摘要： 采用水泥混凝土與瀝青混凝土復(fù)合式路面，能夠充分發(fā)揮水泥混凝土與瀝青混凝土路面的特點(diǎn)。 這種復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)以剛為主，剛中有柔，可以改善行車舒適性，放寬對(duì)其下混凝土板材料的要求，從而方便施工維修，降低整體造價(jià)，延長(zhǎng)道路的使用壽命。
關(guān)鍵詞：水泥混凝土；瀝青混凝土；復(fù)合式路面；改性瀝青
水泥混凝土與瀝青混凝土復(fù)合式路面，是指下層路面為水泥混凝土，上層路面為瀝青混凝土復(fù)合而成的路面結(jié)構(gòu)。 目前，我國(guó)在公路建設(shè)中主要采用的路面為水泥混凝土路面和瀝青混凝土路面。 瀝青混凝土路面表面平整無(wú)接縫、柔性好，能較好地滿足行車要求，可以提高車速，降低油耗，具有明顯的行車舒適性、耐磨性等優(yōu)點(diǎn)，但受到瀝青材料感溫性的限制，瀝青面層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度受溫度變化影響較大；水泥混凝土路面剛度大， 擴(kuò)散荷載能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好、抗壓、抗折并且抗磨耗性能好，耐久、使用壽命長(zhǎng)，但是它也有著不可忽視的缺點(diǎn)：接縫較多，影響行車舒適性，養(yǎng)護(hù)和維修不方便。 與瀝青路面相比，水泥混凝土路面的修復(fù)比較困難，目前，采用的大修措施有3 種：加鋪瀝青混凝土面層、加鋪新水泥混凝土面層和翻修。 由于瀝青加鋪層能有效地改善舊水泥混凝土路面的使用性能，同時(shí)可以充分利用舊水泥路面，造價(jià)低，施工方便，并且對(duì)交通、環(huán)境影響小，因此，在國(guó)內(nèi)外舊水泥混凝土路面改造工程中應(yīng)用最多。 本文借鑒舊水泥混凝土路面改造鋪筑瀝青混凝土罩面層的方法進(jìn)行研究，以充分發(fā)揮水泥混凝土與瀝青混凝土路面的特點(diǎn)[1] 。
水泥混凝土與瀝青混凝土復(fù)合式路面，結(jié)構(gòu)層上部的瀝青混凝土可以改善行車舒適性，放寬對(duì)其下混凝土板材料的要求，無(wú)需考慮抗滑、耐磨性能，從而方便施工維修，降低整體造價(jià)。 與單一路面相比，復(fù)合式路面中的瀝青層緩和沖擊能力強(qiáng)，能減少路面破壞的發(fā)生，同時(shí)也使輪胎磨耗、貨損等費(fèi)用減少。 另外，這種復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)以剛為主，剛中有柔，瀝青層可大大緩和行車對(duì)路面板的沖擊，因而在設(shè)計(jì)上可使板厚減小，而且只要在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上處理好接縫問(wèn)題，即可減少以往路面板接縫處板下唧泥、沖蝕、脫空、斷板、錯(cuò)臺(tái)等病害。
1 水泥混凝土
1。 1 原材料
冀東水泥廠生產(chǎn)的42。 5MPa 普通硅酸鹽水泥，細(xì)度模數(shù)為2。 6的中砂，碎石最大粒徑30 mm；自來(lái)水。
1。 2 水泥混凝土強(qiáng)度試驗(yàn)
水泥混凝土作為復(fù)合式路面的底層，按照《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》J GJ 55 —2000 進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，根據(jù)《公路工程水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》J TJ 053 —94 的規(guī)定，采用抗壓強(qiáng)度指標(biāo)的設(shè)計(jì)方法，制成4 組 (每組3 塊) 100 mm ×100 mm ×100 mm立方體試件，按照規(guī)定的養(yǎng)護(hù)方法，養(yǎng)護(hù)28 d后進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，從表1 中看出試驗(yàn)結(jié)果合格。
