舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層施工技術(shù)分析

摘 要：某公路通車15年來，路面出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的病害，行車道路面損壞較多，通過對(duì)舊混凝土路面的全面調(diào)查，總結(jié)舊路面出現(xiàn)的不同病害情況，并提出了相應(yīng)的修補(bǔ)措施。工后觀測(cè)表明，舊路面得到了較好的處治，說明修補(bǔ)措施是可行、有效的。另外，根據(jù)本工程的實(shí)際破壞狀況及室內(nèi)外試驗(yàn)，提出了合適的加鋪層結(jié)構(gòu)，確定了加鋪層的厚度、材料，并進(jìn)行了加鋪層防止放射裂縫的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面；瀝青加鋪層；補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

1 工程概況及路面現(xiàn)狀調(diào)查

某段大修工程原路面為水泥混凝土路面，本項(xiàng)目擬對(duì)破壞嚴(yán)重段進(jìn)行大修，大修起止樁號(hào)為K44 + 300 ～ K48 + 849.66，合計(jì)4.55km。舊路水泥混凝土路面需進(jìn)行打裂壓穩(wěn)處理，全幅加鋪18cm 二灰碎石（為提高早期強(qiáng)度，外摻4%水泥）+ 10cm 瀝青混凝土面層。該工程過街段兩側(cè)為現(xiàn)澆路緣石，其他處各為路面兩側(cè)各80cm 寬硬路肩。根據(jù)規(guī)范要求，對(duì)該路段路面板塊進(jìn)行了斷板率統(tǒng)計(jì)分析。斷板率的計(jì)算方法是：根據(jù)路段破損狀況調(diào)查得到的斷裂類病害的塊板數(shù)，按斷板裂縫種類和嚴(yán)重程度的不同，采用不同的權(quán)修正系數(shù)進(jìn)行修正后，除以該調(diào)查路段板塊的總數(shù)得出，以百分?jǐn)?shù)表示。本項(xiàng)目全線平均斷板率 DBL=4.09%，評(píng)定結(jié)果為良。路面破損狀況以病害類型、輕重程度和出現(xiàn)的范圍和密度三項(xiàng)屬性表征。同一塊板內(nèi)存在多種病害或輕重程度等級(jí)時(shí)，以最顯著的種類和最重的程度計(jì)入系數(shù)。路面結(jié)構(gòu)承載力是路面使用性能的一個(gè)重要組成部分，反映了路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度特性，是路面設(shè)計(jì)、施工控制、養(yǎng)護(hù)管理以及路面改建過程中的一個(gè)重要指標(biāo)，其表征指標(biāo)通常產(chǎn)用路表彎沉。接縫是水泥混凝土路面的重要組成部分，也是整個(gè)路面結(jié)構(gòu)中最薄弱的環(huán)節(jié)，實(shí)際使用中的混凝土路面，絕大多數(shù)的破壞都發(fā)生在接縫的附近，有關(guān)接縫傳荷能力的評(píng)定、接縫的修復(fù)等應(yīng)當(dāng)是混凝土路面結(jié)構(gòu)狀況評(píng)定與分析的重點(diǎn)。水泥混凝土板縫彎沉差和板邊彎沉指標(biāo)對(duì)于舊水泥混凝土路面加鋪瀝青面層是兩個(gè)很重要的控制指標(biāo)，因?yàn)榕f面層接縫（或裂縫）處的彎沉量和彎沉差是加鋪層反射裂縫產(chǎn)生的主要原因。目前，我國(guó)還沒有統(tǒng)一的規(guī)定，但從全國(guó)路面結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)協(xié)作組的調(diào)研統(tǒng)計(jì)情況來看，不同的地區(qū)，不同的工程實(shí)例，所定的指標(biāo)不同。但基本上，板邊彎沉介于 0.14～0.24mm，板縫彎沉差介于0.05～0.08mm。根據(jù)分析結(jié)果，結(jié)合全國(guó)路面結(jié)構(gòu)無損檢測(cè)評(píng)價(jià)技術(shù)協(xié)作組的統(tǒng)計(jì)，以及全國(guó)其他同類項(xiàng)目的情況，采用0.14mm作為板邊彎沉控制指標(biāo)。

