水泥混凝土路面加鋪瀝青面層

鄭 軍

(西安市政設計研究院有限公司)

水泥混凝土路面加鋪瀝青面層

鄭 軍

(西安市政設計研究院有限公司)

在舊水泥混凝土路面加鋪瀝青面層是改善其路面路用性能較為有效的方法。結合原水泥混凝土路面路況的調查和處理、原路面也瀝青加鋪層之間夾層的粘結、瀝青加鋪層的厚度設計以及施工講述了水泥混凝土路面加鋪瀝青面層的應用特點。

水泥混凝土;瀝青加鋪層;夾層;厚度設計;施工

1 原路面的調查和處理

1.1 原路面病害調查

舊混凝土路面通常容易產(chǎn)生露骨、沉陷、裂縫、接縫失效、角隅斷裂、脫空、錯臺、斷板和破碎等病害。必須通過對原路面病害的仔細調查和檢測，統(tǒng)計各病害的類型及范圍，分析出其產(chǎn)生的具體原因、嚴重程度，并根據(jù)規(guī)范評定出原路面的技術狀況。

1.2 原路面病害處理

對原路面病害的處治關系到加鋪工程的成敗，目前，主要采用三種方式來處理原路面的病害:(1)處治舊板，處治舊板病害后變其為基層使用。(2)破碎舊板，處治舊板病害后變其為基層或墊層使用。(3)廢棄舊板，即重新修筑。而原路面具體采用哪種病害處理方式，取決于原路面破損狀況以及接縫傳荷能力的評定結果，以下是根據(jù)原路面不同病害的損壞程度建議的處治方法。

表1 舊路面板塊處治方法

2 舊路面與加鋪層間夾層的設計

2.1 應力吸收層

是指在舊路面上設置一層具有低勁度高彈性的軟瀝青層，能有效降低舊路面與瀝青加鋪層之間形成的粘附阻力，促使上下兩層易于滑移和蠕動，以減少由溫度應力引起的反射裂縫。常見的應力吸收層有美國的Strata系統(tǒng)(但價格昂貴)以及中國的層布法應力吸收層、普通基質瀝青應力吸收層、橡膠應力吸收層以和同步碎石封層等

2.2 土工格柵

土工格柵通常具有較高拉伸強度和優(yōu)良變形延展性能，能有效抑制溫度和荷載所引起的反射裂縫。常用的土工材料有聚酯土工格柵、金屬格柵和玻璃格柵等。

2.3 土工織物夾層

土工織物夾層的作用原理類似于橡膠瀝青應力吸收層，但由于土工織物具有較高的模量，其還可以對瀝青加鋪層產(chǎn)生一定的加筋作用。常用的土工織物材料包括及聚乙烯、聚酯無紡織物以及聚丙烯或聚酯織物等。

2.4 裂縫緩解層

通常采用級配碎石或大粒徑的開級配瀝青碎石。級配碎石一般采用10～15 cm的厚度，而大粒徑瀝青碎石采用8～12 cm的厚度。裂縫緩解層能減弱拉應變、拉應力的傳遞，同時吸收并消散荷載應力和溫度應力。

3 瀝青加鋪層的設計

通過分析反射裂縫形成的機理，為減少和延緩反射裂縫，應從加鋪厚度確定和加鋪材料來考慮加鋪層的設計。

3.1 確定加鋪層厚度

國內(nèi)瀝青加鋪層的設計理論，基于彈性層狀連續(xù)體系，分析鉆孔和彎沉檢測所得的結構參數(shù)，并通過層底彎拉應力、路表彎沉值和瀝青層剪應力三個指標來計算瀝青加鋪層厚度。具體的設計步驟如下。

(1)采用路面板裂縫處的彎沉差作為控制指標，根據(jù)每厘米的加鋪層能減少路面板裂縫處4.0%的彎沉差來初步確定加鋪層厚度h1，其舊路面板的彎沉差采用實測值。

(2)采用路面板裂縫處的加鋪層斷裂作為控制指標，通過室內(nèi)試驗測得擬用加鋪層材料和面層材料的抗拉強度和抗壓模量。為了考慮到加鋪層呆料對面層的影響，應對修正加鋪層材料的模量，

并根據(jù)h1和修訂后的模量對照應力圖，檢查加鋪層層底拉應力是否超過了材料的強度，若超過，則加鋪層會發(fā)生斷裂，需增加加鋪層的厚度，以降低加鋪層層底的應力，或采用更高強度的加鋪材料，此時加鋪層厚度為h2。

(3)采用現(xiàn)行《公路瀝青路面設計規(guī)范》的設計指標作為加鋪層設計的第三個控制指標來對加鋪層厚度進行驗算，將加鋪層視為設計層，根據(jù)現(xiàn)行《公路瀝青路面設計規(guī)范》規(guī)定的計算方法確定加鋪層的計算厚度為h3。

