舊水泥路面加鋪瀝青罩面的施工技術
　　朱晚軍
　�。ê�南婁底路橋建設有限責任公司湖南婁底417000）
　　摘要：結合工程實踐，對瀝青罩面層的結構特點及工程路況進行了分析，介紹了舊水泥混凝土路面病害及接縫的施工工藝，并對預防瀝青反射裂縫提出可行的防治措施。
　　關鍵詞：舊水泥路面瀝青罩面施工工藝
　　前言
　　目前，我國現(xiàn)有的水泥混凝土路面，有相當一部分已經(jīng)接近或超過設計年限，有的雖未達到設計年限，但由于交通流量的劇增、汽車軸載的重型化或由于設計、施工等方面原因，出現(xiàn)許多病害，影響到路面行車的舒適性。由于采用瀝青加鋪能有效地改善舊水泥路面的使用功能和道路的景觀效果，同時能充分利用舊水泥路面，施工周期短、工程造價低、施工方便、對現(xiàn)有道路交通影響最小，因此，瀝青加鋪罩面的做法在對舊水泥路面的改造中應用最多。
　　l瀝青罩面層的結構特點
　　瀝青罩面是一種特殊的路面結構型式，罩面層的基礎為剛性的水泥砼路面，而不是通常采用的半剛性水泥穩(wěn)定粒料基層，其應力應變與常規(guī)的瀝青路面的彈性層狀體系差別較大。
　　瀝青罩面層加鋪后，由于汽車行駛荷載的作用，舊水泥砼路面的板邊會產(chǎn)生較大的彎拉應力，相鄰板塊間出現(xiàn)彎沉差，在砼板接縫處產(chǎn)生豎向相對位移，受到該位移的作用，接縫上方的瀝青混合料內(nèi)部會出現(xiàn)較大的剪應力，當剪應力大于瀝青路面的抗彎強度時，瀝青罩面層易產(chǎn)生裂縫。同時，因為瀝青罩面層與水泥砼面板的膨脹系數(shù)不同，在外界溫度變化的影響下，罩面層與水泥砼板之間脹縮不同步，水平方向的相對位移會導致鋪筑于其上的瀝青連續(xù)罩面層內(nèi)部產(chǎn)生水平應力，水泥砼板的板縫收縮時，水平應力在罩面瀝青內(nèi)部表現(xiàn)為拉應力，當拉應力大于瀝青路面的抗拉強度時，瀝青罩面層也會產(chǎn)生裂縫。
　　罩面瀝青的使用階段，在剪應力和拉應力的共同反復作用下，舊水泥路面的接縫位置之上的瀝青層極易開裂，并沿著該薄弱位置向上擴展至表面，即為反射裂縫。采取罩面施工的舊路面往往是因為水泥砼板病害較多，不能滿足行車的舒適性，原有的病害大多也會在罩面層上產(chǎn)生反射裂縫。
　　反射裂縫的出現(xiàn)會縮短罩面層的使用壽命，所以瀝青罩面施工最大的難點是如何處理好舊水泥路面的接縫和會導致瀝青開裂的舊水泥路面病害，提高瀝青路面的自身抗裂性能，預防反射裂縫的產(chǎn)生和延緩裂縫向上擴展。砼路面接縫處理、病害處治應建立在詳細的路況調(diào)查的基礎上。
　　2路況調(diào)查
　　由于造成水泥路面病害的因素較多，病害表現(xiàn)形式呈多樣化。在瀝青罩面施工之前，應重視做好舊水泥路面現(xiàn)有路況的調(diào)查和評價。現(xiàn)以“南昌市紅谷灘中心區(qū)瀝青罩面改造工程”和“湖南省衡陽市衡棗高速衡陽西連接線路面改造工程”為例，紅谷灘中心區(qū)已有道路“三橫十縱”l3條路均為水泥路面，該工程將每條道路做為一個子單位工程分別進行罩面的施工和評定。由于數(shù)據(jù)的歸納和整理的需要，本文以其中的一個子單位工程“贛江中大道”的瀝青罩面為例，道路路況調(diào)查主要有以下幾個方面。
　　2.1路面破損狀況
　　實地調(diào)查，采用目測確定接縫填料損壞及路面病害的類型和輕重程度，量測各病害的數(shù)據(jù)參數(shù)，在舊路面竣工圖紙上逐一板塊的標注和繪制該板塊已有病害的類型、破損程度、病害的發(fā)展方向、是否存在幾種以上病害同時出現(xiàn)等(該道路的具體病害分類、數(shù)量及處理方法在下文中敘述，此處略)。
　　2.2砼板承載能力
　　通過無破損檢查，如采用貝克曼梁(5.4m)測定水泥路面的板邊回彈彎沉，推算相應板塊的基層頂面的模量。
