基于舊瀝青路面加鋪改造設(shè)計(jì)分析

王衛(wèi)中

(黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院,黑龍江 哈爾濱 150080)

1 加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求

(1)原有路面結(jié)構(gòu)最好選擇使用厚度較小的路面結(jié)構(gòu)形式，可以避免給交通帶來(lái)不利的影響；降低橋梁的恒載，可以有效的消除對(duì)于天橋凈空產(chǎn)生不利影響；降低對(duì)于軟弱地基的影響，也要消除高填方不均勻的情況；避免出現(xiàn)縱坡變化頻率過(guò)高的情況，防止造成車輛行駛安全性、舒適性的不足。

(2)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要有利于組織方案的實(shí)施，保證交通運(yùn)行更加的通暢與穩(wěn)定。最好選擇應(yīng)用機(jī)械化的作業(yè)方式，減少人員作業(yè)施工量，提升施工效率和質(zhì)量，保障人們的生命健康，有效的消除安全事故和問(wèn)題。

(3)促進(jìn)整個(gè)路面較高的承載性能提升，根據(jù)需要做好補(bǔ)強(qiáng)層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，有效的消除原路基和路面厚度較小、性能不足的問(wèn)題。分析當(dāng)前交通運(yùn)行量與軸重之間的差異，還要分析超載、超限、超重車輛運(yùn)行所產(chǎn)生的不利影響。

(4)達(dá)到交通運(yùn)行性能的基礎(chǔ)條件之下，還能夠達(dá)到技術(shù)先進(jìn)性、穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性等方面的要求，以提升公路工程的總體性能。

(5)慎重選擇新技術(shù)、新工藝與新材料，通過(guò)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)合理選擇施工技術(shù)，符合要求才能推廣和應(yīng)用。

2 加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式

該模式在設(shè)計(jì)中可以有效的促進(jìn)加鋪層的結(jié)構(gòu)性能提升，可以根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的設(shè)計(jì)模式。以功能性罩面模式展開分析，其需要在路面結(jié)構(gòu)承載性能滿足標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之下應(yīng)該進(jìn)行各個(gè)方面的維修和處理，從而可以使得表面的功能滿足要求，通常來(lái)說(shuō)會(huì)結(jié)合原路面的結(jié)構(gòu)形式、性能等方面采取直接罩面的形式；如果布置在中間部位的夾層進(jìn)行加鋪設(shè)計(jì)施工，其主要的應(yīng)用性能就是能夠提高和吸收溫度、荷載的糅合之下所形成的層間應(yīng)力峰值，有效的消除水平、豎向變形問(wèn)題，可以有效的防止出現(xiàn)裂縫擴(kuò)展等嚴(yán)重的情況，保證其有一定的防水、隔離等方面的作用，這個(gè)基礎(chǔ)之下進(jìn)行瀝青層的加鋪施工，能夠有效的提升結(jié)構(gòu)性能，延長(zhǎng)使用壽命；增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)層的方式主要是應(yīng)用到原路面的承載性能比較差的情況下選擇使用，保證其能夠盡量達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

綜合性分析路面的等級(jí)、設(shè)計(jì)年限、原有路面的運(yùn)行情況、交通量參數(shù)等方面，在加鋪層的設(shè)計(jì)中可以選擇加鋪一層或者兩層的方式來(lái)進(jìn)行。在路樁等級(jí)處于中等范圍且交通量也是中等的情況下，加鋪層結(jié)構(gòu)可以選擇應(yīng)用單層改性瀝青路面的形式；如果路面情況比較差，交通量也比加大，且還有很多重型車輛運(yùn)行，可以根據(jù)需要采取雙層AC類路面的結(jié)構(gòu)形式。

3 加鋪結(jié)構(gòu)厚度研究

3.1 面層厚度對(duì)應(yīng)力的影響

為了能夠充分的了解和掌握車輛荷載之下針對(duì)于瀝青層厚度影響，通過(guò)使用ANSYS軟件根據(jù)路面的行駛長(zhǎng)度方向進(jìn)行劃分，選取其中一個(gè)位置上的斷面結(jié)構(gòu)，行車方向作為設(shè)置方向，斷面為z方向，然后設(shè)置有限元的模型。利用三層彈性模型，可以得出如下的假設(shè)條件，具體參數(shù)可見表1所示。

