摘要：文中介绍了在旧水泥砼路面上加铺沥青砼面层的施工要点，并就防止和控制旧路面的反射裂缝及如何保证沥青砼路面的铺筑平整度与施工质量控制进行了论述。
关键词：水泥砼路面；沥青路面；施工；质量控制
随着我国水泥砼路面建设里程的增加及使用年限的增长，由板下脱空引起的断板、错台及桥头搭板塌陷等病害越来越严重。大多数水泥砼路面的实际使用期远远低于其设计使用年限，产生早期断裂，成为公路管养部门的一大难题，我国现已建成投入使用的水泥砼路面已进入或很快进入大规模路况严重恶化期和大规模投资改造期。水泥砼路面大面积破坏后需进行旧路改造，旧路改造方案大致有破碎稳固水泥砼路面后进行加铺结构层及直接在旧水泥砼路面上加铺沥青砼等。旧水泥砼路面加铺沥青层的施工有以下几个要点。
1旧水泥砼路面病害及处理方法
水泥砼路面病害类型主要有四类15种，分别是面层断裂类（包括纵向裂缝、横斜向裂缝、角隅，交叉裂缝或断裂板）；竖向位移类（沉陷、胀起）；接缝类（包括填料破坏、纵缝张开、唧泥脱空、错台、接缝碎裂、拱起）；表面类（包括磨损和露骨、纹网裂和起皮、活性集料引起的网裂、坑洞），每种类型以按破坏程度分为轻微、中等、严重三个等级，下面就几种病害提出处理方法。
1.1水泥砼路面板下脱空
水泥砼路面板下脱空是由路基变形、基层受到磨损、冲刷及溶蚀等引起的。由于现场浇筑的砼中的水泥浆下渗，使得板与基础之间形成一个具有一定抗剪能力的整体材料。但受温度影响，板要伸缩，使得水平抗剪能力下降；同时板内的温度非线性分布，使板向上或向下翘曲，引起磨损，加速了板与基础之间的分离，再加上车轮荷载的重复作用使得板底基础发生了微小的塑性变形，于是水泥砼路面板底与基层之间出现微小的空隙，即原始脱空。其脱空区多分布在正常行驶车道右侧靠近路肩的板角下，且脱空区沿板横缝近似对称分布，且为近似的三角形楔体，距板中愈近，脱空高度愈小，距板边角愈近，脱空高度愈大。板下脱空的存在，使水泥砼板使用寿命迅速降低，是导致路面板产生早期纵、横向断裂的重要因素。但板厚的增加，将有效延长脱空水泥砼路面板使用寿命。
根据脱空机理及影响范围，确定灌浆范围。路基变形导致的变形不协调和脱空应重点进行路基灌浆，基层变形导致的脱空应重点进行板底灌浆。板底灌浆主要是对基层与路板之间的间隙进行填充，以恢复基层对路面板的支撑，使路面板与基层之间的变形协调。
1.2严重交叉裂缝或破碎板块
凡是一块板被严重分裂为4~5块或中等分裂为6块以上或局部出现碎裂属于此病害。处理方法为：先将该板块四周全深锯缝，在板块上打两个孔，打膨胀螺丝，将板块调走；或在不影响相邻板块的前题下凿除该板块；如发现该处基层强度不足或松散，应先进行基层补强；基层补强采用贫砼，然后浇筑快硬砼。补块必须设置传力杆和拉杆，横向施工缝传力杆（光面钢筋）。具体操作为：在板厚1/2处钻出比传力杆直径大6mm的孔，钻具应安装在硬框架上以确保钻孔在水平方向和垂直方向上都能对齐；或用专用设备施工。为保证传力杆、拉杆牢牢地固定在规定位置，先将环氧砂浆填入孔的后部，然后插入传力杆或拉杆。浇筑砼前光面传力杆的伸出端要涂少许润滑油。
1.3轻微、中等纵横斜向裂缝
裂缝宽度<10mm，错台高差>10mm的缝属于此类病害。处理方法为清缝，用改性沥青灌缝材料灌缝。
1.4沉陷、胀起
由于基层或土基强度、刚度不足，造成砼面板下沉或由于板的膨胀变形造成板块拱起属于此病害；处理方法为水泥灌浆法。
1.5纵横缝张开
凡是纵横向接缝宽度大于1cm的属于此类病害。处理方法为清缝、设接缝板或嵌条、填缝。接缝板可采用软木板、聚氨酯硬泡沫板。
1.6接缝碎裂
