旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层改建研究

王金祥

(南京市六合区公路管理站)

旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层改建研究

王金祥

(南京市六合区公路管理站)

随着社会经济的快速发展，交通量也迅猛增长，由于汽车轴载日益重型化以及道路设计施工等方面的原因，导致以前建设的水泥混凝土路面产生了多种破坏现象:露骨、开裂、断板、沉陷、错台、破碎、板底脱空等，造成结构承载力不足、行车舒适性差、车速难以提高。影响了道路的使用功能，面临着修复工作。加铺沥青混凝土面层是一种可以改善旧水泥混凝土路面的使用性能的有效方法，在城市次干道、支路及县际和农村公路改建和扩建中多有利用。

旧水泥混凝土路面;加铺;沥青混凝土;设计

1 前言

水泥混凝土路面具有强度高、刚度大、承载能力强、稳定性好、耐久性好、抗滑性好、使用寿命长、养护费用低、有利于夜间行车等优点。水泥混凝土路面在长期使用过程中，会导致结构和功能性的破坏等情况的出现。近年来，由于交通量迅猛增长以及超载车辆的不断增多，大量水泥混凝土路面损坏比较严重，这就影响到了道路的通行能力。

2 加铺沥青层后反射裂缝产生机理

这类裂缝一般分为荷载型和非荷载型两类，裂缝处的相对位移(水平位移与垂直位移)导致了裂缝的产生。简单地说，由于车辆荷载反复辗压，或者由于气温变化热胀冷缩，导致裂缝两侧产生水平位移，从而承受拉应力;在裂缝两侧产生垂直位移，从而承受剪切应力。当这些应力反复作用，超过沥青混凝土的抗拉强度时，就会使裂缝从混凝土底层开始，在加铺层中由下至上不断发展，逐渐反射到加铺层表面，形成了反射裂缝。反射裂缝形成后，由于横向位移与垂直位移不再受沥青加铺层的约束，导致裂缝发展会越来越长、越来越宽，将严重影响道路的通行能力。

3 旧水泥混凝土改建与加铺沥青层施工建议

3.1 完善沥青混凝土加铺面层结构设计

做好加铺面层的结构设计工作，主要是确定加铺面层的合理厚度，其根本目的是承受行车荷载与防止反射裂缝的形成。由前述分析，加铺层过厚其造成的应力值相应越大，而太薄的加铺层在承受荷载方面又显不足，因此关键是确定其合理厚度。根据工程实践，加铺沥青面层的设计厚度标准需要把沥青混凝土路面设计指标作为参考，在确保可以满足承载能力的这个因素下，路面结构层厚度需要保持良好的水稳定性以及高温强度。在我国的工程实践中，旧路改造首先必须对旧混凝土板块进行修补与加固，以彻底消防反射裂缝发生的根源。具体做法是:在混凝土接缝上铺设土工布或者玻纤格栅，喷洒一层粘层结合油，再碾压一层5～10 cm的沥青碎石或者采用一层水泥稳定碎石，从而减小两种路面的弹性模量差，并作为找平层。其次，在沥青面层的做法上，把一般沥青路面的标准作为依据，处理为两层密实型沥青混凝土结构，一层为沥青混凝土整平层，最小厚度5 cm;另外一层为抗滑表层，厚度4 cm左右。通过这样的路面铺设，就能达到普通沥青路面一样的平整度、构造深度和密实度，实现设计的使用功能指标。

3.2 选择合适的工程材料

在做好结构设计的前提下，混凝土加铺沥青面层工程还要根据其特性选择适当的材料。首先，材料中适当增加沥青用量，以减少混合料的空隙率，增强面层的密实度，以有效降低车辆荷载产生的应力作用，防止受拉疲劳产生的裂缝。其次，对于混凝土基板上加铺特殊材料，如可用APP改性沥青油毡、铺设玻璃纤维格栅等高抗拉强度和高弹性模量的材料，以形成应力吸收层，加强混凝土的抵抗差动位移(剪切强度)的能力。通过上述两个方面材料上的考虑，可以从整体上增强沥青混凝土的抗拉强度，使铺装层的整体受力状态得到有效改善，防止和减少路面裂缝的产生。最后，要把材料制备控制工作处理好，可以对减少反射裂缝起到一定的协助作用。

3.3 把控改建施工关键环节

(1)做好旧水泥混凝土板修补与加固

对于旧水泥混凝土改建(加铺沥青面层)工程项目中，最关键的问题是要做好旧水泥路面板的处理工作，以确保沥青面层的正常使用功能。对拟改建的混凝土面板状况进行全面清理和调查，重点关注旧路面板的接缝、裂缝、错台、断板、啃边、脱空、沉陷等病害，对明显的病害部位与部分结构承载力不足的部位等进行深入分析。

(2)对旧混凝土路面进行破碎稳固

当旧水泥混凝土路面结构破坏比较严重，断板率较高，出现大量错台、翻浆和角隅破坏时采用破碎稳固技术。步骤如下:第一是用混凝土破碎机将水泥面板破碎，第二是用重型压路机在碎块上碾压，把形成小粒径嵌挤颗粒作为基层，同时上面进行沥青罩面层加铺处理。破碎稳固技术可以有效地防止反射裂缝的发生，尤其对那种严重破碎的水泥路面，进行加铺沥青罩面层是非常合适的。

(3)设置应力或应变吸收夹层

在旧水泥混凝土路面和加铺层之间设置夹层是一种有效的处理方式，一般设置于加铺层底部，可以降低沥青层底面应力，并且也会改变加铺层的抗拉和抗剪能力。它的主要目的是为了减少裂缝尖端的拉应力，从而发挥应力缓解和加筋作用。主要类型包括以下几个方面:土工织物夹层、橡胶沥青应力吸收夹层以及土工格栅等等。

(4)设置裂缝延缓层

用开级配沥青碎石混合料或水泥稳定碎石组成裂缝缓解层，并把他设置在沥青加铺层和旧水泥混凝土路面之间。一般都是采用水泥稳定碎石或二灰碎石等作为裂缝延缓层和路面加强层，把厚度控制在20～25 cm。

(5)增加沥青罩面层厚度

增加沥青层厚度可以反射裂缝扩散到顶面的距离进行延长，并且可以增加路面结构的弯曲刚度，降低接缝处的弯沉量和弯沉差。增加加辅层厚度使裂缝尖端应力明显减少，因此能够减小裂缝扩散的速度的大小，但是沥青面层的厚度毕竟有限，而且也不经济，当加铺层厚度较小时可以考虑，当加铺层接近23 cm时，应考虑其他方法。

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［1］龙海辉，诸葛文杰，胡浩.沥青路面预防性养护新技术［J］.华东公路，2010，(1):3-5.

［2］郭红兵.干线公路旧沥青混凝土路面加铺改造方案研究［J］.陕西交通职业技术学院学报，2011，(3):20-25.

U416.217

C

1008-3383(2012)05-0012-01

2011-12-25

王金祥(1978-)，男，江苏泰州人，工程师。