关于水泥砼路面加铺沥青砼面层技术的几点思考

关键词：水泥砼，路面改造， 沥青砼 ， 寿命
　　一：路面加铺改造后的状况
　　1.把沥青混凝土层加铺在旧水泥混泥土面上，这种路面结构比较特殊。一般普通的弹性层状体系与它的应变特性及应力都有着很大的差别。致使加铺层产生荷载型反射裂缝的最主要原因是：因为有接裂缝的存在，作为基层的旧水泥混泥土整体强度就会降低，而沥青混泥土加铺层在外力荷载作用下就会处于复杂的三维应力状态。所以接裂缝两侧相邻板块会在沥青混泥土加铺层中产生竖向位移差，在经过车辆的不连续板体，就会出现比较严重的剪切应力。另外，旧水泥混泥土面板和沥青混泥土加铺层都会产生温度应力，原因在于路面长期在空气中暴漏，受周期性变化所带来的气温影响致使两者产生膨胀。气温较低的冬季气候会使接裂缝的对应出与沥青混泥土加铺层拉应力较强过大而导致干裂，因为旧水泥混凝土路面的应力在接缝处没连续，从而形成温度型的反射裂缝。因此旧路面所产生的温度应力会由沥青混凝土加铺层独自承受。
　　2.用沥青混泥土面层加铺在旧水泥混泥土路面上的这种方案，从目前研究调查情况看，西方国家沥青协会做的比较完善，它把沥青混合料加铺的厚度是利用相邻两块板的位移大小来控制的，处理大于3mm相邻板的位移就是将板打碎。
　　二：讨论及修改问题
　　2.1如何修补旧水泥板块
　　目前，把沥青混泥土加铺在旧水泥混凝土路面之前，有两种相应的处理方法分别是板块破碎以及板块压浆法。压浆法除了进行处理常规病害以外还经常采用接缝两侧和单点弯沉，能有效提高接缝间传荷能力和解决旧水泥混凝土板下脱空的处理方法途径是旧水泥混凝路面修补的控制指标。往往影响整个工程成败的最关键是旧水泥混凝土路面的处置，这是以往的改造教训和改造经验。对各种混泥土路面的破坏情况，我们应当及时的采取相应的补救方法，高度重视对水泥混凝土路面的处置，尤其是在接缝处传荷能力较差，板下脱空会有重大的影响。单店实测弯沉值是我国目前采用最普遍的方法，我们将此方法逐一进行了划分。
　　(1)当旧水泥混凝土板块上仅铺筑沥青混凝土层时，水泥混凝土板单点实测弯沉值采用如下控制指标(O.Olmm) ;
　　①单点实测弯沉值在0≤Lr≤14之间时，仅对板块进行常规病害处理;
　　②单点实测弯沉值14＜Lr≤40时，钻空压浆处理;
　　③单点实测弯沉值Lr>40时，则按脱空板处理，整板破碎，处理基层，再浇水泥混凝土板块。
　　2.2沥青混凝土加铺层最小厚度的确定
　　在原有混凝土板上加铺沥青砼面层，加铺层的最小厚度是一个关键技术问题。主要考虑以下问题。
　　(1)尽管已对原有混凝土板进行了比较全面的处理，但由于无法对深层次的基层、土基层进行彻底处理，不宜按正常的生产路段的沥青混凝土路面结构层厚度进行设计，应考虑分期修建的厚度设计思想。
　　( 2)以当地的气候条件和交通量情况，为防止产生比较严重的车辙，加铺的沥青混凝土面层也不宜太厚。
　　(3)根据路线的纵断面设计，设计高程与原有路面高程差一般在l Ocm左右，为避免过多地破碎和替换原混凝土板，加铺沥青混凝土面层的最小厚度一般为8cm,少数为6cm。
　　综上所述，此次加铺层最小厚度为6- 8cm，相当于2层沥青混凝土4cm+2- 4cm。考虑到调平层的厚度.实际的摊铺平均厚度为10-12cm。
　　2.3关于土工布的采用
　　在加铺层中采用应力吸收夹层是防止和延缓反射裂缝产生的有效方法之一。根据理论分析计算，应力加筋层的存在大大减弱了沥青混凝土加铺层中的应力集中现象，对于应力吸收夹层，模量越大，对于应力的减弱作用越明显。