凡是在横缝或裂缝附近出现板块碎裂的属于此类病害。处理方法：凿除碎裂部分，处治好基层，重新浇筑快硬砼，并设置传力杆。
1.7错台
在接缝或裂缝处，缝两边的路面形成了台阶，其相对高差大于1.5cm的属于此类病害。处理方法：机械磨平或是由于基础过软引起的错台用板底灌浆抬高法。
1.8检查井边破坏
检查井边破坏指的是由于检查井和过街管周围土基或基层压实不足，造成检查井边水泥砼路面破碎或下沉。处理方法：凿除破坏部分，用贫砼处治好土基或基层，检查井按升井工序处理好，重新浇筑快硬水泥砼。
1.9接缝处理
原水泥砼路面纵横缝有灌缝，如存在填缝失效、漏填、填法不当或原有胀缝（原设胀缝宽度已经变窄）位置处的处理办法：挖除干净原缝中的失效填料和杂物，用高压鼓风机吹干净，然后用SBS改性沥青灌缝，要灌实、灌满。
2防止和控制旧水泥路面反射裂缝是沥青砼加铺施工的重点
反射裂缝是由于旧砼面层在接缝或裂缝附近的较大位移引起其上方沥青加铺层内出现应力集中所造成的，它包括因温度和湿度变化面产生的水平位移，以及因交通荷载作用面产生的竖向剪切位移。旧砼面层的接缝传荷能力评定为中时，沥青加铺层在接缝处产生的竖向剪切位移很大，会由此引起反射裂缝的出现。
在旧砼面层与沥青砼加铺层之间设置夹层，是预防和减缓反射裂缝的常用措施。具体施工时应依据加铺段的实际情况和条件，分析出现反射裂缝的可能原因，有针对性地设置相应的预防或减缓措施，主要有：
（1）橡胶沥青应力吸收夹层。这是一种高弹性、低劲度的软夹层，厚度为10~50mm，模量为10~100MPa，其作用为降低旧砼面层与沥青砼加铺层之间的粘附阻力，从而减少温度下降引起的反射裂缝。
（2）土工织物夹层。包括聚丙烯或聚脂织物以及聚乙烯、聚脂无纺织物，其作用原理与粘胶沥青应力吸收夹层相同。
（3）格栅。包括玻璃格栅和金属格栅，格栅的刚度相对较大，对降低加铺层内因温度下降引起的应力和应变作用不如软夹层，但对于降低荷载应力和应变的作用则远大于软夹层。
（4）复合式夹层。如下层为应力吸收层，上层为格栅或下层为橡胶沥青应力吸收夹层，上层为土工织物夹层。
由于大多数水泥路面都设有胀缝，因此处理胀缝处反射裂缝问题也是非常有必要的。为有效防止胀缝处反射裂缝，除做好原有胀缝清缝灌缝外，施工时须对原胀缝位置做好标记，待加铺沥青混合料层施工完成后，采用8mm宽锯片沿旧路胀缝位置对沥青层全深切割成宽10mm缝，然后用填缝板填缝，再用SBS改性沥青灌缝。
3工程实例应用
3.1工程背景
广州市华南快速干线一期自1999年建成通车至今已18年。随着交通量不断增大，华洲广场主线段现已出现多处沉陷、为保证营运在改造工程中不受大的影响，同时也为了缩短建设工期，经业主与我部反复协商，决定采用在旧水泥混凝土面板上铺长丝土工布再铺筑沥青混凝土的加铺方案。在沥青加铺层与旧水泥混凝土路面之间设置土工布中间夹层，可起到应力吸收层的作用，是防止反射裂缝的一种有效措施，其主要作用机理如下：①土工布浸透沥青可以有效防止地表水渗入旧面板，避免出现旧基层渗水而使其承载力下降；②由于土工布浸透沥青可有效地防止地下水渗入界面，减少沥青加铺层在反射裂缝处发生剥离破坏，避免出现坑洞现象；③土工布夹层材料可控制水泥混凝土板温度升降，减小水泥混凝土板位移量；④土工布具有较大的延伸性，旧水泥混凝土裂缝位移可通过土工布使应力扩展至更宽的范围，从而缓解了裂缝处的应力集中。
3.2材料选用
沥青选用进口改性沥青，土工布材料选用符合GB/T17639-2008标准道路专用土工布，经试验确定，其单位面积质量145g／m、断裂强度8.3KN/m、断裂伸长率57.3、CBR顶破强力1.52KN、梯形撕破强力0.23KN、沥青浸油量1.36kg/m2。
