水泥混凝土路面加铺沥青面层在市政道路中的应用
摘要：我国早期城市道路路面主要使用水泥混凝土材料，现已严重破坏，影响了车辆地通行，故在原有路面上加铺沥青混凝土的方法受到了广泛的青睐。但是该方法也存在很多问题，就水泥混凝土板块的处理，反射裂缝的处理，夹层的设置及面层材料与厚度的选择及施工质量的控制都是关键环节。
关键词：水泥混凝土路面；反射裂缝；沥青面层加罩
1、前言
20世纪80年代以来，我国市政道路工程中的水泥混凝土路面有了较快的发展，但迄今为止，早期修建的水泥混凝土路面中大部分已接近或超过设计年限，并由于交通量剧增,汽车轴载日益重型化或设计、施工等方面的原因，出现了路面结构损坏。旧水泥混凝土路面行车的经济性、舒适性、安全性已难以满足目前大流量的交通需求，且水泥混凝土路面不同于沥青路面，一旦开始出现局部损坏，若维修不及时或养护不当，会进一步加剧水泥混凝土路面的破坏，故城市中大量的水泥混凝土路面都将面临翻修改建的任务。在目前各种道路改建方案中，加铺沥青混凝土面层是实际改造工程中较常用的措施之一，特别在城市道路中，由于交通流量大，施工要求高，若道路结构重建，则需要长时间地占用道路地有效使用面积，致使交通堵塞行车不畅，影响环境。因此深入开展水泥混凝土路面加铺沥青面层的应用，有着极高的社会效益和经济效益。
2、旧水泥混凝土路面的处理
旧水泥混凝土路面的处理是加铺沥青层的关键问题，由于旧水泥混凝土路是刚性面层，为了控制水泥混凝土面板受温度变化影响伸缩变形而发生断板现象，预先设置了纵缝和横缝，且水泥混凝土路面一般有错台、板块断裂、板底脱空等路面病害。所以在施工前必须对道路现状进行分析，对接缝及各种路面病害按要求进行不同的处理。
接缝处，采用清缝灌缝方法处理。即将旧水泥混凝土板的纵、横缝用清缝机将缝槽清干净后，用环氧沥青嵌缝材料或其它防水材料充填，以防雨水及杂物下渗。对于宽度大于2cm的裂缝应用水泥混凝土进行修补，并在有裂缝道面表面涂刷粘层油，防止雨水渗入土基，使新旧道面结合紧密。
板块破碎、板块断裂、沉陷、掉边、缺角等病害板，必须用破碎机(液压镐)凿除。清除混凝土碎屑后，整平基层，并夯压密实，然后铺筑与旧板块等强度的水泥混凝土，其标高控制与旧板面平齐。为提高水泥混凝土的抗折强度，建议在补筑混凝土中加入16%抗裂剂。
对于脱空并且破碎的板块，先采用冲击锤将旧水泥混凝土板破碎成15cm×15cm以下的混凝土碎块，然后用振动压路机碾压成型，使破碎板块与板下基层贴合紧密，保证板块稳定，然后处理基层，再新浇水泥浆进行稳定。
对板下脱空但结构良好的板块，一般采取板底注浆的方法。根据测试结果，对1/3的板块区域进行注浆处理，在旧道面下灌浆使板处于稳定状态，注浆材料为超细超早强灌浆材料。具体方法为用凿岩机在失稳的混凝土板上钻孔，共钻5个孔(板中及四角各一个)，孔径4cm，孔深以钻头触及基底下的土层为止，灌浆用水泥净浆或水泥砂浆。灌浆压力一般为0.05～0.25MPa。灌浆先灌中孔，同时观察其它孔，对冒出浆液的孔，即行堵塞。当达到设计灌浆压力后，不吸浆状态稳压5min，停止灌浆。
3、路面结构设计
旧水泥混凝土路面的改造中对反射裂缝的防治一直是道路铺装的难题，反射裂缝是由于旧面层接缝或裂缝附近的位移引起接缝或裂缝上方沥青加铺层内出现应力集中造成的。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而引起的旧面层板的水平向伸缩和由于荷载作用而引起的旧面层板边缘的竖向弯沉，当接缝(或裂缝)上方的沥青加铺层内的应力集中超过沥青混合料能承受强度时，沥青加铺层便出现开裂。
图3－1裂缝形成机理
根据反射裂缝的机理,水泥混凝土路面沥青混凝土面层的反射裂缝来源于两部分,即水泥路面接缝处的应力集中和沥青加罩层底部的弯拉应力。因此主要应从加强层设计、面层材料选择、厚度控制及施工质量控制等方面进行防治。
在旧混凝土路面与加铺沥青层之间设置夹层，可以使沥青加铺层地面的应力或应变偏离应力集中的接缝处，改善加铺层结构的抗拉和抗剪能力，夹层的种类很多，模量相差也较大，常用的有聚氨酯纤维布、改性沥青防水油毡和玻纤格栅夹层。
