旧水泥路面上进行沥青面层的加铺是针对混凝土路面修复的一种有效技术,由于其工期短、对交通的影响较小,而且修复之后路面的服务性能良好,因此得以广泛应用。然而,我国对旧水泥混凝土路面沥青加铺层的研究还处于初始阶段,也没有形成统一的技术体系和相关标准,因此对旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构进行研究具有重要意义。
旧路的使用情况及评定
沥青加铺层在进行设计时,要对旧水泥混凝土路面的破损情况以及路面结构情况进行调查研究,按照调查情况对路面加铺结构及形式进行准确判断中国沥青网sinoasphalt.com。
(1)调查内容包括道路交通状况、经济调查、路面破损情况、路面结构承载力情况、施工维修等情况。(2)对现有路面状况进行分析,针对旧路面进行沥青加铺层设计,主要采取以下几种评定指标:路面状况指数、脱空值、接缝性能指数等。其中,路面状况指数是按照公路养护技术规范进行划分,包括优、良、中、次、差五个等级,优和良表示路面结构比较完整,基本符合要求,中和次表示路面情况一般,路面出现破损情况,或者是出现结构性问题,差表示路面质量很差,不能使用,必须要进行修补;脱空值的检查方法有两种,弯沉检测法和透地雷达检测法,脱空程度包括轻、中、重三个等级,具体应用中多是利用无破损测试法对路面板的脱空情况进行检查;接缝性能指数是指接缝的使用性能,一般包括路面的传荷能力及基层的支承能力,其等级分为良、中、差,分别代表接缝性能,比如评级为良时,代表接缝性能良好,接缝处竖向位移对加铺层的使用性能的影响比较小。
旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究
针对旧水泥混凝土路面进行加铺层的设置,是对旧路面强度进行充分利用的过程,能够在相当长的一段时间内促进路面使用性能的提升。沥青加铺层设计主要影响因素是反射裂缝,加铺层下方的旧水泥混凝土路面依旧要起到承载作用,旧水泥混凝土面层主要是受到周围温度变化的影响而产生拉应力,再加上承受荷载导致的竖向剪切应力,二者共同作用分别产生水平位移和竖向位移,在接缝及裂缝处出现集中应力,而且层层递加,导致加铺层开裂。实际上,反射裂缝对道路的影响不仅仅是一个裂缝问题,甚至是反射裂缝出现后,路表水通过反射裂缝向下不断渗透,直到路基才停止,最终结果是道路基层和路基同时遭到破坏。所以,沥青混凝土加铺层设计关键就是在有限的加铺层厚度里对其结构进行研究,从而延缓和消除反射裂缝,这是旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究重点所在,笔者总结了几个关键技术,主要有以下几个方面。
旧水泥混凝土路面的整治处理。沥青加铺层对路面的处理效果是比较敏感的,旧水泥混凝土路面经过修复后的效果直接反映加铺层结构设计是否科学合理。加铺层结构设计前,需要对旧水泥混凝土路面的结构性能进行调查和研究,按照上文中所提到的路面状况指数及接缝性能指数,如果二者同时评为优良,可以采用直接在原有路面基础上加铺沥青混凝土层的方法,也就是沥青加铺层“白加黑”以此促进路面使用性能的改善。本方法是对原本路面旧水泥混凝土的充分利用,因此造价经济、施工便利,而且对道路交通及周边环境的影响非常小。
旧水泥混凝土路面整治处理通常采用以下几种技术方法:传统维修、改善路基、板下脱空封堵、翻挖等,按照弯沉数据等参数进行处理,对破碎板进行更换,对裂缝进行修补和填补,磨平错台,针对板底脱空采取压浆填封的方法,对旧路面层表面的一些杂物进行清除,剔除接缝中失效填缝杂物,最后重新封缝。
沥青加铺层厚度。按照《公路水泥混凝土路面设计规范》,沥青加铺层的厚度根据减缓反射裂缝的具体要求进行确定。一般而言,高速公路与一级公路的沥青加铺层厚度不能小于100mm,其他公路的沥青加铺层厚度不能小于70mm。加铺层厚度将对道路面层的质量产生重要影响,适当增大加铺层厚度能够对路面反射裂缝起到明显的延缓作用。按照国内外文献调查得知,加铺层最小厚度为10mm,正常为二层式,当然也有三层式。
沥青加铺层混合料。为了增大加铺层对反射裂缝起到的延缓能力,沥青加铺层往往采取对沥青性能进行改善或者直接加入纤维的方法。沥青玛蹄脂碎石SMA混合料是一种常见的提合料,属于间断级配料,主要应用于路面表面层,具有较好的抗车辙性能及抗滑性。沥青玛蹄脂碎石SMA混合料和常规沥青路面进行比较而言,具有较好的高温稳定性、耐久性、低温抗裂性。数据调查发现,SMA针对反射裂缝具有较好的延缓效果。现阶段,SMA已经在路面改建中得到广泛应用。
反射裂缝的减缓。国内外对于反射裂缝的减缓技术的研究,一般包括对沥青混凝土罩面层性能进行改善,以及对中间夹层进行设置的方法。其中,对沥青温凝土罩面层性能进行改善,能够和加铺层结构进行结合,比如适当增大沥青层厚度,在沥青材料中适当添加改性剂或者纤维;对中间夹层进行设置,是指在旧水泥混凝土路面面层以及加铺层之间进行中间夹层的设置,按照国内一些工程实践发现,主要可以分为以下三类:
(1)对大粒径透水性能良好的沥青碎石连接层进行设置,此结构的透水性能比较显著,因此必须在路面边缘内部进行排水系统的设置;(2)应力吸收薄膜中间层的设置,从一些参考文献中得知,这种类型的夹层有橡胶沥青夹层、STRATA应力消除层等,其中橡胶沥青夹层具有较高弹性、劲度较低的性能,是一种软夹层,主要起到降低旧水泥混凝土路面面层和加铺层之间就附阻力的作用,以此避免反射裂缝的出现,STRATA应力消除层是近些年开始应用的新材料,这种材料的原理是采取某种聚合物,以此对沥青性能起到明显的改善作用,使得沥青混凝土含油量升高,大约为9%,粒径变小,最大不会超过10mm,而且抗弯曲、抗裂能力显著;(3)除此之外,还有土工布、玻璃纤维格栅等。
施工过程。针对旧水泥混凝土路面进行修补和整治,对一些特殊路段采取封闭交通的做法,以此确保路面强度符合标准,比如压浆段、板块置换的区域。除此之外,在拥青加铺层施工过程中必须严格按照规范规程进行施工,不能因急于赶工期而忽略施工细节。
结语
综上所述,在水泥混凝土路面进行沥青加铺层结构的铺设,可以有效改善旧水泥混凝土路面的使用性能。水泥混凝土路面沥青加铺层中经常出现的反射裂缝会缩短道路面层的使用寿命,彻底消除它是不现实的,而加铺层的结构研究重点即是对反射裂缝进行控制,可以起到显著的改善作用。本文对有关旧路的使用情况及评定进行了分析,得出了路面损坏评定指标,对旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构进行了深入研究,分别对旧水泥混凝土路面的整治处理、沥青加铺层厚度、沥青加铺层混合料、反射裂缝的减缓、施工过程进行了详细探讨,并结合省道206线泉州境内一处路段改造案例进行了深入分析,证明该方案具有一定的可行性。