3.3施工方案
（1）铣刨拉毛
在应力吸收层施工前，须对原混凝土路面进行铣刨拉毛，拉毛厚度约2cm，以没有光滑混凝土面为准，并对存在错台的混凝土板块进行深铣刨，把错台刨平，不能有台阶，以保证土工布不会被刺穿。
（2）改性热沥青洒布
喷洒热改性沥青按1.5-1.8kg/ m2控制。
施工前先把工作面清扫、吹尘和清洗，然后再铺筑应力吸收层。
进行热沥青洒布：
A洒布时改性沥青的温度控制在180℃~185℃，改性沥青洒布量采用1.5kg/㎡；
B起步和终止位置应铺工程纸，以准确进行横向衔接，洒布车经过后应及时取走工程纸；
C纵向衔接应与已洒布部分重叠10cm左右；
D铺设土工布前禁止任何车辆、行人通过热沥青层。
（3）铺设土工布：
铺玻钎布时将土工布拉紧、平整顺直，有褶皱的地方，将褶皱处展开，对齐后继续铺放，土工布端头和纵向接缝处用钢钉加垫片固定，铺放完成后用轻型压路机碾压。土工布搭接8～10cm，并根据摊铺方向，将后一端压在前一端部之下；纵向搭接5～8cm，同时避免土工布露头，即中央分隔处或端部约20cm不铺土工布，土工布搭接处的结合需要涂满粘层油并压实。土工布铺设完成后及时铺设沥青混合料面层。
（4）沥青路面摊铺及压实，参考SBS改性沥青混凝土的施工工艺，严格控制施工过程质量受控，这里就不再细述。
（5）路检数据
试验与检测是评定施工质量的主要依据，我部在施工过程中不断通过及时的检测手段进行质量控制，以JTG F80/1—2004《公路工程质量检验评定标准》规范为依据，结合设计的要求，根据工程资料的收集、外观与路面实测的评定，路面外观平整、密实，无泛油与积水、离析现象，基本上无跳车现象。评定为合格等级。检测数据见下表：
（6）使用效果.
华洲广场已加铺沥青通车22个月，现场检查，路面使用状况良好，未发现反射裂缝及其他病害出现，算是比较成功的一个“白改黑”案例。
4、结束语
土工布浸透沥青可有效地防止地下水渗入界面，减少沥青加铺层在反射裂缝处发生剥离破坏，避免出现坑洞现象。采用土工布施工具有速度快、质量高、工程成本低和环境污染少等优点，其经济效益明显。旧混凝土路面板的结构层全部被利用，成为新路面结构层中的一个层次，从而能大大降低了工程造价。沥青混凝土调平层之上土工布的铺筑有效预防下部旧路面板引起的反射裂缝，使裂缝的平均间距增长较大，有效地改善了加铺层的路用性能。
SBS改性沥青混凝土具有良好抗车辙变形能力和弹性，其技术成熟、高温粘度大，软化点高，沥青路面的耐久性和高温稳定性高的优点。上面层采用SBS改性沥青混凝土正是满足华南快速干线的逐年快速递增的交通量和重车所需路用性能。
通过项目效果检测与观察，华洲广场主线水泥砼路面段选择加铺土工布+SBS改性沥青混凝土这种加铺方案实现了业主要求的改善路面状况，重建路面行驶条件的要求，提供了平顺、安全、安静、舒适的行驶表面，实现了项目预期目标，同时也通过工程检验了用于该类项目的“白改黑”加铺方案，为后续应用奠定了好的基础。
参考文献
[1]公路工程质量检验评定标准（JTJ071-98）.北京：人民交通出版社，2015.
[2]公路沥青路面施工技术规范（JTJ032-947）.北京：人民交通出版社，2016.12.
论文作者:郭健彬
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/24
标签：路面论文; 沥青论文; 裂缝论文; 水泥论文; 土工布论文; 夹层论文; 应力论文; 《建筑学研究前沿》2017年第15期论文;