浅谈旧水泥混凝土路面加铺沥青施工技术

由于水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、能够就地取材、适应小型机械化生产等优点，在城市道路中得到了广泛的应用。但是，随着其使用年限的增加以及受到地质、水文条件等多种因素的影响，早期修建的水泥混凝土路面已开始出现压碎、挤破、裂缝、断板、板底脱空等病害现象。在旧水泥混凝土路面上加铺沥青路面成为城市道路改造最广泛采用的形式。为了防止旧水泥混凝土路面产生反射裂缝，还可在旧水泥混凝土路面补强的基础上进行加铺土工格栅处理。下面结合工作中的工程实践，对采用土工格栅处理在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层而出现的反射裂缝问题的设计与施工进行分析。
1工程概况
某市进行整体改造和改善道路的使用功能，其中城市主干道占7.5km，次干道占1.1km，改造道路规划红线宽度为45-60m不等，以60m宽度为主。在改造过程中，首先对旧水泥混凝土板块的病害进行充分调查和强度评定，以交通因素为主，综合考虑气候、水文、地质、管线设施等因素，在改造工程中均采用了旧水泥混凝土路面上加铺沥青层的方案。
两条道路均为沥青混凝土和水泥混凝土混合路面，水泥硅路面与沥青碎路面的交界处、交叉口、公交站台、窖井周围道路病害较为严重。在规划红线范围内对道路进行出新改造，包括道路、人行道、管线、路灯等。改造过程中，首先对沥青混凝土路面和旧水泥混凝土板块的病害进行充分调查和强度评定，以交通因素为主，综合考虑气候、水文、地质、管线设施等因素，在改造工程中均采用了加铺沥青层的方案。本文重点介绍在旧水泥混凝土路面上和刚柔搭接处加铺沥青层的方案，其路面结构如图1，图2所示。

2旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层设计的关键问题
在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层，由于接缝和裂缝的存在，会出现反射裂缝问题。反射裂缝是由于旧面层在接缝或裂缝附近的位移引起接缝或裂缝上方沥青混凝土加铺层出现应力集中所造成的。旧面层在接缝或裂缝附近的位移，包括由于环境温度的变化引起面板的水平伸缩和由于荷载作用引起的面板边缘的竖向弯沉。前者导致接缝或裂缝上方的沥青混凝土加铺层内出现较集中的拉应力;后者则使接缝上方的沥青混凝土加铺层承受较大的弯拉应力和剪切应力。由于水泥混凝土面板强度较高，作为在基层上加铺沥青混凝土这种路面结构，强度方面一般都能满足要求。但由于反射裂缝的产生，也会使沥青混凝土面层丧失整体性，因路面水的渗入导致沥青混凝土加铺层发展成为更严重的病害破坏。因此，旧水泥混凝土加铺沥青混凝土层设计的关键是预防和延缓反射裂缝的产生。对于旧水泥混凝土路面加铺沥青而产生的反射裂缝的预防，我国目前主要采用玻璃格栅夹层结构(如图3所示)。由于这种方式施工方便、适应性强，在我国公路和城市道路中得到了广泛应用。

3玻纤格栅加筋的作用原理
玻纤格栅是以硅酸盐为主要成分的一种由玻璃纤维制成的平面网状材料，其具有抗拉强度大、弹性模量高、耐高温、耐腐蚀、低延伸率、物理化学性能稳定、嵌锁和限制作用强等特点。采用铺设玻纤格栅作为加筋夹层，能达到提高沥青加铺层抵抗反射裂缝的能力，改变沥青混凝土层在车辆荷载和温度作用下的受力状态，大幅度减小接缝处的应力集中现象，从而达到阻止反射裂缝产生和发展的目的。
玻璃纤维网不是依靠本身的较大变形来扩散应力的，其防裂作用实质上是一种隔离功能，它分隔了有裂缝或接缝的混凝土板与沥青混凝土加铺层，避免了沥青混凝土层直接处于裂缝或接缝间端的应力集中区域，而由强度较高的材料承受较大的拉应力，阻碍了裂缝的迅速扩展。因此格栅本身的抗拉强度是抑制裂缝发展的主要因素，采用抗拉强度高的格栅更有利于抑制裂缝的发展。
4施工技术
4.1旧水泥混凝土路面损坏状况调查与评估
原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。通过对调查数据的分析和评价，能准确地预测原有路面剩余寿命和找到路面损坏的原因。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，然后根据损害程度和破损方式具体细分为:细微裂缝、露骨、麻面、剥落、磨光、孔洞、严重裂缝、沉陷、错台、碎裂等。
采用5.4m贝克曼梁弯沉仪和标准轴载汽车对改造路段进行弯沉测量，以评定水泥路面在板角的传荷能力和结构的整体强度。采用钻芯机钻取结构层的试样，进行厚度、劈裂强度和模量测定，并与弯沉测试结果联合对路面结构承载能力进行评定。对弯沉比较大的路面处进一步分析是否有板底脱空病害发生，对于表面破损主要采取人工用尺量的办法，根据面积、长度、深度等几何尺寸进行分类统计。
4.2旧水泥混凝土路面的处理
针对水泥混凝土路面的病害情况主要采取以下措施加以处理。
（1）对于有贯穿全板的2条以上的纵、横、斜向裂缝形成的破碎板块和贯通板厚的坑洞，按脱空板进行处理。
对脱空板的处理工序如下:破碎旧板。清运碎块。清扫基层。浇快凝水泥碎。养生。开放临时交通。
（2）对板角断裂，首先按板角断裂面的大小确定切割范围，再用液压镐凿除破损部分，尽可能保留原有钢筋，在切割完水泥混凝土板破裂面后，对基层采用C15小石子混凝土补强。基层补强完成后，在新旧混凝土之间加设传力杆并在旧路面板接缝面涂刷沥青，然后浇筑快硬水泥混凝土，浇完后用养护剂养护，待混凝土达到强度后再加铺罩面(见图4)。

