既有水泥混凝土路面加铺沥青层设计要点研究

既有水泥混凝土路面加铺沥青层设计要点研究

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华杰工程咨询有限公司北京100029

摘要：本文针对既有水泥混凝土路面状况评定、加铺路面结构类型的选择、病害处治的主要措施、加铺沥青面层的技术要点等方面进行分析，为既有水泥混凝土路面加铺沥青层的勘察设计提供一些参考和借鉴。

关键词：水泥混凝土路面；加铺沥青层；病害处治

近年来，我国修建的市政道路及公路中部分采用了水泥混凝土路面，随着道路服务年限的增长，重载货车及小客车交通量均迅速增加，部分水泥砼路面出现了断板、坑槽、露骨等病害，严重影响了道路的舒适度、平整度以及安全性。为保证道路的正常运营，保证人民的生命财产安全，亟需对既有水泥砼路面进行改造和处治。

1、既有水泥混凝土路面状况评定

做好既有水泥混凝土路面的处治和改造，首要是通过科学详细的调查统计获得既有水泥砼路面的基本状况。主要针对水泥砼面板结构的完整性、强度以及表面功能进行调查、试验和检测。水泥砼面板的主要病害包括：断板、面板角隅断裂，面板露骨，表层磨损抗滑性能降低，面板裂缝（纵向、横向、斜向、网状等），面板间错台（沉陷或隆起）、板间接缝唧泥等。通过对旧路的弯沉试验和钻芯取样试验可以得到旧路的路面结构强度和路面结构层厚度，同时通过劈裂强度计算可得到既有水泥砼面板的弯拉强度。水泥砼面板的断板率（DBL）和路面状况指数（PCI）是评定路面破损状况的两项指标。DBL≤5%的路面评价等级为优，6%≤DBL≤10%为中，11%≤DBL≤20%为次，DBL＞20%的为差。DBL的计算通过调查存在各种裂缝种类病害的板块数，并按照裂缝的种类和严重程度加权修正，从而得到修正后的断板率。PCI≥70路面评价等级为优良，55≤PCI≤69为中，40≤PCI≤54为次，PCI＜40为差，PCI通过调查得到路面病害的主要病害类型、病害程度以及相应的密度，按照部颁评定标准中的公式即可计算得出。针对不同的等级，采取不同的处理方式，当评价等级为次或差时，应加铺或新建路面结构，加铺厚度由弯沉值、交通量、路面材料参数等基础数据通过路面结构计算确定。

2、加铺路面结构类型的选择

目前，国内主要的路面面层类型有两种，分别为沥青和水泥混凝土路面。水泥砼路面的优点主要由：结构强度较高，材料来源丰富，水稳定性好，使用寿命较长，白色路面有利于光线不足时行车等。缺点主要有：路面平整度较差，行车噪音较大，舒适性差；扬尘多，对环境影响较大；烈日下反光强烈，眩目，易造成视觉疲劳引发交通事故；施工期长且路面一旦破坏，修复重建较困难。砼面板接缝多，路面水极易通过面层渗透进入到基层中，基层遇水软化、强度降低，甚至导致基层脱空从而导致路面面板发生断裂破坏。

沥青混凝土路面的主要优点有：路面无接缝，平整度较好，行车振动小，利于提高行车速度，舒适性好，符合“以人为本”的理念；行车噪音低，扬尘少，有利于声环保和气环保；施工工期较短；沥青砼路面为柔性面层，对路基的变形协调适应性比水泥砼面板高，即使局部出现病害，维修养护较为方便。沥青砼面层多为密级配的细粒式或中粒式沥青混凝土，具有一定的防水作用能够防止水渗入到基层，从而减轻水对路面的损坏。主要缺点是寿命较水泥砼面板低，施工工艺要求相对较高；通过对近年来国内外改造项目造价的统计，其造价略高10%左右。