表1 相關(guān)計(jì)算參數(shù)分析

(1)各個(gè)結(jié)構(gòu)部分的施工需要達(dá)到均勻、連續(xù)性的要求，保證材料的鋪設(shè)施工符合要求。

(2)道路路面應(yīng)該能夠滿足溫度載荷的需要，溫度傳輸滿足熱傳導(dǎo)的定律要求。不會(huì)分析路面溫度場(chǎng)橫向效應(yīng)影響，可以通過(guò)設(shè)置復(fù)合路面溫度場(chǎng)的形式進(jìn)行穩(wěn)定的傳播。

(3)并不需要考慮到瀝青材料與水泥混凝土材料導(dǎo)熱系數(shù)在溫度條件支架所產(chǎn)生的影響。對(duì)于應(yīng)力分析中，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)軸載開展進(jìn)行，軸重100 KN，輪壓0.7 MPa，在荷載應(yīng)用到板邊貼縫的情況之下進(jìn)行施工，可以根據(jù)需要進(jìn)行瀝青材料厚度的鋪設(shè)施工，且應(yīng)該隨時(shí)了解變化情況，以保證處理施工合格。

3.2 瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1)避免雨水進(jìn)入到原水泥混凝土路面與基層結(jié)構(gòu)內(nèi)。(2)保證承載性能符合要求， 能夠達(dá)到該路面交通運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。(3)有效的消除原路面與結(jié)構(gòu)方面存在的問(wèn)題不足，不能發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，緩解反射裂縫的問(wèn)題。(4)保證路面平整度、抗滑性完成符合要求，確保路面的性能合格，且具備一定的交通通行能力。綜合分析該路段中的損壞實(shí)際情況，在擴(kuò)建施工中選擇使用碎石化的改造施工技術(shù)，把原路面進(jìn)行全面打碎處理，然后通過(guò)壓實(shí)設(shè)備進(jìn)行碾壓施工，然后可以組合成為高強(qiáng)粒料基層結(jié)構(gòu)形式，再進(jìn)行瀝青混凝土層的加鋪施工，可以有效的消除反射裂縫的問(wèn)題。

3.3 設(shè)計(jì)方案

(1)表面層。選擇應(yīng)用改進(jìn)級(jí)配AK-13A的目的是防止發(fā)生反射裂縫的問(wèn)題，保證加鋪瀝青層的結(jié)構(gòu)能夠達(dá)到低溫抗變形能力與抗拉抗剪能力，保證高溫穩(wěn)定性合格。

(2)中面層。該層的設(shè)計(jì)和施工最為主要的目標(biāo)就是保證其反射裂縫不會(huì)嚴(yán)重出現(xiàn)，且應(yīng)該從承載力、密水、抗車轍方面的標(biāo)準(zhǔn)，所以最終確定中面層選擇應(yīng)用AC-20I中粒式SBS改性瀝青作為施工材料。

(3)下面層。按照該高速公路項(xiàng)目的運(yùn)行要求，了解到當(dāng)?shù)氐淖匀灰蛩兀罱K確定下面層結(jié)構(gòu)為8 cm的AC-25I粗粒式瀝青，主要是消除反射裂縫的問(wèn)題，保證抗變形能力滿足標(biāo)準(zhǔn)的的要求，不會(huì)由于反射裂縫而導(dǎo)致嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題。

(4)基層。水泥混凝土碎石應(yīng)該達(dá)到力學(xué)性能的要求，且整體性滿足要求，抗水性、耐久性都要符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，且需要應(yīng)用厚度為18 cm的基層結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)處理。

(5)底基層。經(jīng)過(guò)破碎處理完成之后的混凝土板碎片結(jié)構(gòu)，將其作為在瀝青路面建設(shè)施工的基層或者底基層的結(jié)構(gòu)部分進(jìn)行施工，這樣就能夠有效的消除廢棄混凝土板需要處理方面的問(wèn)題。

4 結(jié) 語(yǔ)

舊水泥混凝土路面的表層進(jìn)行混凝土層加鋪施工，可以有效的促進(jìn)路面性能的改善和提升，從應(yīng)用效果分析，可以減少或者緩解反射裂縫的存在，但是并不能從根本上消除掉。水泥混凝土路面通過(guò)瀝青混凝土罩面層施工應(yīng)該重視改造設(shè)計(jì)分析，但是具體應(yīng)用效果還需要進(jìn)一步分析研究。