關于防水卷材在水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土工程中的應用研究

摘要：在過去的二十幾年時間里，我國各地區都建設了大量的水泥混凝土路面，但隨著時間的推移，如今許多的路面都出現了嚴重的裂縫，本文通過分析水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土產生反射裂縫的原因，提出利用防水卷材和消散集中應力的方法，對受損的水泥路面進行加蓋修補，并對其可行性進行了相應的試驗，同時引用工程實例予以論證。

關鍵詞：瀝青混凝土；反射裂縫；防水卷材

研究在水泥混凝土剛性路面上加鋪柔性的瀝青混凝土，關鍵在于尋找在不大規模挖除原有水泥路面的前提條件下修復破損路面、改善道路通行舒適性、提高道路等級。

國內在過去的二十多年時間里，為了改善交通基礎設施，進行了大量的水泥混凝土城市道路和公路建設，對于推動各個地區的經濟發展起到了非常重要的作用，在很大程度上提高了各地人民群眾的出行條件。然而，由于長期使用和自然原因的影響，其中大部分的水泥路面都已經出現了嚴重的裂縫、沉降等情況，嚴重危害到了在道車輛通行的安全性和舒適性。這就造成了道路維護單位需要經常的對道路進行局部維修，通過這種方式不僅花費了巨額的維修費用，而且對于使用時間較長的公路和城市道路來說，道路建設過程中所使用的水泥強度都已經開始出現了嚴重的下降，對于這些道路的修復和維護需要花費較長的時間，從而對交通造成了比較大的壓力。如果不能夠及時的對水泥路面進行修復，道路交通將會出現更嚴重的堵塞現象。

1、水泥路面產生裂縫的原因

如何能夠實現對水泥路面進行柔性加蓋，這就需要事先了解水泥路面出現裂縫的主要機理以及水泥路面的破損是否會對后期所加蓋的柔性路面產生嚴重的影響。

水泥路面通常也被稱為剛性路面，主要是因為其具有比較高的強度，當然這就使得其具有比較差的承載變形的能力，路面出現裂縫則是由于其在使用過程中受溫度變化和路基沉降等方面的影響而造成的。當道路的板間隙的變化無法適應溫度變化和路基沉降的要求時，就會造成路面出現斷裂或者裂縫，嚴重阻礙交通的正常運轉。

2水對水泥路面的破壞作用

一旦路面出現裂縫，地表水就能夠流入裂縫進而滲透到水泥板的地基中，造成局部基材受到水的浸潤，嚴重影響了道路的承載能力。當負載被施加到該板時，滲透水就會被擠壓出來；一旦負載被清除，水泥板就會在路面整體效果的作用下恢復到其原始狀態，同時更多的水被吸入到基層。地表水被反復的吸入或擠出，就會使得基層材料被掏空，這就會使得基層的承載能力大大降低。在梅雨季節，甚至出現當車輛通過水泥路面時，地面的裂縫中就會擠壓出高高的水柱。一旦水泥板塊下的基層被掏空到一定的程度后，路面的彈性就會減低不再回復原有的狀態，就使得受力狀態變成簡支或懸臂。雨水對于路面新裂縫的產生具有加劇作用，嚴重了就會使路面出現網絡狀裂縫，進而使得道路失去使用價值。因此可知，水對于道路的破壞作用是非常大的，道路在雨季出現裂縫的現象要比旱季多得多。水泥路面一旦出現一條裂縫就會在很短的時間內形成網裂。如果能夠及時的對水泥路面出現的第一條裂縫進行封層處理，就能夠使得道路的使用壽命被有效的延長。所以，在道路出現大面積的網絡狀裂縫前就需要對水泥路面進行及時的修復，從而避免路面的水泥板塊受到進一步的損害，使得道路的使用壽命被延長。

3防水卷材可用于水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土工程

3.1 反射裂縫的產生及防治

如果將瀝青混凝土直接覆蓋在斷裂破碎的水泥路面上，無法達到理想的路面修復效果。由于溫度和負載的作用，在水泥板塊的裂縫之間將會有較大的位移變形，這就會使得加蓋的瀝青混凝土層極易出現裂縫，通常這種裂縫為“反射裂縫”。

