加鋪瀝青面層在舊水泥混凝土路面改造中的應用

1、加鋪瀝青面層在舊水泥混凝土路面改造中的應用    摘要：水泥混凝土路面隨著使用年限增長、交通量增加等原因漸漸產(chǎn)生破壞，需對原有路面進行適當修復和改造，從經(jīng)濟、方便、合理的角度考慮，在原有路面上加鋪瀝青面層是其中一種行之有效的方法。本文主要從加鋪瀝青面層的設計和施工方面提出一些個人看法與建議，與同行專家探討。 關鍵詞：水泥混凝土路面，加鋪，瀝青面層，設計，施工 一引言 目前我國已建成的公路中水泥混凝土路面約20萬km。水泥混凝土路面作為高級路面的一種主要結(jié)構形式，具有強度高、穩(wěn)定性好、使用壽命相對較長和前期養(yǎng)護費用較低等優(yōu)點。但隨著使用年限增長、交通量增加

2、和超載車作用，以及設計、施工等方面的原因，水泥混凝土路面損壞日益嚴重，出現(xiàn)露骨、開裂、斷板、錯臺、破碎、板底脫空等病害，影響了道路的使用功能，面臨著修復工作。 與瀝青路面相比，水泥混凝土路面的修復比較困難，常用的修復方法有更換破碎板、加鋪新水泥混凝土面層和加鋪瀝青面層三種。更換破碎板和加鋪新水泥混凝土面層不僅工程量和耗資巨大、大量的建筑垃圾難以安置，而且過長的建養(yǎng)周期嚴重影響交通；而加鋪瀝青面層在有效地改善舊水泥混凝土路面使用性能的同時，充分利用了舊水泥混凝土路面，工期較短，施工方便，對交通、環(huán)境影響小，是舊水泥混凝土路面改造工程中應用較多的方法。 二加鋪瀝青面層的設計原則 反射裂縫是水泥混凝

3、土路面上加鋪瀝青面層設計中必須重視的問題，由于水泥混凝土路面的應力在接縫或裂縫處不連續(xù)，在車輛荷載及氣溫變化的影響下，作用在加鋪層底面的拉應力超過了瀝青面層的抗彎拉強度并使其底面開裂，裂縫逐漸向上延伸，直到穿透面層，形成所謂的反射裂縫。反射裂縫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(chǎn)生后，地表水會沿著裂縫向下滲透至路基，引起路基損壞。雖然我國有些省份在采用瀝青加鋪層技術改造水泥混凝土路面方面進行了許多有益的嘗試和艱苦的技術探索，但不可否認的是水泥混凝土路面的反射裂縫一直是影響加鋪層使用壽命與使用性能的最根本的原因。因此，針對反射裂縫這個問題，設計上應注意以下幾點： 1、舊水泥混凝土

4、路面處治方案的選擇 對舊水泥混凝土路面的損壞情況和結(jié)構狀況進行正確的評價是解決反射裂縫和保證加鋪層成功至關重要的一環(huán)，一般采取先對舊水泥路面的病害按段落樁號進行統(tǒng)計，然后用探地雷達、彎沉儀等儀器對混凝土路面的脫空及結(jié)構的均勻情況、路面承載能力等進行檢測評價，再根據(jù)檢測結(jié)果選擇相應的處治方案。對于軟弱地基、板底脫空、沉陷、錯臺等病害可用采用壓漿補強處理；對于嚴重的斷板和破碎板可采用多錘頭破碎機，將水泥混凝土路面破碎成混凝土塊、壓穩(wěn)后，作為基層使用；原有的板塊分縫、裂縫應重新進行清縫、灌縫；對于非結(jié)構性破壞，如脫皮、露骨、剝落、麻面等對整個路面結(jié)構承載力影響甚小，可不作處理。 2、加鋪層中采用應力

5、吸收層 為了防止和減少瀝青土面層中的各種裂縫，應在面層中加設應力吸收層。土工合成材料是一種人工合成的高分子聚合物，具有很高的耐熱性，優(yōu)異的耐寒性，良好的整體性、連續(xù)性和耐久性，作為水泥混凝土路面與瀝青加鋪層中間層，可有效地改善路面結(jié)構應力分布，抵抗和延緩由路面基層裂縫引起的瀝青路面反射裂縫的發(fā)生，從而提高路面的使用壽命。玻璃纖維土工格柵的抗拉強度高，但不能解決防水問題；聚脂玻纖布的抗拉強度相對較低，但綜合性能好于前者，既能起到防止反射裂縫的作用，又能在浸漬瀝青后形成一個理想的防滲透層，在舊混凝土路面加鋪瀝青面層中較常用這一材料。 應力吸收層還可采用改性瀝青，按2kgm2左右的灑布量，形成大約2

