回收廢料用于瀝青道路鋪筑的研究與展望

王進(jìn)波/青海省湟源公路段

回收廢料用于瀝青道路鋪筑的研究與展望

王進(jìn)波/青海省湟源公路段

目前國(guó)內(nèi)對(duì)瀝青加鋪層已有依據(jù)規(guī)范,但對(duì)舊混凝土路面上加鋪瀝青層研究較少,還沒(méi)有形成完整的體系來(lái)指導(dǎo)設(shè)計(jì)與施工。城市道路水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土是一項(xiàng)牽涉面廣、影響因素多的課題。做為一種特殊的路面結(jié)構(gòu),其應(yīng)力應(yīng)變特性與一般的彈性層狀體系有很大的差別。

水泥混凝土；路面；瀝青面層

引言

水泥混凝土路面是采用水泥混凝土作為面層材料的一種路面，是高等級(jí)公路主要的路面結(jié)構(gòu)之一。由于水泥混凝土的脆性和體積敏感性，使得水泥混凝土路面對(duì)超載更容易引起破損，而且修復(fù)困難。在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層是一種常用的、有效的路面修復(fù)技術(shù)，施工工期短、對(duì)交通影響小、修復(fù)后路面服務(wù)性能好，己成為舊路改造的一項(xiàng)常用措施。

一、瀝青加鋪層的結(jié)構(gòu)分析

加鋪瀝青混凝土面層的道路大多是市區(qū)內(nèi)主要通道,車(chē)流量大,罩面層不僅僅要改善路面的平整度和抗滑性能,對(duì)承受水平荷載方面有更高的要求,當(dāng)瀝青罩面層由于舊混凝土板位移產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)瀝青罩面層的抗拉強(qiáng)度時(shí),瀝青面層自然會(huì)開(kāi)裂,環(huán)境因素(雨水、氧化等)的負(fù)效應(yīng),常常會(huì)使裂縫迅速向四周擴(kuò)展,大大縮短罩面層壽命,采取加鋪道路專(zhuān)用土工布防止反射裂縫是一種有效的措施,其主要作用機(jī)理如下:

1.由于舊混凝土路面溫縮位移是連續(xù)的,土工布使罩面層最大拉應(yīng)力減少。

2.由于土工布具有較大的延伸型,舊混凝土裂縫位移可通過(guò)土工布使應(yīng)力擴(kuò)展至更寬的范圍,從而緩解了裂縫處的應(yīng)力集中。

3.由于土工布浸透瀝青可以有效防止地表水滲進(jìn)基層,避免基層進(jìn)一步惡化,并減少瀝青罩面層在反射出的剝離破壞。

二、水泥混凝土路面損壞的原因

（一）裂縫

裂縫包括縱向、橫向、斜向和交叉裂縫，產(chǎn)生裂縫的原因主要有以下幾個(gè)方面：重復(fù)荷載應(yīng)力、翹曲應(yīng)力及收縮應(yīng)力等的綜合作用；水的浸入及過(guò)大的豎向位移的重復(fù)作用，使基層受到侵蝕產(chǎn)生脫空；土基和基層強(qiáng)度不夠；接縫拉開(kāi)后，喪失傳荷能力，在板的周邊產(chǎn)生過(guò)大的荷載應(yīng)力。

（二）板角斷裂

板角斷裂是一垂直通底且與板角兩邊接縫相交的裂縫，從板角到裂縫兩端點(diǎn)間的距離分別等于或小于端點(diǎn)所在板長(zhǎng)的一半。其破損原因通常是由于板角處受連續(xù)荷載作用，基礎(chǔ)支撐強(qiáng)度不足和翹曲應(yīng)等因素綜合作用而產(chǎn)生。

（三）邊、角剝落

邊、角剝落是指接縫兩側(cè)各60cm寬度內(nèi)或板角15cm范圍內(nèi)的碎裂。產(chǎn)生的主要原因?yàn)椋航涌p落入堅(jiān)硬的雜物，板在膨脹時(shí)產(chǎn)生了超應(yīng)力，邊緣被硬物擠碎；重交通荷載的重復(fù)作用；傳力桿設(shè)計(jì)或施工不當(dāng)；接縫處混凝土強(qiáng)度低。

（四）錯(cuò)臺(tái)

錯(cuò)臺(tái)是指接縫處相鄰面板的垂直高差。產(chǎn)生的主要原因有：路面板在車(chē)輛軸載的作用下，造成接縫處板塊不均勻下沉；在溫度和濕度梯度作用下，板在接縫產(chǎn)生翹曲；橫縫處未設(shè)置傳力桿。

