公路瀝青罩面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的應(yīng)用

朱繼峰

（肅寧縣交通運(yùn)輸局，河北 肅寧 062350）

目前我國(guó)很多早期建成的公路已經(jīng)接近或超過(guò)使用年限，路面出現(xiàn)了很大程度的破損，嚴(yán)重影響了路面的使用功能。為改善這一情況，應(yīng)及時(shí)對(duì)公路路面破損區(qū)域進(jìn)行改造，以提高路面服務(wù)質(zhì)量并延長(zhǎng)路面的使用年限。

1 工程現(xiàn)狀分析

1.1 工程概況

廣東省某高速公路為水泥混凝土路面，使用至今已有10年時(shí)間，因近幾年荷載量增大，其路面使用功能與服務(wù)質(zhì)量明顯下降。為確保區(qū)域交通網(wǎng)能夠正常服務(wù)，需對(duì)其進(jìn)行大力整修，主要措施是在原水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土罩面。該項(xiàng)目地處北回歸線(xiàn)周邊，屬亞熱帶海洋性氣候，年平均氣溫為20℃～22℃，年降雨量約1 913mm，雨季時(shí)間持續(xù)長(zhǎng)，通常出現(xiàn)在5～9月并多暴雨，而6～10月則常受熱帶暴風(fēng)襲擊。

1.2 公路路面破壞狀況調(diào)查

該公路原行車(chē)道的路面面層厚度約為25cm，以C35水泥混凝土為主，基層厚度為20cm，采用的是6%的水泥穩(wěn)定粗粒料，而底基層的厚度則為15cm，采用的是4%的水泥穩(wěn)定細(xì)粒料。

路況調(diào)查結(jié)果表明，原有的水泥混凝土路面遭到破損的主要方式有：面層斷裂、面層豎向位移、接縫類(lèi)及表面類(lèi)。而在這四大類(lèi)水泥混凝土破損方式中，主車(chē)道的破壞方式主要是面層斷裂，許多主車(chē)道破損嚴(yán)重的區(qū)域甚至出現(xiàn)大的交叉裂縫，而其他形式的破壞相對(duì)比較少。面層斷裂比重太大導(dǎo)致路面的斷板率過(guò)度超標(biāo)。相比較而言，超車(chē)道路面破壞情況好很多，斷板率較低，但破損區(qū)域的破壞形式卻比主車(chē)道的破壞形式多。

1.3 舊混凝土板應(yīng)力分析

根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》中的規(guī)定，水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該以路面行車(chē)荷載量和溫度梯度綜合作用下所產(chǎn)生的疲勞斷裂作為極限狀態(tài)。

2 路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案

根據(jù)路面調(diào)查情況及舊混凝土板應(yīng)力分析結(jié)果對(duì)路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。該項(xiàng)目的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案主要有三種。

2.1 A-1結(jié)構(gòu)方案

A-1結(jié)構(gòu)方案是將舊的路面結(jié)構(gòu)用作路面基層，其具體的路面結(jié)構(gòu)為：表面層采用厚度為4cm的改性瀝青混凝土抗滑表層；下面層采用厚度為6cm的中粒式瀝青混凝土AC—20；底基層則采用處理、整修過(guò)的舊水泥混凝土路面。在進(jìn)行瀝青層面鋪設(shè)前，必須先在路面基層頂面上噴灑透層瀝青，待瀝青完全滲透基層頂面之后再進(jìn)行封層瀝青的噴灑工作，之后在路面撒布厚度為35mm的碎石，用壓路機(jī)對(duì)路面實(shí)施碾壓工作，待成型之后再鋪設(shè)瀝青面層。

2.2 A-2結(jié)構(gòu)方案

A-2結(jié)構(gòu)方案是將主要的病害面板拆除以后，對(duì)基層進(jìn)行修補(bǔ)和加強(qiáng)，并重新對(duì)水泥混凝土面板進(jìn)行澆注，對(duì)還沒(méi)有拆除的面板進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理之后，對(duì)整修過(guò)的路面進(jìn)行統(tǒng)一罩面。具體的路面結(jié)構(gòu)為：表面層采用厚度為4cm的改性瀝青混凝土抗滑表層；下面層采用厚度為6cm的中粒式瀝青混凝土AC—20；面板采用厚度為25cm并占6%比例的水泥穩(wěn)定碎石。

2.3 A-3結(jié)構(gòu)方案

A-3結(jié)構(gòu)方案與A-2結(jié)構(gòu)方案有許多相同之處，但A-3結(jié)構(gòu)比A－2結(jié)構(gòu)多鋪設(shè)一層半開(kāi)級(jí)配的中粒式瀝青碎石AM—20，其具體路面結(jié)構(gòu)為：表面層采用厚度為4cm的改性瀝青混凝土抗滑表層AK—13A；中面層采用厚度為6cm的粒式瀝青碎石；下面層采用厚度為25cm的水泥混凝土；基層補(bǔ)強(qiáng)層采用厚度為20cm并占6%比例的水泥穩(wěn)定碎石。

在進(jìn)行此方案時(shí)，需要在水泥混凝土面板和瀝青罩面之間鋪設(shè)一層專(zhuān)用聚酯長(zhǎng)絲土工布，并在鋪設(shè)之前在工布上撒布粘層瀝青。