（3）对胀缝损坏的处理。胀缝处水泥硅路面损坏较严重的，采用将胀缝切成宽度为lm的规则的矩形槽后浇筑快凝水泥硷;对于胀缝填缝材料损坏的，将胀缝清除干净后，用快凝水泥硅填缝(见图5、图6。
图5   胀缝修补示意图

图6  接缝填料修补示意图
（4）对路面麻面、严重脱皮处，将杂质清除并清洗干净，洒上一层4%的橡胶沥青。
（5）对孔洞坑槽，先将孔洞凿成形状规则的直壁坑槽，再用钢丝刷将破坏处的尘土、碎屑清除，然后用压缩空气吹干净修补面，填上聚合物乳液混凝土，最后喷洒养生剂。
4.3浇洒粘层油
为保证沥青加铺层与旧水泥混凝土板的良好粘接，在找平层铺筑之前，应洒布一定量的粘层沥青。浇洒粘层油之前，先将旧路面整平、清洗干净，然后在温度10℃以上、路面不潮湿的条件下，在清扫干净的水泥混凝土路面上浇洒粘层沥青。粘层沥青采用快裂的乳化沥青或A-140石油沥青，用沥青洒布机按0.4kg/m²～0.6kg/m²用量均匀浇洒，油温控制在150℃～170℃之间，铺好玻璃纤维格栅后按0.7kg/m²～0.8kg/m²用量浇洒粘层油，再撒上石屑，其用量为2m³/km²左右.并用6t～8t的压路机碾压一遍。喷洒一定要均匀，遇有因洒布车减速或停顿造成油量过大处，要立即刮除，并用人工补洒。
4.4铺设玻璃纤维格栅#p#分页标题#e#
在喷洒粘层乳化沥青后，待粘层沥青破乳即开始进行玻璃格栅的铺设。格栅起点用水泥钉(炮钉)固定，沿摊铺方向用人工拉紧，平铺格栅材料，从一侧向另一侧铺设。格栅在接头处应有搭接长度，横缝搭接长度为30cm～5Ocm，纵缝搭接长度为20cm～30cm。对不平整处，应用摊杆推平。如遇弯道，将弯道内侧的玻璃格栅用剪刀裁开，然后推平，涂刷沥青，再将另一侧叠盖搭接，铺设时应保证平顺并使纵横向张紧。铺设完成后，用轻型钢轮压路机碾压，保证玻璃纤维格栅嵌压在粘层沥青表面。一幅格栅摊完后，再喷洒另一幅格栅的粘层沥青，要在前一幅摊好的格栅上补洒20cm沥青带，然后再摊铺第二幅格栅。
4.5沥青混凝土的摊铺与碾压
因车道边铺装了平石，摊铺采用滑撬自动找平装置，并在摊铺前将其调整好。对纤维加强改性沥青路面，混合料摊铺温度宜大于150℃，混合料的温度要在卡车卸料到摊铺机上时再进行测量。当路表温度低于15℃时，不宜摊铺纤维沥青路面混合料。
混合料的压实按初压、复压和终压三阶段进行，压路机应以小于等于5km/h的速度进行均匀的碾压。初压用lOt或lOt以上的钢轮压路机紧随摊铺机碾压，复压应在初压完成后紧接着进行，用16t～25t轮胎压路机碾压，终压用较宽的钢轮压路机碾压。压路机的碾压遍数及组合方式依据试铺段确定。由于纤维具有一定的弹性，故在碾压时需在正常碾压的基础上增压2～3遍，终压温度应不低于90℃。
5结语
玻璃格栅是具有一定延伸性的材料，在旧水泥混凝土板上设置玻璃纤维格栅层能起到隔离裂缝传递的作用，从而有效地延缓反射裂缝的产生和发展，延长罩面层的使用寿命。中山南路改造后经过两年多的使用，经历了高温和雨雪的双重考验，至今未发生路面沉降、罩面层开裂等病害现象，行车舒适性和安全性显著提高。实践证明，在处理后的旧水泥混凝土路面上设置玻璃格栅，是防止加铺层沥青路面反射裂缝的一项有效措施。
参考文献:
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[2]黄翔.改造工程水泥混凝土路面设计问题.中南公路工程，2003.
[3]刘莉，栗学铭.广东番禺东环路水泥混凝土路面加铺罩面介绍.公路交通技术，2004.
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