舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層改建研究

王金祥

(南京市六合區(qū)公路管理站)

舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層改建研究

王金祥

(南京市六合區(qū)公路管理站)

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通量也迅猛增長，由于汽車軸載日益重型化以及道路設(shè)計施工等方面的原因，導(dǎo)致以前建設(shè)的水泥混凝土路面產(chǎn)生了多種破壞現(xiàn)象:露骨、開裂、斷板、沉陷、錯臺、破碎、板底脫空等，造成結(jié)構(gòu)承載力不足、行車舒適性差、車速難以提高。影響了道路的使用功能，面臨著修復(fù)工作。加鋪瀝青混凝土面層是一種可以改善舊水泥混凝土路面的使用性能的有效方法，在城市次干道、支路及縣際和農(nóng)村公路改建和擴建中多有利用。

舊水泥混凝土路面;加鋪;瀝青混凝土;設(shè)計

1 前言

水泥混凝土路面具有強度高、剛度大、承載能力強、穩(wěn)定性好、耐久性好、抗滑性好、使用壽命長、養(yǎng)護費用低、有利于夜間行車等優(yōu)點。水泥混凝土路面在長期使用過程中，會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)和功能性的破壞等情況的出現(xiàn)。近年來，由于交通量迅猛增長以及超載車輛的不斷增多，大量水泥混凝土路面損壞比較嚴重，這就影響到了道路的通行能力。

2 加鋪瀝青層后反射裂縫產(chǎn)生機理

這類裂縫一般分為荷載型和非荷載型兩類，裂縫處的相對位移(水平位移與垂直位移)導(dǎo)致了裂縫的產(chǎn)生。簡單地說，由于車輛荷載反復(fù)輾壓，或者由于氣溫變化熱脹冷縮，導(dǎo)致裂縫兩側(cè)產(chǎn)生水平位移，從而承受拉應(yīng)力;在裂縫兩側(cè)產(chǎn)生垂直位移，從而承受剪切應(yīng)力。當這些應(yīng)力反復(fù)作用，超過瀝青混凝土的抗拉強度時，就會使裂縫從混凝土底層開始，在加鋪層中由下至上不斷發(fā)展，逐漸反射到加鋪層表面，形成了反射裂縫。反射裂縫形成后，由于橫向位移與垂直位移不再受瀝青加鋪層的約束，導(dǎo)致裂縫發(fā)展會越來越長、越來越寬，將嚴重影響道路的通行能力。

3 舊水泥混凝土改建與加鋪瀝青層施工建議

3.1 完善瀝青混凝土加鋪面層結(jié)構(gòu)設(shè)計

做好加鋪面層的結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，主要是確定加鋪面層的合理厚度，其根本目的是承受行車荷載與防止反射裂縫的形成。由前述分析，加鋪層過厚其造成的應(yīng)力值相應(yīng)越大，而太薄的加鋪層在承受荷載方面又顯不足，因此關(guān)鍵是確定其合理厚度。根據(jù)工程實踐，加鋪瀝青面層的設(shè)計厚度標準需要把瀝青混凝土路面設(shè)計指標作為參考，在確?？梢詽M足承載能力的這個因素下，路面結(jié)構(gòu)層厚度需要保持良好的水穩(wěn)定性以及高溫強度。在我國的工程實踐中，舊路改造首先必須對舊混凝土板塊進行修補與加固，以徹底消防反射裂縫發(fā)生的根源。具體做法是:在混凝土接縫上鋪設(shè)土工布或者玻纖格柵，噴灑一層粘層結(jié)合油，再碾壓一層5～10 cm的瀝青碎石或者采用一層水泥穩(wěn)定碎石，從而減小兩種路面的彈性模量差，并作為找平層。其次，在瀝青面層的做法上，把一般瀝青路面的標準作為依據(jù)，處理為兩層密實型瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，一層為瀝青混凝土整平層，最小厚度5 cm;另外一層為抗滑表層，厚度4 cm左右。通過這樣的路面鋪設(shè)，就能達到普通瀝青路面一樣的平整度、構(gòu)造深度和密實度，實現(xiàn)設(shè)計的使用功能指標。

