芻議混凝土路面加鋪瀝青面層反射裂縫的防治

      摘要:舊水泥混凝土路面改造加鋪瀝青面層近年來得到廣泛的應用,但舊水泥砼路面反射裂縫的防治問題是舊路改造成敗的關鍵問題之一,本文在工程實踐的基礎上對瀝青混合料加鋪層反射裂縫的各種防治措施進行初淺的探討。

  關鍵詞:混凝土路面;反射裂縫;防治措施

  1、前言

  采用瀝青面層作為舊路面的加鋪層,是一種典型的補強方法。這種路面結構“剛柔相濟”。舊水泥砼提供了穩(wěn)定、堅實的基層,瀝青路面提供了一個摩阻系數(shù)較高、平整度好的面層,大大改善了路面的使用性能,且施工方便快速,對原有交通、環(huán)境影響小,因此在道路改造工程得到廣泛的應用。但瀝青混合料加鋪層反射裂縫的防治問題是舊路改造成敗的關鍵問題之一,其對道路的破壞不是簡單的裂縫問題,更嚴重的是反射裂縫產生后,交通荷載和環(huán)境因素的負效應(雨水、氧化)使裂縫迅速擴散,從而縮短瀝青罩面層的壽命。

  2、反射裂縫的類型、原因

  所謂反射裂縫,就是舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青層后,下板的接、裂縫會在加鋪層表面反映出來,是種與下板接裂縫相對應的裂縫。通常分為兩種:荷載型反射裂縫和溫度型反射裂縫。

  荷載型反射裂縫,車輛行過不連續(xù)的板體時,瀝青砼加鋪層中由于接裂縫兩側相鄰板塊產生豎向位移差,而出現(xiàn)較大的剪應力,這種剪切應力是瀝青混凝土加鋪層產生荷載型反射裂縫最主要的原因。當車輪位于裂縫正上方時,以張開模式引起反射裂縫,一般產生于罩面層底部,向上擴展;當車輪位于接縫的一側時,主要以剪切模式影響反射裂縫,裂縫在罩面中沿一定角度向上發(fā)展。在重載交通影響下,荷載型反射裂縫會加速發(fā)展。

  溫度型反射裂縫,路面受氣溫周期性變化的影響而縮脹,產生溫度應力。由于舊水泥混凝土路面的應力在接裂縫處不連續(xù),應此瀝青加鋪層同時承受它本身以及舊路面所產生的溫度應力。瀝青砼加鋪層會因為與接裂縫對應處的拉應力過大而產生開裂,形成溫度型反射裂縫。

  瀝青路面出現(xiàn)反射性裂縫,水從裂縫進入,滲入粘層與水泥混凝土板的界面上,由于荷載的作用下產生的動水壓力作用,以及滲水在高溫時化成水汽,使瀝青面層與水泥混凝土板的粘結力降低,瀝青混合料逐漸從水泥混凝土路面剝離,甚至成為滑動的界面狀態(tài),瀝青路面層成為一個單獨受力的層次,就會出現(xiàn)很大的水平剪應力和底部的彎拉應力,必將導致瀝青面層的迅速破壞。因此,瀝青混合料加鋪層反射裂縫的防治問題是道路改造的重要工作。

  3、瀝青路面反射裂縫的防治措施

  第一步是舊水泥砼路面破碎板、斷板、脫空板的處理。

  對于破損嚴重、喪失承載能力的破碎板、斷板、角隅斷裂板,采用破碎下挖,基底用素水泥混凝土找平,四周與相鄰砼板置入拉桿,重新澆注同標號水泥混凝土板。

  對于脫空板采用壓漿技術,根據砼面板脫落面積大小布設孔位,一般為3-5孔。壓漿順序從沉降量大的地方開始,由遠到近,由大到小。鉆孔深度應穿透基層達到底基層中。壓漿壓力的控制應視砼板的損壞及脫空情況具體確定。當漿液從接縫處或另一注漿孔冒出,就可認為完成該孔注漿,即停止注漿,迅速移至另一注漿孔繼續(xù)作業(yè)。每灌完一孔應用木楔堵孔,待砂漿抗壓強度達到3MPa時,用水泥砂漿堵孔。壓漿壓力一般控制在1Mpa~3Mpa之間,并停留3min~5min,效果較好。重新澆注板只能改善板本身狀態(tài),而板下灌漿通過灌漿壓力可以把漿液滲透到相鄰砼板下,起到壓漿一塊板加固幾塊板的作用。

