既有水泥混凝土路面病害处治及加罩沥青改造技术探讨

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摘要：本文结合某道路旧路加铺改造实例，论述在水泥混凝土路面上加铺沥青罩面层的处治措施，并探讨改造过程中路况调查、病害处理、反射裂缝防治措施及施工工艺控制等方面的问题。

关键词：沥青加铺，混凝土路面，病害处治、玻纤格栅，反射裂缝

中图分类号：U416文献标识码： A

在我国目前的公路及城市道路中存在大量水泥混凝土路面。水泥混凝土路面较其他筑路材料具有抗弯拉强度高、弹性模量高的特点，因此呈现出较大刚性，在车辆荷载作用下，板体竖向弯沉较小。但随着国内机动车保有量急剧增长，加上汽车轴载日益重型化，路面多出现不同程度的露骨、开裂、断板、沉陷、错台、破碎、板底脱空等病害，影响了道路的使用功能。

旧路“刷黑”是目前广泛采用的水泥混凝土路面改造方式，可在最大限度利用旧路结构能力的情况下大幅提升路面性能，节省工期和投资。对既有水泥路面病害的处治及反射裂缝的防治措施是“刷黑”改造中的重点和难点。

1路况调查与评估

既有路面状况的调查与评估是改造设计与施工的基础性工作。通过路面病害调查，对现有结构状况进行评估，判断病害程度、分析破坏原因。

在调查过程中，首先将损坏分为结构性破坏和非结构性破坏两大类，然后根据病害程度和破损方式具体细分为：裂缝、接缝破损、边角剥落、断板、沉陷及错台、板底脱空、唧泥、表面裂纹或层状剥落等。

旧混凝土路面损坏状况应采用断板率和平均错台量两项指标评定。路面破损状况分为4个等级，分级标准如下：

表1 路面损坏状况分级标准

等级 优良 中 次 差

断板率（%） ≤5 6～10 11～20 ＞20

平均错台量（mm） ≤5 6～10 11～20 ＞15

旧混凝土面板的接缝传荷能力和板底脱空状况应采用弯沉测试法调查评定。弯沉测试宜采用落锤式弯沉仪，也可采用梁式弯沉仪，其支点不得落在弯沉盆内。测定接缝传荷能力的试验荷载应接近于标准轴载的一侧轮载（50kN）。接缝的传荷能力分为如下4个等级。

表2 接缝传荷能力分级标准

等级 优良 中 次 差

接缝传荷系数kj（%） >80 56～80 31～55

板底脱空可根据面板角隅处的多级荷载弯沉测试结果，并综合考虑唧泥和错台发展程度以及接缝传荷能力进行判别。

2路面破损原因分析

由于早期设计理论的不完善、施工经验不足及养护不到位等原因，加上近年来交通量及重载车辆增长迅猛，超出道路原设计承载能力，路面实际使用寿命大大缩短，从而使许多水泥混凝土路面出现了早期病害，或出现了结构性损坏,或表现为功能性缺陷。

另外，原结构混凝土面板下的基层强度偏低或排水设计不合理也会造成路面破坏。路表水下渗后无法顺利排出，积蓄在路基范围会使得基层经常处于浸泡及干湿循坏状态而出现松散软化，进而导致板底局部淘空,并形成裂缝、脱空、沉陷、断板等病害。

3旧混凝土面板的病害处理

沥青混凝土加铺改造过程中，影响整个工程质量的关键是对旧水泥混凝土路面的补强处治是否到位。对各种混泥土路面的破坏情况，应当采取针对性的有效补救方法。单点实测弯沉值是目前普遍采用的病害处理措施参考依据，水泥混凝土板单点实测弯沉值Lr (O.Olmm) 判断标准如下：

①单点实测弯沉值Lr＜15,可不予处理；

②单点实测弯沉值15≤Lr＜60,钻孔压浆处理；

③单点实测弯沉值60≤Lr＜100,若板块基本完好则可增加2～3孔进行压浆处治，若板块裂缝较多，整体性差，则整板破碎，处理基层后新建混凝土板块；

④单点实测弯沉值Lr≥100，整板破碎，处理基层后新建混凝土板块；

⑤如弯沉值满足要求，但是板块接缝处弯沉差大于6(0.01 mm)的时候，板块仍需进行压浆处治。

各种常见病害的处理措施通常有：

（1）板块断裂处理

板块断裂的处理根据破损程度的不同可分别采取裂缝修补、局部修补、整板更换等措施。

（2）板块错台处理

错台部位可以采用灌浆修复，通过抬升沉降一侧的混凝土板块，使板块间接缝平整。

（3）板块掉边、缺角处理

对损坏较深和较宽的路面，先用切割机切除损坏部分，然后浇注混凝土；对破损面较浅、较窄的，可用风镐凿除深约5cm 以上，然后用中粒式沥青混凝土填平压实。角隅断裂的面板板边要切齐，接缝面凿毛，并钻孔灌入环氧水泥浆，插入钢筋作传力杆。

（4）唧泥的处理

对于出现卿泥现象的水泥混凝土板可在板下脱空区域填充刚性或半刚性的材料，以阻止板边产生较大的竖向位移。对于较大的脱空区，为降低处理成本，可考虑采用快硬早高强聚合物水泥砂浆或混凝土（聚合物在水泥砂浆或混凝土中最佳掺量为15%-20%）等刚性材料填充，然后用聚胺脂整皮微孔泡沫等材料封缝。灌注混凝土或粘结剂前应将脱空区域内的泥土等杂物清除干净。

