回收廢料用于瀝青道路鋪筑的研究與展望

王進波/青海省湟源公路段

回收廢料用于瀝青道路鋪筑的研究與展望

王進波/青海省湟源公路段

目前國內對瀝青加鋪層已有依據規范,但對舊混凝土路面上加鋪瀝青層研究較少,還沒有形成完整的體系來指導設計與施工。城市道路水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土是一項牽涉面廣、影響因素多的課題。做為一種特殊的路面結構,其應力應變特性與一般的彈性層狀體系有很大的差別。

水泥混凝土；路面；瀝青面層

引言

水泥混凝土路面是采用水泥混凝土作為面層材料的一種路面，是高等級公路主要的路面結構之一。由于水泥混凝土的脆性和體積敏感性，使得水泥混凝土路面對超載更容易引起破損，而且修復困難。在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層是一種常用的、有效的路面修復技術，施工工期短、對交通影響小、修復后路面服務性能好，己成為舊路改造的一項常用措施。

一、瀝青加鋪層的結構分析

加鋪瀝青混凝土面層的道路大多是市區內主要通道,車流量大,罩面層不僅僅要改善路面的平整度和抗滑性能,對承受水平荷載方面有更高的要求,當瀝青罩面層由于舊混凝土板位移產生的拉應力超過瀝青罩面層的抗拉強度時,瀝青面層自然會開裂,環境因素(雨水、氧化等)的負效應,常常會使裂縫迅速向四周擴展,大大縮短罩面層壽命,采取加鋪道路專用土工布防止反射裂縫是一種有效的措施,其主要作用機理如下:

1.由于舊混凝土路面溫縮位移是連續的,土工布使罩面層最大拉應力減少。

2.由于土工布具有較大的延伸型,舊混凝土裂縫位移可通過土工布使應力擴展至更寬的范圍,從而緩解了裂縫處的應力集中。

3.由于土工布浸透瀝青可以有效防止地表水滲進基層,避免基層進一步惡化,并減少瀝青罩面層在反射出的剝離破壞。

二、水泥混凝土路面損壞的原因

（一）裂縫

裂縫包括縱向、橫向、斜向和交叉裂縫，產生裂縫的原因主要有以下幾個方面：重復荷載應力、翹曲應力及收縮應力等的綜合作用；水的浸入及過大的豎向位移的重復作用，使基層受到侵蝕產生脫空；土基和基層強度不夠；接縫拉開后，喪失傳荷能力，在板的周邊產生過大的荷載應力。

（二）板角斷裂

板角斷裂是一垂直通底且與板角兩邊接縫相交的裂縫，從板角到裂縫兩端點間的距離分別等于或小于端點所在板長的一半。其破損原因通常是由于板角處受連續荷載作用，基礎支撐強度不足和翹曲應等因素綜合作用而產生。

（三）邊、角剝落

邊、角剝落是指接縫兩側各60cm寬度內或板角15cm范圍內的碎裂。產生的主要原因為：接縫落入堅硬的雜物，板在膨脹時產生了超應力，邊緣被硬物擠碎；重交通荷載的重復作用；傳力桿設計或施工不當；接縫處混凝土強度低。

（四）錯臺

錯臺是指接縫處相鄰面板的垂直高差。產生的主要原因有：路面板在車輛軸載的作用下，造成接縫處板塊不均勻下沉；在溫度和濕度梯度作用下，板在接縫產生翹曲；橫縫處未設置傳力桿。

（五）表面裂紋與層狀剝落

表面裂紋是指淺而細或發絲狀的網狀裂紋，僅產生在路面表層。在車輛荷載的作用下，它會發展為深度 6～12mm 的表層層狀剝落。產生的主要原因是：水灰比過大、過度抹面、養護不及時、用鹽化冰雪、凍融循環和集料質量低劣、水泥中的堿（氧化鈉及氧化鉀）與集料中的某些特定礦物質發生堿硅反應。

（六）坑洞

路面板表面呈現孔洞狀的破損現象。直徑一般為 2.5～10cm，深為 1～5cm。

其產生的原因是：施工質量差或混凝土材料中夾帶朽木、紙張和泥塊等雜物；車輛的金屬硬輪或掉落硬物的撞擊。

三、瀝青罩面層施工工藝

（一）舊有路面的病害處理

深入現場調查,勘測舊混凝土路面的破損情況,針對以下不同種類的病害,進行有效的處理。

錯臺、板塊開裂:路面發生錯臺或板塊開裂,應首先考慮是路基質量出現問題,因此必須將整個板塊全部鑿除,重新壓實路基及基層,澆筑C30混凝土。

掉邊、缺角:對損壞較深的路面,先用切割機切除損壞部分,然后澆筑C30混凝土,對破路面較淺較窄的,可用風鎬鑿除深約5cm以上,然后用中粒式瀝青混凝土填平壓實;對混凝土板的縱橫接縫,先清除縫內雜物后,用1:1.5水泥砂漿灌注。

板塊脫空:在脫空部位鉆∮30孔2～3個(鉆穿板塊),然后用C30水泥砂漿高壓灌注,注滿為止。

（二）噴灑粘層油

噴灑前,利用灑水車高壓水槍對整個路面進行沖洗,確保路面清潔,以提高粘結力。路面要經壓縮機高壓空氣吹掃干凈,由瀝青灑布機均勻噴灑。為確保粘結效果,噴灑一定要均勻,油量要適中,對噴灑過量的一定要刮除,人工補鋪。為防止路面污染,粘層油灑布后應立即封閉交通。

（三）鋪設土工布

在舊混凝土路面板塊的中縫及縮縫兩側寬50cm范圍內噴灑70 °C左右的粘層油,用量控制在0.4kg/m2左右,噴灑橫向范圍要比土工布寬10cm,使用道路專用土工布做到平整無折和無氣泡。鋪設可采用人工或機械方式,接口處應相互搭接15cm。

（四）攤鋪技術要求

按照瀝青路面施工技術規范的要求,進行瀝青混合料的配合比設計。瀝青混凝土的級配碎石用量很大,需提前做好備料工作。施工時要使供料速度與攤鋪速度相平衡,確保均勻,連續不斷的攤鋪,盡量進行全幅路一次攤鋪。碾壓時壓路機從路邊起壓向路中,雙輪式壓路面第次重疊宜為30cm,不得在新鋪瀝青混凝土上轉向掉頭及左右移動或突然剎車,碾壓速度為初亞1.5～2kg/h,復壓2.5～3.5km/h。

施工過程中,除對混凝土料進行檢測外,還要對施工現場的質量進行控制,如攤鋪厚度、壓實度、平整度等,發現問題應及時處理解決。

總之在舊路改造加鋪瀝青混凝土面層施工中,只要精心設計和施工加強質量管理,就會取得良好的經濟效果。

四、結語

近年來,城市道路現有的水泥混凝土路面,有相當一部分已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,重載、超載或設計、施工等方面的原因,使用性能下降。舊水泥混凝土路面行車舒適性差,行車速度緩慢的現狀亟待解決,然而至今仍沒有成熟而有效的改造設計理論與實踐經驗。 為了有效的利用舊混凝土路面,節約工程投資,采用瀝青加鋪補強是改善其使用性能的最有效措施。

[1]王淵明.水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層的技術研究[J].科技信息，2012（05）.

[2]羅曉輝.舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層后反射裂縫的防治[J].公路，2011（08）.