舊水泥砼路面加鋪瀝青砼面層反射裂縫的防治技術探討

【摘 要】本文以洛陽市濱河北路為例，對舊水泥砼路面加鋪瀝青砼面層易產生反射裂縫的問題從作用機理、舊砼病害處治、裂縫的特殊處理、瀝青砼加鋪的技術控制等方面對反射裂縫的防治技術進行了有益的探索和總結，為舊路面的改造利用做了積極的嘗試。

【關鍵詞】 水泥砼路面;反射裂縫;裂縫特殊處理;防治要點

The old cement Mao road noodles add to spread the asphalt Mao noodles layer glint  the prevention and cure technique of the crack study

Yuan Xiao-yan

(Luoyang yituo engineering construction superintendency limited company Luoyang Henan 471000)

【Abstract】This text with the Luo strand river in the sun City north road for example， to the old cement Mao road noodles add to spread the asphalt Mao noodles layer easy creation glint crack of the problem cure from the disadvantage of function mechanism， old Mao disease， crack of special processing， the asphalt Mao add the technique for spread control etc. to glint crack of prevention and cure the technique carried on beneficial of investigate and summary， for the reformation of the old road noodles make use of do aggressive of try.

【Key words】The cement Mao road noodles;Glint crack;The crack special processing;Prevention and cure important point

1. 前言

水泥砼路面作為高級路面的一種主要結構形式，具有強度高、穩定性好、使用壽命長和養護費用較低等優點，但與瀝青路面相比，水泥砼路面的修復比較困難，近年來道路工作者常采用加鋪瀝青砼面層的方法來修復水泥砼路面，該方法能有效地改善舊水泥砼路面的使用性能，充分利用舊水泥砼路面，具有造價低、施工方便、且對交通環境影響小，因此在國內外舊水泥砼路面改造工程中應用最多。但在水泥砼路面上加鋪瀝青砼面層普遍存在一個問題:環境與交通量因素的負效應常常使水泥砼路面原有裂縫等病害迅速擴散，使瀝青砼加鋪層受到反射裂縫及其產生的反射應力的影響，嚴重影響瀝青加鋪層的使用壽命。因此如何控制反射裂縫產生和擴散是我們必須解決的關鍵問題。

2. 工程概況

洛陽高新區濱河北路位于高新開發區，是連接洛陽市澗西區和高新區的一條重要樞紐干道，原路面結構為24cm厚的水泥砼路面、基層為30cm厚石灰土，由于高新區廠礦較多，重型車輛出入量大，水泥混凝土路面現狀路面存在開裂、斷板、沉陷、錯臺、破碎、板底脫空等較多病害，影響了道路的使用功能，面臨著修復工作。

該路面的設計方案是:1、對原路面無病害地段直接加鋪9cm厚中粒式瀝青混凝土;2、對原路面嚴重斷裂、破碎及沉陷路段，將其24cm厚水泥混凝土口口路面板全部破除，并下挖15cm原灰土基層，以39cm水泥穩定碎石鋪筑做為基層，然后加鋪9cm厚中粒式瀝青混凝土。施工前對舊路面彎沉進行了測定，以判斷彎沉值是否滿足要求。

3. 作用機理

反射裂縫是指下層混凝土板的接逢或裂縫，由于溫度和濕度的不斷變化與車輛荷載的反復作用，瀝青混凝土加鋪層處于復雜的三維應力作用的狀態下。車輛通過不連續的板體時，瀝青混凝土加鋪層由于接縫、裂縫的兩側相鄰板塊產生了縱向的位移差而出現了較大的剪應力，它是產生反射裂縫的主要原因。

瀝青混凝土路面開裂的原因，可分為兩大類，即荷載型裂縫和非荷載型裂縫。通常是由于舊水泥混凝土路面接縫、裂縫處的豎向和水平位移所致。豎向位移是接縫、裂縫兩側板面由于車輛荷載作用產生的垂直方向的相對位移。水平位移是由于溫度或濕度變化引起的水泥混凝土板的脹縮產生的水平方向的位移。水泥混凝土板產生的水平位移，使瀝青加鋪層在接縫、裂縫處產生較大的拉應力，當拉應力超過瀝青混凝土的抗拉強度時，即出現開裂。在溫度、濕度應力和車輛荷載的綜合作用下，裂縫不斷向上發展，反射到加鋪層表面。因此，需要對瀝青混凝土面層反射裂縫進行綜合防治。