（五）表面裂紋與層狀剝落

表面裂紋是指淺而細(xì)或發(fā)絲狀的網(wǎng)狀裂紋，僅產(chǎn)生在路面表層。在車(chē)輛荷載的作用下，它會(huì)發(fā)展為深度 6～12mm 的表層層狀剝落。產(chǎn)生的主要原因是：水灰比過(guò)大、過(guò)度抹面、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、用鹽化冰雪、凍融循環(huán)和集料質(zhì)量低劣、水泥中的堿（氧化鈉及氧化鉀）與集料中的某些特定礦物質(zhì)發(fā)生堿硅反應(yīng)。

（六）坑洞

路面板表面呈現(xiàn)孔洞狀的破損現(xiàn)象。直徑一般為 2.5～10cm，深為 1～5cm。

其產(chǎn)生的原因是：施工質(zhì)量差或混凝土材料中夾帶朽木、紙張和泥塊等雜物；車(chē)輛的金屬硬輪或掉落硬物的撞擊。

三、瀝青罩面層施工工藝

（一）舊有路面的病害處理

深入現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,勘測(cè)舊混凝土路面的破損情況,針對(duì)以下不同種類(lèi)的病害,進(jìn)行有效的處理。

錯(cuò)臺(tái)、板塊開(kāi)裂:路面發(fā)生錯(cuò)臺(tái)或板塊開(kāi)裂,應(yīng)首先考慮是路基質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題,因此必須將整個(gè)板塊全部鑿除,重新壓實(shí)路基及基層,澆筑C30混凝土。

掉邊、缺角:對(duì)損壞較深的路面,先用切割機(jī)切除損壞部分,然后澆筑C30混凝土,對(duì)破路面較淺較窄的,可用風(fēng)鎬鑿除深約5cm以上,然后用中粒式瀝青混凝土填平壓實(shí);對(duì)混凝土板的縱橫接縫,先清除縫內(nèi)雜物后,用1:1.5水泥砂漿灌注。

板塊脫空:在脫空部位鉆∮30孔2～3個(gè)(鉆穿板塊),然后用C30水泥砂漿高壓灌注,注滿為止。

（二）噴灑粘層油

噴灑前,利用灑水車(chē)高壓水槍對(duì)整個(gè)路面進(jìn)行沖洗,確保路面清潔,以提高粘結(jié)力。路面要經(jīng)壓縮機(jī)高壓空氣吹掃干凈,由瀝青灑布機(jī)均勻噴灑。為確保粘結(jié)效果,噴灑一定要均勻,油量要適中,對(duì)噴灑過(guò)量的一定要刮除,人工補(bǔ)鋪。為防止路面污染,粘層油灑布后應(yīng)立即封閉交通。

（三）鋪設(shè)土工布

在舊混凝土路面板塊的中縫及縮縫兩側(cè)寬50cm范圍內(nèi)噴灑70 °C左右的粘層油,用量控制在0.4kg/m2左右,噴灑橫向范圍要比土工布寬10cm,使用道路專(zhuān)用土工布做到平整無(wú)折和無(wú)氣泡。鋪設(shè)可采用人工或機(jī)械方式,接口處應(yīng)相互搭接15cm。

（四）攤鋪技術(shù)要求

按照瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求,進(jìn)行瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)。瀝青混凝土的級(jí)配碎石用量很大,需提前做好備料工作。施工時(shí)要使供料速度與攤鋪速度相平衡,確保均勻,連續(xù)不斷的攤鋪,盡量進(jìn)行全幅路一次攤鋪。碾壓時(shí)壓路機(jī)從路邊起壓向路中,雙輪式壓路面第次重疊宜為30cm,不得在新鋪瀝青混凝土上轉(zhuǎn)向掉頭及左右移動(dòng)或突然剎車(chē),碾壓速度為初亞1.5～2kg/h,復(fù)壓2.5～3.5km/h。

施工過(guò)程中,除對(duì)混凝土料進(jìn)行檢測(cè)外,還要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量進(jìn)行控制,如攤鋪厚度、壓實(shí)度、平整度等,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)處理解決。

總之在舊路改造加鋪瀝青混凝土面層施工中,只要精心設(shè)計(jì)和施工加強(qiáng)質(zhì)量管理,就會(huì)取得良好的經(jīng)濟(jì)效果。

四、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái),城市道路現(xiàn)有的水泥混凝土路面,有相當(dāng)一部分已接近或超過(guò)設(shè)計(jì)年限。有的雖未達(dá)到設(shè)計(jì)年限,但由于交通量劇增,重載、超載或設(shè)計(jì)、施工等方面的原因,使用性能下降。舊水泥混凝土路面行車(chē)舒適性差,行車(chē)速度緩慢的現(xiàn)狀亟待解決,然而至今仍沒(méi)有成熟而有效的改造設(shè)計(jì)理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。 為了有效的利用舊混凝土路面,節(jié)約工程投資,采用瀝青加鋪補(bǔ)強(qiáng)是改善其使用性能的最有效措施。

[1]王淵明.水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層的技術(shù)研究[J].科技信息，2012（05）.

[2]羅曉輝.舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層后反射裂縫的防治[J].公路，2011（08）.