　　由于砼路面的接縫較多，承載力的測定主要用于判斷接縫的傳荷能力及對舊路面路況的整體評價。本次調(diào)查采取抽檢方式，按機動車道每車道約100m左右的距離，取一條水泥板的橫縫，測定橫縫相鄰前、后板的板邊彎沉，共檢測224組，計448個點。經(jīng)計算最大彎沉值為0.38mm，最小彎沉值為0.02mm，平均彎沉值為0.08mm，標準差為0.06，彎沉代表值為0.18mm。本設計對罩面基層的彎沉值要求為小于0.392mm，舊路面的承載能力能較好，符合瀝青道路基層的要求。
　　2.3接縫傳荷能力
　　通過彎沉的抽檢數(shù)據(jù)，計算在接縫位置相鄰板塊的板邊彎沉差，判斷砼路面的接縫的傳荷能力。該道路的板邊彎沉差值數(shù)據(jù)整理如表1。
　　表1板邊彎沉檢測彎沉差統(tǒng)計表
　　板邊彎沉差/mm ≤0.01 0.01～0.02 0.02～0.04 0.04～0.06 ≥0.06 小計
　　組數(shù)（224） 18 105 57 41 3 224
　　比例/% 8.0 46.9 25.5 18.3 1.3 100
　　根據(jù)相關資料，相鄰板邊彎沉差≥0.06mm的可判為有板底脫空現(xiàn)象，須進行壓漿處理。由于本工程水泥路面使用年限較短，路面的整體況狀況較好，調(diào)查的板邊彎沉差≥0.06mm的僅占1.3％，考慮到全面的彎沉檢查對現(xiàn)有路面交通影響較大，也不經(jīng)濟。故僅對已查明的板底脫空進行壓漿處理，對于未查明的板底脫空造成的瀝青裂縫，可在缺陷責任期及后期營運的路養(yǎng)護中進行處理。
　　2.4砼板塊強度
　　采用破損檢查，如鉆芯取樣，檢查砼板厚度，進行劈裂試驗，測定其彎拉強度。
　　調(diào)查按機動車道單幅每200m鉆取Φ100mm砼芯樣1個，共抽取芯樣36個。砼板厚度誤差范圍為原設計的－2.3cm～+1.9cm，砼的平均抗折強度為5.2Mpa。原路面的厚度、抗折強度均滿足水泥砼路面城市I級主干道的要求。
　　2.5路面狀況評價
　　通過對砼板的板邊彎沉值、相鄰板的彎沉差及平均厚度和彎拉強度等指標的分析，舊路面的整體結構性能較好，僅須對存在的局部病害進行處理后，在原有路面上進行瀝青加鋪改造。
　　3舊水泥路面的接縫處理和病害處治
　　3.1接縫處理
　　水泥路面的接縫包括橫縫(脹縫、縮縫)、縱縫和施工縫。設置目的是減少或避免由于水泥混凝土熱脹冷縮產(chǎn)生的應力對路面板的破壞作用。
　　罩面工程施工前，對于水泥路面接縫通常的處理辦法是恢復其原有的功能。即對原有的接縫逐一檢查，對于填縫料損壞的接縫進行重新處理。具體做法是將舊路面所有填料破損及內(nèi)混雜砂石的接縫中的舊縫填料、雜物、塵土清除，而后用空壓機吹凈，采用聚氨酯橡膠填充，在脹縫位置，還須用熱瀝青均勻涂刷縫壁，將填縫板壓人縫內(nèi)，對填縫板接頭及填縫板與傳力桿之間的間隙，用瀝青填平，填縫板上部采用聚氨酯橡膠填實。如脹縫位置出現(xiàn)有因熱脹導致的頂緊或砼板破損現(xiàn)象，則須按水泥砼路面的要求，重新設縫處理。
　　聚氨酯橡膠可在較寬的硬度范圍具有較高的彈性及強度、優(yōu)異的耐磨性、耐油性、耐疲勞性及抗震動性，是一種較好的灌縫填料。采用該材料灌縫能有效地減小接縫位置瀝青混合料的應力集中，減少反射裂縫的出現(xiàn)。
　　舊水泥路面的接縫除了填縫材料的損壞外，還存在其它的接縫處水泥砼病害，主要有接縫錯臺、接縫啃邊和剝落、唧泥等多種形式，可結合路面病害一并處治。
　　3.2病害處治
　　舊水泥砼路面的病害處理妥當，可有效地預防反射裂縫、延緩早期裂縫。因此，必須嚴格按照路況調(diào)查資料和相應的路面養(yǎng)護技術規(guī)范，采取多種措施逐一板塊的進行病害處理。
　　也以贛江中大道為例，通過對該道路的路面狀況調(diào)查數(shù)據(jù)，病害情況的分類、數(shù)量及處理方法詳見表2。
　　表2路面狀況的分類、數(shù)量及處理方法
　　舊路病害分類 數(shù)量 處理方法
　　裂縫病害 輕度裂縫：縫寬≤3mm 46 擴縫灌瀝青封縫
　　 中等裂縫：縫寬3mm～15mm 46 兩側各50cm寬，平行縮縫全深度切除，布置雙層鋼筋網(wǎng)澆注C35砼
