舊水泥混凝土路面加鋪層設計探討

周云

摘 要：隨著交通行業(yè)的不斷快速發(fā)展，對路面的設計質(zhì)量提出了更高的要求。在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青，不僅可以有效修復路面，且有效的縮短施工工期，從而減少路面施工對交通的影響。但是，瀝青在加鋪層的過程中往往會出現(xiàn)裂縫問題，其會影響路面的整體質(zhì)量，降低路面的使用壽命。因此，應加強研究與分析舊水泥混凝土路面加鋪層設計，有效提高整個路面加鋪層的設計水平，進一步促進我國交通行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面；加鋪層；設計

中圖分類號：U416.216 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）29-0098-02

Abstract： With the rapid development of the transportation industry， the design quality of the pavement is required to be higher. Adding asphalt on the old cement concrete pavement can not only effectively repair the road surface， but also effectively shorten the construction period， thus reducing the impact of pavement construction on traffic. However， the asphalt in the course of overlay will often appear cracks， which will affect the overall quality of the road and reduce the service life of the road. Therefore， we should strengthen the research and analysis of the old cement concrete pavement overlay design， effectively improve the design level of the whole pavement overlay， and further promote the rapid and stable development of the transportation industry in our country.

Keyword： cement concrete pavement； overlay； design

舊水泥混凝土路面加鋪層的設計不僅涉及到舊路面的損壞以及整個路面的結(jié)構(gòu)狀況，且需要合理的分析力學的模型以及正確的材料參數(shù)，這樣才能有效的促進舊水泥混凝土路面加鋪層設計活動的有效展開，不斷的提高整個路面的施工質(zhì)量，為人們與車輛的出行提供保障。

1 水泥混凝土路面損壞原因分析

通過對水泥混凝土路面損壞原因的分析與了解，能夠幫助施工人員及時采取相對應的解決措施，促進路面設計活動的有效展開，提高整個舊水泥混凝土路面加鋪層的設計質(zhì)量。下文就針對水泥混凝土路面損壞的原因展開具體的分析與討論。

1.1 裂縫

裂縫是導致路面出現(xiàn)損壞的主要原因，其不僅包括縱向的裂縫，而且還包括橫向、斜向以及交叉的裂縫。其中，縱、橫、斜裂縫主要指通底的裂縫，其可將板塊分割為兩塊或者三塊。而交叉裂縫主要指裂縫能夠相互交叉，并將板塊分割到三塊以上。此外，當路面受到水的進入或者過大的豎向位移的重復作用后，路面基層就會受到侵蝕的作用，破壞舊水泥混凝土的整個路面，從而使整個交通安全受到較大的影響。而當路面的接縫拉開以后，路面就會喪失一定的傳荷能力，導致路面板的周邊產(chǎn)生較大荷載應力，影響了路面的使用安全，甚至危及行人和車輛的生命安全。此外，施工過程中倘若操作不當，會誘發(fā)路面產(chǎn)生裂縫，破壞路面，影響路面的質(zhì)量和使用壽命。

1.2 板角斷裂

板角斷裂就是指：垂直通底且與板角兩邊的接縫相交的裂縫。而導致板角斷裂的主要原因：板角處連續(xù)受到荷載的作用，板角處承受較大的壓力，致使整個板角處不足以保持整個路面的運行，影響路面的使用壽命。

1.3 接縫材料破損

水泥混凝土路面的接縫分為縱縫和橫縫兩種，而橫縫又可以分為脹縫和縮縫。其中，脹縫會隨著氣溫的變化而變化，一旦氣溫升高，整個裂縫中的填料就會被擠出，而一旦氣溫下降，裂縫中就會出現(xiàn)一定的空隙，如果未對其進行及時、有效的處理，極易導致水泥、砂石以及石屑等雜物的流入，破壞整個路面的基層和墊層，導致路面出現(xiàn)不同程度的變形，進而損壞整個路面，影響路面的正常使用。此外，縮縫較脹縫不同的是：其對路面的影響較小，但是倘若縮縫連續(xù)收縮，會加劇縫料逐漸老化，促使就會變成和脹縫一樣，對路面的危害極大。而倘若在施工的過程中，施工流程不規(guī)范或者對路面的養(yǎng)護工作不規(guī)范，在一定程度上對路面造成損害。

2 瀝青加鋪層設計改進方法研究

不斷的研究與分析瀝青加鋪層設計改進方法，有效提高整個舊水泥混凝土路面加鋪層的設計水平，以及有效的延長路面使用壽命具有至關(guān)重要的作用。因此，采取有效措施來對瀝青加鋪層的設計方法進行有效的改進，能夠促進我國交通行業(yè)的快速穩(wěn)定發(fā)展。

