水泥混凝土路面的沥青加铺技术_

    水泥混凝土路面的沥青加铺技术
    穆恬恬
    （沧州市公路管理处养路科，河北沧州061000）
    摘要：在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层，对于节约工程投资和有效利用旧水泥砼路面具有一定的意义。然而，此举也易出现反射裂缝等问题，因此探讨解决这些问题的对策，有利于提高水泥混凝土路面的沥青加铺技术。
    关键词：混凝土；沥青；加铺
    中图分类号：U416.217文献标识码：A文章编号：1002-4786（2010）05-0094-02
    1引言
    随着国民经济的发展，道路交通量剧增，汽车轴载日益重型化，许多早期建设的水泥砼路面产生了结构承载能力不足、行车舒适性差和车速难以提高等多种破损现象。近年，在县乡和农村公路的建设和扩建中，为节约工程投资、有效利用旧水泥砼路面，常常采取在其上加铺青砼的措施，但加铺的沥青砼常出现反射裂缝，进而导致面层的开裂和剥落以及表面水下渗，从而造成路面损坏。为此，预防反射裂缝的发生是旧水泥砼路面改造工程中遇到的一个新课题。
    2旧水泥砼面板处理
    在加铺沥青路面之前，必须对旧水泥混凝土路面病害进行调查处理，因为旧水泥砼板受温度变化影响大，且旧路面板存在接缝和裂缝，并常常伴有错台、断板、啃边、沉陷、脱空等损坏现象，使得复合结构中的奇异部位尤为突出。因此，以旧水泥砼路面作基层，应具有足够的强度与适宜的刚度，而沥青砼路面属柔性路面，面层的强度直接取决于基层的强度，基层强度不足将直接导致面层的破坏。纵观国内水泥砼路面上沥青砼加铺层设计，关键的问题是要对旧水泥路面板进行处理。为此，首先要对其使用状况进行全面彻底的调查，对出现的路面病害、部分结构承载力不足等进行深层次的分析，一般通过人工调查并对旧水泥路的病害按段落桩号进行统计，采用探地雷达、弯沉仪对砼板的脱空和其结构层的均匀情况、路面承载能力进行检测评价，尤其在传荷能力较差的接缝处、板下脱空影响重大的部位，必须对水泥砼路面的处治给予高度重视；其次，针对不同种类的病害进行有效的处理，对边角破碎损坏较深和较宽的路面，先用切割机切除损坏部分，然后浇注同标号砼，对破损较浅、较窄的路面，可凿除5cm以上，然后用细石拌制的砼混合料填平，对发生错台或板块网状开裂的情况，应首先考虑路基质量出现问题，必须将整个板全部凿除，重新夯实路基及基层，浇注同标号砼，对于板块脱空、桥头沉陷、板的不均匀沉陷及弯沉较大的部位，应钻穿板块，然后用水泥浆高压灌注处理。
    3反射裂缝的防治
    在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层时，常常会因接缝和裂缝而导致出现反射裂缝。
    反射裂缝是指下层砼板的接逢或裂缝，这是由于温度和湿度的不断变化与车辆荷载的反复作用，使旧面层在接缝或裂缝四周的位移引起接缝或裂缝上方沥青混凝土加铺层内出现应力集中，从而造成在加铺层的相应位置上产生裂缝。旧面层在接缝或裂缝四周的位移，包括由于环境温度的变化引起的面板水平伸缩和由于荷载作用引起的面板边缘竖向弯沉，前者导致接缝或裂缝上方的沥青混凝土加铺层内出现较集中的拉应力，当拉应力超过沥青砼的抗拉强度时，即出现开裂；后者则使接缝上方的沥青混凝土加铺层承受较大的弯拉应力和剪切应力，裂缝不断向上发展，反射到加铺层表面。由于反射裂缝的产生使沥青混凝土面层丧失整体性，因路面水的渗入导致沥青混凝土加铺层发展成为更严重的病害破坏。因此，旧水泥混凝土加铺沥青混凝土层设计的关键是预防和延缓反射裂缝的产生。对于旧水泥混凝土路面加铺沥青层反射裂缝的处治通常采取土工布、土工格栅、改性沥青油毡、切缝填封橡胶沥青、铺筑柔性基层和半刚性基层六种方法。
    3.1土工布
