高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層技術(shù)的運(yùn)用

【摘要】作為路面修復(fù)的常用技術(shù)，在原有水泥混凝土路面加鋪瀝青面層的優(yōu)勢(shì)集中于工期短、交通影響小及路面修復(fù)后服務(wù)性能強(qiáng)。但在使用過(guò)程中，瀝青加鋪層極易出現(xiàn)反射裂縫，這對(duì)路面修復(fù)后的使用年限將造成嚴(yán)重影響，基于此，瀝青加鋪層設(shè)計(jì)必須對(duì)延緩、控制反射裂縫加以重視?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)外水泥混凝土路面瀝青加鋪層施工體系還不完善，為此，本文主要通過(guò)工程案例，對(duì)高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層設(shè)計(jì)方案、施工工藝進(jìn)行了分析與研究，以期為推動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

【關(guān)鍵詞】高速公路；水泥混凝土；路面施工；加鋪技術(shù)；瀝青層；設(shè)計(jì)方案；工程案例；施工工藝

水泥混凝土路面面層材料主要為水泥混凝土，是現(xiàn)階段高等級(jí)公路施工的主要路面形式。自上個(gè)世紀(jì)60年代中期水泥混凝土路面在我國(guó)得到了應(yīng)用后，截止2003年底，我國(guó)水泥混凝土路面已達(dá)到19.9萬(wàn)千米，并逐年增加。強(qiáng)度高、耐久性良好與養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低為水泥混凝土路面的特點(diǎn)。該路面需進(jìn)行多種接縫設(shè)置，并對(duì)超載現(xiàn)象極為敏感，進(jìn)而嚴(yán)重影響了水泥混凝土路面行車(chē)的舒適度，同時(shí)，因超載影響水泥混凝土路面極易出現(xiàn)破損情況，為解決以上問(wèn)題，可選取加鋪瀝青混凝土面層，也就是在舊水泥混凝土面板上進(jìn)行粒料、半剛性基層鋪筑，并進(jìn)行瀝青混合料面層加鋪，也可在舊水泥混凝土面板上直接進(jìn)行瀝青混合料結(jié)構(gòu)層加鋪。瀝青層加鋪后，能夠?qū)β访娉休d力進(jìn)行有效提升，更能增加路面使用年限，是改善路面使用性能及提升路面服務(wù)能力的重要手段。

一、工程案例

某高速公路工程總長(zhǎng)度為7.319千米，52米為路幅寬度，屬于雙向六車(chē)道。伴隨交通量的增加，特別是在重型車(chē)、超限、超載車(chē)輛長(zhǎng)期作用下，路面病害現(xiàn)象極為嚴(yán)重，并對(duì)高速公路服務(wù)水平造成嚴(yán)重影響。在全面檢測(cè)本路段相關(guān)技術(shù)資料的前提下，可對(duì)路面損壞情況、路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及交通荷載等具體情況進(jìn)行分析，從中得出，舊路病害與主要問(wèn)題包括以下幾點(diǎn)：

1、按照現(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)結(jié)果，路面板斷板現(xiàn)象較為普遍。舊水泥混凝土路面板病害內(nèi)容包含：破碎板、交叉裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫等。

2、因舊路擴(kuò)建導(dǎo)致路面平整度差的出現(xiàn)，水泥混凝土、瀝青混凝土為該工程路面的主要結(jié)構(gòu)類(lèi)型，因建設(shè)時(shí)期不一致，導(dǎo)致沉降現(xiàn)象的出現(xiàn)，舊路橫坡測(cè)量為0.9%到3.2%之間。

二、高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層設(shè)計(jì)方案

高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層施工中，其設(shè)計(jì)方案主要包含2大部分，第一舊路面處理，第二加鋪層改造，在處理舊路面時(shí)，需做好施工準(zhǔn)備工作，將不同程度的損壞路面，進(jìn)行科學(xué)處理，只有這樣才能確保加鋪瀝青層施工的質(zhì)量。