3 瀝青罩面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案比較

在對(duì)舊公路路面進(jìn)行大規(guī)模的整修時(shí)，首先應(yīng)將整修重點(diǎn)放在對(duì)破損路面狀況的調(diào)查上。在進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查之后，再制定合理的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和對(duì)破損處的修整措施。路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案直接影響到改建后的公路的使用壽命，必須科學(xué)合理，否則會(huì)對(duì)改建工程造成很大的負(fù)面影響。針對(duì)本項(xiàng)目路面結(jié)構(gòu)改建的瀝青罩面有五種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)組合，其中對(duì)舊路面破損區(qū)域的處理措施主要有唧泥、板底脫空處灌漿，坑洞、板邊及板角修補(bǔ)等。這些措施的實(shí)施效果都會(huì)對(duì)舊路面破損處的整修質(zhì)量和效果產(chǎn)生影響。因此，必須要對(duì)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案和改建過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治觯茖W(xué)區(qū)分出設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的施工控制。

3.1 A-1結(jié)構(gòu)方案施工控制措施

這一方案要求對(duì)舊路面的破損處進(jìn)行整修或者做沖擊壓實(shí)，主要處理措施為：

a）坑洞類(lèi) 針對(duì)個(gè)別坑洞，可直接清除洞內(nèi)雜物，再用水泥砂漿將其填滿(mǎn)，使其達(dá)到平整密實(shí)的效果，而對(duì)于較多的、密集的且連成一片的坑洞，應(yīng)采用薄層修補(bǔ)的方案，并灑水養(yǎng)生；

b）板邊、板角類(lèi) 遇到板邊輕度剝落的情況，主要的修補(bǔ)方案是先將其表面清理干凈，再運(yùn)用瀝青混合材料將其填充并整平，如果板邊剝落破損的情況很?chē)?yán)重，則必須做深度補(bǔ)塊，板角的修補(bǔ)則需要嚴(yán)格按照斷裂面的大小進(jìn)行切縫，在清除了鑿出范圍后，將鋼筋復(fù)原，將接縫面涂上瀝青，最后再現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行混凝土的澆筑、切接縫槽并將填料灌入切縫；

c）裂縫類(lèi) 寬度在3mm以下的裂縫都屬于非擴(kuò)展性裂縫，對(duì)于這種裂縫的處理，需要用低粘性瀝青或者環(huán)氧樹(shù)脂等材料進(jìn)行灌注，寬度大于等于3mm的裂縫都為擴(kuò)展性裂縫，要對(duì)它進(jìn)行整修則需要將材料沿著裂縫鑿槽注入。

3.2 A-2結(jié)構(gòu)方案施工控制措施

這一結(jié)構(gòu)方案的具體措施為：

a）基層補(bǔ)強(qiáng) 當(dāng)路面的局部面板基層受到破壞時(shí)，應(yīng)采用C15素混凝土回填方式對(duì)其進(jìn)行基層補(bǔ)強(qiáng)，當(dāng)出現(xiàn)大面積的基層破壞時(shí)，應(yīng)采用水穩(wěn)基層施工方法對(duì)其進(jìn)行施工，而對(duì)小面積的基層破壞，則需要用小型的打夯機(jī)對(duì)其進(jìn)行壓實(shí)，以保證基層的壓實(shí)度達(dá)到98%；

b）唧泥、板底脫空灌漿 這一措施主要是指在改建施工之前，運(yùn)用貝克曼梁彎沉儀檢測(cè)并判斷出存在脫空現(xiàn)象的面板，通過(guò)不斷灌漿和檢測(cè)流程，使灌漿處理后的面板彎沉值到達(dá)設(shè)計(jì)要求。

4 檢測(cè)方法及設(shè)備

一般的公路改建檢測(cè)方法都分為以下兩部分：

a）仔細(xì)勘察公路的破壞情況，并調(diào)查公路的縱、橫斷面；

b）仔細(xì)檢測(cè)公路的內(nèi)在質(zhì)量，包括對(duì)路面、路基等的質(zhì)量檢測(cè)方法。

該項(xiàng)目主要采用CBS9000B公路雷達(dá)探測(cè)儀和SIR—10H型透地雷達(dá)儀對(duì)公路路基的厚度、密度及板底脫空等情況進(jìn)行檢測(cè)，并采用800FWD落錘彎沉儀器對(duì)公路的彎沉值進(jìn)行檢測(cè)。

5 改建時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

5.1 對(duì)公路的路況調(diào)查一定要詳細(xì)，不放過(guò)任何一個(gè)細(xì)節(jié)，針對(duì)不同的破壞情況要制定相應(yīng)的處理方案。

5.2 對(duì)破損區(qū)域的處理一定要徹底，尤其是對(duì)脫空、沉陷等疑難問(wèn)題，盡量一次就處理干凈，避免留下安全隱患。舊結(jié)構(gòu)層的荷載力必須達(dá)到交通流量的要求，不能只依靠瀝青層來(lái)支撐。

5.3 瀝青面層的設(shè)計(jì)必須因地制宜，具體問(wèn)題具體分析并滿(mǎn)足實(shí)際需求，面層的厚度也必須視實(shí)際情況而定，選擇一定要慎重。同時(shí)，要對(duì)瀝青層本身的性能與水泥混凝土板的結(jié)合進(jìn)行綜合考慮。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在公路路面上鋪設(shè)瀝青層面，還有許多技術(shù)問(wèn)題需要進(jìn)一步研究。本文以廣州市某路面改建工程為例，從舊路的路況調(diào)查、破損處理和瀝青面層的設(shè)計(jì)等方面對(duì)公路瀝青罩面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)行了探討。

[1]何東光.公路瀝青罩面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用分析[J].城市建設(shè)，2010，（22）： 442-443.

[2]何東光.公路瀝青罩面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用分析[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2010，8（4）：57-58.

[3]郭曉春，張學(xué)剛.舊水泥混凝土路面加鋪瀝青罩面前的病害處理[J].山東交通科技，2006，（2）： 28-30.