6、mm的瀝青膜。通過這層改性瀝青的彈性恢復性能，可有效地吸收部分反射裂縫。 3、瀝青加鋪層厚度的確定 瀝青加鋪層厚度設計由行車荷載和防反射裂縫兩個因素控制，適當加厚可以延緩路面的開裂。相關資料顯示，加鋪層最小厚度宜為812cm。當然從經(jīng)濟的角度而言，一味地加厚面層并不經(jīng)濟，這時需綜合考慮原路面水泥板塊的處理情況，因地制宜采用相應的面層。 4、選用抗裂性好的瀝青混合料 對面層而言采用合適的改性瀝青,可以提高瀝青加鋪層的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性，還能保證良好的抗車轍、抗滑、防水等性能，顯著減少和延緩病害的產(chǎn)生，延長路面使用壽命。另外，瀝青混合料中加入相應的抗裂外加劑，合理的材料級配，適宜的孔隙率等，可

7、以提高加鋪層的抗拉強度，同時也減緩車轍及反射裂縫的出現(xiàn)。 三舊混凝土路面的處治 1、灌縫 原有舊水泥混凝土路面的接縫、裂縫均要重新進行清縫，并用灌縫料或改性瀝青材料進行灌縫，以有效防止路面水從路面滲入基層，保證基層有足夠的強度和穩(wěn)定性。 2、板底壓漿 對于原混凝土路面的軟弱地基、板底脫空、沉陷、錯臺等病害可用采用壓漿補強處理，利用灰漿泵的壓力將水泥漿液通過預先鉆好的孔洞直接壓入板下，填充板下出現(xiàn)的空洞，使地基或基層重新穩(wěn)定。施工方法如下： （1） 布孔：呈梅花型，（2） 每板35孔。 （3） 鉆孔：根據(jù)檢測結(jié)果，（4） 軟弱路基段鉆孔深度一般為2左右。板

8、底脫空主要存在于混凝土板底與基層頂面之間和基層底部與底基層頂面之間，（5） 所以鉆孔深度必須穿透基層，（6） 以確保漿液能灌入到所有可能的脫空界面，（7） 鉆孔深度根據(jù)原路面結(jié)構層厚度確定。使用5cm鉆頭鉆孔，（8） 并安排有專人量深，（9） 做好記錄。 （10） 預埋法蘭螺帽：為了壓漿管槍頭能固定于壓漿孔口上，（11） 形成整體，（12） 有足夠的壓力壓漿，（13） 在孔口內(nèi)壁用環(huán)氧樹脂預埋上法蘭螺帽。應注意的是，（14） 預埋上螺帽后，（15） 需臨時封上孔，（16） 以

9、防雜物落入。 （17） 漿液配制漿液應具備（18） 下列特點初凝時間長，（19） 施工和易性好，（20） 早期強度高，（21） 不（22） 發(fā)生收縮，（23） 因此應在水泥漿液中加入適量的減水劑、早強劑和膨脹劑。 （24） 壓漿：壓漿前應進行清孔，（25） 用空氣高壓槍，（26） 插入壓漿孔中，（27） 吹出雜物。壓漿采用沖程式壓漿機，（28） 壓力由壓力表指（29） 示。壓漿壓力應根據(jù)壓漿機械、路面狀況等來控制，（30） 一般以24Mpa為宜；抬板時根據(jù)

10、抬板難易情況增壓12Mpa，（31） 使壓漿后錯臺5mm。壓漿關鍵是要壓漿槍頭與板塊上的壓漿孔能聯(lián)接牢固，（32） 不（33） 漏漿，（34） 保證壓漿壓力，（35） 并要密切（36） 注意現(xiàn)場，（37） 以免水泥漿從其他地方流失。 （38） 封孔養(yǎng)生：壓漿后，（39） 應立即用木塞封孔，（40） 養(yǎng)生3d后，（41） 才能開放交通。 3、水泥混凝土路面碎石化處理 對于嚴重的斷板和破碎板，可采用水泥混凝土路面碎石化處理技術，即采用多錘頭破碎機，將水泥混凝土路面破碎成混凝土塊，其中表面部

11、分最大尺寸不超過7.5厘米，中間部分不超過22.5厘米，底部部分不超過37.5厘米?；炷谅访嫫扑楹?，采用Z型鋼輪壓路機（20-25噸）進行振動壓實，Z型鋼輪壓路機的波紋凸出條可保證水泥混凝土顆粒不至于向外擠出，確保碾壓效果和表面的平整。在Z型壓路機壓實后再用普通震動壓路機碾壓2-3遍，為鋪筑路面加鋪層提供較為平坦的工作面。碎石化處理完成后，可灑灌乳化瀝青，以增強碎石化基層與面層的粘結(jié)、并提高路面整體強度。 水泥混凝土路面碎石化處理技術是修復嚴重損壞水泥路面的一項新技術，能夠較好解決舊水泥路面加鋪瀝青層所產(chǎn)生的反射裂縫問題，具有工程造價較低，施工方便，對交通影響小等優(yōu)點。2004年，廣西在國道

