市政水泥混凝土道路加鋪瀝青層施工方案研究關(guān)鍵探索

趙如忠

濟南易通城市建設(shè)集團股份有限公司 山東濟南 250000

作為舊路改造的常用手段，加鋪瀝青層是城市道路建設(shè)中常見的施工項目，因為新舊路面難以有效結(jié)合，使得在車輛載荷下，舊水泥混凝土道路與新的加鋪瀝青層之間容易發(fā)生位移，形成反射裂縫。隨著道路使用時間的延長和載荷的不斷增加，裂縫延伸、擴大，嚴(yán)重地降低了瀝青面層的平整度和完整性。本文中，我將就此進行討論，以期拋磚引玉，與各位同行互相切磋借鑒。

1 水泥混凝土道路加鋪瀝青層的意義

隨著我國經(jīng)濟不斷發(fā)展，城市化進程不斷加快，公路建設(shè)蓬勃發(fā)展，舊路改造作為公路建設(shè)的重要部分，也在逐步進行。我國舊公路大部分為水泥混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的道路在長時間使用后，路面平整性將會極大地降低，嚴(yán)重影響交通運輸?shù)捻槙澈屯ㄜ嚨氖孢m性。因此，路面改造具有重要的意義，通過對舊水泥混凝土路面進行加鋪瀝青，可使舊路面重現(xiàn)平整，且瀝青層加鋪過程施工簡單，對交通運輸?shù)挠绊戄^小，因此被廣泛采用。然而因瀝青層加鋪后新的瀝青層與舊水泥混凝土路面易出現(xiàn)反射裂縫，因此，通過對路面結(jié)構(gòu)進行合理的組合，減少反射裂縫的出現(xiàn)、控制反射裂縫對路面的影響是水泥混凝土道路加鋪瀝青層的施工重點。

2 反射裂縫的形成機理

反射裂縫的形成與瀝青混凝土自身的性能、路基的材質(zhì)、氣候條件、通車的載荷、交通狀況和施工質(zhì)量等因素均有關(guān)系。大量施工的結(jié)果顯示，瀝青加鋪層的斷裂大多是因為原有水泥混凝土路面本身存在裂縫，使得混凝土內(nèi)部應(yīng)力承受不均勻，當(dāng)局部應(yīng)力積累到一定程度時，連帶瀝青層，產(chǎn)生新的裂縫。裂縫一般有三種形式：塑性收縮裂縫、沉降收縮裂縫和溫度裂縫。塑性裂縫一般出現(xiàn)在水泥混凝土路面新澆筑時，暴露在空氣中，上表面出現(xiàn)的裂縫，塑性收縮裂縫的形成是因為混凝土凝結(jié)過程中失水過快所產(chǎn)生的收縮。沉降收縮裂縫通常是因為地基結(jié)構(gòu)不均勻、松軟、回填土沒有夯實或浸水等地質(zhì)不均勻所產(chǎn)生的裂縫，對于我國北方地區(qū)，初春凍土化凍后尤其容易出現(xiàn)不均勻沉降，使得水泥混凝土路面產(chǎn)生裂縫。沉降收縮裂縫一般為深進或貫穿型的裂縫，其走向與路基沉陷情況有關(guān)。溫度裂縫多發(fā)生在溫差較大的地區(qū)，當(dāng)水泥混凝土受到溫度的劇烈變化，其表面溫度發(fā)生急劇下降，產(chǎn)生收縮，而因表面混凝土受體相混凝土的束縛作用，而產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力達到一定程度時，就會形成裂縫。不過好在溫度裂縫一般比較淺，是可以通過加鋪瀝青層較容易修補的裂縫，其走向一般無規(guī)律，常出現(xiàn)縱橫交錯的裂縫。

3 加鋪瀝青層的防裂措施

防止加鋪瀝青層開裂的有效方法是在進行瀝青加鋪之前，針對舊路實際情況制定合理的加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，結(jié)構(gòu)設(shè)計方案的制定應(yīng)基于實地測量的數(shù)據(jù)和合理的計算，求得加鋪瀝青層的厚度，如此，可以有效提高施工的質(zhì)量，也可以降低施工成本，提高施工經(jīng)濟性。