有限計算模型與參數(shù)：

2.1.1 實體模型設定

反射裂縫也是影響路面使用的主要因素。反射裂縫指的是舊面層在接縫或者裂縫的附近產(chǎn)生位移，并在接縫或者裂縫的上方出現(xiàn)較為集中的應力，影響路面的正常使用。此外，舊面層接縫的位移速度還會受到環(huán)境溫度的變化，一旦溫度過高，整個舊面板水平伸縮，致使整個路面承載較多的壓力，因此整個路面會被損壞。在隨著混凝土路面的使用時間變長，接縫處混凝土的板底就會出現(xiàn)較為嚴重的脫空現(xiàn)象，一旦路面上出現(xiàn)車輛行駛時，將會導致整個路面的接縫處產(chǎn)生較大的剪應力，形成一定的反射裂縫。因此，為了有效的減小反射裂縫對路面產(chǎn)生的危害，可采用Ansys有限元計算程序來有效的對水泥混凝土路面上的瀝青加鋪層進行三維的仿真，并不斷地研究與分析并改變相關(guān)參數(shù)對瀝青加鋪層內(nèi)荷載應力的影響，并及時采取針對性的解決措施，有效解決路面的損壞問題，以確保路面的整體質(zhì)量。此外，在計算時，將整個路面加鋪結(jié)構(gòu)作為整個彈性層狀的體系，有效促進相關(guān)計算活動的有序展開。其中，鋪設防裂夾層的路面夾鋪結(jié)構(gòu)如圖1 所示，而加鋪層路面結(jié)構(gòu)的設計計算模型如圖2 所示。

2.1.2 計算參數(shù)設定

路面結(jié)構(gòu)各層材料的彈性模量和泊松比取值，可參考《材料力學》中的所提供的模量范圍。而水泥混凝土路面板可設置為：長5m，寬4.5m，厚22cm，且接縫的寬度可設置為1cm，夾層設置為1cm厚的土工材料，有效的促進相關(guān)計算活動的有效展開，從而得到與之相匹配的計算參數(shù)，為瀝青加鋪層設計改進提供參考和借鑒。

2.1.3 臨界荷位的選取

臨界荷位的選取，可選擇最不利的荷載位進行接縫加鋪層底所存在的應力狀態(tài)進行計算，并根據(jù)結(jié)算結(jié)果來確定臨界荷載，只有這樣才可以有效解決路面的損壞問題。此外，提高計算效率和計算質(zhì)量，還可以有效降低裂縫對路面所造成的影響。

3 水泥混凝土路面瀝青層加鋪技術(shù)的應用

3.1 舊水泥混凝土路面處治技術(shù)

3.1.1 板塊嚴重斷裂的處治

板塊斷裂的程度不同，所采用的解決方法也是不盡相同。其中，對于嚴重破碎以及斷裂較為嚴重的斷裂板，可采取挖除舊板澆筑新板的處理措施，不僅有效的清除舊板，而且能在鑿除使有效保護基層及周邊混凝土路面，減少路面的損壞程度。此外，在澆筑新板的過程中，還應噴灑一定的養(yǎng)護劑，以保證其與溫度和濕度相適應，有效提高新板對車輛的承載力，促進路面車輛的正常行駛。如果重新澆筑的面板屬于單側(cè)車道時，還需要在與另一側(cè)舊路面板縱向接縫位置按照要求設置拉桿，以確保行車和施工的安全進行。

3.1.2 板塊局部或輕微斷裂的處治

斷裂較為輕微的板塊，可挖取相應的長方形凹槽，并在凹槽洗刷干凈以后，用搗平的快凝聚合物水泥來進行填平，有效的修復路面，并提高路面的使用壽命。

3.1.3 板邊、板角修補

對于角隅斷裂、板角破碎以及缺角、掉邊等病害板，需要按破裂面的大小來確定切割機的切割范圍，鑿除損壞部分。同時，還需要及時清除混凝土碎屑，若基層板體性差，還需要繼續(xù)下挖基層，然后選擇與舊板等強度的水泥混凝土進行澆注，而且保持與舊板面齊平。板邊碎裂一般可以切割成矩形，切割時盡可能保留原有鋼筋，現(xiàn)澆混凝土需要保證與舊面板間接縫切出深4mm、寬3mm的接縫槽，并按要求灌入填縫材料。

3.2 反射裂縫防治技術(shù)

導致瀝青加鋪層反射裂縫出現(xiàn)的主要原因為：交通的荷載力過大以及溫度的影響。因此，針對溫度所引起的反射裂縫情況，可以采用有效降低加鋪層與舊面層之間的粘附阻力，并不斷的增強加鋪層的抗拉強度，提高整個路面的荷載力。此外，由于荷載過大而引起路面產(chǎn)生反射裂縫的情況，以降低接縫處的板邊彎沉量，提高整個加鋪層的剪切強度和彎拉強度，保護路面不受損害，提高路面的使用質(zhì)量。

4 結(jié)束語

在進行舊水泥混凝土路面加鋪層設計過程中，應首先認識與了解水泥混凝土路面損壞原因分析以及水泥混凝土路面瀝青層加鋪技術(shù)的應用，對瀝青加鋪層設計方法進行有效的改進，提高整個舊水泥混凝土路面加鋪層的設計水平，降低溫度以及荷載力對路面的影響，不斷提高路面的使用質(zhì)量。

參考文獻：

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