水泥路面沥青加铺层夹层施工技术与质量控制
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摘要：自上世纪六十年代开建水泥混凝土路面以来，我国已成为世界上水泥混凝土路面里程最多的国家。但早年修建的水泥混凝土路面有相当一部分已接近或超过设计年限，有的虽未达到设计年限，但由于气候条件、设计、施工、后期养护及超重载等原因，已不同程度地发生了诸如裂缝、断板、接缝破损、错台、卿泥等结构性和非结构性的损坏，陆续进入大中修期。因此，针对寒区旧水泥混凝土路面特点，研究沥青加铺层设计及施工方法，具有深刻的工程意义。
前言
我国从上世纪六十年代开始修建的水泥混凝土路面，在90年代得到了快速发展，里程迅猛增加，现已成为世界上拥有水泥混凝土路面里程最多的国家。就路面使用状况而言，我国早年修建的水泥混凝土路面有相当一部分已接近或超过设计年限，有的虽未达到设计年限，但由于气候条件、设计、施工、后期养护及超重载交通等原因，已不同程度地发生了裂缝、板角断裂、接缝破损、错台、卿泥、破碎板、拱起、露骨、坑洞等结构性和非结构性的损坏，陆续进入大中修期，这不仅给公路养护部门带来巨大负担，也造成了极大的经济损失，严重影响了车辆的正常行驶和路面的使用性能。
相对沥青路面而言，水泥混凝土路面的修复比较困难，其主要的措施是利用原有水泥路面加铺沥青混凝土罩面层形成复合路面，来改善原水泥混凝土路面的使用性能，这种路面同时兼具沥青路面和水泥路面的优点，刚柔并济，使用寿命和行驶性能俱佳，原有水泥路面可以提供稳定、坚实的基层，沥青加铺层可以提供好的平整度和良好的抗滑性能，一定程度上改善了路面的使用性能。
尽管国内外对旧水泥混凝土路面加铺改造的研究已有几十年，但至今仍未有公认的合理可行的设计方法，对于水泥混凝土路面处治的指标和评价方法还不够完善。夹层材料虽种类繁多，但没有一定的选择标准，施工工艺粗糙，缺乏成熟的理论、设计方法。
一、吉林省公路概况
2012年底吉林省公路总里程为90437公里，公路网密度为48.3公里/百平方公里。高速公路1850公里，等级公路总里程为8.10万公里，占总里程的89.6%，等外公路9432公里，占公路总里程的10.4%。且吉林省正在加大对高速公路发展的投入，建设部门提出2011年力争新增高速公路里程400公里，届时，吉林省高速公路通车总里程将达到2250公里。
图1 吉林省公路铺装构成图
由于吉林水泥混凝土路面所占比例较大，且在寒区恶劣的气候条件和重交通车辆荷载的作用下，省内很多的水泥混凝土路面已严重破损，影响行车舒适，降低了道路的通行能力。
因此，要满足吉林交通需求以及交通安全性的要求，有必要对原有的旧水泥混凝土路面进行沥青加铺改进，提高其路用性能，以恢复公路的原有通行能力及服务水平。
二、水泥路面沥青加铺层施工技术与质量控制
加铺道路的破坏面大多发生在沥青混合料与旧水泥混凝土路面之间，如何有效提高旧水泥路面与沥青混合料的粘结效果，是保证加铺层结构质量的关键。而采用科学的施工技术，以及对施工过程的严格控制一直是保证工程质量最为直接的因素。因此，本章对寒区沥青加铺层的施工技术及质量进行科学合理的控制，确保寒区加铺路面的层间工作性能。
三、夹层施工技术与质量控制
在夹层材料施工控制中，对路面的清理时重要一环。若路面处理不当会严重降低加铺层与旧路面间的粘结力，旧路路面上有灰尘、碎屑、油污的地方往往就是提前出现破坏的地方，并且这些地方也通常是破坏面发生的地方。因此，施工中应高度重视旧路面处理，如果路面难以清理，不建议使用土工布和玻纤格栅层间材料。
四、总结
本文基于对寒区气候及加铺路面状况的深入调查研究，主要研究了：吉林省典型旧水泥混凝土路面检测和评价；重点针对层间，研究了寒区加铺路面层间工作状态，通过计算及试验对工作效果进行验证，建立了层间材料应用标准；同时研究了加铺结果设计方法及沥青加铺层层厚度；最后研究了施工技术与质量控制方法。结论如下：
1.全面系统的调查分析了吉林省的气候状况、路面温度、公路交通概况及旧水泥加铺沥青路面状况，深入研究其特点、存在的问题及预防措施，为研究合理的寒区路面加铺技术提供依据。
2.对吉林外环旧水泥混凝土路面沥青加铺层试验路、宁东公路安图至东清段以及吉林省榆江线等三个实体工程的路况和性能进行评价和分析，为旧水泥路面进行改造和沥青加铺提供依据。
3.针对寒区气温状况，通过计算水泥加铺沥青面层温度应力、加铺层温度荷载耦合应力、层间剪切应力随应力吸收层模量、厚度、加铺层模量、厚度的变化，研究了层间工作状态，并结合工况分类，进行了层间分级，同时提出了寒区条件下层间夹层拉伸模量、应力吸收层厚度及应力吸收层模量设计指标，为沥青加铺路面层间设计提供力学依据。
4.结合寒区水泥加铺沥青路面性能要求，提出了层间材料应用组合，并通过水平拉伸试验，研究了各类层间材料应用的抗拉能力。
夹层材料抗裂性能以改性沥青油毡+撒布式热改性下封层+应力吸收层+玻纤格栅最优，撒布式热改性下封层+应力吸收层+玻纤格栅、摊铺式应力吸收层+玻纤格栅、改性沥青油毡+撒布式热改性下封层均有很好的抗裂能力。
5. 研究了不同工况及不同加铺方案下四类寒区水泥加铺沥青路面的计算指标，计算不同层间材料组合下各类加铺面层的底部温度荷载耦合拉应力，与沥青加铺层抗拉强度对比，提出了各类水泥加铺沥青路面的适用层间材料组合。
①第一类：SBS油毡+撒布式热改性+摊铺式应力吸收层+玻纤格栅、撒布式热改性+摊铺式应力吸收层+玻纤格栅、摊铺式应力吸收层+玻纤格栅。
②第二类：SBS油毡+撒布式热改性+摊铺式应力吸收层+玻纤格栅、撒布式热改性+摊铺式应力吸收层+玻纤格栅、摊铺式应力吸收层+玻纤格栅。
③第三类：撒布式热改性下封层+摊铺式应力吸收层+玻纤格栅、摊铺式应力吸收层+玻纤格栅、SBS油毡+撒布式热改性下封层。
④第四类：SBS油毡+撒布式热改性下封层、摊铺式应力吸收层。
6.对寒区加铺层结构进行了设计，首次提出了针对不同公路等级的寒区沥青加铺层最小厚度，同时依据基于控制反射裂缝的加铺层设计方法，对寒区加铺层厚度进行了设计，作为寒区路面加铺的参考。
五、结束语
通过研究层间不同材料及面层施工的施工技术及质量控制要点，确定了不同材料的施工控制指标，以及阶段的技术及质量控制要点，提出不同阶段的施工措施，便于对寒区沥青加铺层的施工过程进行科学合理的控制，确保寒区加铺路面的工作性能。