應力吸收層。4.噴灑粘層。5.鋪筑加鋪層瀝青混凝土。10.1.3 由以上兩種不同的施工工藝