　　土工格栅作为加筋层能起到这样的作用，主要利用了土工格栅高抗拉强度和弹性模量高的特点，与钢筋混凝土中的钢筋有异曲同工的效果。土工格栅的主要作用为均匀传递轴载，并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向。土工格栅在沥青混凝土路面中的功能就是增强沥青混合料的整体抗拉强度，减少永久变形，防止和减少路面反射裂缝，延迟疲劳破坏，延长路面使用寿命。
　　2.4加铺层面层材料的采用
　　旧水泥混凝土沥青混凝土加铺层面层材料使用较多的是改性沥青SMA- 10、改性沥青SMA- 13、改性沥青SMA- 16，普通沥青SMA-10、普通沥青SMA- 13,AC- 13I,AC- 16I型等。SMA是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配粗骨料间隙而组成的沥青混合料，它的基本组成是碎石骨架和沥青玛蹄脂结合料。
　　AC- 16I型3种沥青混凝土材料进行疲劳试验，提出沥青混凝土加铺层方案结构为:面层+6cmAC- 25I+土工格栅+2- 3cmAC- lOI+I日水泥混凝土板块。
　　一、面层材料为4cm改性沥青SMA- 16;二、面层材料为4cm普通沥青SMA- 16;三、面层材料为4cm普通沥青AC- 16I，四、面层材料为4cm改性沥青AC- 16I。
　　试验中的反射裂缝形状千变万化，规律性不强，有的裂缝为连通的一条，有的出现多条不连续的裂缝，有的裂缝仅发生在原板缝的一侧，有的裂缝在原板缝的两侧都产生。但反射裂缝均沿板缝附近产生，多数发生在原板缝0- 30cm范围内，最远不超过原板缝的40cm处，裂缝均是由底部向上逐渐产生，且从板的两边向中间延长，最后贯通而破坏。正是由于粗骨料出色的相互嵌挤作用，SMA的高温稳定性较好，即使在高温情况下，抗车辙能力亦非常显著。由于SMA的沥青用量较多，粗集料表面被相当数量的沥青玛蹄脂裹覆着，玛蹄脂有很好的韧性和柔性，从而大大地提高SMA的低温变形能力，使SMA具有较好的低温抗裂性能。而SMA的空隙率很小，几乎不透水，使混合料受水的影响很小，而集料与玛蹄脂的粘附性很好，混合料的水稳定性得到较大的提高。
　　3.结语
　　(1)我国《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073 -2001)中规定，对现有水泥混凝土路面采用路面状况指数(PCI)和断板率(DBL)两项指标维修对策。但是，该规范在`$.2节水泥混凝土加铺层”中仅提到在加铺前对旧水泥混凝土板块进行常规病害处理，没有对加铺沥青混凝土的板块进行相应的评价指标和评价方法，致使设计、施工、监理单位在实际操作过程中无规范可循。因此，尽快制定出适合我国国情的沥青混凝土加铺层旧水泥混凝土板块处理技术指标、评价方法及评价标准显得尤为迫切。[本文转自：lunwen.]
　　( 2)选用土工格栅作为夹层时，其模量越大作用越显著，但其材料本身内部的应力值亦很大，所以它应具有较高的强度，由计算表明，格栅模量在4000- 6000Mpa间较为合格。当旧路面整体性较好、裂缝分布较有规律时，采用接裂缝区局部加铺加夹层的方法，可以达到预期的应力改善要求，同时增加格栅的模量可减小加铺层厚度。土工格栅相对于沥青混凝土来说较为经济，沥青混凝土加铺层中采用土工格栅在延缓沥青混凝土加铺层内反射裂缝的产生、节约工程造价上较沥青混凝土有一定的优势。
　　(3)同样厚度的沥青混凝土加铺层，采用不同的沥青材料、不同的结构层，其抗反射裂缝能力不同，面层采用SMA- 16混合料明显比采用AC- 16I型沥青混合料表现出更强的抗反射裂缝能力;在结构层和厚度相同的情况下，使用土工格栅能够提高加铺层的抗反射裂缝能力。