摘要: 結(jié)合諸城市206 國(guó)道舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層的改造工程實(shí)踐, 介紹了加鋪層設(shè)計(jì)中合理確定加鋪層厚度、改善加鋪層性能、設(shè)置中間應(yīng)力吸收層、處理好舊水泥混凝土路面等關(guān)鍵技術(shù)。該工程取得了良好的效果,積累了成功的經(jīng)驗(yàn)。
關(guān)鍵詞: 道路改造; 瀝青混凝土加鋪層; 反射裂縫
中圖分類(lèi)號(hào): U418.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào): 1004- 4655(2006)06- 0018- 02
在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土面層是一種剛?cè)峤Y(jié)合的復(fù)合結(jié)構(gòu)，但兩者性能差異大，溫度影響大，在短時(shí)間內(nèi)，容易出現(xiàn)反射裂縫的病害。為了延長(zhǎng)瀝青加鋪層使用壽命，如何防止或延緩反射裂縫的出現(xiàn)，是一個(gè)值得研究的課題。
1 工程概況
諸城市206 國(guó)道穿越市區(qū)3 km, 成為市區(qū)的一條主要交通干線(xiàn)。該路原為15 m 寬水泥混凝土路面。1998 年拓寬為三塊板，機(jī)動(dòng)車(chē)道寬24 m ，綠化隔離帶寬2 m ，非機(jī)動(dòng)車(chē)道寬5 m ，總寬38 m ；機(jī)動(dòng)車(chē)道為水泥混凝土路面，非機(jī)動(dòng)車(chē)道為瀝青混凝土路面。2004 年諸城市政府決定將其改建為一塊板，主路寬32 m ，為雙向8 車(chē)道，人行道寬8 m ，總寬48 m 。
2 現(xiàn)狀道路的調(diào)查
通過(guò)對(duì)該道路進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)踏勘及彎沉測(cè)試結(jié)果情況如下。
1) 水泥混凝土板塊基本完好, 無(wú)沉陷、斷板、脫空現(xiàn)象?？v、橫縫均采取鋸縫措施處理。
2) 水泥混凝土路面接縫彎沉較小( 最大處0.21mm, 平均0.10 m m ）。水泥板塊接縫兩側(cè)彎沉差最大處0.05 m m ，平均0.03 m m 。水泥混凝土抗折強(qiáng)度最小4.6 M Pa，平均4.7 M Pa。
3) 瀝青混凝土路面損壞嚴(yán)重, 網(wǎng)裂、沉陷現(xiàn)象普遍。
4) 瀝青混凝土路面彎沉較大( 最大處8.00 mm,平均3.00 m m ）。
3 加鋪層設(shè)計(jì)原則
道路改造的瀝青加鋪層設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要因素是防止或延緩反射裂縫的出現(xiàn)。由于車(chē)輛荷載影響，水泥混凝土相鄰板塊產(chǎn)生豎向位移差，出現(xiàn)較大的剪切應(yīng)力；而舊水泥混凝土路面的應(yīng)力在接縫處不連續(xù)，當(dāng)冬季氣溫較低時(shí)，瀝青混凝土加鋪層會(huì)因?yàn)榻涌p處的應(yīng)力過(guò)大而產(chǎn)生開(kāi)裂，形成所謂的溫度型反射裂縫。反射裂縫對(duì)道路的破壞不是簡(jiǎn)單的裂縫問(wèn)題，更嚴(yán)重的是反射裂縫產(chǎn)生后，路表水會(huì)沿著裂縫向下滲透至路基，引起路基損壞。因此，針對(duì)反射裂縫這個(gè)問(wèn)題，采取的措施有：①合理的瀝青加鋪層厚度；②改善瀝青加鋪層性能；③設(shè)置中間應(yīng)力吸收層；④處治好舊水泥混凝土路面等技術(shù)。采用這些技術(shù)，可以延緩反射裂縫的出現(xiàn)。
3.1 瀝青加鋪層厚度的確定
瀝青混凝土加鋪層厚度設(shè)計(jì)由行車(chē)荷載和防反射裂縫兩個(gè)因素控制。由于水泥混凝土面板本身強(qiáng)度較高，故可以做為基層。舊路改造一般采用兩層密實(shí)型瀝青混凝土結(jié)構(gòu),瀝青混凝土面層的最小厚度以8! 10 cm 比較理想。根據(jù)JTG D 40—2002《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》，高速公路和一級(jí)公路的最小厚度宜為10 cm ，其他等級(jí)公路的最小厚度宜為7 cm 。
3.2 瀝青加鋪層性能的改善
