舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青的技術(shù)探討

李春雷 郭偉

近年來(lái)公路改建和擴(kuò)建中，為節(jié)約工程投資、有效地利用舊水泥混凝土路面，在其上加鋪瀝青混凝土，以改善其使用性能，但加鋪的瀝青混凝土常出現(xiàn)反射裂縫，進(jìn)而導(dǎo)致面層的開(kāi)裂和剝落，表面水下滲，造成路面損壞。針對(duì)此情況，我對(duì)舊水泥混凝土路面鋪瀝青技術(shù)有以下看法。

1、水泥混凝土板處理。以舊水泥混凝土路面作基層，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度與適宜的剛度。瀝青混凝土路面屬柔性路面，面層的強(qiáng)度直接取決于基層的強(qiáng)度，基層強(qiáng)度不足將直接導(dǎo)致面層的破壞。認(rèn)為，最關(guān)鍵的問(wèn)題是對(duì)舊水泥路面板的處理。提出的意見(jiàn)是，首先對(duì)其使用狀況要進(jìn)行全面徹底的調(diào)查，對(duì)出現(xiàn)的路面病害、部分結(jié)構(gòu)承載力不足等進(jìn)行深層次的分析。一般通過(guò)人工調(diào)查對(duì)舊水泥路的病害按段落樁號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，采用探地雷達(dá)、彎沉儀對(duì)混凝土板的托空和其結(jié)構(gòu)的均勻情況、路面承載能力進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)。尤其在傳荷能力較差的接縫處，板下托空影響重大，必須對(duì)水泥混凝土路面的處治給予高度重視。其次針對(duì)不同種類(lèi)的病害進(jìn)行有效的處理。對(duì)邊角破碎損壞較深和較寬的路面，先用切割機(jī)除損壞部分，然后澆注同標(biāo)號(hào)混凝土；對(duì)破損較淺、較窄的，可鑿除5cm以上，然后用細(xì)石拌制的混凝土混合料填平；對(duì)發(fā)生錯(cuò)臺(tái)或板塊網(wǎng)狀開(kāi)裂，應(yīng)首先考慮是否路基質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題。如是路基質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，則必須將整個(gè)板全部鑿除，重新夯實(shí)路基及基層，澆注同標(biāo)號(hào)混凝土；對(duì)于板塊托空、橋頭沉陷、板的不均勻沉陷及彎沉較大的部位，鉆穿板塊，然后用水泥漿高壓澆注處理。

2、反射裂縫的防治。反射裂縫是指下層混凝土板的接縫或裂縫，由于溫度和濕度的不斷變化與車(chē)輛荷載的反復(fù)作用，在加鋪層的相應(yīng)位置上產(chǎn)生裂縫。就瀝青混凝土路面開(kāi)裂的原因，可分為兩大類(lèi)，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(cè)板面由于車(chē)輛荷載作用產(chǎn)生的垂直方向的相對(duì)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(chǎn)生的水平方向的位移。水泥混凝土板產(chǎn)生的水平位移使瀝青加鋪層在接縫、裂縫處產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)瀝青混凝土的抗拉強(qiáng)度時(shí)，即出現(xiàn)開(kāi)裂。在溫度濕度應(yīng)力和車(chē)輛荷載的嬌縱和作用下，裂縫不斷向上發(fā)展，反射到加鋪層表面。因此需要對(duì)瀝青混凝土面層反射裂縫進(jìn)行綜合防治。根據(jù)反射裂縫的機(jī)理，主要應(yīng)從結(jié)構(gòu)和材料兩方面進(jìn)行考慮。面層厚度應(yīng)保證超過(guò)10cm,可有效防止受拉疲勞產(chǎn)生的裂縫，還可以降低車(chē)輛荷載引起的剪應(yīng)力。指出，材料中適當(dāng)增加瀝青用量，減小混合料空隙率，可延緩裂縫的擴(kuò)展。設(shè)計(jì)采用應(yīng)力吸收層，可用APP改性瀝青油氈、鋪設(shè)玻璃纖維格柵加強(qiáng)混凝土的抵抗差動(dòng)位移（剪切強(qiáng)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(guò)舊水泥混凝土板縫下滲到土基，又能減少地下水通過(guò)舊混凝土板間接縫進(jìn)入加鋪層而浸濕加鋪結(jié)構(gòu)層材料，防止無(wú)機(jī)結(jié)合料處治的粒料層強(qiáng)度降低，延緩瀝青混凝土面層出現(xiàn)剝落和松散。APP改性瀝青油氈鋪設(shè)在舊水泥混凝土板與加鋪之間，能起到應(yīng)力攜手夾層的作用，并將反射裂縫應(yīng)力由垂直方向轉(zhuǎn)為水平方向，起到了消散水平應(yīng)變和傳遞豎向荷載的作用，增強(qiáng)瀝青混凝土的整體抗拉強(qiáng)度，延緩反射裂縫的產(chǎn)生。玻璃纖維格柵是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)可用于減少瀝青路面反射裂縫的技術(shù)措施。它具有高抗拉強(qiáng)度和彈性模量高的特點(diǎn)，其功能就是增強(qiáng)瀝青混凝土的整體抗拉強(qiáng)度，改善鋪裝層的整體受力狀態(tài)，減少永久變形，延遲疲勞破壞，防止和減少路面裂縫的產(chǎn)生。此外加強(qiáng)施工控制，保證在制備瀝青混合料過(guò)程中不使瀝青老化和加強(qiáng)碾壓，使瀝青混合料達(dá)到高的密實(shí)度，都有助于減少反射裂縫。

