高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層技術(shù)研究

王 寧

河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司

高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層技術(shù)研究

王 寧

河南省交通科學(xué)技術(shù)研究院有限公司

近年來，隨著我國國民經(jīng)濟的不斷提升，推動公路建設(shè)的快速發(fā)展，人們越來越重視公路的舒適性和穩(wěn)定性，因而越來越多的公路改擴建工程不斷涌現(xiàn)。在改建工程中，通過對高速水泥混凝土路面進(jìn)行瀝青層加鋪，能夠?qū)β访嫫鸬叫迯?fù)作用，使高速公路的使用性能有效改善，使其使用壽命進(jìn)一步延長。加鋪瀝青層技術(shù)因具有特殊優(yōu)勢而得到廣泛應(yīng)用，它呈現(xiàn)出工期短、影響小、投資成本低等特點，現(xiàn)在大部分施工單位都通過此類改造方案進(jìn)行高速公路改擴建施工?，F(xiàn)如今我國已經(jīng)不斷加強對路面加鋪瀝青層技術(shù)的研究，但綜合技術(shù)水平仍然相對較低，缺乏系統(tǒng)深入的探索。本文重點分析了舊水泥混凝土路面脫空壓漿技術(shù)、復(fù)合式路面層處治技術(shù)以及舊水泥混凝土面薄層瀝青罩面力學(xué)特性，希望能夠給相關(guān)施工人員提供幫助。

高速公路；水泥混凝土；瀝青層；綜合技術(shù)

一、舊水泥混凝土路面脫空壓漿技術(shù)研究

混凝土板底脫空的主要處治材料就是水泥粉煤灰，由于水泥用量較多，而粉煤灰又具備一定的活性，所以可以達(dá)到3MPa的抗壓強度；重點是水泥粉煤灰漿要具備較好的保水性、粘聚性以及和易性，因此一定要慎重的選擇材料的配合比。原材料及技術(shù)要求如下：

（1）一般硅酸鹽水泥：通常使用的水泥檢測指標(biāo)都應(yīng)該與一般硅酸鹽水泥國家標(biāo)準(zhǔn)要求相符合。

（2）粉煤灰：試驗所使用的粉煤灰要高于II級。

（3）UEA：U型混凝土膨脹劑，在放入UEA之后，不能對灌漿材料的別的性能產(chǎn)生不良影響，要將膨脹率限制在0.03%―0.05%內(nèi)。

（4）HZ型復(fù)合早強劑：試驗中所需早強劑的技術(shù)指標(biāo)要高于國家標(biāo)準(zhǔn)一等品的技術(shù)要求，比如：泌水率〈95%，減水率〉8%，不會對鋼筋產(chǎn)生銹蝕作用等。

（5）水：自來水或者天然純凈水。

2、壓漿處治工藝流程

（1）確定鉆孔位置。從理論上而言，脫空、唧泥主要在死角中出現(xiàn)，朝著板塊的縱橫縫發(fā)展、延伸，所以要對這些死角進(jìn)行仔細(xì)的研究，避免出現(xiàn)脫空或者唧泥囤積的現(xiàn)象。對完好或者有小裂縫的板塊，在接縫處出現(xiàn)錯臺或填縫料脫落時，此時的板角鉆孔壓漿正處于合適狀態(tài)，需要進(jìn)行鉆孔的地點往往距邊角有20～40cm的距離；對于那些有嚴(yán)重斷裂或者存在錯臺的板塊，裂縫處可能有脫空現(xiàn)象存在，應(yīng)對斷裂、板角進(jìn)行鉆孔壓漿處理。

[23] Nadege Rolland, “China’s ‘Belt and Road Initiative’: Underwhelming or Game-Changer?” The Washington Quarterly, Vol. 40, No.1 (Spring 2017), p. 137; 韋宗友：《美國對“一帶一路”倡議的認(rèn)知與中美競合》，《美國問題研究》2018年第1輯，第57頁。

（2）板下壓漿的工藝流程及要求。板下壓漿的具體工藝流程主要分為七步，分別是：定位、鉆孔、制漿、壓漿、封堵壓漿孔以及控制交通和彎沉檢測等。施工中各自的工作要求如下： 一是定位：施工人員與監(jiān)理人員依照外觀結(jié)合彎沉檢測的方法對唧泥脫空板進(jìn)行調(diào)查，從而對鉆孔的位置進(jìn)行標(biāo)注；二是鉆孔：工作人員用鉆孔取芯機根據(jù)標(biāo)記的位置進(jìn)行鉆孔，鉆孔的深度和板塊的厚度相等?？讖紻和壓漿頭直徑d要相符，而且要使得D-d=1～2mm；三是制漿：根據(jù)配合比在灰漿拌合機中拌合材料，直至沒有灰團才能使用，在使用時要持續(xù)進(jìn)行拌合，預(yù)防沉淀；四是壓漿：通過壓漿泵把拌合過后的灰漿通過壓漿孔壓到混凝土的板底，一般將壓力控制到大約2.0MPa，直到附近的孔或者接縫里漿液溢出或板塊上升為止。