反射裂縫一旦出現，路基水就會很容易的進入到水泥路面的縫隙中，這樣柔性加蓋就沒有效果，無法根本上解決路面的裂縫問題，除此之外水也造成瀝青路面出現破損。主要原因是地表的水侵入到了路面材料當中，大大的降低瀝青的粘附性。另外，瀝青和集料之間進入水之后，就會使瀝青和集料之間的粘結出現問題，這就會造成瀝青會從集料中被剝落。

3.2 防水卷材疲勞開裂試驗和分析

反射裂縫能夠通過防水卷材來進行避免，以下的疲勞試驗能夠對其進行證實。

利用在實驗室內集中應變的條件來對路面標本進行試驗。選用防水卷材和加蓋了瀝青混凝土的試驗梁以及水泥混凝土底板作為試驗的試件，利用相應的設備對試驗梁進行沖壓，使其出現裂縫。然后使用橢圓的輪對其施加往復的荷載，形成一個弧形簡支梁。當橢圓形輪旋轉時，試樣被彎曲，在縫隙處就會形成應變的焦點。調整橢圓輪的長短可以改變接縫處應變值的大小。在試驗梁的頂端附連接應變片測試應變值。為了能夠使測試結果具有可比性，所使用的試樣尺寸和密度應該是相同的。

主要性能指標要滿足測試標準為GB 18243-2000的標準，選取用25厘米×5厘米×5厘米尺寸SBS的改性瀝青混凝土AC-10的試驗梁進行測試，在底板處粘貼3毫米厚的Ⅱ型APP改性瀝青防水卷材。

在其他條件不變的情況下，對斷裂的路面使用防水卷材進行處理，試驗結果表明增加防水卷材路面的抗疲勞開裂性明顯要比不使用的性能要好的多，理論分析的結果和試驗的結果出現明顯的趨同性。

3.3 防水卷材防止反射裂縫產生的機理

有效的避免反射裂縫的出現可以使用APP改性瀝青聚酯胎防水卷材，主要原因是該材料的抗拉強度和變形適應性都是比較強的，同時這種材料還具有一定的厚度，這就使得該材料能夠吸收大量的變形能量，對于消散應變能有很強的效果。

路面施工過程中，卷材通常裁剪成50厘米的寬度，在路面裂縫處進行對稱粘貼。在溫度或受力變化時，板縫間的應變力首先作用于卷材，然后在傳遞到瀝青混凝土加蓋層上。卷材本身就具有較強的柔韌性，對于應變能的吸收較多，進而傳遞給瀝青混凝土路面的應變能就會減小。

4 工程應用實例

根據有關考證，改性瀝青防水卷材大規模用于水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土反射裂縫的防治始于二十幾年前的民航機場跑道的不停航加蓋修復工程。近十幾年，有關部門對部分高速公路（如海南東線高速公路陵水至三亞段瀝青路面施工）和城市道路（海口市南海大道道路整治工程），對破損的水泥路面和挪動中分帶后產生的薄弱地帶的水泥板縫也采用了加貼防水卷材的處理方法。

5 結語

1 ）在出現裂縫的水泥路面，首先要對路面裂縫用防水卷材進行處理，以阻止地下水及水泥板縫的水進入新加蓋瀝青混凝土，再就是防止反射裂縫出現。實際的情況證明，這一舉措對于水泥路面裂縫的修復具有較強的作用，這就在很大程度上延長了路面的使用壽命。

2）防水卷材所起的作用主要是對水泥混凝土路面出現裂縫的部分有效果，對于完整的水泥塊所起到的作用不強，所以該材料具有較強的針對性，從而也顯著的降低了工程造價，而且也在一定程度上降低了施工難度。

參考文獻

1.《塑性體改性瀝青防水卷材》（GB18243-2008） 中國國家標準化管理委員會

2.《公路瀝青路面設計規范》（JTG D50-2006） 中交公路規劃設計院有限公司

3.《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004） 交通部公路科學研究所

4.《城鎮道路工程施工與質量驗收規范》（CJJ1-2008） 北京市政建設集團有限責任公司，中國市政工程協會