采用合適的改性瀝青, 可以提高瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性，還能保證良好的抗車(chē)轍、抗滑、防水等性能。SBS 改性瀝青SM A (瀝青瑪蹄脂碎石混合料)效果較為明顯，能顯著減少和延緩病害的產(chǎn)生，延長(zhǎng)路面使用壽命。另外，瀝青混凝土加入纖維，可以提高瀝青罩面層的抗拉強(qiáng)度，同時(shí)也減輕車(chē)轍的出現(xiàn)。
3.3 設(shè)置中間應(yīng)力吸收層
在瀝青罩面層與水泥混凝土路面結(jié)合良好的前提下, 水泥混凝土路面接縫處的集中應(yīng)力使得裂縫直接延伸至罩面層，而集中應(yīng)力來(lái)源于溫度變化、行車(chē)荷載及兩者的綜合作用。
采用土工布或玻璃纖維格柵作為水泥混凝土路面與瀝青混凝土加鋪層中間層，可有效地改善路面結(jié)構(gòu)應(yīng)力分布，抵抗和延緩由路面基層裂縫引起的瀝青混凝土路面反射裂縫的發(fā)生，從而提高路面的使用壽命，同時(shí)具有良好的防水效果。土工合成材料是一種人工合成的高分子聚合物，具有很高的耐熱性，優(yōu)異的耐寒性，良好的整體性、連續(xù)性和耐久性。
3.4 舊水泥混凝土路面處治
對(duì)于脫空板、有裂縫的板, 以及角隅斷裂、錯(cuò)臺(tái)等均進(jìn)行修補(bǔ)。要確保舊水泥混凝土路面與瀝青混凝土加鋪層的層間連接質(zhì)量，對(duì)舊路面采取鑿毛，并灑布高質(zhì)量的結(jié)合油（ 最好用改性瀝青）。采用聚氨脂封填裂縫、改性瀝青油氈鋪貼裂縫等方法，可很好地減少地表水通過(guò)舊水泥混凝土板的縫隙下滲到基礎(chǔ)，也可減少地下水通過(guò)舊水泥混凝土板的縫隙進(jìn)入加鋪層，還可改善舊水泥混凝土板塊在接縫處的力學(xué)性能，從而達(dá)到改善甚至阻止裂縫擴(kuò)展，延緩與防治裂縫反射。
4 諸城市206 國(guó)道改造具體方案
4.1 原有路面結(jié)構(gòu)性能的分析
在瀝青混凝土加鋪罩面之前, 對(duì)舊水泥混凝土路面的損壞情況和結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行正確的評(píng)價(jià)是解決反射裂縫和保證加罩成功至關(guān)重要的一環(huán)。根據(jù)道路實(shí)測(cè)彎沉值，我們認(rèn)為舊水泥混凝土路面可以保留使用，個(gè)別板塊錯(cuò)臺(tái)、板角損壞等情況，按有關(guān)規(guī)范要求進(jìn)行處治。舊瀝青混凝土路面由于大面積損壞，利用價(jià)值已不大，需全部挖出重新新建。
4.2 設(shè)計(jì)方案
對(duì)三個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行分析比較后, 決定采用以下方案。挖出非機(jī)動(dòng)車(chē)道及綠化隔離帶進(jìn)行新建。新建路面基礎(chǔ)頂與舊水泥混凝土路面頂一致，結(jié)構(gòu)為：16cm 的10% 灰土+2! 16 cm 的水泥穩(wěn)定碎石；最后對(duì)新舊道路澆灑結(jié)合油，撒3" 8 m m 厚石屑，攤鋪土工布，加罩6 cm 瀝青混凝土（ A C-25I）+ 4 cm 聚酯合成纖維加筋瀝青混凝土（ A C-13I）。
4.3 工程效果評(píng)價(jià)
該工程僅用了40 d 就完成通車(chē), 拓寬后道路車(chē)流量大增，單車(chē)道流量現(xiàn)已超過(guò)2 000 pcu/h。使用至今已近2 a，道路路況良好，通過(guò)近期實(shí)地的觀察，僅有兩條較小橫縫出現(xiàn)，全路均無(wú)沉降出現(xiàn)。
5 結(jié)語(yǔ)
舊水泥混凝土上加鋪瀝青混凝土面層, 是改造舊水泥混凝土路面行之有效的方法。國(guó)內(nèi)在近年來(lái)對(duì)這種改造方法進(jìn)行了較多的探討。從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)看，反射裂縫防治措施只能延緩或減少反射裂縫，不能從根本上消除。水泥混凝土路面的瀝青混凝土罩面牽涉到多方面的技術(shù)因素，尚有待進(jìn)一步的理論和試驗(yàn)研究。諸城市206 國(guó)道舊水泥混凝土路面加鋪改造，應(yīng)用了許多新技術(shù)、新材料，為今后水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層改造積累了經(jīng)驗(yàn)。
