旧水泥砼路面改造加铺沥青砼施工技术的应用
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1.前言
旧水泥混凝土上加铺沥青混凝土面层，是改造旧水泥混凝土路面行之有效的方法之一，在公路的改建和扩建中大部分地区已普遍采用。虽然目前我国尚未有比较成熟的相关设计规范和方法，对加铺沥青混凝土的板块未提出相应的评价指标，对于特重交通路面结构设计的经验也很不足，但近年来国内许多科研、设计单位面对广大工程改造的迫切需要，在这方面的研究中取得了不少有益的、值得借鉴的经验。
2.工程概况
盐城市西环路为南北向城市主干道，本次道路改造工程北起世纪大道，南至盐徐高速公路，全长约为7087.34米，桩号约为K0+150~K7+087.34。其中：对于K2+150~K3+020处旧水泥混凝土路面加铺层具体结构如下：4cmAC-13 SBS改性沥青砼+8cmAC-25粗粒式沥青砼+lcm应力吸收层SAMI+2m宽玻纤格栅+处治后的旧水泥混凝土路面。
要保证路面结构的水稳定性和耐久性，预防水破坏是至关重要的。因此，应将路面抗渗性能作为一个重要指标来控制。尤其是粘附性有利于提高抗渗性。采用SBS改性沥青、玄武岩石料、掺加抗剥落剂、在矿粉中掺加一定量的水泥，对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳性都有明显效果。但要注意不同抗剥落剂与各种石料之间的匹配问题。
3.旧水泥混凝土板处理
旧水泥混凝土板受温度变化影响大，而且旧路面板存在接缝和裂缝，并常常伴有错台、断板、啃边、沉陷、脱空等损坏现象，使得复合结构中奇异部位尤为突出。以旧水泥混凝土路面作基层，应具有足够的强度与适宜的刚度。沥青混凝土路面属柔性路面，面层的强度直接取决于基层的强度，基层强度不足将直接导致面层的破坏。纵观国内水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层设计，最关键的问题是要对旧水泥路面板的处理。首先对其使用状况进行全面彻底的调查，对出现的路面病害、部分结构承载力不足等进行深层次的分析。一般通过人工调查对旧水泥路的病害按段落桩号进行统计，采用探地雷达、弯沉仪对混凝土板的脱空和其结构层的均匀情况、路面承载能力进行检测评价。尤其在传荷能力较差的接缝处，板下脱空影响重大，必须对水泥混凝土路面的处治给予高度重视。其次针对不同种类的病害进行有效的处理。对边角破碎损坏较深和较宽的路面，先用切割机切除损坏部分（如果钢筋难以全部保留，至少也要保留20-30cm的钢筋头，且应长短交错。），然后浇注同标号混凝土；对破损较浅、较窄的，可凿除5cm以上，然后用细石拌制的混凝土混合料填平；对发生错台或板块网状开裂，应首先考虑是路基质量出现问题，必须将整个板全部凿除，重新夯实路基及基层，浇注同标号混凝土；对于板块脱空、桥头沉陷、板的不均匀沉陷及弯沉较大（横缝两侧弯沉差大于0.06mm时或横缝主点弯沉大于0.2mm时）的部位，钻穿板块，然后用水泥浆高压灌注加固处理。
4.反射裂缝的防治
根据反射裂缝的机理，主要应从结构和材料两方面进行考虑。面层厚度应保证超过10cm，可有效防止受拉疲劳产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力。材料中适当增加沥青用量，减小混合料空隙率，可延缓裂缝的扩展。设计采用了应力吸收层（SAMI），在处治后的旧水泥混凝土板上铺设玻璃纤维格栅加做lcm橡胶沥青应力吸收层（SAMI）加强混凝土的抵抗差动位移（剪切强度）的能力。橡胶沥青应力吸收层（SAMI）在处治后的旧水泥混凝土板上，有效地防止地表水通过旧水泥混凝土板缝下渗到土基，又能减少地下水通过旧混凝土板间接缝进入加铺层而浸湿加铺结构层材料，防止无机结合料处治的粒料层强度降低，延缓沥青混凝土面层出现剥落和松散。橡胶沥青应力吸收层（SAMI）铺设在旧水泥混凝土板与加铺层之间，具有高变形能力的改性沥青层，她能够吸收裂缝部分的应力集中，并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向，起到了消散水平应变和传递竖向荷载的作用，增强沥青混凝土的整体抗拉强度，延缓反射裂缝的产生。