剛性路面反射性裂縫防治措施與經(jīng)濟(jì)效益可靠性分析

河南 王玉

剛性路面反射性裂縫防治措施與經(jīng)濟(jì)效益可靠性分析

河南 王玉

舊剛性路面改造過去采用破碎剛性面板，這種處治方法需要較長(zhǎng)時(shí)間，不但造成了交通堵塞，而且施工周期長(zhǎng)、成本高、污染嚴(yán)重。本文闡述了剛性路面反射性裂縫防治的措施，并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益的對(duì)比分析。

剛性路面；反射性裂縫；防治措施；經(jīng)濟(jì)效益分析

前言

目前，我國(guó)現(xiàn)有的剛性路面，有相當(dāng)一部分己接近或超過設(shè)計(jì)年限，有的雖未達(dá)到設(shè)計(jì)年限，但由于交通量劇增，汽車軸載日益重型化或設(shè)計(jì)、施工等方面的原因，出現(xiàn)了路面損壞、使用品質(zhì)下降的情況，影響了道路的使用功能，面臨著修復(fù)工作。與瀝青路面相比，剛性路面的修復(fù)比較困難，可采用的大修措施有三種：加鋪瀝青混凝土面層、加鋪新水泥混凝土面層和翻修。由于瀝青加鋪層能有效地改善舊剛性路面的使用性能，同時(shí)能充分利用舊剛性路面，且造價(jià)低，施工方便，對(duì)交通、環(huán)境影響小，因此在國(guó)內(nèi)外舊剛性路面改造工程中應(yīng)用最多。本文對(duì)剛性路面反射性裂縫防治措施和經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了對(duì)比分析。

1 剛性路面反射性裂縫防治措施

為了保持道路有一個(gè)可供平穩(wěn)的行駛表面、完整的結(jié)構(gòu)、防止水分流進(jìn)面層以下，阻止或控制反射裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展是絕對(duì)必要的。具體防治措施如下：

1.1 直接對(duì)反射裂縫進(jìn)行處理

此方法主要為對(duì)一定寬度的反射裂縫直接灌以瀝青封縫，其優(yōu)點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便，工程費(fèi)用節(jié)省。但是當(dāng)復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)的下面層在溫差和車輛荷載作用下再次產(chǎn)生變形時(shí)，所灌縫的瀝青面層裂縫又將開裂，所以此法只能作臨時(shí)應(yīng)急之用，不能作為根治反射裂縫的技術(shù)措施。

1.2 對(duì)瀝青混凝土表層中反射裂縫部位進(jìn)行再罩面處理

再次攤鋪瀝青罩面層不僅增強(qiáng)了路面結(jié)構(gòu)的完整性，而且還可延長(zhǎng)其使用年限。但是實(shí)施后路面平順性降低，工程費(fèi)用高，同時(shí)應(yīng)采取有效措施防止再次產(chǎn)生反射裂縫。

1.3 破碎并穩(wěn)定舊剛性路面

對(duì)舊剛性路面，最有效而又經(jīng)濟(jì)的方法是分裂和穩(wěn)定舊剛性路面，使其成為下承層，并加輔瀝青罩面。通過這種處理方法來分散混凝土板的溫度應(yīng)變和應(yīng)力，使之小于瀝青罩面混合料的路用力學(xué)性能極限值，不至于破壞罩面。

分裂和穩(wěn)定舊剛性路面技術(shù)要點(diǎn)包括：

1.3.1 分裂尺寸宜在45cm-60cm之間，裂縫應(yīng)貫穿板厚，以達(dá)到分散和消減應(yīng)力、應(yīng)變的目的；

1.3.2 裂縫應(yīng)為寬度很小的微裂縫。對(duì)于接縫和粗裂縫應(yīng)進(jìn)行封閉，以利于荷載的傳遞，避免或減少輪載在裂縫處形成的拉應(yīng)力和剪應(yīng)力峰值。破碎程度較大的應(yīng)作為基層結(jié)構(gòu)進(jìn)行罩面設(shè)計(jì)；

1.3.3 使用重型壓路機(jī)(35t-50t)進(jìn)行碾壓，確保分裂的水泥路面水平和豎向達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；

1.3.4 確保舊路面與瀝青罩面的層間連接質(zhì)量，需鑿糙舊路面，并灑布高質(zhì)量的粘層油。

1.4 采用中間過渡層

在舊剛性路面瀝青罩面的修建中，設(shè)計(jì)及施工好中間過渡層，不論是對(duì)于防治反射裂縫的產(chǎn)生還是對(duì)于整個(gè)路面的使用功能好壞及使用的時(shí)間長(zhǎng)短，都具有重要的意義。因此，有必要對(duì)水泥混凝土——瀝青混凝土路面層間進(jìn)行應(yīng)力分析以確定最不利的荷載位置及最大應(yīng)力與應(yīng)變，為設(shè)計(jì)并選擇中間過渡層的結(jié)構(gòu)及材料奠定基礎(chǔ)。

水泥混凝土與瀝青混凝土層間剪應(yīng)力的最不利位置是一個(gè)比較復(fù)雜的問題，因?yàn)樗S著瀝青混凝土層厚度的變化有較大差異，而且與路面摩擦系數(shù)的大小有關(guān)。瀝青混凝土層與水泥混凝土板之間的接觸面是復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)抵抗水平剪切力的薄弱環(huán)節(jié)。為分析一般規(guī)律，采用三層彈性連續(xù)體系在雙圓均布垂直與水平荷載綜合作用 (復(fù)合荷載)下的計(jì)算研究層間剪應(yīng)力。

