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1、水泥砼路面加沥青层施工技术探析 摘要：笔者通过引入水泥路面加铺沥青混凝土面层的问题,介绍水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土的一些做法,并对水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层中涉及的有关问题提出探讨 关键词： 沥青路面 加铺层 0前言 目前，我国现有的水泥混凝土路面，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，但由于交通量剧增，汽车轴载日益重型化及设计、施工等方面的原因，导致路面损坏、使用品质下降等情况，影响了道路的使用功能，急需改造、修复路况。与沥青路面相比，水泥混凝土路面的修复比较困难，可采用的大修措施有三种：加铺沥青混凝土面层、加铺新水泥混凝土面层和翻修。由于沥青加铺层能有效地改善
2、水泥路面的使用性能，同时充分利用水泥路面，造价低，施工方便，且对交通、环境影响小，因此在国内外水泥路面改造工程中应用最多。然而沥青加铺层中迅速发展的反射裂缝将影响加铺层的使用寿命，如何控制反射裂缝产生的时间和扩展的速度至今仍是一道难题。 1、 1 反射裂缝分析 1.1 对称荷载作用下，当加铺层的厚度小于17cm时，裂缝尖端处于受压状态。应力强度因子KI=0，KII=0，水泥路面中的裂缝属于闭合型裂缝。而当加铺层厚度超过17cm后，裂缝尖端处于受拉状态，此时属于张开型裂缝。 1.2 随着加铺层厚度的增加，裂缝尖端应变能密度呈减小趋势。这表明在交通荷载作用下，增加沥青混凝土层加铺层厚度有利于降低面
3、层底部裂缝尖端的应力集中程度。但面层厚度增大到一定程度后，减小的程度趋于缓慢。 1.3 胎压对加铺层断裂性能的影响非常显著，说明重载车辆对沥青混凝土加铺层的破坏情况严重。 1.4 格栅模量对加铺层开裂性能的影响较显著。随着格栅模量的增加，裂缝尖端应变能密度值不断减小；当格栅模量超过2000MPa 后，继续增加格栅模量，裂缝尖端应变能密度的减小速度逐渐变慢。 1.5 沥青稳定碎石模量对加铺层的抗裂性能有重要影响，计算表明，当沥青稳定碎石模量在8001000MPa时，裂缝尖端的水平应力和应变能密度较小。由此可见，在沥青稳定碎石混合料设计时，应选用密级配，提高混合料的抗变形能力，对加铺层反射裂缝的防
4、止有重要作用。 2 施工材料要求 2.1材料要求 沥青材料：必须满足沥青路面施工技术规范要求。其中，SBS改性沥青，SBS含量4%-4.5%。 碎石材料：采用普通70#重交通沥青时，在其上面洒布5mm-10mm碎石；采用SBS改性沥青时，在其上面洒布16mm-19mm碎石。碎石必须干净、干燥。 2.2 集料 2.2.1 粗集料 粗集料必须使用坚韧、粗糙、有棱角的优质石料，必须严格限制集料中的扁平颗粒含量，所使用碎石应采用捶击式或锥式碎石机破碎，不得使用颚板式轧石机破碎。 2.2.2 细集料 细集料在整个集料中只占很小的比例，但为了提高混合料的高温稳定性，要求细集料具有良好的棱角性和嵌挤性能。建
5、议采用机制砂，或者机制砂和天然砂混合使用，其中天然砂的含量不大于10%。 2.2.3 填料 为保证沥青混合料有足够的温度稳定性、耐久性和良好的级配，混和料中还应掺配适量的高质量的石粉和石屑填料，石粉用量一般为混和料总重的2%4%，具体用量应根据马歇尔稳定度试验确定，但不得少于2%，石屑剂量根据材料筛分结果计算确定。 2.3 沥青混合料 沥青碎石混合料的配合比设计应遵循公路沥青路面施工技术规范中关于热拌沥青混合料配合比设计的要求，根据实践经验和马歇尔试验的结果，经试拌试铺论证确定。 2.4 混合料的生产、运输和碾压 沥青混合料必须在沥青拌和厂采用机械拌制，经拌和的沥青混合料应均匀一致，无花白料，
6、无结团成块或严重的粗细料分离现象，不符合要求时不得使用，并应及时调整。气温低于5时，不宜摊铺沥青混合料。机械摊铺的混合料除特殊情况外，一律不得用人工反复修整，以保证路面平整度达到规范要求。 2.5 接缝要求 沥青混合料在施工缝及构筑物两端的连接处必须仔细操作保证紧密平顺。纵向接缝在摊铺时应采用热接缝，不能采用热接缝时，必须洒粘层油使之粘结良好。相邻2幅及上下层的横向接缝均应错位1m以上。中下层的横向接缝可采用斜接缝，上面层应采用垂直的平接缝。铺筑接缝时，可在已压实部分上面铺设一些热混合料使之预热软化，以加强新旧混合料的粘结。 2、 施工机械 沥青洒布车和碎石洒布车。洒布设备必须自带数字计量控制
7、，计量准确，喷洒均匀。沥青洒布车自身有加热装置。 3、 工艺控制 清扫下承层，必须干净、干燥，没有如浮土等杂物，没有薄层砂土贴饼。洒布设备经过标定准确。 将沥青加热到合适温度。普通沥青加热到140-160，改性沥青加热到175-185进行洒布，洒布必须匀速、均匀。注意前后和左右两幅之间的搭接，保证喷洒量均，防止喷洒过量。当沥青积聚时应及时刮除。 普通沥青洒布量为0.7-1.0kg/m2，改性沥青为2.0-2.4 kg/m2。碎石洒布量控制在全幅一层用量的70%，使均匀洒布的碎石间均有空隙（即都能看到沥青），碎石不能有重叠。碎石洒布应紧跟在沥青洒布之后，并立即用轮胎压路机碾压1-2遍。碎石用量的