玻璃纤维格栅是国内外公认的可用于减少沥青路面反射裂缝的技术措施，它具有高抗拉强度和弹性模量高的特点。在玻璃纤维格栅和橡胶沥青应力吸收层（SAMI）的组合铺设下大大增强了沥青混凝土的整体抗拉强度，改善铺装层的整体受力状态，减少永久变形，延迟疲劳破坏，防止和减少路面裂缝的产生。此外采用SBS改性沥青、玄武岩石料等，加强施工控制，保证在制备沥青混合料过程中不使沥青老化和加强碾压，使沥青混合料达到高的密实度，都有助于减少反射裂缝。
5.沥青混凝土加铺层厚度控制
沥青混凝土加铺层厚度由行车荷载和防止反射裂缝两个因素控制。旧水泥混凝土路面作为基层，强度较高，其上铺筑沥青混凝土结构层，强度满足行车荷载需要，关健是防止反射裂缝的产生。多年的研究表明，过厚的沥青混凝土面层由于温度影响会产生裂缝。因此，设计厚度标准应与一般的沥青混凝土路面设计一样，在满足承载能力的前提下，路面结构层厚度应有良好的水稳定性和高温强度，沥青混凝土面层应满足使用功能的要求，加铺层厚度首先要满足原路面纵向线型，同时为避免过多的破碎和替换混凝土板，考虑旧路局部地方下沉、部分板翘曲、旧路路面横坡度变化等情况，注意将调坡与路面现有承载力调查法相结合。旧水泥路改造一般采用两层密实型沥青混凝土结构，沥青混凝土加铺层的最小厚度为8～10cm比较理想，下面层为最小厚度5cm的沥青混凝土整平层，上面层为4cm左右的抗滑表层，实现与其它沥青路面一样，具有良好的平整度、构造深度和密实度等。
6.沥青混凝土面层材料的选择
原材料是影响沥青混凝土质量的根本所在，严格把好进场材料关对沥青混凝土生产质量将产生至关重要的影响。集料在沥青混合料中起到一个整体骨架作用来抵抗路面的变形，集料本身的强度特性、集料与沥青的粘附性、集料的棱角性和集料的级配对沥青混凝土路面的强度、高温稳定性和水稳性起决定性作用。控制石料中的扁平状含量，扁片颗粒含量多会增加石料的表面积和沥青用量，也会降低混合料的抗形变能力。
6.1粗集料
沥青面层粗集料应石质坚硬、清洁、不含钢化颗粒，近立方体颗粒的碎石，料径大于2.36mm。选用反击式破碎轧制的碎石；严格控制细长扁平颗粒含量，以确保集料的质量。具有良好的颗粒形状，抗压强度应不低于三级，压碎值小于 25%，与沥青材料粘结力不低于三级。质量技术符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）表4.8.2、表4.8.3的要求执行。
6.2细集料
采用坚硬、净洁、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米粒。质量技术按《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）表4.9.2、表4.9.3的要求执行。
6.3填料
采用石灰岩等憎水性材料加工的矿粉，矿粉保持干燥、清洁。有30%能通过0.074mm筛，亲水系数小于1.0，外观无团粒、结块。拌和机回收的粉料在沥青路面上、下两个面层的混合料均不采用，全部弃掉，以确保沥青面层的质量。质量技术按《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）表4.10.1之要求执行。
7.提高沥青混凝土路面的抗渗性能
要保证路面结构的水稳定性和耐久性，预防水破坏是至关重要的。因此，应将路面抗渗性能作为一个重要指标来控制。尤其是粘附性有利于提高抗渗性。采用改性沥青、掺加抗剥落剂、在矿粉中掺加一定量的水泥，对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳性都有明显效果。但要注意不同抗剥落剂与各种石料之间的匹配问题。当选用掺加水泥时，应注意确保施工实际掺加剂量的准确性。此外，要选择适当的级配范围，提高沥青用量及提高4.75～9.5mm规格集料的用量相应地都可以提高混合料的抗渗性能。