3.1 提前進行加鋪結(jié)構(gòu)方案設(shè)計

在進行瀝青層加鋪之前，應(yīng)先對水泥混凝土路面實際情況進行調(diào)查和評估，根據(jù)路面受損情況選擇不同的工藝，制定加鋪結(jié)構(gòu)框架。一般需要測量的數(shù)據(jù)有：道路評定等級、路況指數(shù)評定、路面累積破損率、平均水泥混凝土板塊厚度、平均彎沉值、接縫傳荷系數(shù)等[1]，基于參數(shù)的測定，對于評級在良以上的路面，可直接進行瀝青混凝土加鋪，而對于評級中級的路面需先進行應(yīng)力吸收層架設(shè)后再加鋪瀝青層。

3.2 瀝青加鋪層厚度設(shè)計

國外對水泥混凝土路面加鋪瀝青層的研究關(guān)注較早，在大量的施工試驗中總結(jié)出具有代表性的設(shè)計方法，常見的如美國瀝青協(xié)會提出的彎沉法、有效厚度法、撓度法，美國陸軍工程部隊提出的補足厚度缺額法等[2]。這些設(shè)計方法大都基于實際生產(chǎn)試驗或室內(nèi)試驗，在試驗的基礎(chǔ)上結(jié)合實際地區(qū)的具體情況確定加鋪層的參數(shù)。通過這些設(shè)計方法得出的加鋪層最適厚度一般都在12-18cm以上。試驗證明，適當(dāng)提高加鋪層厚度有助于預(yù)防反射裂縫的產(chǎn)生，但當(dāng)加鋪厚度達到一定程度時，通過不斷增加加鋪層厚度來防止反射裂縫的產(chǎn)生效果不再明顯，且經(jīng)濟性差。加鋪的瀝青層主要通過提高道路平整性來提高道路使用功能，而不應(yīng)作為承載的主體。作為承載作用時，加鋪40mm的瀝青層尚可獲得10mm混凝土下面層的效果。因此，我國頒布的《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》對水泥混凝土路面加鋪瀝青層的厚度進行規(guī)定，規(guī)范中提到“瀝青加鋪層的厚度按減緩反射裂縫的要求確定。高速公路和一級公路的最小厚度宜為100mm，其他等級公路的最小厚度宜為70mm”[3]。

3.3 瀝青加鋪層施工要點

在進行瀝青加鋪層施工過程中，應(yīng)注意粘結(jié)層混合料的選用，粒徑小于2.36mm的細(xì)集料占集料整體60%以上的混合料屬于難拌和混合料。在進行混合料拌和過程中為提高拌和效果，保證生產(chǎn)質(zhì)量，應(yīng)對拌和設(shè)備參數(shù)進行合理設(shè)置。因為粘結(jié)層較薄，在施工過程中降溫較快，這就對混合料的溫度和溫控提出了更高的要求。如果拌和好的混合料溫度較低，攤鋪過程中溫度下降較快，難以達到碾壓要求，則粘結(jié)層空隙率較大，若出料溫度較高，瀝青又易發(fā)生老化，影響混合料質(zhì)量，一般規(guī)定混合料出料的溫度應(yīng)在溫度上限的±2.5 ℃以內(nèi)，但因?qū)嶋H生產(chǎn)過程中加鋪層受環(huán)境和厚度影響明顯，實際出料溫度應(yīng)根據(jù)具體情況進行確定。此外，鋪設(shè)瀝青層時，還應(yīng)注意瀝青層厚度的控制，瀝青層太薄施工難度高，容易發(fā)生離析，不能有效防止反射裂縫的產(chǎn)生；而瀝青層厚度過厚則難以碾壓，高溫穩(wěn)定性差。

4 結(jié)論

綜上所述，因舊水泥混凝土路面破損情況復(fù)雜，瀝青層的加鋪應(yīng)根據(jù)實際情況進行合理的設(shè)計，在實際施工過程中，應(yīng)注重注意已有路面結(jié)構(gòu)強度的提高和反射裂縫的控制。施工前，應(yīng)準(zhǔn)確評估路面破損程度和承載能力，計算加鋪層厚度，有效防止反射裂縫的產(chǎn)生，提高施工質(zhì)量，延長路面使用壽命。