水泥路面上加铺沥青混凝土面层的适应性

关　巍

摘要:本文通过引入水泥路面加铺沥青混凝土面层的问题,比较了四种不同的加铺路面方案,通过不同方案所能适应的情况,分析了方案中几个重要问题,最后从三方面总结了加铺路面结构所应注重的关键。

关键词:水泥路面;加铺;沥青面层;适应性

1 问题的提出

在旧水泥路面上加铺沥青混凝土,是在水泥路面的基础上改造成沥青路面的一种比较经济的方式,这种方式无论是在公路还是在城市道路改造中都采用得比较多,尤其是在现阶段我国石油工业的发展,沥青产品质量提高,国产石油沥青满足道路规范要求,且有相当多的旧水泥路面由于使用年限较长,路面状况恶化,需要进行改造。此时,水泥路面上加铺沥青面层快速、经济的优点就凸现出来。因此,越来越多的地方选择加铺沥青面层的改造方式。

水泥路面上加铺的沥青面层这种结构形式在使用过程中,它的缺点和弊端也随着使用期限的延长不断出现,反射裂缝、水泥路面板的错台等病害日趋严重。如何抑制水泥路面众多的接缝反射到沥青面层上,这个问题一直以来成为人们探索、研究的重要课题。通过前一段时期的研究和实践,目前已经具备了一些较好的解决方法。但同样的方法并不是在每一个工程当中都会取得理想的效果。在工程实施中,如何制定合理的方案,如何控制工程质量是取得良好效果的关键。本文将以长沙市旧水泥路面改造成沥青路面为例进行阐述。

2 几种不断进步的加铺处理方案及其适应性

过去,无论是公路还是城市道路,都是以水泥路面为主。刚性路面改柔性路面的过程中,有的是挖除重修,这样既浪费又拉长工期,在路幅宽度、线形变化不大的情况下,采取不挖除老水泥路面而直接加铺的方式,使工程变得快速、节约,不失为一种好的选择,从最开始这种方案的运用到目前经历了如下几种处理方案:

方案一:直接加铺沥青混凝土。最初的处理方式是:清理老混凝土路面接缝并重新灌缝,将混凝土板清洗干净并洒布粘层沥青,然后铺筑沥青混凝土面层。在使用过程中,人们发现这种结构形式的路面几乎每一条混凝土板接缝均反射到沥青面层上来了,继而局部出现错台,反射裂缝处沥青混合料脱落,形成坑槽,加之当时沥青材料性能不过关,出现推挤、拥包等现象,路面外观变得很差,路况严重恶化。

方案二:在沥青面层间加铺纤维材料抑制反射裂缝。采用玻璃纤维铺筑在沥青面层的两结构层之间,通过玻璃纤维的高抗拉性能抑制反射裂缝,这种结构形式在第一种方式的基础上有很大的进步,如湖南长永高速公路就是采用的这样一种处理方式。玻璃纤维对延缓反射裂缝的出现起到了显著的作用,但在一定的使用期限后反射裂缝仍然发生,其效果仍然不是十分理想。

方案三:在老水泥路面的基础上加铺一层连续配筋混凝土路面,然后再铺筑沥青面层。这种方法十分有效,能从根本上解决反射裂缝问题。湖南长潭高速公路采用的就是这种方式对老路面进行改造,取得了良好的效果,但成本显著提高,工期明显延长。

方案四采用防水抗拉卷材对接缝进行条铺,然后铺筑沥青混凝土找平层,再铺筑玻璃纤维格栅,铺筑沥青混凝土面层。上面层以下采用较大粒径的沥青混凝土材料铺筑。此种与前三种方法相比效果不是最优,但能有效抑制反射裂缝,而工程造价较第三种显著降低,对于工期要求较快、质量要求较高的工程合适采用此方案。

此方案在施工中几个关键问题的处理

破损面板的处理。水泥混凝土路面板在使用过程中,由于板底路基的局部沉降等方面的原因,导致板底支撑力不均匀或支撑力不够,使板在车辆作用下的应变较大,所受的拉应力超过板所能承受的弯拉强度,从而出现断裂现象。对于破裂严重或虽破裂不严重但裂缝宽度有开展,说明其下的基层乃至路基都有破坏或大的形变。此种情况若不加处理,加铺沥青混凝土面层将在此处受到反复的剪切、拉伸,继而在相同位置出现裂缝并继续恶化。为了避免这种情况的出现,必须将上述面板破除,处理好路基和基层并重新浇筑面板。若破损只是局部的,可以将局部凿除并重新浇筑混凝土;对于未发展张开 的裂缝,可以采取树酯胶进行封闭处理。

接缝处理。水泥路面众多的接缝是加铺层路面产生反射裂缝的主要原因,处理好该问题至关重要,主要有如下几种措施:

清缝、灌缝:水泥路面填缝料的作用是防水与防止杂物掉入接缝影响混凝土板自由伸缩,在水泥路面上加铺沥青面层后,虽然不会再有落物,但防水的作用仍然很重要,因此,采用改性沥青甚至普通沥青灌缝即可,但重要的是要清理干净,缝隙要灌满,不要留有空隙。

接缝处铺设防水抗裂材料采用高强度抗拉防水卷材跨缝条铺,可以进一步对接缝进行封闭,以防止水份渗入,并起到一定的抗拉作用,一定程度上抑制反射裂缝出现。

铺设土工格栅:采用自粘型高强度玻璃纤维格栅满铺,利用土工格栅抗拉性能抑制反射裂缝。

脱空板的处理:部分路面板与基层之间、基层与土路基之间出现了脱空现象,这将是导致路面破坏、变形的重要因素。对于脱空面板,采取钻孔、压力灌注水泥浆的措施使面板底部重新获得密实均匀的支承。

路面的清洗:在洒布粘层沥青前,采用高压水枪彻底将路表面;中洗一次,将灰尘、松散的颗粒等全部;中洗掉,以使粘层沥青能很好地附着于水泥混凝土路面,使粘层能更好地发挥其在刚、柔两种结构之间的粘结作用。

3总结

在水泥路面上加铺沥青面层是一项技术难度大且稍有不慎就容易出问题的工作。虽然该工艺不是什么新工艺,但不同的工程均有值得总结的经验与教训。总结起来有如下几个值得注意:支承基面的处理:加铺面层是直接铺筑在老水泥路面上,水泥路面上已经或正在发生的病害将直接反映在加铺层上,因此,将水泥路面己发生的病害处理并把将来可能导致病害的因素消除十分重要。防水的问题:混凝土路面的接缝、裂缝是水容易渗入的薄弱环节,沥青路面并不是完全不透水的,相反,雨水透过接缝渗入后,因沥青面层的覆盖更难散发,长久积累极易导致接缝处路面不均匀沉降,从而导致错台等问题发生。因此做好接缝防水处理十分关键。防裂:路面反射裂缝的出现主要是因为接缝处的沥青面层经反复拉伸错动而产生疲劳破坏,使该处产生断裂。断裂初期并不明显影响路面使用功能,它的危害是继发性的,断裂部位雨水下渗产生错台、材料脱落流失等破坏可能相继发生,使路面状况日益恶化。因此它的危害很大,有必要加铺高强度纤维对材料可能发生的反射裂缝进行有效抑制。即采取措施提高沥青混凝土抗拉性能以提高其疲劳强度。