(4)根據(jù)以上設計步驟分別得到h1，h2，h3，三個厚度，故加鋪層最終的設計厚度可確定為:h=max(h1，h2，h3)。

美國根據(jù)施工條件、壓實時間、混合料中最大集料的尺寸、交通量以及投資情況等因素來確定就水泥混凝土上加鋪層的厚度，通常采用的瀝青加鋪層厚度為3.8～7.6 cm。日本限定的瀝青加鋪層厚度不得小于4 cm。而德國限定最小厚度為3.5 cm。根據(jù)國外加鋪層的使用情況和國內(nèi)試驗路段的研究成果，考慮到在舊水泥路面上過渡了一層半剛性層，且瀝青加鋪層只起到表面功能，因此，國內(nèi)瀝青加鋪層的厚度一般取值為:高速公路和一級公路取7～8 cm的加鋪厚度，而二級及二級以下的公路取為4～5 cm的加鋪厚度。

從國內(nèi)以往的經(jīng)驗表明，瀝青加鋪層最小厚度在8～10 cm之間時效果較為理想，當加鋪層層厚度超過10 cm時，不僅可以防止受拉疲勞裂縫的產(chǎn)生，還可以降低車載產(chǎn)生的剪應力。

3.2 加鋪層的材料選擇

路面材料的優(yōu)劣關系到加鋪層的質量，必須嚴格控制進場材料，做好瀝青混合料的生產(chǎn)質量。瀝青混合料的生產(chǎn)材料包括集料、瀝青和填料。其中最為關鍵的是瀝青材料的選擇，對于所選的改性瀝青或中交通石油瀝青，應該檢驗其各項性能指標均滿足規(guī)范的要求。在混合料中適當?shù)脑黾訛r青含量，可以減小混合料的孔隙率，有效的推遲裂縫的產(chǎn)生。

4 加鋪層施工

4.1 加鋪前的處理

如果原路面與加鋪層之間的粘結性能不足，在車載作用下，加鋪層容易產(chǎn)生位移、擁包，剝落等病害，因此在施工時應該采取有效措施以保證原路面與加鋪層之間的粘結能力。目前通常采用打砂技術、對原水泥路面鑿毛或噴灑粘油層等措施來增強層間粘結力。此外，在加鋪前應確保原水泥路面的清潔，不留殘渣。在對原水泥路面進行鑿毛時，對于新修補澆筑的水泥混凝土，可以在澆筑完后再對其拉毛。對于原水泥路表面，可以選用機具鑿毛或人工鑿毛，鑿毛間距保持在10 cm的水平，且呈現(xiàn)出梅花狀。

4.2 加鋪瀝青面

通常瀝青面加鋪層的施工可按照瀝青路面的施工要求即可，按照以下的步驟進行施工:(1)拌和與運輸混合料。該過程應該控制好集料級配、瀝青用量以及拌和時間和溫度，使混合料能有較好的攤鋪性。(2)攤鋪混合料。攤鋪時，應控制好混合料的攤鋪速度、溫度以及攤鋪平整度。(3)碾壓混合料。選擇合適的碾壓機具，控制好初壓、復壓及終壓。(4)接縫處理。應盡量控制縱、橫縫的數(shù)量，保證相鄰或上下層橫縫對接時，錯位在1 m以上，并嚴禁使斜接縫代替橫向接縫，必要時考慮垂直的平向接縫。

5 結語

在對城市道路的路況進行改造時，通過在原水泥路面上加鋪瀝青面層，不僅可以充分利用廢棄的水泥混凝土板，大量的節(jié)省基層材料，迎合國家節(jié)能環(huán)保的政策，而是也可以改善原水泥路面的使用質量，延長路面的使用壽命，實現(xiàn)良好的社會和經(jīng)濟效益。在進行水泥混凝土路面加鋪面層工程中，最為關鍵的是處理好原路面的病害、層間粘結效果、以及施工工序。

［1］中交公路規(guī)劃設計院有限公司 .公路水泥混凝土路面設計規(guī)范(JTG D40－2011)［S］.北京:人民交通出版社，2011.

［2］宋銀華.水泥混凝土路面加鋪瀝青面層常見病害分析及養(yǎng)護維修技術［J］.中國水運，2007，(5):124 －125.

［3］劉必勝.舊水泥混凝土路面改造設計與施工技術［J］.工程施工，2007，(21):170.

［4］李關壽.舊水泥混凝土路面瀝青混凝土加鋪層技術綜述［J］.公路交通技術，2007，(2):64.

［5］何山清，徐邦凱.舊水泥混凝土路面上瀝青加鋪層設計［J］.中南公路工程，2002(1):4－7.

U416.217

C

1008－3383(2014)04－0064－02

2013－12－28

鄭軍(1979－)，男，河南溫縣人，工程師，主要從事公路與城市道路研究。