2 抗裂縫材料
采用瀝青混凝土面層作為路面的面層，這種形式的路面結(jié)構(gòu)能吸取兩種材料的優(yōu)點(diǎn)：水泥混凝土提供的穩(wěn)定、堅(jiān)實(shí)的基層，瀝青混凝土路面提供的摩擦系數(shù)較高、平整度好的面層，大大改善了路面的使用性能。 然而，復(fù)合式路面的關(guān)鍵是解決瀝青面層中出現(xiàn)的反射裂縫問(wèn)題。 由于水泥混凝土面板接縫的存在，在外力荷載作用下，接縫處相鄰板塊產(chǎn)生豎向位移差，會(huì)出現(xiàn)較大的剪切應(yīng)力。 受氣溫周期性變化的影響，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力是瀝青混凝土面層產(chǎn)生反射裂縫的原因。 反射裂縫本身對(duì)面層的使用性能影響不大，但因其環(huán)境因素(雨水、氧化等) 的負(fù)效應(yīng)，常常使裂縫迅速擴(kuò)散，從而縮短面層的使用壽命[2] 。 為減少反射裂縫的數(shù)量和延緩反射裂縫的發(fā)展速度，應(yīng)控制反射裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，防范措施分為改善瀝青面層性能，選用合適的面層混合料組成，設(shè)置中間加筋層和增設(shè)補(bǔ)強(qiáng)層3 類。
國(guó)內(nèi)外道路工程專家的研究結(jié)果表明：在水泥混凝土路面與瀝青混凝土面層之間加鋪1 層彈性模量較高的應(yīng)力加筋?yuàn)A層，以吸收或緩沖裂縫尖端的應(yīng)力集中，對(duì)于抑制反射裂縫的產(chǎn)生和擴(kuò)散具有一定的效果；有關(guān)規(guī)范提到防治反射裂縫的措施有鋪設(shè)土工格柵、鋪貼土工布和粘貼改性瀝青油毛氈；玻璃纖維格柵是一種能增強(qiáng)公路路面性能的新型優(yōu)良土工基材。 使用玻璃纖維格柵，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。 它具有很高的耐熱性和優(yōu)異的耐寒性，強(qiáng)度大，模量高，化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕，膨脹系數(shù)低，尺寸穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。
另外，可以采用縱橫縫粘貼改性瀝青油氈，同時(shí)鋪設(shè)玻璃纖維土工格柵來(lái)達(dá)到延緩反射裂縫的目的。 舊水泥混凝土路面改造時(shí)需鋪1 層瀝青砂找平層，而此設(shè)計(jì)無(wú)需這道工序，可將瀝青油氈直接鋪在水泥混凝土板面上。 利用改性瀝青油氈的變形能力，將反射裂縫應(yīng)力由垂直方向轉(zhuǎn)為水平方向，對(duì)消散水平方向應(yīng)變和傳遞豎向荷載能起到一定的作用，可以增強(qiáng)瀝青混凝土的整體抗拉強(qiáng)度，減少永久變形，防止和延緩路面反射裂縫的產(chǎn)生。 改性瀝青油氈具有耐高溫的特性，在瀝青混凝土攤鋪時(shí)不會(huì)熔化于瀝青混凝土中或老化變質(zhì)，能夠承受高溫時(shí)壓路機(jī)的碾壓。 選用改性瀝青油氈能有效地減少地表水通過(guò)水泥混凝土板接縫下滲土基，同時(shí)又能減少地下水通過(guò)水泥混凝土板間接縫進(jìn)入浸潤(rùn)瀝青混合料，避免降低無(wú)機(jī)結(jié)合料強(qiáng)度，延緩瀝青面層出現(xiàn)剝落和松散，延長(zhǎng)面層結(jié)構(gòu)使用壽命。 改性瀝青油氈的特點(diǎn)是抗拉強(qiáng)度大，延伸率高，具有良好的彈塑性和耐高、低溫性能。 與水泥板有良好的粘接性能，耐熱度好，120 ℃不變形，150 ℃不流淌，在瀝青混凝土攤鋪時(shí)不會(huì)熔化于瀝青混凝土中或老化變質(zhì)，能夠承受高溫時(shí)壓路機(jī)碾壓，有效使用時(shí)間在20 a以上[3]。