二、復(fù)合式路面層處治技術(shù)研究

1、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

層間結(jié)構(gòu)工作的穩(wěn)定性對整體結(jié)構(gòu)的正常使用具有非常重要的影響，為了使復(fù)合式路面的結(jié)構(gòu)形式不斷優(yōu)化，往往會在層間安置一些夾層材料?，F(xiàn)在，國內(nèi)外使用的夾層材料主要有：土工格柵、土工布、改性瀝青防水油氈以及瀝青碎石、瀝青混凝土等，這些夾層的厚度一般為0.2～3.0cm。通過相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，使用土工布作為層間材料的約為38%，而玻璃纖維格柵的約為36%，無機材料穩(wěn)定碎石約為15%，改性瀝青應(yīng)力吸收層約為10%，用改性瀝青防水卷材與加筋土工織物所占比例較低，為5%。

2、層間處治常用措施機理分析

工程中使用的夾層材料主要發(fā)揮的力學(xué)效應(yīng)有：應(yīng)力吸收薄膜作用，利用基層內(nèi)垂直裂縫隨著界面超水平方向延伸可能性的增大，使得裂縫的反射延緩；橋聯(lián)作用，在瀝青混凝土面層中有裂縫進(jìn)入后，土工合成材料可以使斷裂面具備抗彎拉能力，使得裂縫張開變形減小，裂縫頂端的拉應(yīng)力集中性降低；嵌鎖咬合作用，可以增加斷裂面的抗剪切傳荷能力，使得裂縫頂端的剪應(yīng)力集中。

三、水泥混凝土路面薄層瀝青罩面技術(shù)性能研究

1、舊水泥混凝土面薄層瀝青罩面力學(xué)特性分析

（1）瀝青罩面應(yīng)力狀況。主要對瀝青加鋪層的荷載應(yīng)力、溫度應(yīng)力和其共同作用產(chǎn)生的耦合應(yīng)力進(jìn)行研究，對瀝青加鋪層在不同溫度下的工作情況進(jìn)行考察，分析出各影響因素產(chǎn)生的作用效果；對溫度與荷載耦合作用下瀝青加鋪層產(chǎn)生的疲勞應(yīng)力規(guī)律進(jìn)行研究，了解瀝青加鋪層的工作原理。

（2）路面層間應(yīng)力分析。對中間層抗剪、防裂機理以及原路面當(dāng)量、加鋪層厚度、混凝土路面裂縫等因素對中間層的應(yīng)力變化產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。

2、接縫及裂縫處瀝青加鋪層反射裂縫機理研究

在對接縫和裂縫處反射裂縫的出現(xiàn)、發(fā)展和貫通瀝青加鋪層的規(guī)律進(jìn)行研究，需要先對荷載作用下的板縫和裂縫處的反射裂縫產(chǎn)生機理進(jìn)行系統(tǒng)的研究，然后再對板縫和裂縫處彎沉差對反射裂縫產(chǎn)生的影響和對該裂縫的形狀、大小的影響進(jìn)行研究，從而為瀝青罩面層材料設(shè)計、結(jié)構(gòu)組合以及中間層材料設(shè)計等提供必要的理論保證。

3、瀝青罩面層組合性能測試研究

在該測試研究中主要為罩面層以及夾層材料組合優(yōu)化設(shè)計，通過多種途徑使得兩者的優(yōu)勢得到最佳組合，不僅能夠降低薄層瀝青罩面組合體系的造價，而且可以使其路用性能實現(xiàn)效果的最優(yōu)化，并根據(jù)這項研究設(shè)計瀝青罩面層進(jìn)行現(xiàn)場實驗的方案。

4、薄層瀝青罩面室外試驗路的鋪筑與施工技術(shù)研究

依照室內(nèi)得出的試驗成果，在高速公路上選擇兩段路將其分別當(dāng)作兩種結(jié)構(gòu)的試驗路段，通過對這兩個路段進(jìn)行試驗來驗證室內(nèi)試驗的結(jié)果，并深入研究薄層瀝青面使用的施工技術(shù)。

5、薄層瀝青罩面效能和經(jīng)濟性評價

測試試驗路段的各項路用性能，并且長期觀測其反射裂縫的發(fā)展情況；同時還要對這兩種方案的造價和傳統(tǒng)舊水泥路進(jìn)行的改造方法的工程造價展開比較，進(jìn)而對其投入使用的經(jīng)濟效能進(jìn)行評價。

四、結(jié)束語

近年來，我國社會經(jīng)濟得到不斷提升，人們的生活水平質(zhì)量也越來越高，不斷擴大的交通需求導(dǎo)致我國高速公路中出現(xiàn)各種各樣的問題，需要施工單位及時進(jìn)行解決。目前，通過加鋪瀝青層技術(shù)對高速公路水泥混凝土路面出現(xiàn)的問題進(jìn)行處理是非常有效的手段，但該技術(shù)在我國的應(yīng)用仍然不夠成熟，因此公路建筑單位要加大對該技術(shù)的研究應(yīng)用，進(jìn)一步提升公路施工的整體水平。