（5）接缝碎裂的处理

接缝是水泥混凝土路面的薄弱环节，接缝两侧易出现剪切破坏。道路接缝一般都设有传力杆或拉杆，但随着接缝的疲劳断裂，传力杆和拉杆也相继失效，相邻混凝土板之间的约束消失，从而增加了板块的自由度。

轻微裂缝可采取清理缝内杂物，重新灌缝进行处理。严重断缝则需重新设置拉杆或传力杆。

（6）板块脱空的处理

在脱空部位钻孔，然后用水泥砂浆高压灌注，注满为止。对接缝完好的板块宜采用钻孔灌浆法施工，具体方法是沿接缝用冲击电钻打一排直径20mm的孔槽，用压缩空气喷枪伸入槽内清除混凝土残渣，然后向脱空区灌注聚合物水泥混凝土，待混凝土凝固后，用接缝密封胶等材料封缝。

（7）原路面换板施工

当路面板块破碎成3 块以上，且有影响行车安全的，应将整块板凿除，处治好基层之后，重新浇筑混凝土板。

经处理后的水泥混凝土路面应达到下列技术要求：①混凝土板弯沉值小于15（0.01mm）；②相邻板块见弯沉差小于6（0.01mm）。

4沥青加铺

4.1加铺思路

加铺维修改造技术最大的难点是防止或减少混凝土旧路面的反射裂缝。反射裂缝是由于混凝土板受荷载及温度应力作用形成的应力集中导致铺装层开裂造成的。

沥青加铺层可设单层、双层或三层，并应根据具体情况增加调平层或补强层等。在稳定的旧水泥混凝土板上加铺沥青，对快速路、主干路厚度不宜小于10cm，其他道路不宜小于7cm。

加铺时还应采用热沥青、改性乳化沥青或改性沥青作为粘层。同时宜设置2～5cm厚的聚合物改性沥青应力吸收层、橡胶沥青应力吸收层，或铺设长纤维无纺聚酯类土工织物等，以减少刚性混凝土板产生的反射裂缝对沥青面层的影响。

4.2沥青加铺设计

本次加铺沥青改造道路为西北地区一条城市支路，道路长度约1.4km，既有车行道水泥路面宽12m，两侧人行道各宽5m。经现场调查、检测后对既有混凝土路面评价如下：

(1) 混凝土路面各结构层的厚度、强度均能满足设计要求，路面结构承载力按照标准轴载可满足设计年限的使用要求。

(2) 路面平整度优良率比率较小，仅占58%，通过加铺沥青混凝土可以有效改善其平整度。

(3) 路面病害板较多，主要病害类型为破碎板、横向裂缝板，有少部分的纵向裂缝板、角隅板；同时轻裂缝板发展速度较快。根据脱空检测资料，板底脱空率为16.6%。

设计考虑将碎裂板块根据破损面积大小，分别采取局部切除或整块挖除，然后新建26cm厚现浇C35混凝土板的修补措施，板缝填灌聚氯乙烯胶泥。掉角边长大于10cm或裂缝宽度大于5cm或沉陷高差大于5cm时也需进行局部换板修补。部分路段基层松散软化，挖除后填筑20cm厚天然砂砾整平压实。

既有混凝土路面板缝及裂缝需清洁后进行灌缝处理，缝宽小于1cm的采用沥青油膏灌缝，缝宽大于1cm的采用沥青砂灌缝。对加铺过渡段及裂缝板块、接缝张开、唧泥位置及脱空板块进行压浆稳定。

加铺前，先将既有砼板块铣刨5mm深，新建混凝土板块在初凝后表面用木刷拉毛，然后全面彻底清理混凝土板块表面粉尘等杂物，再沿既有板缝及新旧板间接缝顶面骑缝撒油贴幅宽1m的聚酯长丝单面烧毛土工布。

为减少混凝土板向面层的反射裂缝，在板块表面满铺玻纤格栅一层。纵向敷设横向搭接。玻纤格栅铺设前全断面撒铺0.6kg/m2PCR改性乳化沥青粘层油。玻纤格栅规格为GGA8080型自粘式玻纤格栅，玻纤格栅横、纵向断裂强度不小于80kN/m，断裂伸长率不大于4%，网格尺寸25.4x25.4mm，幅宽2~6m。玻纤格栅在工地不得保存在干燥的环境中以保持粘性。 接触自粘式玻纤格栅时，工人必须戴手套。玻纤格栅纵向搭接应根据摊铺方向将前一幅置于后一幅之上，重叠部分搭接75-150mm。格栅固定后应严格控制车辆经过，不得在其上调头、转弯等，如有破坏必须更换后方能进行下一道工序。为便于碾压，玻纤格栅铺筑完成后，均匀撒布一层2~3mm石屑保护层，碎石占施工面积的50～60％（目测），车轮不粘带为标准，减弱摊铺车辆卷起玻纤格栅，如有局部卷起需立即恢复平整。

本次加铺沥青面层采用4cmAC-13C细粒式SBS改性沥青砼上面层+ 6cmAC-16C 中粒式改性沥青砼下面层。

5结语

该道路按上述措施和工艺完成改造至今已通车一年，目前路面状况良好，尚未出现表面裂纹、车辙等病害，证明处理措施是成功的。经验证明，做好既有混凝土路面加铺改造，关键是要做好既有板块的病害处治、加铺前的表面清理及裂缝处治、层间衔接及反射裂缝防治处理。

参考文献

[1]中华人民共和国行业标准.城镇道路路面设计规范（CJJ169-2012）.北京:中国建筑工业出版社，2011

[2]中华人民共和国行业标准. 公路技术状况评定标准（JTG H20-2007）.北京:人民交通出版社，2008