高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層綜合技術(shù)

摘??要：為了改善高速公路使用性能并且延長(zhǎng)其使用壽命，常用水泥混凝土路面加鋪瀝青層的方法。現(xiàn)在，雖然我國已經(jīng)在舊水泥砼路面上增鋪瀝青混凝土面層產(chǎn)生復(fù)合式路面上開展了相應(yīng)的研究，但是對(duì)于其綜合技術(shù)仍然缺乏系統(tǒng)而深入的研究。

關(guān)鍵詞：高速公路;水泥混凝土;瀝青層;綜合技術(shù)

1、舊水泥混凝土路面脫空壓漿技術(shù)研究

1.1壓漿材料配合比選擇

混凝土板底脫空的主要處治材料就是水泥粉煤灰，由于水泥用量較多，而粉煤灰又具備一定的活性，所以可以達(dá)到3MPa的抗壓強(qiáng)度;重點(diǎn)是水泥粉煤灰漿要具備較好的保水性、粘聚性以及和易性，因此一定要慎重的選擇材料的配合比。原材料及技術(shù)要求如下：

（1）一般硅酸鹽水泥：通常使用的水泥檢測(cè)指標(biāo)都應(yīng)該與一般硅酸鹽水泥國家標(biāo)準(zhǔn)要求相符合。

（2）粉煤灰：試驗(yàn)所使用的粉煤灰要高于II級(jí)。

（3）UEA：U型混凝土膨脹劑，在放入U(xiǎn)EA之后，不能對(duì)灌漿材料的別的性能產(chǎn)生不良影響，要將膨脹率限制在0.03%—0.05%內(nèi)。

（4）HZ型復(fù)合早強(qiáng)劑：試驗(yàn)中所需早強(qiáng)劑的技術(shù)指標(biāo)要高于國家標(biāo)準(zhǔn)一等品的技術(shù)要求，比如：泌水率〈95%，減水率〉8%，不會(huì)對(duì)鋼筋產(chǎn)生銹蝕作用等。

（5）水：自來水或者天然純凈水。

1.2壓漿處治工藝流程

（1）確定鉆孔位置

從理論上而言，脫空、唧泥主要在死角中出現(xiàn)，朝著板塊的縱橫縫發(fā)展、延伸，所以要對(duì)這些死角進(jìn)行仔細(xì)的研究，避免出現(xiàn)脫空或者唧泥囤積的現(xiàn)象。

對(duì)完好或者有小裂縫的板塊，在接縫處出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)或填縫料脫落時(shí)，此時(shí)的板角鉆孔壓漿正處于合適狀態(tài)，需要進(jìn)行鉆孔的地點(diǎn)往往距邊角有20～40cm的距離;對(duì)于那些有嚴(yán)重?cái)嗔鸦蛘叽嬖阱e(cuò)臺(tái)的板塊，裂縫處可能有脫空現(xiàn)象存在，應(yīng)對(duì)斷裂、板角進(jìn)行鉆孔壓漿處理。因?yàn)槠溥吔堑攸c(diǎn)可能存在支撐，若鉆孔離邊角過近，會(huì)導(dǎo)致灰漿難以壓進(jìn)而且灌注壓力容易就邊角散失，所以應(yīng)讓板角的鉆孔與邊角保持40～60cm的距離;除此之外，還要對(duì)挖補(bǔ)處的附近板塊的四角都進(jìn)行壓漿處理。

（2）板下壓漿的工藝流程及要求

板下壓漿的具體工藝流程主要分為七步，分別是：定位、鉆孔、制漿、壓漿、封堵壓漿孔以及控制交通和彎沉檢測(cè)等。施工中各自的工作要求如下：

a.定位：施工人員與監(jiān)理人員依照外觀結(jié)合彎沉檢測(cè)的方法對(duì)唧泥脫空板進(jìn)行調(diào)查，從而對(duì)鉆孔的位置進(jìn)行標(biāo)注。

b.鉆孔：工作人員用鉆孔取芯機(jī)根據(jù)標(biāo)記的位置進(jìn)行鉆孔，鉆孔的深度和板塊的厚度相等。孔徑D和壓漿頭直徑d要相符，而且要使得D-d=1～2mm;

c.制漿：根據(jù)配合比在灰漿拌合機(jī)中拌合材料，直至沒有灰團(tuán)才能使用，在使用時(shí)要持續(xù)進(jìn)行拌合，預(yù)防沉淀;

d.壓漿：通過壓漿泵把拌合過后的灰漿通過壓漿孔壓到混凝土的板底，一般將壓力控制到大約2.0MPa，直到附近的孔或者接縫里漿液溢出或板塊上升為止。在壓漿時(shí)要及時(shí)的用圓木塞將溢漿的孔封堵住，預(yù)防灰漿反流。木塞在維持3～5min后可以移除;

e.封堵壓漿孔：拔出木塞后，要用灰漿或者是混凝土芯樣來封嚴(yán)壓漿孔;

f.控制交通：對(duì)于完成壓漿的板塊，不準(zhǔn)車輛通行，唯有灰塵強(qiáng)度直到大于5MPa時(shí)才可通行，往往需要3d;

2、復(fù)合式路面層處治技術(shù)研究

2.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

層間結(jié)構(gòu)工作的穩(wěn)定性對(duì)整體結(jié)構(gòu)的正常使用具有非常重要的影響，為了使復(fù)合式路面的結(jié)構(gòu)形式不斷優(yōu)化，往往會(huì)在層間安置一些夾層材料。現(xiàn)在，國內(nèi)外使用的夾層材料主要有：土工格柵、土工布、改性瀝青防水油氈以及瀝青碎石、瀝青混凝土等，這些夾層的厚度一般為0.2～3.0cm。