8、多少还可通过上面沥青层钻芯芯样反映：如果芯样下部碎石沥青裹覆不够，说明碎石偏多；如果形成过多的游离沥青，则说明碎石偏少。 粘结层洒布完成后，应尽早施工上层沥青面层，间隔时间不应超过1天。 通常情况下，防反射裂缝的玻纤格栅与沥青粘结层可结合使用，即铺设完成玻纤格栅后喷洒沥青粘结层。沥青粘结层喷洒后有三大作用：一是起到加强对玻纤格栅的稳定作用；二是其形成的沥青膜层有利于层间的粘结并形成防水层；三是砼裂缝对沥青层产生的应力和变形在经过沥青粘结层形成的沥青层时，会被释放和吸收掉一部分，从而起到防止和延缓反射裂缝的作用。 3 复合式加铺层结构设计的原则 3.1 设计方案制定的主要目标防止雨水渗入原水泥混
9、凝土路面与基层结构层中；提高路面结构承载能力，以适应国道主干线的交通需要；尽可能减弱原路基与路面结构的先天不足，消除质量隐患；恢复路面平整度与抗滑能力，改善路面使用性能，提高通行能力。 3.2 设计方案制定的原则路面结构内部应按照防排结合的原则进行防排水设计，将路面结构与防排水进行综合设计，尽量防止雨水渗入路面结构与路基内部，排除可能渗入路面结构内部的雨水。在满足技术要求(交通量和使用性能)的条件下，因地制宜、合理选材、节约投资的原则进行路面结构方案的技术经济比较，选择技术先进、安全可靠、经济合理、方便施工的结构方案。按照科学、可靠、可行、经济的指导思想，尽可能应用成熟技术，确保改造工程的成功
10、。对新技术、新材料、新工艺应慎重采用，先修筑试验路，取得经验后再推广应用。路面结构方案应注重环境保护的有关规定，合理安排沥青混合料的拌和站位置，妥善处理好水泥混凝土破碎块废料及废弃沥青混合料，保护环境，减少对环境的影响。旧路加铺改造设计， 应尽可能采用较薄的路面结构，减少对沿线交通设施的影响；减少桥梁恒载的增加；减少对天桥净空的影响；减少对软弱地基及高填方不均匀沉降的影响；减少路线纵坡的频繁变化可能造成的路面纵向不平整和行车舒适性降低。尽可能不增加桥梁恒载，在桥梁检测与桥梁结构验算的基础上慎重考虑桥面加铺层结构与材料，以及选择合适的桥梁加固方案。 4 沥青加铺关键技术探讨 4.1 加铺层的设计
11、标准 目前国内对于混凝土板加铺沥青混凝土面层往往最关心的是如何减少加铺后沥青混凝土面层的反射裂缝问题。对于这个问题我们认为：国内外大量的工程实践证明，沥青混凝土路面的裂缝是无法避免的，无论采用任何措施，沥青混凝土路面的裂缝是早晚要产生的；其次，沥青混凝土路面产生裂缝后，如果正常养护使其不再进一步发展，产生其他病害，并不会对路面的使用性能产生多大影响；再者，多年的研究表明对于较厚的沥青混凝土面层，裂缝产生的原因主要是温度裂缝，而不是反射裂缝或对应裂缝。因此，把防止反射裂缝作为水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层设计的重点有失偏颇。没有必要将减少反射裂缝作为罩面工程的主要设计指标，更不必为了减少反射
12、裂缝而过度增加沥青混凝土面层的厚度。当然，这并不等于说不需要采取措施，在混凝土板面上铺设玻璃纤维网、撒铺改性沥青防水层有利于改善铺装层的整体受力状态，减少裂缝的产生。加铺沥青混凝土面层的设计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，沥青混凝土面层应满足使用功能的要求，路面结构应有良好的水稳定性和高温强度。同时考虑到水泥混凝土路面改造的特殊性，应有分期修建的思想。 4.2 沥青混凝土面层的厚度 沥青混凝土面层的厚度大小取决于其使用功能的要求，尽管这种观点有些不合潮流。过厚的沥青混凝土面层，对改善路面使用效果没有意义。现在看来，旧路改造，采用2层结构比较理想、经济。 五、工程实
13、例 1、1999年11月建成通车的京珠高速广珠东逸仙大道改造工程，是在原来逸仙大道一级水泥砼路面上加铺二层沥青砼的复合路面。该路面加铺沥青砼工程同时采用了板底脱空压浆技术、在水泥砼与沥青层间增设玻纤格栅和洒布改性沥青粘层三种技术，建成通车到现在已有8年，路面状况还很好。 2、2003年5月完成的105国道中山段小榄境内路面扩建工程，在该路面扩建中采用了玻纤格栅与改性沥青粘结层技术，而在东风境内路段则没有采用该技术。通车到现在四年多，东风段的裂缝明显很多，而小榄段则很少，说明该技术防反射裂缝非常成功。 3、2005年广东省深汕东高速公路水泥路面大修加铺沥青砼路面工程中，也采用了脱空板板底压浆稳板技术、骑缝铺设玻纤格栅和洒布普通70#重交通沥青粘层技术，到目前为止，路面状况良好。 5 结论 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。这是与一般复合式路面设计最大的不同点，也是设计的难点。根据水泥混凝土路面上加铺复合式沥青路面结构设计的原则，借鉴国内外实体工程的实施经验与理论分析结果证明在结构上是可行的，并且有利于结构承载能力的提高与表面使用性能的改善。 9
