水泥混凝土路面加鋪瀝青面層在市政道路中的應用
摘要：我國早期城市道路路面主要使用水泥混凝土材料，現(xiàn)已嚴重破壞，影響了車輛地通行，故在原有路面上加鋪瀝青混凝土的方法受到了廣泛的青睞。但是該方法也存在很多問題，就水泥混凝土板塊的處理，反射裂縫的處理，夾層的設置及面層材料與厚度的選擇及施工質(zhì)量的控制都是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面；反射裂縫；瀝青面層加罩
1、前言
20世紀80年代以來，我國市政道路工程中的水泥混凝土路面有了較快的發(fā)展，但迄今為止，早期修建的水泥混凝土路面中大部分已接近或超過設計年限，并由于交通量劇增,汽車軸載日益重型化或設計、施工等方面的原因，出現(xiàn)了路面結(jié)構(gòu)損壞。舊水泥混凝土路面行車的經(jīng)濟性、舒適性、安全性已難以滿足目前大流量的交通需求，且水泥混凝土路面不同于瀝青路面，一旦開始出現(xiàn)局部損壞，若維修不及時或養(yǎng)護不當，會進一步加劇水泥混凝土路面的破壞，故城市中大量的水泥混凝土路面都將面臨翻修改建的任務。在目前各種道路改建方案中，加鋪瀝青混凝土面層是實際改造工程中較常用的措施之一，特別在城市道路中，由于交通流量大，施工要求高，若道路結(jié)構(gòu)重建，則需要長時間地占用道路地有效使用面積，致使交通堵塞行車不暢，影響環(huán)境。因此深入開展水泥混凝土路面加鋪瀝青面層的應用，有著極高的社會效益和經(jīng)濟效益。
2、舊水泥混凝土路面的處理
舊水泥混凝土路面的處理是加鋪瀝青層的關(guān)鍵問題，由于舊水泥混凝土路是剛性面層，為了控制水泥混凝土面板受溫度變化影響伸縮變形而發(fā)生斷板現(xiàn)象，預先設置了縱縫和橫縫，且水泥混凝土路面一般有錯臺、板塊斷裂、板底脫空等路面病害。所以在施工前必須對道路現(xiàn)狀進行分析，對接縫及各種路面病害按要求進行不同的處理。
接縫處，采用清縫灌縫方法處理。即將舊水泥混凝土板的縱、橫縫用清縫機將縫槽清干凈后，用環(huán)氧瀝青嵌縫材料或其它防水材料充填，以防雨水及雜物下滲。對于寬度大于2cm的裂縫應用水泥混凝土進行修補，并在有裂縫道面表面涂刷粘層油，防止雨水滲入土基，使新舊道面結(jié)合緊密。
板塊破碎、板塊斷裂、沉陷、掉邊、缺角等病害板，必須用破碎機(液壓鎬)鑿除。清除混凝土碎屑后，整平基層，并夯壓密實，然后鋪筑與舊板塊等強度的水泥混凝土，其標高控制與舊板面平齊。為提高水泥混凝土的抗折強度，建議在補筑混凝土中加入16%抗裂劑。
對于脫空并且破碎的板塊，先采用沖擊錘將舊水泥混凝土板破碎成15cm×15cm以下的混凝土碎塊，然后用振動壓路機碾壓成型，使破碎板塊與板下基層貼合緊密，保證板塊穩(wěn)定，然后處理基層，再新澆水泥漿進行穩(wěn)定。
對板下脫空但結(jié)構(gòu)良好的板塊，一般采取板底注漿的方法。根據(jù)測試結(jié)果，對1/3的板塊區(qū)域進行注漿處理，在舊道面下灌漿使板處于穩(wěn)定狀態(tài)，注漿材料為超細超早強灌漿材料。具體方法為用鑿巖機在失穩(wěn)的混凝土板上鉆孔，共鉆5個孔(板中及四角各一個)，孔徑4cm，孔深以鉆頭觸及基底下的土層為止，灌漿用水泥凈漿或水泥砂漿。灌漿壓力一般為0.05～0.25MPa。灌漿先灌中孔，同時觀察其它孔，對冒出漿液的孔，即行堵塞。當達到設計灌漿壓力后，不吸漿狀態(tài)穩(wěn)壓5min，停止灌漿。
3、路面結(jié)構(gòu)設計
舊水泥混凝土路面的改造中對反射裂縫的防治一直是道路鋪裝的難題，反射裂縫是由于舊面層接縫或裂縫附近的位移引起接縫或裂縫上方瀝青加鋪層內(nèi)出現(xiàn)應力集中造成的。舊面層在接縫或裂縫附近的位移，包括由于環(huán)境溫度的變化而引起的舊面層板的水平向伸縮和由于荷載作用而引起的舊面層板邊緣的豎向彎沉，當接縫(或裂縫)上方的瀝青加鋪層內(nèi)的應力集中超過瀝青混合料能承受強度時，瀝青加鋪層便出現(xiàn)開裂。
圖3－1裂縫形成機理
根據(jù)反射裂縫的機理,水泥混凝土路面瀝青混凝土面層的反射裂縫來源于兩部分,即水泥路面接縫處的應力集中和瀝青加罩層底部的彎拉應力。因此主要應從加強層設計、面層材料選擇、厚度控制及施工質(zhì)量控制等方面進行防治。