2 舊水泥混凝土路面處治

在鋪筑瀝青加鋪層時(shí)，首先應(yīng)將原路面清理干凈，對(duì)其病害進(jìn)行修復(fù)處理，并填封所有的接縫和裂縫，以緩減反射裂縫的產(chǎn)生。寬度小于 3mm 的輕微裂縫，可采取裂縫灌漿。貫穿全厚的大于 3mm 小于 15mm 的中等裂縫，可采取罩面進(jìn)行補(bǔ)縫。厚度大于 15mm 的嚴(yán)重裂縫可采用全深度補(bǔ)塊。全深度的補(bǔ)塊分集料嵌鎖法、刨挖法、設(shè)置傳力桿法。水泥混凝土面板邊角輕度剝落進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)，將被剝落的表面清理干凈，用瀝青混合料或接縫材料修補(bǔ)平整；板邊嚴(yán)重剝落時(shí)，其修補(bǔ)方法同裂縫處理相同。板角斷裂按破裂面的大小確定切割范圍，破損部分應(yīng)鑿成垂直面，保留其原有鋼筋，現(xiàn)澆混凝土，與老混凝土面板之間的接縫貫入填縫材料。該段大修工程改造工程對(duì)路面病害的處治給予了高度重視，對(duì)水泥路面的各種破壞情況，采取了相應(yīng)的修補(bǔ)方法，本次改造以單點(diǎn)彎沉和接縫兩側(cè)板塊的彎沉差來控制水泥板塊的修復(fù)。其中，單點(diǎn)實(shí)測(cè)彎沉值，即對(duì)板塊進(jìn)行逐板地毯式彎沉測(cè)量。考慮到該路段設(shè)有18cm 厚的二灰碎石層，其彎沉控制指標(biāo)（0.01mm）為：（1）實(shí)測(cè)彎沉值0≤Lr≤20 之間，不予處理；（2）實(shí)測(cè)彎沉值20 < Lr < 40 之間，鉆孔壓漿處理；（3）實(shí)測(cè)彎沉值Lr > 40，按脫空板處理。

3 瀝青加鋪層方案設(shè)計(jì)

3.1 加鋪層厚度設(shè)計(jì)

瀝青混凝土加鋪層的設(shè)計(jì)厚度主要由結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和防反射裂縫兩個(gè)因素控制。結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面主要取決于作為基層的水泥混凝土面板，這方面基本沒有問題。而防治反射裂縫方面，考慮到較薄的加鋪層對(duì)此效果甚微，根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定并結(jié)合該段橋標(biāo)高受到限制的實(shí)際情況，決定采用10cm 的瀝青加鋪層，即4cm 的細(xì)粒式瀝青混凝土和6cm 的中粒式瀝青混凝土。

3.2 加鋪層材料設(shè)計(jì)

改性瀝青的選用.該段舊水泥混凝土路面加鋪改造工程對(duì)面層瀝青的使用提出了特殊要求，既要有較好的高溫穩(wěn)定性，又要有較好的低溫抗裂性。大量試驗(yàn)結(jié)果表明，SBS 對(duì)瀝青的高、低溫性能均有明顯的改善。因此，本工程選用SBS 改性瀝青，其中一半采用進(jìn)口成品的改性瀝青，一半采用現(xiàn)場(chǎng)加工的SBS 改性瀝青。同時(shí)考慮到工程的經(jīng)濟(jì)性，僅在上面層使用改性瀝青。研究表明，SBS 含量達(dá)到3% 時(shí)，才會(huì)對(duì)瀝青產(chǎn)生明顯的改性作用，其具體用量視實(shí)際情況和要求定，一般為3% ～ 6%。本工程分別取3%、4%、5%、6% 等4種SBS 含量分別進(jìn)行改性試驗(yàn)，根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)并結(jié)合本工程的特點(diǎn)，最終確定SBS 含量選用4.5%。

SMA 的應(yīng)用?？紤]到該段大修工程中加鋪層受力狀況復(fù)雜，既要密實(shí)防水，又要具有較好的抗裂、抗滑性能，因此，本工程決定上面層采用SMA 結(jié)構(gòu)，同時(shí)為了進(jìn)一步增強(qiáng)面層的抗裂性能，適當(dāng)增大瀝青用量，改性瀝青SMA 的油石比定為6.5%。

3.3 加鋪層防止放射裂縫的設(shè)計(jì)

改性瀝青油氈的應(yīng)用。為減少水通過舊水泥混凝土板接縫下滲土基或進(jìn)入加鋪層，同時(shí)為減小接縫區(qū)加鋪層中因兩側(cè)板塊垂直與水平的相對(duì)位移而產(chǎn)生的應(yīng)力，在舊路面修補(bǔ)工作完成后，采用APP 改性瀝青油氈對(duì)水泥路面的所有縱橫縫進(jìn)行貼縫處理，油氈貼縫寬度為50cm。

玻纖格柵的應(yīng)用。相關(guān)研究表明，玻纖格柵的應(yīng)用不僅可以使瀝青路面減少車轍、推遲疲勞裂縫的產(chǎn)生，還可以延緩反射裂縫的發(fā)展。同時(shí)，玻纖格柵耐高溫且穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，也便于熱瀝青混凝土的攤鋪。因此，本次工程經(jīng)綜合考慮選用了GG 2000 I 型玻纖格柵。

參考文獻(xiàn)

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[2]榮國(guó)濤.舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層施工前病害一般處理方法[J].民營(yíng)科技，2017（10）

（作者單位：山西省公路局呂梁分局應(yīng)急處置中心）