3、瀝青混凝土加鋪層厚度控制。多年的實(shí)踐證明，過(guò)厚的瀝青混凝土面層由于溫度影響會(huì)產(chǎn)生裂縫。因此，設(shè)計(jì)厚度標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與一般的瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)一樣，在滿足承載能力的前提下，路面結(jié)構(gòu)層厚度應(yīng)有良好的水穩(wěn)定性和高溫強(qiáng)度，瀝青混凝土面層應(yīng)滿足使用功能的要求，加鋪層厚度首先要滿足原路面縱向線型，同時(shí)為避免過(guò)多的破碎和替換混凝土板考慮舊路局部地方下沉、部分板翹曲、舊路路面橫坡度變化等情況，注意將調(diào)坡與路面現(xiàn)有承載力調(diào)查法相結(jié)合。舊路改造一般采用兩層密實(shí)型瀝青混凝土結(jié)構(gòu)，瀝青混凝土面層的最小厚度8~10cm比較理想，一層為最小厚度5cm的瀝青混凝土整平層，一層為4cm左右的抗滑表層，實(shí)現(xiàn)與其他瀝青路面一樣，具有良好的平整度、構(gòu)造深度和密實(shí)度。

4、瀝青混凝土面層材料的選擇。關(guān)鍵的材料瀝青要選重交通道路石油瀝青、改性瀝青，其性能、指標(biāo)必須符合高等級(jí)施工要求。石料應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐牡夭那闆r，根據(jù)路面的使用性能和要求確定。要采用優(yōu)質(zhì)石料用先進(jìn)的錘式破碎機(jī)生產(chǎn)?？刂剖现械谋馄綘詈浚馄w粒行量多會(huì)增加石料的表面機(jī)和瀝青用量，也會(huì)降低混合料的抗形變能力。一般選破碎面較多、扁平顆粒較少的石料，并且必須達(dá)到潔凈、無(wú)雜質(zhì)、無(wú)風(fēng)化，具有良好的顆粒形狀，抗壓強(qiáng)度應(yīng)不低于3級(jí)，壓碎值小于25%，與瀝青材料粘結(jié)力不低于3級(jí)。礦粉要潔凈、干燥、無(wú)雜質(zhì)，有30%能通過(guò)0.074mm篩，親水系數(shù)小于1.0,外觀無(wú)團(tuán)粒、結(jié)塊砂地細(xì)度模數(shù)為2.3-3.0,含泥率小于1%。

5、提高瀝青混凝土路面的抗?jié)B性能。要保證路面結(jié)構(gòu)的水穩(wěn)定性和耐久性，預(yù)防水破壞是至關(guān)重要。因此，應(yīng)將路面抗?jié)B性能作為一個(gè)重要指標(biāo)來(lái)控制。尤其是粘附性有利于提高抗?jié)B性。采用改性瀝青、摻加抗剝落劑、在礦粉中摻加一定量的水泥，對(duì)抵抗剝離以提高瀝青混合了水穩(wěn)性都有明顯效果。但要注意不同抗剝落劑與各種石料之間的匹配問(wèn)題。當(dāng)選用摻加水泥時(shí)，應(yīng)注意確保施工實(shí)際摻加劑量的準(zhǔn)確性。此外，要選擇適當(dāng)?shù)募?jí)配范圍，提高瀝青用量提高4.75~9.5mm可貴個(gè)集料的用量相應(yīng)地都可以提高混合料的抗?jié)B性能。舊水泥混凝土上加鋪瀝青混凝土面層，是改造舊水泥混凝土路面行之有效的方法之一，在公路的改建和擴(kuò)建中大部分地區(qū)已普遍采用。雖然目前我國(guó)尚未有比較成熟的相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范和方法，對(duì)加鋪瀝青混凝土的板塊未提出相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)，對(duì)于特重交通路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)也很不足，但近年來(lái)國(guó)內(nèi)許多科研、設(shè)計(jì)單位面對(duì)廣大工程改造的迫切需要，在這方面的研究中取得了不少有益的、值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)，成功的關(guān)鍵在于精心設(shè)計(jì)、精心施工。同樣厚度的瀝青加鋪層，采用不同的瀝青材料、不同的結(jié)構(gòu)層，其抗反射裂縫能力就不同。我們要對(duì)原由路面破損的成因進(jìn)行細(xì)致的調(diào)查和深層次的分析，為材料組成設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)提供可靠的依據(jù)。此外，在加鋪層施工中必須在試驗(yàn)指導(dǎo)下對(duì)整個(gè)生產(chǎn)進(jìn)程實(shí)施科學(xué)的檢測(cè)，參照施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定的頻率進(jìn)行抽提，篩分和做馬歇爾試驗(yàn)，指導(dǎo)拌和站對(duì)生產(chǎn)參數(shù)做相應(yīng)的調(diào)整，進(jìn)一步加強(qiáng)設(shè)計(jì)、施工的質(zhì)量控制。