城市道路旧水泥砼土路面加铺沥青砼施工探讨
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摘要：近年来，随着各地城市品牌的提升和交通量的剧增，原有的城市水泥混凝土路面已经出现露骨、开裂、断板、沉陷、错台、破碎、板底脱空等各种损坏，影响了道路的正常使用功能和城市形象，面临着各种修复处理工作。所以鉴于以上问题，文章重点讲述旧水泥混凝土路面加铺沥青路面的处理技术，用以提高城市道路的使用功能和延长使用寿命，望有关同行能得以借鉴及指正。
关键词:城市道路 ， 加铺 ， 沥青砼路面 ， 施工
Abstract: in recent years, as cities all over the ascension of the brand and volume of traffic of the surge, the original city cement concrete pavement has appeared, craze, sexually explicit, subsidence, wrong can Taiwan, crushing, slab suspending, etc. Various kinds of damage, the impact of the way the normal use of the function and the image of the city and faced with a variety of repair work. So in view of the above questions, the article focuses on the old cement concrete pavement that add a store of the asphalt pavement processing technology, to improve the use function of urban roads and to extend the service life, hope can be reference for relevant counterparts and to correct.
Keywords: urban road, plus shop, asphalt concrete pavements, construction
中图分类号：[TU997]文献标识码： A 文章编号：
水泥混凝土路面在加铺沥青面层前，首先要对路面进行全面病害调查、检测，作出路面路损坏类型、程度和原因等各项病害统计。若因路基出现局部沉降，面板在压力作用下的应变很大，受到的拉应力就超过板所能承受的弯拉强度，出现断裂现象。当原路面板断裂处平均弯沉大于0.7mm时，要将原路面板破碎成30-100cm的小块，在破除旧面板时要防止损伤基层，对板体进行更换时要把破裂的面板取除后对基层进行检查，当发现基层上有少数裂缝，要加铺钢筋网，修复松散基层，注意要用至少15#混凝土填充、捣实，浇筑面层，基层表面要平整，并具有与老路相适宜的横坡坡度，然后重新浇筑至少C30#混凝土面板。在凿碎清除破碎面板时，不宜用冲击力过大对周围板块基层有振动影响的机械，如冲击锤。在浇筑新的混凝土面板时，混凝土板块的强度必须大于原来砼板块的设计强度，材料、配合比、施工工艺、质量控制标准等都应符合有关设计与施工规范的要求，条件具备时，可提高一个等级；若破损只是局部的，可以将局部凿除并重修复；对于未发展张开或延伸的裂缝，可以采取树酯胶进行封闭固化处理。
路面原有接缝填缝料缺失的，要清理接缝并重新灌满改性沥青，以有效防止路面水从接缝处渗入基层，保证基层有足够的强度和稳定性。水泥路面上的大多数接缝是加铺层路面产生反射裂缝的最主要原因，处理好这个问题至关重要。在处理缝隙时，要把缝隙清理干净，使用改性沥青时，要由砼路面嵌缝机加热至300℃，然后再使用砼路面嵌缝机注胶嘴把改性沥青注入接缝内。但重要的是，缝隙要灌满，密实，不能留有空隙。在接缝处应铺设防水抗裂材料，可以更好的对接缝进行封闭，一定程度上抑制反射裂缝出现或延长。
二、沥青加铺层结构设计
1．方案选择
当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为优良或中时,可采用沥青加铺层。接缝传荷能力评定等级为中时,应根据气温、荷载、旧混凝土路面承载能力、接缝处弯沉差等情况选用下述减缓反射裂缝的措施:①增加沥青加铺层的厚度;②在加铺层内设置橡胶沥青应力吸收夹层、玻璃纤维格栅或者土工织物夹层;③沥青加铺层的下层采用由开级配沥青碎石组成的裂缝缓解层;④在沥青加铺层上,对应旧混凝土面层的横缝位置锯切横缝处理。
2．厚度要求
沥青加铺层的厚度按减缓反射裂缝的要求确定,一级公路和主干道的最小厚度为100mm,其他等级的道路最小厚度宜为70mm。
3．旧砼面层相关参数计算及处理
旧混凝土板的厚度、混凝土的弯拉强度和弹性模量标准值以及基层顶面当量回弹模量标准值,采用旧混凝土路面的实测值。
旧混凝土面层厚度的标准值可根据钻孔芯样的量测高度按式(1)计算确定
hg=e-1.04sh(1)
式中:hg为旧混凝土面层测量厚度的标准值;，为旧混凝土面层量测厚度的均值;sh为旧混凝土面层厚度量测值标准差。he、、sh单位均为mm。