根据以上分析，本着以人为本的理念，践行交通部创“品质工程”和建设“绿色公路”的号召，对于需要修复改造的水泥混凝土路面，采用加铺沥青混凝土路面的方案无疑具有更大的优势，而这种加铺修复方案在国内也越来越多被普遍采用。如何保证“白+黑”即既有水泥砼路面加铺沥青层的质量控制也成为了许多此类工程项目关注的焦点。

3、既有混凝土面板病害处治的主要措施

在加铺沥青混凝土面层之前，首先应清除既有水泥砼面板上的松散板块碎屑、油渍、泥土杂物以及之前修复采用沥青表处材料等进行清理，同时对以下既有病害进行处理。（1）错台病害。高差低于3mm的错台不必处理；高差5～10mm之间的采用磨平法进行处理；错台高差大于10mm，采用细石砼进行钻孔压浆顶升进行处理。（2）裂缝病害。路面表层裂缝宽度在3mm以下，采用压注灌浆法，通过灌浆机将水泥砂浆溶液贯入到裂缝中。针对宽度大于3mm的局部裂缝，采用扩缝灌浆法。贯穿板块全厚的裂缝，在裂缝的两侧20cm左右切缝，深度在7～10cm之间，切缝后清理切缝槽内的松散体，再在底部和两侧内壁刷上砂浆，最后浇筑快硬混凝土。（3）面板脱空病害。首先使用弯沉仪来确定面板发生脱空的位置，如果弯沉值低于0.2mm可以不进行处理，若大于0.2mm采取钻孔压浆灌注，当弯沉值大于0.45mm时旧砼面板进行多锤头打裂破碎处理。（4）断板病害。当裂缝把混凝土面板分割成多个板块或既有路面强度分布很不均衡时，应对水泥砼面板碎石化处理。（5）接缝病害。首先把粒径0.3～0.6cm的清洁碎石填在传力杆的下面，然后把楔形块打入裂缝中直到混凝土板稳定后灌缝处理。

4、加铺沥青面层的技术要点

4.1预防反射裂缝

反射裂缝病害在加铺沥青层的过程中非常常见，给路面的后期使用造成严重的影响。其影响因素很多，包括外界温度因素、路面各层材料的物理力学性质因素等。在外界温度的影响下，加铺的沥青层和既有水泥面板均会发生热胀冷缩的现象，因为二者的力学物理性质有所不同，其热胀冷缩的程度不同，变形不同产生相对位移从而导致发生反射裂缝。针对这种病害，可在沥青混凝土当中铺设玻璃纤维格栅或其他土工织物，或者在沥青混凝土面层下铺设应力吸收层，如橡胶沥青混凝土封层，设置应力吸收层后，混凝土板其裂缝的胀缩力就会被应力吸收层隔断吸收，从而有效的控制反射裂缝继续扩展的趋势，应力吸收层还可选择沥青防水封层，可以有效的减少后期路面的水损坏。

4.2提高加铺沥青层与既有混凝土层的粘合程度

沥青层和混凝土层之间的粘合程度越高，则新旧路面的粘结性、整体性越好，可有效提高路面使用寿命。通常情况下，若既有水泥砼路基路面经过一段时间的运营，其摩擦指数明显降低，抗滑能力已显著下降，需采用风镐来完成凿毛、铣刨处理，增强旧路路面表层的摩擦性能从而提高沥青层和水泥砼层之间的粘合程度，提高路面结构的整体性。

4.3加强路面防排水设计

水是产生路面病害的重要因素。通过合理设计沥青的混合料的配合比减小其孔隙率越小，增强防水性能；可在路面边缘设置碎石盲沟，利用道路横坡和纵坡将路面层间的积水排出，从而避免路基路面后期因水产生病害。

5、结束语

本文针对既有水泥混凝土路面状况评定、加铺路面结构类型的选择、病害处治的主要措施、加铺沥青面层的技术要点等方面进行分析，归纳总结了既有混凝土路面加铺沥青层设计的重点和要点，提供了既有面板病害处理和预防加铺沥青层产生病害的一些施工方法和技术手段，希望能够为未来类似的水泥混凝土路面改造修复工程提供有效的帮助。

参考文献：

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