2 直接經(jīng)濟(jì)效益和長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益分析

2.1 破除舊面板，改用水泥穩(wěn)定基層、瀝青面層的費(fèi)用（若將舊剛性面板全部破除）

破除之后改鋪水泥穩(wěn)定碎石基層，上鋪同樣厚度的瀝青面層，其費(fèi)用如下：

2.1.1 破除舊剛性面板費(fèi)用

破除厚度25cm的舊剛性面板并將廢料清運(yùn)，費(fèi)用約為40元／m2。

2.1.2 水泥穩(wěn)定碎石基層的施工費(fèi)用

厚度為25cm(合理的結(jié)構(gòu)層厚度應(yīng)為18cm或36cm左右)的水泥穩(wěn)定碎石基層施工費(fèi)用，單價(jià)約為60元／m2。

2.1.3 瀝青面層的費(fèi)用

若改用水泥穩(wěn)定碎石基層、瀝青面層，反射裂縫仍是需要解決的重要問題之一。而采用2cm厚改性瀝青應(yīng)力吸收層+6cm厚中粒式改性瀝青混合料+4cm厚細(xì)粒式改性瀝青混合料的瀝青面層仍然是最佳選擇。因此，該層的費(fèi)用與項(xiàng)目組推薦的結(jié)構(gòu)相同。三層瀝青面層的總費(fèi)用約為120元／m2。

該方案的總費(fèi)用約為220元／m2。

2.2 破除舊面板，鋪筑新剛性面層的費(fèi)用

2.2.1 破除舊剛性面板費(fèi)用

破除厚度25cm的舊剛性面板并將廢料清運(yùn)，費(fèi)用約為40元／m2。

2.2.2 鋪筑新剛性面板費(fèi)用

重新鋪筑25cm厚的剛性面板，費(fèi)用約為160元／m2。

2.2.3 縮縫養(yǎng)護(hù)費(fèi)用

一塊素混凝土面板的長(zhǎng)度一般為5m左右，每千米的縮縫為200條，每平方米路面的縮縫長(zhǎng)度為0.2m。正常情況下，填縫料每年需要灌注2次，每灌注lm的費(fèi)用約10元，每年每平方米的灌縫費(fèi)用約為4元。按道路的一般使用壽命l5年計(jì)算，灌縫費(fèi)用合計(jì)為60元／m2。

該方案的總費(fèi)用約為260元／m2。

2.3 實(shí)施方案費(fèi)用

2.3.1 舊剛性面板處治費(fèi)用

采用壓漿技術(shù)、破除個(gè)別因破碎而無法使用的舊水泥混凝土面板，其費(fèi)用約為(30～40)元/m2。

2.3.2 采用2cm厚改性瀝青應(yīng)力吸收層+6cm厚中粒式改性瀝青混合料+4cm厚細(xì)粒式改性瀝青混合料的瀝青面層仍然是最佳選擇

該層的費(fèi)用與項(xiàng)目組推薦的結(jié)構(gòu)相同。三層瀝青面層的總費(fèi)用約為120元／m2。

該方案的總費(fèi)用約為(150～160)元／m2。

2.4 三種方案費(fèi)用比較

根據(jù)上述三種方案的費(fèi)用分析可以看出：第一種方案是將舊剛性面板破除，然后鋪筑水泥穩(wěn)定碎石，面層采用本項(xiàng)目推薦的方案，其可比費(fèi)用約為220元／m2；第二種方案是將舊剛性面板破除，然后重新鋪筑剛性面板，其可比費(fèi)用約為260元／m2。而裂縫養(yǎng)護(hù)對(duì)交通具有一定的影響。為了改善行車舒適性，上面還需鋪筑4cm～5cm厚的瀝青混合料，費(fèi)用更高；該項(xiàng)目采用的第三種方案費(fèi)用最低，約為(150～160)元／m2。由此可見，該項(xiàng)目方案具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。按最低節(jié)省情況計(jì)算，對(duì)于15m寬的路面，每公里可節(jié)省費(fèi)用72萬元。

施工單位按照項(xiàng)目組推薦的舊剛性面板處治方法進(jìn)行了處理，瀝青混合料面層也按項(xiàng)目組推薦的結(jié)構(gòu)層、厚度、施工工藝等進(jìn)行了鋪筑。從施工情況來看，這套技術(shù)比較容易實(shí)現(xiàn)，不需要大型特殊設(shè)備。從通車運(yùn)營(yíng)后使用情況來看，除個(gè)別舊剛性路面面板(壓漿處理效果不佳、形成反射裂縫外，試驗(yàn)路總體使用狀況很好。

3 結(jié)束語

剛性路面的養(yǎng)護(hù)維修，很大程度上是灌縫，而且頻率很高、使用效果不佳、路面的行車噪音大、接縫處的滲水比較嚴(yán)重。剛性路面反射性裂縫防治措施技術(shù)具有施工簡(jiǎn)單、周期短、成本低、使用效果好、維修方便且費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，具有顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，值得大面積推廣。

[1]公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范.（JTJ014-97）．

[2]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范.（JTGF40-20 04）.

（作者單位：駐馬店市公路管理局）

（編輯 劉麗娜）