    根据反射裂缝的机理，设计采用土工布作为应力吸收层。由于旧水泥路面平整度达不到5mm的指标，且表面较粗糙，直接粘土工布不易粘牢，故首先铺筑沥青砼下面层，再在下面层与上面层之间铺筑土工布。铺筑土工布可有效地防止地表水通过旧水泥砼板缝下渗到土基，又能减少地下水通过旧砼板间接缝进入沥青砼面层，延缓沥青砼面层出现剥落和松散，并起到应力吸收夹层的作用，将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向，可以消散水平应变和传递竖向荷载，增强沥青砼的整体抗拉强度，延缓反射裂缝的产生。
    3.2土工格栅隔离层
    沥青混凝土面层必须采用玻璃纤维格栅，这种玻璃格栅的夹层结构施工方便、适应性强，在我国公路和城市道路部门得到广泛应用。玻璃纤维格栅是以硅酸盐为主要成分的一种由玻璃纤维制成的平面网格状材料，具有抗拉强度大、弹性模量高、耐高温、耐腐蚀、低延伸率、物理化学性能稳定、嵌锁和限制作用强等特点。采用铺设玻纤格栅作为加筋夹层能达到提高沥青加铺层抗反射裂缝，玻璃纤维格栅能改变沥青混凝土层在车辆荷载和温度作用下的受力状态，大幅减小接缝处的应力集中，从而阻止反射裂缝的产生和发展。玻璃纤维网不是依靠本身的较大变形来扩散应力，其防裂作用实质是一种隔离功能，分隔了有裂缝或接缝的混凝土板和沥青混凝土加铺层，避免了沥青混凝土层直接处于裂缝或接缝尖端的应力集中区域，而由强度较高的材料承受较大的拉应力，阻碍了裂缝的迅速扩展。因此格栅本身的抗拉强度大小是抑制裂缝发展的主要因素，采用抗拉强度高的格栅更有利于抑制裂缝的发展。
    3.3柔性基层
    作为一种柔性结构层，沥青碎石基层具有很强的柔性和变形能力，作为应力消散层，其可以有效地减少路面结构中的应力集中现象，大大延缓路面反射裂缝的发生；另一方面，沥青碎石基层可以与沥青面层粘结牢固，由于沥青碎石与沥青混凝土模型接近，路面结构受力更均匀。
    以上各种方法可根据实际情况交叉互补使用。
    4加铺层施工
    沥青加铺层结构一般分为上、下两层或上、中、下三层，为防止路面渗水，保证路面具有一定的抗滑能力，通常沥青加铺层下层采用AC-25I型、中面层采用AC-20I型、上面层采用SMA-13沥青路面。
    施工过程中需要注意的问题主要包括以下四个方面：把好原材料质量关，保证面层质量标准指标；不同产地和品种的矿料用不同的沥青混凝土配合比；注意沥青混合料的搅拌、运输、摊铺符合规范要求；沥青混合料的压实成型是保证沥青面层质量的重要环节，应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤；施工缝的处理应纵向采用斜接缝、横向采用平接缝，注意中、下层与上层工艺的不同之处。
    5结语
    近年来，国内对水泥混凝土路面加铺沥青混凝土施工技术进行了积极的探索，并取得了许多成果，积累了许多宝贵的经验。其施工工艺和结构类型可归纳分为五类经典结构：
    a）水泥混凝土基层，贴改性沥青油毡，加沥青砂调平层，铺玻纤格栅，加沥青混凝土面层，加铺层结构厚度为12cm；
    b）水泥混凝土刚性底基层，加半刚性基层，加沥青下封层，铺玻纤格栅，加沥青混凝土面层，加铺层厚度26cm；
    c）水泥混凝土刚性底基层，加沥青碎石柔性基层，加沥青混凝土面层，加铺层厚度24.5cm；
    d）水泥混凝土碎块底基层，加半刚性基层，加沥青混凝土面层，加铺层厚度36cm；
    e）水泥混凝土碎块底基层，加沥青贯入过渡层，加半刚性基层，加沥青混凝土面层，加铺层厚度47.5cm。
    同样厚度的沥青加铺层，采用不同的沥青材料、不同的结构层，其抗反射裂缝能力就不同。对原有路面破损的成因进行细致的调查和深层次的分析，可以为材料组成设计和结构组合设计提供可靠的依据。此外，在加铺层施工中必须在试验指导下对整个生产进程实施科学的检测，参照施工技术规范规定的频率进行抽提、筛分和做马歇尔试验，指导拌和站对生产参数做相应的调整，以进一步加强设计、施工的质量控制。

文章来自：滑模机械网

文章作者：信息一部

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