  第二步舊水泥混凝土路面裂縫維修。

  水泥混凝土路面縱向裂縫,是水泥混凝土面板在荷載作用下縱向出現(xiàn)的斷板裂縫。原因之一,路面拓寬時,新舊路基沉降不均勻;之二,汽車橫向分布不均勻,重車道工后沉降大。

  水泥混凝土路面橫向裂縫,是在無切縫處產生的橫向裂縫。原因之一,切縫不及時或切縫過淺,板面干縮開裂;之二,水泥混凝土路面是剛性路面,對超載特別敏感。

  舊水泥砼路面裂縫是活動的裂縫,是尚在發(fā)展的裂縫。水泥砼路面裂縫受車輛荷載變形,及環(huán)境溫度、濕度的變化而時張時閉。由于其成因無法消除,水泥砼路面裂縫的長度、寬度將不斷發(fā)展。因此,必須對各種裂縫進行修復。

  1)對寬度小于5mm的輕微裂縫,可采取擴縫灌漿。

 、倭芽p擴寬,裂縫深寬比太小,無法給灌縫料和縫壁提供足夠的接觸面積,易造成灌縫料與縫壁脫開,且易被擠出。采用裂縫跟蹤鋸順著裂縫將縫口擴寬成1.5~2.0cm的溝槽,槽深可根據裂縫深度確定,最大深度不得超過2/3板厚。

  ②采用壓縮空氣法和鋼絲刷法清理裂縫清除混凝土碎屑,徹底清理裂縫中的灰塵和雜物,有利于保證封縫材料與縫壁間的牢固粘結。

 、圻x用的灌縫材料,須具備良好的耐久性、良好的延伸性和疲勞性能、良好的粘結力、良好的施工性能。用路面灌縫機從擴寬裂縫的一端灌注至另一端,邊灌注邊填入粒徑為0.3~0.6cm的清潔的小石屑(含泥量<1%)。

 、芄嗫p材料固化后,達到通車強度,即可開放交通。

  2)對貫穿全厚的大于5mm小于15mm的中等裂縫,可采取條帶罩面進行補縫。

 、偈紫软樍芽p兩側各約15cm,且平行于裂縫切7~10cm深兩條橫縫。

 、谠趦蓹M縫內側用風鎬或液壓鎬鑿除7~10cm深混凝土。

 、垩亓芽p兩側10cm,每隔50cm鉆一對鈀釘孔,鈀釘孔的直徑略大于鈀釘?shù)闹睆?~4mm。并在兩個鈀釘孔之間打一個與鈀釘直徑相一致的鈀釘槽。

 、茆Z釘宜采用φ16螺紋鋼筋,使用前應予以除銹。鈀釘長20cm、彎鉤長7cm。

 、輰⒖撞蹆忍顫M快硬砂漿,安裝鈀釘。

 、耷懈畹目p內壁應鑿毛,并清除松動的混凝土碎塊及表面塵土、裸石,以增強新老混凝土的粘結力。

 、咴谛扪a面上先刷一層同混凝土配比的修補砂漿,然后澆筑快硬混凝土。澆筑混凝土應及時振搗密實、抹平,并噴灑養(yǎng)護劑。

  ⑧修補塊面板兩側,應加深縮縫,并灌注填縫料。

  第三步舊水泥混凝土路面接縫維修。

  現(xiàn)在一些施工單位對接縫修復不夠重視,對接縫處理草草了事,認為舊水泥混凝土路面加鋪土工格柵或鋪設應力吸收膜粘結層(SAMI),接縫處就沒有反射裂縫,其實不然,沒有處理好的接縫,也是瀝青路面反射裂縫的根源。