4. 舊水泥砼路面病害處理

在進行加鋪瀝青砼面層之前對原有舊水泥砼路面病害進行認真徹底的調查處理，把水泥砼路面病害分成四類:嚴重破碎板、一般斷板、脫空板塊和其它形式的破壞，并分別處治。

4.1 嚴重破碎板的修補。

對已斷裂成3塊以上的嚴重破碎板，采用挖補方法對板體進行更換。將舊板破碎、運走，清掃基層;原道路基層設計為30cm灰土上24cm砼，考慮破除時有可能會擾動基層頂層的灰土，所以確定把原30cm灰土層頂層15cm一并清除，用39cm水泥穩定碎石(6%水泥含量)分兩層壓實。由于病害砼板塊的最小尺寸為3.5×6米，施工時破碎機械盡量不用沖擊錘，因其沖擊力可能對周圍板塊造成擾動，并且基層有振動影響，我們用人工配合空壓機;為了保證水泥穩定碎石基層的充分壓實，組織落實了小型壓實機具充足供應，如蛙式打夯機，坦克立夯和人工立夯。水穩層施工基層表面要平整，并具有一定的橫坡坡度。板體更換時我們是注意了以下幾點:

4.1.1 破除后的清理要徹底，對于病害坑四周的清理由人工來清，監理工程師按照編號驗收通過。

4.1.2 行車道縱縫橫內的傳力桿鋼筋，予以保留或恢復;橫縫(脹縫或縮縫)中的拉桿鋼筋也應保留;

4.1.3 水泥穩定碎石施工時嚴格控制碎石的級配，并及時進行養生。

4.2 一般斷板的修補。

為了降低施工成本，節約工期，對斷裂情況較輕的病害板塊，采用對裂縫開槽注膠的方法來處治。具體做法是:

4.2.1 首先將裂縫用開槽機切割出寬2cm深1cm的工作槽。

4.2.2 把工作槽內的雜物和粉塵清理干凈。

4.2.3 利用補縫器通過注膠嘴把補縫膠注入工作槽內黏結裂縫防止水滲入基層。

4.3 脫空板塊的處理。

脫空板塊較好的處理辦法就是板底壓漿。利用灰漿泵的壓力將水泥漿液通過預先鉆好的孔洞直接壓入板下，填充板下出現的空洞。

4.4 其他形式損壞。

其他一些非結構性破壞，如表面起皮、露骨、剝落、麻面等，由于其只影響到原有路面行車舒適性，考慮舊混凝土路面做基層使用，這些形式的損壞對整個路面結構承載力和行車舒適性影響甚小，故而不予特殊處理。

5. 裂縫的特殊處理

5.1 切縫、灌封施工操作。

首先對舊水泥砼路面的接縫采用新型改性瀝青材料進行灌縫，通過與設計單位的反復討論并查閱了大量的資料，對該施工程序做了嘗試改進施工。具體方法是:

用切割機在全線范圍內每隔200米(利用舊水泥砼路面的橫縫)橫向切割100mm(寬)、80mm(深)一道槽，清理干凈后采用新型改性瀝青材料進行灌縫。采用這種方法，是為了嘗試以下是否能夠有效延緩反射裂縫的發生，這項工作做完后，我們對施工縫做了標注，以便于以后的觀察統計。

對于原有舊水泥砼路面的接縫處理，我們在施工程序上更細化了一些，具體是:

5.2 清縫:對原有接縫進行清理，用鐵爪子勾出縫內垃圾，縫深最少達到2-3CM，深度不夠的地方用切割機加深。

5.3 吹縫、灌縫:用吹風機對鐵爪子勾過的縫再次清理，以防止灰塵的二次污染，隨后立即灌縫，以有效防止路面水從路面滲入基層，保證基層有足夠的強度和穩定性。該種灌縫材料采用新型改性瀝青。在使用時必須由砼路面嵌縫機加熱至300℃，然后通過砼路面嵌縫機注膠嘴把改性瀝青注入接縫內。該種材料在高溫下熱穩定性好，低溫下不易老化變脆，安全經濟，又不會給環境造成污染，可以滿足接縫灌縫的需要。

6. 反射裂縫的防治技術要點

目前國內外最普遍的防止反射裂縫的措施有鋪設玻璃纖維土工格柵、鋪貼燒毛土工布以及粘貼改性瀝青油毛氈。玻璃纖維土工格柵的抗拉強度高，但其不能解決防水問題;改性瀝青油毛氈在鋪設時有一定難度，需要用噴火器熔融后壓粘跨縫粘貼;土工布的抗拉強度相對較低，但綜合性能好于前者，既能起到防止反射裂縫的作用，又能在浸漬瀝青后形成一個理想的防滲透層，目前較常用這一方法。以下以燒毛土工布為例的防治技術:

6.1 用人工清掃和用水清洗已處理好的舊水泥砼路面，保證路面無污染，雜物清除干凈。

6.2 噴灑粘層油。

粘層油的用量將直接影響土工布防治反射裂縫的能力。用量過大，則會降低土工布表面的摩擦系數，車輛通過時易打滑，其與瀝青加鋪層的粘結力也將降低;用量過少，土工布與舊水泥混凝土路面和瀝青加鋪層將不能形成一個良好的整體，從而影響其緩解應力集中的效果。