1、舊路面處理方案

拆除舊路面破碎板與斷裂嚴(yán)重板后，需進(jìn)行水泥混凝土板（25厘米厚度）的澆筑，并和相近路面相平，隨后進(jìn)行瀝青碎石調(diào)平層、瀝青混凝土面層的加鋪，選取多錘頭沖擊機(jī)將破碎板擊碎，碎塊為10到50厘米，并做好壓實(shí)工作。最后進(jìn)行水泥穩(wěn)定碎石層、瀝青混凝土路面鋪筑。

路面破碎程度較輕，可先銑刨拉毛舊混凝土路面，再將錯(cuò)臺(tái)磨平，隨后清理干凈路面板接縫瀝青脫落老化位置，做好再次灌縫作業(yè)。如部分位置存在斷縫、斷裂情況，可選混凝土進(jìn)行修復(fù)，并將瀝青碎石調(diào)平層、瀝青混凝土層加鋪其上。

應(yīng)鑿除、修補(bǔ)因舊瀝青混凝土路面老化破碎、裂縫等病害出現(xiàn)的坑槽，并銑刨、清理舊路網(wǎng)裂、龜裂位置，隨后將瀝青碎石調(diào)平層、瀝青混凝土面層進(jìn)行鋪筑。

2、加鋪層改造方案

現(xiàn)有舊路平、縱面情況、路面加鋪層厚度將嚴(yán)重影響到道路2側(cè)已建工程，為減少工期、對(duì)項(xiàng)目投資加以控制，可選取瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層、瀝青碎石調(diào)平層直接加鋪的方式進(jìn)行施工。其路面結(jié)構(gòu)如下：

上面層：4厘米gac—13c改性瀝青混凝土

下面層：6厘米gac—20c瀝青混凝土

調(diào)平層：橋頭路基因具有較大沉降量，需對(duì)縱坡路段加以調(diào)整，其調(diào)平可選取水泥穩(wěn)定碎石層，其他路段調(diào)平層厚度在4厘米以下時(shí)，則選取gac—20c瀝青混凝土作為下面層材料，調(diào)平層厚度在4厘米以上時(shí)，則選取am—20瀝青碎石，如其調(diào)平層厚度在10厘米以上壓實(shí)施工需分層進(jìn)行。

三、高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層施工工藝

裂縫修補(bǔ)、基層處理、反射裂縫處理及瀝青加鋪層施工等都是水泥混凝土路面加鋪瀝青層的重要施工流程，為全面提升工程建設(shè)的整體質(zhì)量，應(yīng)遵循工程案例具體情況，進(jìn)行工程施工方案的選擇，只有這樣才能確保高速公路施工的質(zhì)量與安全性，才能推動(dòng)公路工程事業(yè)的高速發(fā)展。

1、裂縫修補(bǔ)方式

為提高舊路面板穩(wěn)定性，應(yīng)確保加鋪層路面始終位于穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)與路面施工情況，應(yīng)修復(fù)處治舊水泥混凝土路面板破損位置。并做好裂縫修補(bǔ)工作。一般裂縫寬度小于3毫米，灌注材料可選取低粘性瀝青、環(huán)氧樹(shù)脂；裂縫在3毫米到5毫米之間時(shí)，則補(bǔ)縫時(shí)可選取條帶罩面施工，也就是在平行于裂縫2側(cè)切縫，如圖1（a）所示，隨后將2橫縫內(nèi)混凝土（7厘米厚度）鑿除，打設(shè)釘孔時(shí)間距為50厘米，并將砂漿填滿(mǎn)釘孔，隨后向孔內(nèi)插入并安裝，最后，鑿毛切割的縫內(nèi)壁，及混凝土澆筑、振搗與養(yǎng)護(hù)劑噴灑，如圖1（b）所示。選取全深度補(bǔ)塊進(jìn)行嚴(yán)重裂縫（15毫米寬度）處理。

2、基層處理方式

如基層原因?qū)е滤嗷炷谅访姘鍝p壞，必須先做好基礎(chǔ)處理工作。一般選取低標(biāo)號(hào)混凝土換填或選取水穩(wěn)定性良好的土、碎石等換填。當(dāng)施工條件極差，需做好路面基層補(bǔ)強(qiáng)工作，材料為C15貧混凝土，其補(bǔ)強(qiáng)混凝土頂面標(biāo)高需等同于舊路面基層頂面標(biāo)高。如路面板翻修施工中路面排水效果較差，需將路基縱、橫向排水系統(tǒng)設(shè)置于路面板邊緣、路肩位置。單一邊板翻修時(shí)需將橫向盲溝設(shè)置于路面板接縫位置，縱向盲溝則需設(shè)置于翻修長(zhǎng)度較長(zhǎng)路段，并在縱坡底部進(jìn)行橫向盲溝設(shè)置。