旧混凝土面层弯拉强度的标准值可采用钻芯样的劈裂试验测定,结果按式(2)和式(3)计算确定
， ⑵
. ⑶
式中:fr为旧混凝土弯拉强度标准值;fsp为旧混凝土劈裂强度标准值;sp为旧混凝土劈裂强度测定值的均值;ssp为旧混凝土劈裂强度测定值的标准差;以上式中的单位均为MPa。
旧混凝土的弯拉弹性模量标准值可按式(4)计算确定
. ⑷
式中:Ec为旧混凝土的弯拉弹性模量标准值;fr为旧混凝土的弯拉强度标准值;以上式中单位为MPa。
旧混凝土路面基层顶面的当量回弹模量标准值,宜采用落锤式弯沉仪(标准荷载100 kN、承载板半径150 mm)量测板中荷载作用下的弯沉曲线,按式(5)和式(6)确定
⑸
. ⑹
式中:Et为基层顶面的当量回弹模量标准值，单位MPa;SI为路面结构荷载扩散系数;w0为荷载中心处弯沉值,单位μm;w300、w600、w900为距荷载中心300mm、600mm和900mm处的弯沉值,单位μm。
当采用落锤式弯沉仪的条件受到限制时,可选择在清除断裂混凝土板后的基层顶面进行梁式弯沉测量后反算或根据基层钻芯的材料组成及性能情况确定。沥青加铺层的下层采用开级配沥青碎石混合料时,必须在路面边缘设置内部排水系统。
三、沥青加铺层防裂技术
1．加铺沥青防裂技术的施工方案
沥青混凝土加铺层的关键是防止或减缓反射裂缝的发生，提高道防裂隙路使用功能和延长公路使用寿命。目前,防止或减缓旧水泥砼路面的沥青加铺层反射裂缝的措施主要有：增加沥青层厚度，设置级配碎石基层，特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层,在沥青加铺层与水泥混凝土路面板间设置土工布、土工格栅、改性沥青油毡、钢丝网或改性(橡胶)沥青混合料应力吸收层等防裂夹层,采用切缝填封橡胶沥青等方法。具体请见水泥混凝土路面沥青加铺层的典型结构见表。
水泥混凝土路面沥青加铺层典型结构表
2．施工时的一些注意事项
铺设土工布前,在混凝土面板上喷洒粘层热沥青,喷洒沥青范围要比土工布宽5～10cm;铺设土工布时,先在起始端用垫片加水泥钉固定土工布并拉紧;土工布连接搭接长度约为15cm,连接处应手工喷洒足量粘层沥青确保土工布被浸透。土工布铺好后,应立即开始摊铺沥青混凝土。严禁非施工车辆在土工布上行驶,沥青混凝土运料车不得在土工布上转弯、调头、制动。土工格栅隔离层沥青混凝土面层,必须采用玻璃纤维格栅。常用的玻璃纤维格栅,有带自粘胶和不带自粘胶两种,带自粘胶的可直接在平整清洁的路面上铺设,不带自粘胶的通常采用水泥钉加垫片固定。采用聚酯改性沥青油毡防治反射裂缝时,通常将聚酯改性沥青油毡切割成50cm宽的长条带。沥青层锯缝填缝技术是在沥青加铺层上和旧水泥混凝土路面板接缝位置沿接缝方向锯缝并填缝的施工工艺。
3．一些常用的施工方法
增加沥青加铺层的厚度,是减少反射裂缝最常见也是行之有效的一种方法。一方面可以减少旧路面结构的温度变化,降低接缝处沥青加铺层的温度拉(弯拉)应力;另一方面可以增加路面结构的弯曲刚度,降低接缝处的弯沉及弯沉差,减少加铺层的剪切应力。对于较厚的加铺层来说,裂缝由加铺层底面扩展到顶面需要经历较长的距离与时间,也可以延长其使用寿命。为防止或减缓加铺层反射裂缝的出现,沥青加铺层应保证一定的厚度,一般应不低于20cm,太薄的沥青厚度势必在短期内即出现反射裂缝。但仅通过无限制地增加加铺层厚度的方法来减小车辆荷载应力及温度应力的方法也是不经济的,且沥青层的厚度太厚容易出现车辙,所以在增加沥青层的厚度的同时应采取其他技术措施。设置应力吸收夹层也是一种比较可行的方法,应力吸收夹层是指在旧水泥混凝土板及沥青加铺层之间设置一层橡胶沥青、改性沥青砂或柔软沥青混凝土这类应力吸收中间层(SAMI)来减少和延缓反射裂缝,还可以防止路表开裂后路表水的下渗。应力吸收层厚度一般为2～3cm,具有模量相对较小、较柔软、变形能力强、能承受大的变形而不断裂的特点。它们防止反射裂缝的机理与土工合成材料类似,但其抗剪切型反射裂缝的能力稍好于土工合成材料一类的薄膜型材料。级配碎石作为旧水泥混凝土板和沥青加铺层之间的过渡层,在加拿大、南非等国家及我国的高速公路部分试验段已得到了应用,其防止反射裂缝的效果良好。美国沥青协会建议采用AM-75、AM-43及AM-50特粗粒径沥青碎石铺筑于旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间,作为裂缝缓解层沥青(针入度40～50)含量为1.5%～3.0%,混合料含有25%～35%的连通孔隙,阻碍裂缝尖端的扩展,因而可提供缓解裂缝力扩展的作用,并且该结构层具有一定的厚度。降低温度对水泥混凝土板的影响:减少水泥混凝土板接缝张开量和翘曲量,减少接缝处的弯沉及弯沉差,减少反射裂缝产生的可能性。
结束语：
对于城市旧混凝土路面加铺改造目前国内仍处于研究试验阶段。把旧水泥混凝土路面修复成新道路的下卧结构层,可有利地与城市规划发展相结合，并能节约了大量的基层材料,减少了因破除旧水泥混凝土路面所需的机械、人力费用;同时,水泥混凝土板废弃物得以利用,减少对环境的污染，提高经济效益，提升城市的生活质量。
参考文献：
[1]邓学钧.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2005.