6.3 鋪設土工布。

土工布用人工鋪設，鋪設燒毛土工布應注意燒毛的一面朝上。待改性乳化瀝青即將完全破乳時，將土工布橫向、縱向拉展緊壓在水泥砼路面上。鋪設后安排工作人員及時檢查、處理打皺和被輪胎粘起的土工布。

在實際操作過程中，施工質量的好壞對今后土工布的使用效果有著很大影響。因此，加強質量監督、提高施工人員技術水平顯得尤為重要。

6.4 土工布的搭接。

土工布橫向搭接寬度為8～10cm，并根據攤鋪方向，將后一幅端部壓在前一幅的末端之下;縱向搭接寬度為4～5cm?？v向搭接和橫向搭接處采用固定器固定。

6.5 土工布施工注意事項。

土工布鋪設過程中，封閉交通，除施工車輛外，其他車輛只有在緊急情況下才允許在鋪好的土工布上緩慢通過。施工過程中避免車輛在土工布上轉彎或急剎車。禁止現場工作人員在鋪好的土工布上吸煙或亂扔臟物，污染土工布。

7. 瀝青砼面層加鋪的技術控制

根據反射裂縫的機理，主要應從結構和材料兩方面進行考慮。在加鋪瀝青砼之前，我們著重從結構上進行了處理。

7.1 厚度:舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青層是一種特殊的路面結構，其應力應變特性與一般彈性層狀體系有較大的差別。由于接裂縫的存在，舊水泥混凝土路面作為基層的整體強度降低，車輛通過不連續的板體時，瀝青混凝土加鋪層中由于接裂縫兩側相鄰板塊產生豎向位移差，而出現較大的剪切應力，產生荷載型反射裂縫。另外，由于路面暴露在大氣中，受氣溫周期性變化的影響，瀝青加鋪層和舊水泥混凝土面板都會膨脹，產生溫度應力，瀝青混凝土加鋪層會因為與接縫對應處的拉應力過大而開裂，形成所謂的溫度型反射裂縫。因此，瀝青砼加鋪層厚度是關鍵。目前已形成四種相對成熟的厚度設計和計算方法分別是:ARE(AnstinResarchEngineers)設計方法、美國瀝青協會(AI)法、美國工程兵團和聯邦航空局(FAA)法、AASHTO罩面設計方法。由這四種計算方法得出的濱河北路舊混凝土路面上加鋪的瀝青混凝土應控制在80～100mm之間。

7.2 材料:材料中適當增加瀝青用量，減小混合料空隙率，可延緩裂縫的擴展。設計采用應力吸收層，可用APP改性瀝青油氈、鋪設玻璃纖維格柵加強混凝土的抵抗差動位移(剪切強度)的能力。APP改性瀝青油氈貼在舊水泥混凝土板上，有效地防止地表水通過舊水泥混凝土板縫下滲到土基，又能減少地下水通過舊混凝土板間接縫進入加鋪層而浸濕加鋪結構層材料，防止無機結合料處治的粒料層強度降低，延緩瀝青混凝土面層出現剝落和松散。APP改性瀝青油氈鋪設在舊水泥混凝土板與加鋪層之間，能起到應力吸收夾層的作用，并將反射裂縫應力由垂直方向轉為水平方向，起到了消散水平應變和傳遞豎向荷載的作用，增強瀝青混凝土的整體抗拉強度，延緩反射裂縫的產生。

7.3 此外加強施工控制，保證在制備瀝青混合料過程中不使瀝青老化和加強碾壓，使瀝青混合料達到高的密實度，都有助于減少反射裂縫。

8. 結束語

由于目前國內對舊的水泥混凝土路面處理尚沒有一條特別有效的辦法，為了延長該條道路的使用年限，試著摸索著防治反射裂縫的新方法，該路去竣工通車一年多來，道路運行狀況良好，得到業主和市民的一致好評。但也有幾點有待在以后的道路建設中進一步研究:

8.1 國內用于瀝青砼路面加筋的材料種類較多，但有些指標不明確，測試方法和標準也不統一，急需制定出適合我國國情的產品規格、性能要求、測試方法標準。

8.2 采用加筋瀝青混凝土路面能大大改善其結構性能，但改善的原因尚有待于進一步研究。

8.3 洛陽市濱河北路改造完成已近兩年，從目前通車運行情況來看，效果較為理想，由于裂縫的發展需要一定的時間，對于抑制反射裂縫的最終效果尚有待今后作長期觀察。

參考文獻

[1] [1]土工合成材料應用技術規范(GB50290-98)[S].

[文章編號]1619-2737(2010)03-23-40

[作者簡介]原曉燕(1969.5-)，女，籍貫:河南省欒川縣，本科學歷，鄭州大學公路與城市道路工程專業?，F工作單位:洛陽一拖工程建設監理有限公司，職務:工程技術部經理，從2003年至今主要從事市政道路工程監理工作，一直擔任項目總監。