12、324線隆安至百色二級公路混凝土路面維修改造工程中首次采用該項技術，并取得了良好的效果。 四、加鋪瀝青面層的施工要點 1、土工布的鋪設 舊水泥混凝土路面處理完后，可以進行土工布的鋪設。鋪設步驟為： （1）施工前應用清洗和清掃干凈已處理好的舊水泥混凝土路面，保證路面無污染。 （2）灑布瀝青乳液：瀝青乳液的用量將直接影響土工布防治反射裂縫的能力。用量過大，則會降低土工布表面的摩擦系數(shù)，車輛通過時易打滑，其與瀝青加鋪層的粘結(jié)力也將降低；用量過少，土工布與舊水泥混凝土路面和瀝青加鋪層將不能形成一個良好的整體，從而影響其緩解應力集中的效果。瀝青乳液灑布用量一般為0.60.8kgm2。 （3）鋪設土工布：

13、土工布可采用機械或人工鋪設，待改性乳化瀝青即將完全破乳時，將土工布橫向、縱向拉展緊壓在水泥砼路面上，并碾壓至土工織物呈黑色。鋪設后要安排工作人員及時檢查、處理打皺和被輪胎粘起的土工布。土工布橫向搭接寬度為810cm，并根據(jù)攤鋪方向，將后一幅端部壓在前一幅的末端之下；縱向搭接寬度為45cm?？v向搭接和橫向搭接處可采用固定器固定，也可采用粘層油固定。 （4）注意事項：土工布鋪設前，除了對土工布進行一般性能測試外，還應進行瀝青浸透，線性收縮、界面剪切等試驗；土工布鋪設過程中，應封閉交通，除施工車輛外，其他車輛只有在緊急情況下才允許在鋪好的土工布上緩慢通過，避免車輛在土工布上轉(zhuǎn)彎或急剎車。 2、加鋪瀝

14、青面層的施工要點 （1）瀝青面層攤鋪前應再灑布一次粘層油，用量約為0.50.6kg/m2。 （2）瀝青混合料的拌和：在瀝青混合料拌和過程中要從混合料級配、瀝青用量、拌和溫度和時間等進行全方位的控制，以提高混合料的攤鋪效果。 （3）平整度的控制：為了控制攤鋪時的平整度，攤鋪機熨平板的自動找平裝置需要有一個準確的基準面。目前公路工程中常用的基準面（線）控制的方法有：基準鋼絲繩法、浮動基準梁法等。攤鋪機工作時應保持勻速緩慢前進，嚴禁時慢時快或中途停頓；否則會破壞熨平板受力平衡系統(tǒng)，引起熨平板上下波動，直接影響路面平整度。 （4）溫度控制：為確保瀝青加鋪層的質(zhì)量，瀝青混合料出廠溫度應控制在120165

15、；攤鋪時的溫度不得低于110130，也不得高于165；碾壓溫度控制在110140，碾壓終了溫度不低于70。 （5）瀝青混合料的碾壓：壓實分為初壓、復壓和終壓，壓路機應以均勻速度行駛。初壓采用輕型鋼輪壓路機碾壓，初壓后檢查平整度和路拱，必要時應予以修整。復壓緊接在初壓后進行，復壓宜采用重型的輪胎壓路機。終壓緊接在復壓后進行，應采用鋼輪壓路機或關閉振動的振動壓路機碾壓。在碾壓期間，壓路機不得中途停留、轉(zhuǎn)向或制動，不得停留在溫度高于50的已經(jīng)壓實過的混合料上。 （6）接縫的處理：相鄰兩幅及上下層的橫向接縫，均應錯位1m以上，上面層接縫應采用垂直的平接縫。平接縫應做到緊密粘結(jié)，充分壓實連接平順，可采用切縫機切齊接頭，灑粘層油后接著攤鋪。當半幅施工不能采用熱接縫時，宜加設擋板或采用切刀切齊，也可在混合料尚未完全冷卻前用鎬刨除邊緣留下毛茬的方式，但不宜冷卻后采用切割機切縫作縱向冷接縫。 五、結(jié)束語 舊水泥混凝土上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，國內(nèi)在近年來對這種改造方法進行了較多的探討，廣西曾在國道322線全州至桂林段、國