3、反射裂縫處理方式

荷載、溫度應(yīng)力影響下，瀝青混凝土加鋪層位于較為復(fù)雜的三維應(yīng)力狀態(tài)。車(chē)輛從不連續(xù)板體行駛時(shí)，因接、裂縫2側(cè)相近板塊豎向位移差的存在，加鋪層將產(chǎn)生極大的剪切應(yīng)力，該剪切應(yīng)力是荷載型反射裂縫出現(xiàn)于瀝青混凝土加鋪層的主要因素，其路面開(kāi)裂如圖2所示。

現(xiàn)階段，反射裂縫減緩的措施主要包含以下幾種：

（1）鋸切橫縫。瀝青加鋪層施工中，舊水泥混凝土面層橫縫位置需進(jìn)行新橫縫的鋸切，其中封縫料需在交通開(kāi)放前填入縫內(nèi)，以此做好接縫密封作業(yè)，避免縫內(nèi)進(jìn)入水或其他異物。提前鋸縫，可以為加鋪層內(nèi)因溫度收縮受阻出現(xiàn)的拉應(yīng)力加以充分釋放，并進(jìn)行間接性斷面位置的設(shè)置，以此對(duì)裂縫加以控制。（2）厚加鋪層。通過(guò)加鋪層厚度增加，可對(duì)舊面層溫度變化有效控制，并減小加鋪層底面拉應(yīng)力。同時(shí)，該方式還可對(duì)路面結(jié)構(gòu)彎曲剛度有效增強(qiáng)，是接縫位置彎沉量、彎沉差有效降低的主要手段。

4、瀝青加鋪層施工

粘層熱瀝青需噴灑在混凝土面板上，150攝氏度到170攝氏度為瀝青溫度范圍，瀝青用量需控制在每平方米1.1千克，粘層瀝青噴灑范圍應(yīng)寬于土工布，在開(kāi)始位置，需選取墊片、水泥釘在土工布上固定，隨后拉緊。在土工布卷插入支撐棒以此進(jìn)行制動(dòng)器調(diào)節(jié)，隨后將土工布展開(kāi)5到10米，土工布卷一端應(yīng)和路面邊緣在一條直線上，土工布拉緊后，需放下土工布，并在粘層瀝青上鋪設(shè)。土工布鋪設(shè)完成后，即可攤鋪瀝青混凝土，可根據(jù)全路幅施工，應(yīng)防止縱向施工縫的出現(xiàn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水泥混凝土路面作為高速公路的主要路面結(jié)構(gòu)，在自然因素與人為因素的長(zhǎng)期影響下，路面逐漸呈現(xiàn)出不同程度的病害問(wèn)題，如何降低損壞，降低安全隱患，對(duì)交通運(yùn)輸事業(yè)及人們的出行安全尤為重要。為此，施工企業(yè)必須根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工的具體情況，選取科學(xué)、合理、有效的設(shè)計(jì)方案，規(guī)范施工工藝，才能確保工程建設(shè)的質(zhì)量。水泥混凝土路面加鋪瀝青層技術(shù)，在高速公路水泥混凝土路面病害治理中的運(yùn)用，可有效提升路面強(qiáng)度、延長(zhǎng)路面使用年限，是確保路面行駛安全性的重要途徑。基于此，應(yīng)嚴(yán)格按照工程案例實(shí)際情況進(jìn)行深入分析，才能實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]李秀君，李夢(mèng)晨，武昭融.舊水泥混凝土路面加鋪水泥-泡沫瀝青半柔性混合料的力學(xué)響應(yīng)分析[J].水資源與水工程學(xué)報(bào)，2013（03）.

作者簡(jiǎn)介

許旭，女（1981-10），河南許昌，工程師，本科，研究方向：交通工程。