3 瀝青混合料
我國(guó)目前城市道路瀝青路面大都采用較細(xì)的AC2I 型混合料級(jí)配，這種混合料為懸浮結(jié)構(gòu)，高溫穩(wěn)定性差，且表面光滑易泛油。 因此，必須使用新的瀝青混合料類型，以提高瀝青路面的使用壽命。 我國(guó)目前高等級(jí)公路瀝青路面大多分上、中、下面層。 上面層要求具有抗滑、低溫抗裂、高溫抗車轍性能，中面層以抗高溫車轍和低溫裂縫為主，下面層以抗疲勞為主。
為了控制和延緩反射裂縫的發(fā)生和發(fā)展，對(duì)面層瀝青的使用提出了特殊要求，既要有較好的高溫穩(wěn)定性，又要有較好的低溫抗裂性，同時(shí)又要考慮到工程經(jīng)濟(jì)性，采用APP 和SBS 改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA) 則是最佳選擇。 改性瀝青由于改性劑的存在，結(jié)構(gòu)組成發(fā)生變化，形成相互貫穿的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 使得改性瀝青的力學(xué)性能、粘度、粘附性、感溫性都有了明顯改善。 SMA 的耐高溫性能好，抗車撤能力強(qiáng)， 具有較好的低溫抗裂性能和耐久性，能有效地抑制反射裂縫的發(fā)展，減小路面噪聲，提高行車安全性，延長(zhǎng)路面使用壽命，減少養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分明顯。 而SMA 這種瀝青、礦粉和纖維穩(wěn)定劑作結(jié)合料的間斷級(jí)配瀝青混合料，既具備開級(jí)配混合料的嵌擠能力，提高抗車撤能力和抗滑阻力，又具備密級(jí)配混合料的優(yōu)點(diǎn)，空隙率小，瀝青用量多，能提高疲勞壽命和抗水損害能力。 將它用做上面層，能提高行車舒適性，減少和延緩病害的產(chǎn)生，延長(zhǎng)路面使用壽命。
4 結(jié) 論
水泥混凝土與瀝青混凝土復(fù)合式路面，具有顯著優(yōu)點(diǎn)：混凝土路面提供了穩(wěn)定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，瀝青混凝土面層采用縱橫縫粘貼改性瀝青油氈、玻璃纖維加筋層，能有效地防止地表水滲入土基，同時(shí)又能防止地下水通過(guò)水泥混凝土板接縫進(jìn)入瀝青混合料面層，延長(zhǎng)面層結(jié)構(gòu)使用壽命，可有效地防止混凝土板塊的溫度、豎向剪應(yīng)力的作用，防止和減少荷載型反射裂縫的發(fā)生。 水泥混凝土與瀝青混凝土復(fù)合式路面具有較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，這種新型路面結(jié)構(gòu)將成為公路路面結(jié)構(gòu)建設(shè)發(fā)展的趨勢(shì)，有著十分廣闊的應(yīng)用前景，對(duì)公路交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展具有戰(zhàn)略意義。
參考文獻(xiàn)：
[1 ]符冠華，虞輝，曹榮吉。 寧通公路六合東2江都段舊水泥混凝土路面加鋪改造方案綜述[J ]。 江蘇交通科技，1999 ， (2) ：5～11。
[2 ]吳英俊。 用瀝青罩面改造舊水泥混凝土路面技術(shù)[J ] 。 公路，2001 ， (3) ：32～34。
[3 ]閔建勇，盧擁軍，湯開明。 改性瀝青油氈在水泥路面改造中的應(yīng)用[J ] 。 江蘇交通科技，2001 ， (6) ：29～31。