面层既要防水密实，又要有较高的低温变形能力和抗拉、抗剪性能。国内外大量研究表明，通过添加改性剂、改变集料级配和混合料组成等方法可以提高沥青混合料强度及变形能力。虽然可以采用加厚罩面层的办法，延长裂缝反射至表面的时间，但单纯依靠增罩面层厚度的办法有其弊端，必将增加路面造价，而且在夏季调温时沥青混合料高温蠕变易产生车辙和泛油，故这一方法有很大的局限性。故我区一般上面层采用8cm粗粒式沥青砼（AC—25）、下面层采用4cm细粒式沥青砼（AC—13）或4cmSMA改性沥青混凝土。
如上所述，我区在旧混凝土改造中较常用的道路结构为旧混凝土路面+沥青粘层+玻璃纤维格栅或土工布+8cm粗粒式沥青砼（AC—25）+4cm细粒式沥青砼（AC—13）。实践证明具有较高的经济效益，并取得良好的使用效果。
4、施工工艺过程
加罩沥青层的施工过程为：清理旧有路面—〉修补裂缝及接缝—〉喷洒沥青粘层—〉铺设土工织物（满铺或铺缝）—〉铺设沥青混凝土面层—〉碾压。
根据以上施工工艺过程，各工序施工要求如下：
（1） 清理旧有路面
a) 首先将路面清扫干净；
b) 将路面上尖锐的部分予以铲除；
c) 对于路面严重裂缝，破碎处应铲除其破碎部分，并且采用C35水泥混凝土或沥青混凝土填补；
d) 较严重凹处应采用沥青混凝土填平。
（2） 接缝处理
a) 用高压空气清除接缝内杂物（水、脏物、土、杂草、油脂、废物等）；
b) 接缝采用沥青混合料（沥青及石粉混合料）填。
（3） 喷洒沥青粘层
a) 采用国产60号石油沥青，加热至150～170℃之间进行均匀喷洒，喷洒量1.15Kg/㎡；
b) 喷洒沥青的横向范围要比土工织布物宽5～10cm。
（4） 铺设土工织物
要求平整无折皱，并平时铺设（在喷洒沥青高温状态下），铺设可采用人工及机械铺设，接口处应相当搭接15cm。
（5） 铺设沥青混凝土面层
采用热拌、热铺纤维抗裂沥青混凝土，沥青混凝土罩面层厚度以不小于8cm为适宜。
（6） 碾压
a) 碾压时压路机从路边起压路中三轮式压路机每次重叠宜为后轮宽1/2，双轮式压路机每次重叠宜为30cm。不得压新铺沥青混凝土上转向调头及左右移动或突然刹车。
b) 碾压速度：初压1.5～2km/h；复压2.5～3.5km/h；终压2.5～3.5km/h。
5、结语
综上所述，旧水泥混凝土路面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，我区在旧混凝土道路改造也取得了良好的效果，有了一定的经验和教训，但问题的复杂性尚未得到很好的解决，特别是对道路反射裂缝的控制，仍无十足的把握。为此，对水泥混凝土路面改造技术仍需进一步分析研究，精心管理、精心施工，加强对其建设质量的控制，努力提高改造后道路的使用寿命，以减少道路施工对城市交通与环境的影响。
参考文献
【1】. 姚祖康，水泥混凝土路面，人民交通出版社，1999。
【2】. 交通部水泥混凝土路面推广组，水泥混凝土路面研究，人民交通出版社，1997。
【3】. 中华人民共和国行业标准，公路水泥混凝土路面设计规范JTJ012-94，人民交通出版社，1994。
【4】. 中华人民共和国行业标准，公路沥青路面设计规范JTJ014-97，人民交通出版社，1997。
【5】. 郭忠印，潘正中。土工织物在路面工程中的应用技术综述[J]。公路，2000（9）。
【6】. 徐世法，季节，罗晓辉等。沥青铺装层病害防治与典型实例，人民交通出版社，2005。
【7】. 沙庆林，王旭东，水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的技术研究，公路，2002。
【8】. 刘晓春，旧水泥路面的沥青加铺层设计分析，交通科技，2005。
【9】. 周富杰，胡圣。反射裂缝产生和发展机理，国外公路，1997。
【10】. 熊朝晖,刘蓉晖，对旧水泥混凝土路面进行加铺改造的探讨[J]，湖南交通科技，2004，30（2）：21～22