通過相關(guān)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，使用土工布作為層間材料的約為38%，而玻璃纖維格柵的約為36%，無機(jī)材料穩(wěn)定碎石約為15%，改性瀝青應(yīng)力吸收層約為10%，用改性瀝青防水卷材與加筋土工織物所占比例較低，為5%。

從上述數(shù)據(jù)可知，使用的層間材料類型較多，且大都沒有功能上的差別，因此在選擇時(shí)一定要注重具體的特點(diǎn)與相關(guān)技術(shù)要求。硬土層與軟土層都具備各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在對(duì)層間材料進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)該依照路面結(jié)構(gòu)與想要用夾層達(dá)到的效果開展具體的分析，進(jìn)而選擇最好的層間處理措施。

2.2層間處治常用措施機(jī)理分析

工程中使用的夾層材料主要發(fā)揮的力學(xué)效應(yīng)有：應(yīng)力吸收薄膜作用，利用基層內(nèi)垂直裂縫隨著界面超水平方向延伸可能性的增大，使得裂縫的反射延緩;橋聯(lián)作用，在瀝青混凝土面層中有裂縫進(jìn)入后，土工合成材料可以使斷裂面具備抗彎拉能力，使得裂縫張開變形減小，裂縫頂端的拉應(yīng)力集中性降低;嵌鎖咬合作用，可以增加斷裂面的抗剪切傳荷能力，使得裂縫頂端的剪應(yīng)力集中。

3、水泥混凝土路面薄層瀝青罩面技術(shù)性能研究

3.1舊水泥混凝土面薄層瀝青罩面力學(xué)特性分析

（1）瀝青罩面應(yīng)力狀況

主要對(duì)瀝青加鋪層的荷載應(yīng)力、溫度應(yīng)力和其共同作用產(chǎn)生的耦合應(yīng)力進(jìn)行研究，對(duì)瀝青加鋪層在不同溫度下的工作情況進(jìn)行考察，分析出各影響因素產(chǎn)生的作用效果;對(duì)溫度與荷載耦合作用下瀝青加鋪層產(chǎn)生的疲勞應(yīng)力規(guī)律進(jìn)行研究，了解瀝青加鋪層的工作原理;此外，還要對(duì)溫度與荷載影響下的接裂縫區(qū)的瀝青罩面層產(chǎn)生的應(yīng)力變化進(jìn)行分析。

（2）路面層間應(yīng)力分析

對(duì)中間層抗剪、防裂機(jī)理以及原路面當(dāng)量、加鋪層厚度、混凝土路面裂縫等因素對(duì)中間層的應(yīng)力變化產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。此外，還要對(duì)中間層材料進(jìn)行設(shè)置，使得原路面對(duì)新加鋪瀝青層材料的應(yīng)力影響得以有效緩解。

3.2接縫及裂縫處瀝青加鋪層反射裂縫機(jī)理研究

在對(duì)接縫和裂縫處反射裂縫的出現(xiàn)、發(fā)展和貫通瀝青加鋪層的規(guī)律進(jìn)行研究，需要先對(duì)荷載作用下的板縫和裂縫處的反射裂縫產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行系統(tǒng)的研究，然后再對(duì)板縫和裂縫處彎沉差對(duì)反射裂縫產(chǎn)生的影響和對(duì)該裂縫的形狀、大小的影響進(jìn)行研究，從而為瀝青罩面層材料設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)組合以及中間層材料設(shè)計(jì)等提供必要的理論保證。

3.3瀝青罩面層組合性能測(cè)試研究

在該測(cè)試研究中主要為罩面層以及夾層材料組合優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過多種途徑使得兩者的優(yōu)勢(shì)得到最佳組合，不僅能夠降低薄層瀝青罩面組合體系的造價(jià)，而且可以使其路用性能實(shí)現(xiàn)效果的最優(yōu)化，并根據(jù)這項(xiàng)研究設(shè)計(jì)瀝青罩面層進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的方案。

3.4薄層瀝青罩面室外試驗(yàn)路的鋪筑與施工技術(shù)研究

依照室內(nèi)得出的試驗(yàn)成果，在高速公路上選擇兩段路將其分別當(dāng)作兩種結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)路段，通過對(duì)這兩個(gè)路段進(jìn)行試驗(yàn)來驗(yàn)證室內(nèi)試驗(yàn)的結(jié)果，并深入研究薄層瀝青面使用的施工技術(shù)。

3.5薄層瀝青罩面效能和經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)

測(cè)試試驗(yàn)路段的各項(xiàng)路用性能，并且長(zhǎng)期觀測(cè)其反射裂縫的發(fā)展情況;同時(shí)還要對(duì)這兩種方案的造價(jià)和傳統(tǒng)舊水泥路進(jìn)行的改造方法的工程造價(jià)展開比較，進(jìn)而對(duì)其投入使用的經(jīng)濟(jì)效能進(jìn)行評(píng)價(jià)。

結(jié)論與建議：

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們的交通需求也越來越高，而當(dāng)前我國高速公路出現(xiàn)了各種各樣的問題，亟待解決。現(xiàn)在，在高速公路水泥混凝土路面上加鋪瀝青層是處理這些問題的主要手段，而我國這一技術(shù)仍存在一些不足，具有廣闊的發(fā)展、研究前景。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)歷：

房靜黽（1973.09—），女，駐馬店汝南縣人，本科學(xué)歷，畢業(yè)于河南廣播電視大學(xué)，土木工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事公路工程施工。