　　 嚴重裂縫：縫寬≥15mm 7 整板翻修更換
　　 兩條以上的裂縫、網(wǎng)狀和交叉裂縫 37 整板翻修更換
　　板邊板角病害 板角斷裂 71 斷角處切除，瀝青填平壓實
　　拱起病害 板塊整體拱起 2 整板翻修更換
　　錯臺病害 ≤1mm 9 磨平機或人工鑿平
　　 ≥1mm 17 噴灑粘層油，瀝青石屑填補，壓路機壓實
　　接縫砼病害 接縫處啃邊、剝落 119 鑿除縫兩側啃邊和剝落的松散砼，瀝青混合料填平夯實
　　砼坑洞 坑洞板 23 瀝青混合料填平夯實
　　突起 水泥砼路面有尖銳、凸起物體 41 將尖銳、凸起物體鑿平
　　其它病害 如板塊脫空、唧泥、沉陷 5 拆除舊板、進行壓漿處理，再澆注C35砼
　　4瀝青罩面的“防反”措施
　　由于本工程為罩面工程，在瀝青路面施工工藝的基礎上還增加以下的防反射裂縫的措施。
　　4.1設置中間應力夾層
　　在瀝青罩面層與水泥砼路面之間設置中間應力夾層可以吸收舊水泥砼板接縫處的部分剪切應力和接觸面上的部分水平拉應力，削減應力峰值。本工程采用的中間應力夾層為在舊路面上噴灑乳化瀝青，滿鋪玻纖聚酯防裂布或土工布類織物，其主要作用表現(xiàn)為：(1)防止和延緩反射裂縫。玻纖聚酯防裂布通過吸收瀝青材料后，在瀝青罩面和水泥路面之間形成一個結構層，減小了因水泥路面溫度位移而傳遞給瀝青罩面的拉應力；同時，它特有的低延伸率和瞬時抗拉強度高，有效地減小了砼板接縫處的應力集中，防止砼板接縫處的瀝青層底部裂縫產(chǎn)生，并延緩裂縫的擴展和向上反射。而土工布類可以直接分散應力。
　　(2)防滲透性能。玻纖聚酯防裂布由玻纖和聚脂制造，能經(jīng)受瀝青混合料的高溫施工，從而形成一道不變形的防水層，有效防止砼“基層”底的水份滲入，減少瀝青罩面層在反射裂縫處發(fā)生剝離破壞，土工布類也具有反滲作用。
　　（3）玻纖聚酯防裂布和土工布類的選擇使用具體按當?shù)夭牧蟽r格、機械組合等，進行比較分析后選擇用。如贛江中大道使用的是前者，湖南省衡陽市衡棗高速衡陽西連接線采用的是后者。
　　4.2提高瀝青罩面層的抗裂性能
　　汽車荷載和舊路面?zhèn)鬟f的剪、拉應力最終是通過作用于瀝青罩面層而使其產(chǎn)生裂縫，如何有效地提高瀝青罩面層的抗拉強度和抗變形能力，提高瀝青罩面層自身的抗裂性能是罩面工程的關鍵。提高抗裂的主要措施如下。
　　(1)面層瀝青應用SBS改性瀝青，改性瀝青面層具有較好的低溫抗裂、高溫抗車轍能力，增強了路面的承載能力，更為有效地避免了反射裂縫的產(chǎn)生、延緩其向上發(fā)展。
　　(2)增加罩面層的總厚度，薄層瀝青對預防剪切變形的能力有限，工程的罩面層采取4cmAC-13(SBS改性)+6cmAC-20的路面結構形式，而不是通常采取的一層，增加了加鋪厚度，提高了瀝青的抗剪切能力。
　　(3)調(diào)整瀝青配比。由于是加鋪工程，瀝青混合料的原材料及配比不同于常規(guī)做法，選取了低稠度(針入度270)的優(yōu)質(zhì)瀝青，有效延緩反射裂縫。同時，增加了瀝青的含量，提高瀝青混合料抗疲勞開裂能力。
　　(4)加強對瀝青碾壓質(zhì)量的控制，壓實效果好的瀝青混合料可以延緩裂縫的展開。
　　5結束語
　　瀝青罩面改造工程采取了以上的施工工藝和措施，保證了工程的質(zhì)量，瀝青罩面竣工后通車1年的觀測顯示，反射裂縫目前還未出現(xiàn)，行車舒適性極大提高。
　　通過對該工程的實踐，探索和總結了一套關于調(diào)查和評價舊水泥路面狀況、處理舊路面接縫和病害的辦法，提出一系列預防瀝青反射裂縫的技術措施，可給類似罩面改造工程提供借鑒。
　　參考文獻：
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　　[2]JTGF40-2004.公路瀝青路面施工技術規(guī)范[s].
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