论在水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层

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摘要:在水泥混凝土破损路面上加铺沥青混凝土面层是近些年来国内研究的一个热点。不仅针对初始施工,其对于旧路面的修复能力也非同小可。本文结合国内外对水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层的设计方法及研究现状,针对其中涉及的一些问题提出了一些看法。

关键词:沥青混凝土加铺层 设计方法 施工质量控制

近些年来,随着公路建设的发展,公路的交通承载能力需求不断上升大量过境车辆转移至该类道路,过度的超能力运营,使得道路破损情况层出不穷,影响了道路的通行能力和服务水平。那么随之出现的改建和扩建工程越来越多,其中一个主要的项目就是在原有的水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层,改善其使用性能。该工程,在水泥混凝土路面较多的省份较为普遍。在 水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层类似于复合式路面设计。由于原有水 泥混凝土路面都是经过多年的使用,混凝土板产生了许多破损。且经过长时间的使用包括雨水的浸泡和行车荷载,有混凝土板下的基层和路基原状态发生了变化,在加铺沥青混凝土面层前需要对老路面进行全面的调查、评价,需要仔细分析破损的成因,然后根据不同破损分别进行分对处理,之后再铺设面层。这期间也必须考虑造价问题。

1、我国路面加铺沥青混凝土面层的建设情况

许多早期建设的水泥混凝土路面经过多年的使用,产生了多种破损现象,混凝土板产生了许多诸如沉陷、断板等破损。这就要求在其上加铺沥青混凝土面层,以改善其使用性能。水泥混凝土路面上进行加铺沥青面层现在主要有两种类型:水泥混凝土加铺层和沥青加铺层。因为高等级公路具有交通量大,修复过程中不允许全幅中断交通的要求,而沥青加铺层具有修复周期短、行车舒适等优点,那么在旧水泥混凝土路面上加铺沥青加铺层理所当然地成为了我国一种切实可行、简单有效的修复措施。20世纪90年代中期, 我国在一些省份开始了水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的相关工作。最初使用的破碎和稳固方法不能较大面积均匀地击碎旧面板,它是将破碎和稳固分别进行,故无法将破碎的面板块均匀有效地同基层及土基稳固成一体,所以工作效率不高。经过研究得出的新途径之一非圆形轮冲击式压实机及多锤头破碎法可在冲碎旧板的同时将其夯实稳固在基层上,从而在继承传统方法的基础上获得较理想的效果。多位道路研究者在各个时期利用了相关理论对加铺层问题进行了交流,并取得了一定成果,但目前,我国的对沥青路面加铺层设计规范仍没有明确的设计体系和设计指标,因此在沥青加铺层设计方面多借鉴国外经验,其中主要来源于美国。

2、国外工程研究参考

国外对在旧水泥混凝上路面上加铺沥青层的研究较早,各个国家的道路工作者根据研究和实践就提出了多种设计理论和方法。在此简介几种较有借鉴意义的方法。

沥青法是美国的一种经验法,此法认为沥青加铺层的破坏原因是行车荷载所引起的接缝处的竖向弯沉差。其设计参数主要考虑水泥混凝土板长、接缝宽度和层间处置措施,给出了简单的图表来确定罩面层的厚度,但没有给出定量的关系,可能会出现与实际不符的情况。接下来介绍一种迄今为止较完善的经验设计方法:AASHTO法。它在新建水泥混凝土路面设计方程的基础上,综合考虑旧路面的剩余寿命和影响路面使用性能的其他因素其设计概念明确,易于操作。

3、沥青加铺层的结构设计

因为水泥路面的损坏状况复杂,变异性大,所以加铺层设计需要考虑的影响变量多,设计参数也难以正确确定。对于在旧水泥混凝土上加铺沥青罩面层,上文已提及由于种种技术问题没有解决,我国目前还没有成熟的设计方法,但是,沥青加铺层设计中应考虑的主要因素应该是旧水泥路面结构的强度和反射裂缝的防止。对水泥混凝土路面破裂板而言,其结构层主要表现为柔性路面,因此,可以案板无限地基上的弹性层状体现为理论基础进行加铺层厚度的计算。沥青加铺层或半刚性补强层层底拉应力应不大于该层材料的容许拉应力,这是工程的设计根本参照标准。在设计中要考虑筹划的方面包括对交通组成、气候和自然区划等资料调查;对沥青混合料或半刚性材料抗拉强度进行试验测定;对旧水泥混凝土路面破裂板顶面当量回弹模量进行测试。并且在进行破裂板加铺层路面结构厚度计算时要先确定破裂板顶面的剩余刚度。工程中可能还会涉及挖除旧水泥混凝土面层工作,然后再根据设计高程铺筑一定厚度的混凝土调平层,之后才加铺一定规格的改性沥青混凝土或沥青混凝土。

同时在加铺层结构设计中应该顾及加铺层的材料设计。因为倘若按照材料的功能要求去设计材料,能极大限度地满足经济建设与社会发展的需求,并可有效利用人类社会的宝贵资源来设计材料概念和方法,能提高各类工程设计的水平与效率,并在很大程度上降低工程成本、有效地提高工程质量。

4、加铺层施工质量控制

首先要明确水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的施工程序,从而做到按部就班的有效控制。在设备准备方面尤其是拌和设备的进厂方面一定要使厂家保证在其设计、协调配合和操作方面,都能使生产的混合料符合工地配合比设计要求。负责人员必须注意调查拌和厂是否有配备足够试验设备的实验室并确定能否及时提供使监理工程师满意的试验资料。购置的拌和机应该按重量分批配料,并有装备温度计及保温的成品贮料仓和二次除尘设置。将拌和设置的产量和生产进度设置成相匹配的标准,在设备安装完成后要按批准的配合比进行试拌调试直到符合要求。另外购置的摊铺设备,要装配有电子或机械调平系统及可调的振动夯具和振动整平板,保证达到理想的平整度。同时应购置配有钢轮式、轮胎式及振动式压路机的压实设备,从而能按合理的压实工艺进行组合压实。工程施工开始时要对旧混凝土路面按不同病害类型处理,首先应将路面清扫干净,不留任何泥土、砂、石颗粒物,特别是要铲除路面上锐缘尖的突出部分,对于坑洞可填入裂缝修补材料。同时一定要保持路面干燥。之后在铺设聚酯玻纤布时最好采用专用机械设备铺设聚酷玻纤布。拌和粗、细集料要分类堆放和供料,取自不同料源的集料应分开堆放并对每个料源的材料进行抽样试验。拌和前要将集料包括矿粉充分地烘干并且每种规格的集料、矿粉和沥青都必须分别按要求的配合比进行配料。另一方面,对于人工工作的保证,离不开完善的管理制度和监督部门的慎密督促。在财务支出和设备养护方面更要做到专人专责,财务往来最大程度上透明化。

5、结语

混凝土路面加铺工程首先应对原有路面破损的成因进行深层次的分析,并在以后的材料组成设计和结构组合设计中采取相应的措施,予以预防和改善。我国公路交通发展过程中应继续端正研究态度,积极关注国际研究过程动向,增强科研人员的工作动力,完善设计、施工和工程质量控制以及工程养护工作。

参考文献

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[2]刘祖军.旧混凝土路面上加铺沥青混凝土面层的研究[D].北京:北京市市政工程研究院硕士学位论文,2003.

[3]陈素峰.复合式公路路面国内外设计及研究现状[J].路基工程,2004(4).