在舊混凝土路面與加鋪瀝青層之間設置夾層，可以使瀝青加鋪層地面的應力或應變偏離應力集中的接縫處，改善加鋪層結(jié)構(gòu)的抗拉和抗剪能力，夾層的種類很多，模量相差也較大，常用的有聚氨酯纖維布、改性瀝青防水油氈和玻纖格柵夾層。
面層既要防水密實，又要有較高的低溫變形能力和抗拉、抗剪性能。國內(nèi)外大量研究表明，通過添加改性劑、改變集料級配和混合料組成等方法可以提高瀝青混合料強度及變形能力。雖然可以采用加厚罩面層的辦法，延長裂縫反射至表面的時間，但單純依靠增罩面層厚度的辦法有其弊端，必將增加路面造價，而且在夏季調(diào)溫時瀝青混合料高溫蠕變易產(chǎn)生車轍和泛油，故這一方法有很大的局限性。故我區(qū)一般上面層采用8cm粗粒式瀝青砼（AC—25）、下面層采用4cm細粒式瀝青砼（AC—13）或4cmSMA改性瀝青混凝土。
如上所述，我區(qū)在舊混凝土改造中較常用的道路結(jié)構(gòu)為舊混凝土路面+瀝青粘層+玻璃纖維格柵或土工布+8cm粗粒式瀝青砼（AC—25）+4cm細粒式瀝青砼（AC—13）。實踐證明具有較高的經(jīng)濟效益，并取得良好的使用效果�！ �
4、施工工藝過程
加罩瀝青層的施工過程為：清理舊有路面—〉修補裂縫及接縫—〉噴灑瀝青粘層—〉鋪設土工織物（滿鋪或鋪縫）—〉鋪設瀝青混凝土面層—〉碾壓。
根據(jù)以上施工工藝過程，各工序施工要求如下：
�。�1） 清理舊有路面
a) 首先將路面清掃干凈；
b) 將路面上尖銳的部分予以鏟除；
c) 對于路面嚴重裂縫，破碎處應鏟除其破碎部分，并且采用C35水泥混凝土或瀝青混凝土填補；
d) 較嚴重凹處應采用瀝青混凝土填平。
（2） 接縫處理
a) 用高壓空氣清除接縫內(nèi)雜物（水、臟物、土、雜草、油脂、廢物等）；
b) 接縫采用瀝青混合料（瀝青及石粉混合料）填。
�。�3） 噴灑瀝青粘層
a) 采用國產(chǎn)60號石油瀝青，加熱至150～170℃之間進行均勻噴灑，噴灑量1.15Kg/㎡；
b) 噴灑瀝青的橫向范圍要比土工織布物寬5～10cm。
（4） 鋪設土工織物
要求平整無折皺，并平時鋪設（在噴灑瀝青高溫狀態(tài)下），鋪設可采用人工及機械鋪設，接口處應相當搭接15cm。
�。�5） 鋪設瀝青混凝土面層
采用熱拌、熱鋪纖維抗裂瀝青混凝土，瀝青混凝土罩面層厚度以不小于8cm為適宜。
（6） 碾壓
a) 碾壓時壓路機從路邊起壓路中三輪式壓路機每次重疊宜為后輪寬1/2，雙輪式壓路機每次重疊宜為30cm。不得壓新鋪瀝青混凝土上轉(zhuǎn)向調(diào)頭及左右移動或突然剎車。
b) 碾壓速度：初壓1.5～2km/h；復壓2.5～3.5km/h；終壓2.5～3.5km/h。
5、結(jié)語
綜上所述，舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層，是改造舊水泥混凝土路面行之有效的方法之一，我區(qū)在舊混凝土道路改造也取得了良好的效果，有了一定的經(jīng)驗和教訓，但問題的復雜性尚未得到很好的解決，特別是對道路反射裂縫的控制，仍無十足的把握。為此，對水泥混凝土路面改造技術(shù)仍需進一步分析研究，精心管理、精心施工，加強對其建設質(zhì)量的控制，努力提高改造后道路的使用壽命，以減少道路施工對城市交通與環(huán)境的影響�！�
參考文獻
【1】. 姚祖康，水泥混凝土路面，人民交通出版社，1999。
【2】. 交通部水泥混凝土路面推廣組，水泥混凝土路面研究，人民交通出版社，1997。
【3】. 中華人民共和國行業(yè)標準，公路水泥混凝土路面設計規(guī)范JTJ012-94，人民交通出版社，1994。
【4】. 中華人民共和國行業(yè)標準，公路瀝青路面設計規(guī)范JTJ014-97，人民交通出版社，1997。
【5】. 郭忠印，潘正中。土工織物在路面工程中的應用技術(shù)綜述[J]。公路，2000（9）。
【6】. 徐世法，季節(jié)，羅曉輝等。瀝青鋪裝層病害防治與典型實例，人民交通出版社，2005。
【7】. 沙慶林，王旭東，水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層的技術(shù)研究，公路，2002。
【8】. 劉曉春，舊水泥路面的瀝青加鋪層設計分析，交通科技，2005。
【9】. 周富杰，胡圣。反射裂縫產(chǎn)生和發(fā)展機理，國外公路，1997。
【10】. 熊朝暉,劉蓉暉，對舊水泥混凝土路面進行加鋪改造的探討[J]，湖南交通科技，2004，30（2）：21～22
