剛性路面反射性裂縫防治措施與經濟效益可靠性分析

河南 王玉

剛性路面反射性裂縫防治措施與經濟效益可靠性分析

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時間，不但造成了交通堵塞，而且施工周期長、成本高、污染嚴重。本文闡述了剛性路面反射性裂縫防治的措施，并進行了經濟效益的對比分析。

剛性路面；反射性裂縫；防治措施；經濟效益分析

前言

目前，我國現有的剛性路面，有相當一部分己接近或超過設計年限，有的雖未達到設計年限，但由于交通量劇增，汽車軸載日益重型化或設計、施工等方面的原因，出現了路面損壞、使用品質下降的情況，影響了道路的使用功能，面臨著修復工作。與瀝青路面相比，剛性路面的修復比較困難，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，同時能充分利用舊剛性路面，且造價低，施工方便，對交通、環境影響小，因此在國內外舊剛性路面改造工程中應用最多。本文對剛性路面反射性裂縫防治措施和經濟效益進行了對比分析。

1 剛性路面反射性裂縫防治措施

為了保持道路有一個可供平穩的行駛表面、完整的結構、防止水分流進面層以下，阻止或控制反射裂縫的產生和發展是絕對必要的。具體防治措施如下：

1.1 直接對反射裂縫進行處理

此方法主要為對一定寬度的反射裂縫直接灌以瀝青封縫，其優點是施工簡便，工程費用節省。但是當復合式路面結構的下面層在溫差和車輛荷載作用下再次產生變形時，所灌縫的瀝青面層裂縫又將開裂，所以此法只能作臨時應急之用，不能作為根治反射裂縫的技術措施。

1.2 對瀝青混凝土表層中反射裂縫部位進行再罩面處理

再次攤鋪瀝青罩面層不僅增強了路面結構的完整性，而且還可延長其使用年限。但是實施后路面平順性降低，工程費用高，同時應采取有效措施防止再次產生反射裂縫。

1.3 破碎并穩定舊剛性路面

對舊剛性路面，最有效而又經濟的方法是分裂和穩定舊剛性路面，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變和應力，使之小于瀝青罩面混合料的路用力學性能極限值，不至于破壞罩面。

分裂和穩定舊剛性路面技術要點包括：

1.3.1 分裂尺寸宜在45cm-60cm之間，裂縫應貫穿板厚，以達到分散和消減應力、應變的目的；

1.3.2 裂縫應為寬度很小的微裂縫。對于接縫和粗裂縫應進行封閉，以利于荷載的傳遞，避免或減少輪載在裂縫處形成的拉應力和剪應力峰值。破碎程度較大的應作為基層結構進行罩面設計；

1.3.3 使用重型壓路機(35t-50t)進行碾壓，確保分裂的水泥路面水平和豎向達到穩定狀態；

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

1.4 采用中間過渡層

在舊剛性路面瀝青罩面的修建中，設計及施工好中間過渡層，不論是對于防治反射裂縫的產生還是對于整個路面的使用功能好壞及使用的時間長短，都具有重要的意義。因此，有必要對水泥混凝土——瀝青混凝土路面層間進行應力分析以確定最不利的荷載位置及最大應力與應變，為設計并選擇中間過渡層的結構及材料奠定基礎。

水泥混凝土與瀝青混凝土層間剪應力的最不利位置是一個比較復雜的問題，因為它隨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的大小有關。瀝青混凝土層與水泥混凝土板之間的接觸面是復合式路面結構抵抗水平剪切力的薄弱環節。為分析一般規律，采用三層彈性連續體系在雙圓均布垂直與水平荷載綜合作用 (復合荷載)下的計算研究層間剪應力。

2 直接經濟效益和長期經濟效益分析

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

破除之后改鋪水泥穩定碎石基層，上鋪同樣厚度的瀝青面層，其費用如下：

2.1.1 破除舊剛性面板費用

破除厚度25cm的舊剛性面板并將廢料清運，費用約為40元／m2。

2.1.2 水泥穩定碎石基層的施工費用

厚度為25cm(合理的結構層厚度應為18cm或36cm左右)的水泥穩定碎石基層施工費用，單價約為60元／m2。

2.1.3 瀝青面層的費用

若改用水泥穩定碎石基層、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厚改性瀝青應力吸收層+6cm厚中粒式改性瀝青混合料+4cm厚細粒式改性瀝青混合料的瀝青面層仍然是最佳選擇。因此，該層的費用與項目組推薦的結構相同。三層瀝青面層的總費用約為120元／m2。

該方案的總費用約為220元／m2。

2.2 破除舊面板，鋪筑新剛性面層的費用

2.2.1 破除舊剛性面板費用

破除厚度25cm的舊剛性面板并將廢料清運，費用約為40元／m2。

2.2.2 鋪筑新剛性面板費用

重新鋪筑25cm厚的剛性面板，費用約為160元／m2。

2.2.3 縮縫養護費用

一塊素混凝土面板的長度一般為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的費用約10元，每年每平方米的灌縫費用約為4元。按道路的一般使用壽命l5年計算，灌縫費用合計為60元／m2。

該方案的總費用約為260元／m2。

2.3 實施方案費用

2.3.1 舊剛性面板處治費用

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

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

該層的費用與項目組推薦的結構相同。三層瀝青面層的總費用約為120元／m2。

該方案的總費用約為(150～160)元／m2。

2.4 三種方案費用比較

根據上述三種方案的費用分析可以看出：第一種方案是將舊剛性面板破除，然后鋪筑水泥穩定碎石，面層采用本項目推薦的方案，其可比費用約為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，其可比費用約為260元／m2。而裂縫養護對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，費用更高；該項目采用的第三種方案費用最低，約為(150～160)元／m2。由此可見，該項目方案具有顯著的社會效益和經濟效益。按最低節省情況計算，對于15m寬的路面，每公里可節省費用72萬元。

施工單位按照項目組推薦的舊剛性面板處治方法進行了處理，瀝青混合料面層也按項目組推薦的結構層、厚度、施工工藝等進行了鋪筑。從施工情況來看，這套技術比較容易實現，不需要大型特殊設備。從通車運營后使用情況來看，除個別舊剛性路面面板(壓漿處理效果不佳、形成反射裂縫外，試驗路總體使用狀況很好。

3 結束語

剛性路面的養護維修，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重。剛性路面反射性裂縫防治措施技術具有施工簡單、周期短、成本低、使用效果好、維修方便且費用低等優勢，具有顯著的社會效益和經濟效益，值得大面積推廣。

[1]公路瀝青路面設計規范.（JTJ014-97）．

[2]公路瀝青路面施工技術規范.（JTGF40-20 04）.

（作者單位：駐馬店市公路管理局）

（編輯 劉麗娜）