3.2 選擇合適的工程材料

在做好結(jié)構(gòu)設(shè)計的前提下，混凝土加鋪瀝青面層工程還要根據(jù)其特性選擇適當?shù)牟牧稀Ｊ紫?，材料中適當增加瀝青用量，以減少混合料的空隙率，增強面層的密實度，以有效降低車輛荷載產(chǎn)生的應(yīng)力作用，防止受拉疲勞產(chǎn)生的裂縫。其次，對于混凝土基板上加鋪特殊材料，如可用APP改性瀝青油氈、鋪設(shè)玻璃纖維格柵等高抗拉強度和高彈性模量的材料，以形成應(yīng)力吸收層，加強混凝土的抵抗差動位移(剪切強度)的能力。通過上述兩個方面材料上的考慮，可以從整體上增強瀝青混凝土的抗拉強度，使鋪裝層的整體受力狀態(tài)得到有效改善，防止和減少路面裂縫的產(chǎn)生。最后，要把材料制備控制工作處理好，可以對減少反射裂縫起到一定的協(xié)助作用。

3.3 把控改建施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)

(1)做好舊水泥混凝土板修補與加固

對于舊水泥混凝土改建(加鋪瀝青面層)工程項目中，最關(guān)鍵的問題是要做好舊水泥路面板的處理工作，以確保瀝青面層的正常使用功能。對擬改建的混凝土面板狀況進行全面清理和調(diào)查，重點關(guān)注舊路面板的接縫、裂縫、錯臺、斷板、啃邊、脫空、沉陷等病害，對明顯的病害部位與部分結(jié)構(gòu)承載力不足的部位等進行深入分析。

(2)對舊混凝土路面進行破碎穩(wěn)固

當舊水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)破壞比較嚴重，斷板率較高，出現(xiàn)大量錯臺、翻漿和角隅破壞時采用破碎穩(wěn)固技術(shù)。步驟如下:第一是用混凝土破碎機將水泥面板破碎，第二是用重型壓路機在碎塊上碾壓，把形成小粒徑嵌擠顆粒作為基層，同時上面進行瀝青罩面層加鋪處理。破碎穩(wěn)固技術(shù)可以有效地防止反射裂縫的發(fā)生，尤其對那種嚴重破碎的水泥路面，進行加鋪瀝青罩面層是非常合適的。

(3)設(shè)置應(yīng)力或應(yīng)變吸收夾層

在舊水泥混凝土路面和加鋪層之間設(shè)置夾層是一種有效的處理方式，一般設(shè)置于加鋪層底部，可以降低瀝青層底面應(yīng)力，并且也會改變加鋪層的抗拉和抗剪能力。它的主要目的是為了減少裂縫尖端的拉應(yīng)力，從而發(fā)揮應(yīng)力緩解和加筋作用。主要類型包括以下幾個方面:土工織物夾層、橡膠瀝青應(yīng)力吸收夾層以及土工格柵等等。

(4)設(shè)置裂縫延緩層

用開級配瀝青碎石混合料或水泥穩(wěn)定碎石組成裂縫緩解層，并把他設(shè)置在瀝青加鋪層和舊水泥混凝土路面之間。一般都是采用水泥穩(wěn)定碎石或二灰碎石等作為裂縫延緩層和路面加強層，把厚度控制在20～25 cm。

(5)增加瀝青罩面層厚度

增加瀝青層厚度可以反射裂縫擴散到頂面的距離進行延長，并且可以增加路面結(jié)構(gòu)的彎曲剛度，降低接縫處的彎沉量和彎沉差。增加加輔層厚度使裂縫尖端應(yīng)力明顯減少，因此能夠減小裂縫擴散的速度的大小，但是瀝青面層的厚度畢竟有限，而且也不經(jīng)濟，當加鋪層厚度較小時可以考慮，當加鋪層接近23 cm時，應(yīng)考慮其他方法。

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［1］龍海輝，諸葛文杰，胡浩.瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護新技術(shù)［J］.華東公路，2010，(1):3-5.

［2］郭紅兵.干線公路舊瀝青混凝土路面加鋪改造方案研究［J］.陜西交通職業(yè)技術(shù)學院學報，2011，(3):20-25.

U416.217

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1008-3383(2012)05-0012-01

2011-12-25

王金祥(1978-)，男，江蘇泰州人，工程師。