刚性路面反射性裂缝防治措施与经济效益可靠性分析

2011-08-15河南王玉

职业技术 2011年3期

关键词：罩面面层刚性

河南王玉

河南王玉

旧刚性路面改造过去采用破碎刚性面板，这种处治方法需要较长时间，不但造成了交通堵塞，而且施工周期长、成本高、污染严重。本文阐述了刚性路面反射性裂缝防治的措施，并进行了经济效益的对比分析。

刚性路面；反射性裂缝；防治措施；经济效益分析

前言

目前，我国现有的刚性路面，有相当一部分己接近或超过设计年限，有的虽未达到设计年限，但由于交通量剧增，汽车轴载日益重型化或设计、施工等方面的原因，出现了路面损坏、使用品质下降的情况，影响了道路的使用功能，面临着修复工作。与沥青路面相比，刚性路面的修复比较困难，可采用的大修措施有三种：加铺沥青混凝土面层、加铺新水泥混凝土面层和翻修。由于沥青加铺层能有效地改善旧刚性路面的使用性能，同时能充分利用旧刚性路面，且造价低，施工方便，对交通、环境影响小，因此在国内外旧刚性路面改造工程中应用最多。本文对刚性路面反射性裂缝防治措施和经济效益进行了对比分析。

1 刚性路面反射性裂缝防治措施

为了保持道路有一个可供平稳的行驶表面、完整的结构、防止水分流进面层以下，阻止或控制反射裂缝的产生和发展是绝对必要的。具体防治措施如下：

1.1 直接对反射裂缝进行处理

此方法主要为对一定宽度的反射裂缝直接灌以沥青封缝，其优点是施工简便，工程费用节省。但是当复合式路面结构的下面层在温差和车辆荷载作用下再次产生变形时，所灌缝的沥青面层裂缝又将开裂，所以此法只能作临时应急之用，不能作为根治反射裂缝的技术措施。

1.2 对沥青混凝土表层中反射裂缝部位进行再罩面处理

再次摊铺沥青罩面层不仅增强了路面结构的完整性，而且还可延长其使用年限。但是实施后路面平顺性降低，工程费用高，同时应采取有效措施防止再次产生反射裂缝。

1.3 破碎并稳定旧刚性路面

对旧刚性路面，最有效而又经济的方法是分裂和稳定旧刚性路面，使其成为下承层，并加辅沥青罩面。通过这种处理方法来分散混凝土板的温度应变和应力，使之小于沥青罩面混合料的路用力学性能极限值，不至于破坏罩面。

分裂和稳定旧刚性路面技术要点包括：

1.3.1 分裂尺寸宜在45cm-60cm之间，裂缝应贯穿板厚，以达到分散和消减应力、应变的目的；

1.3.2 裂缝应为宽度很小的微裂缝。对于接缝和粗裂缝应进行封闭，以利于荷载的传递，避免或减少轮载在裂缝处形成的拉应力和剪应力峰值。破碎程度较大的应作为基层结构进行罩面设计；

1.3.3 使用重型压路机(35t-50t)进行碾压，确保分裂的水泥路面水平和竖向达到稳定状态；

1.3.4 确保旧路面与沥青罩面的层间连接质量，需凿糙旧路面，并洒布高质量的粘层油。

1.4 采用中间过渡层

在旧刚性路面沥青罩面的修建中，设计及施工好中间过渡层，不论是对于防治反射裂缝的产生还是对于整个路面的使用功能好坏及使用的时间长短，都具有重要的意义。因此，有必要对水泥混凝土——沥青混凝土路面层间进行应力分析以确定最不利的荷载位置及最大应力与应变，为设计并选择中间过渡层的结构及材料奠定基础。

水泥混凝土与沥青混凝土层间剪应力的最不利位置是一个比较复杂的问题，因为它随着沥青混凝土层厚度的变化有较大差异，而且与路面摩擦系数的大小有关。沥青混凝土层与水泥混凝土板之间的接触面是复合式路面结构抵抗水平剪切力的薄弱环节。为分析一般规律，采用三层弹性连续体系在双圆均布垂直与水平荷载综合作用 (复合荷载)下的计算研究层间剪应力。

2 直接经济效益和长期经济效益分析

2.1 破除旧面板，改用水泥稳定基层、沥青面层的费用（若将旧刚性面板全部破除）

破除之后改铺水泥稳定碎石基层，上铺同样厚度的沥青面层，其费用如下：

2.1.1 破除旧刚性面板费用

破除厚度25cm的旧刚性面板并将废料清运，费用约为40元／m2。

2.1.2 水泥稳定碎石基层的施工费用

厚度为25cm(合理的结构层厚度应为18cm或36cm左右)的水泥稳定碎石基层施工费用，单价约为60元／m2。

2.1.3 沥青面层的费用

若改用水泥稳定碎石基层、沥青面层，反射裂缝仍是需要解决的重要问题之一。而采用2cm厚改性沥青应力吸收层+6cm厚中粒式改性沥青混合料+4cm厚细粒式改性沥青混合料的沥青面层仍然是最佳选择。因此，该层的费用与项目组推荐的结构相同。三层沥青面层的总费用约为120元／m2。

该方案的总费用约为220元／m2。

2.2 破除旧面板，铺筑新刚性面层的费用

2.2.1 破除旧刚性面板费用

破除厚度25cm的旧刚性面板并将废料清运，费用约为40元／m2。

2.2.2 铺筑新刚性面板费用

重新铺筑25cm厚的刚性面板，费用约为160元／m2。

2.2.3 缩缝养护费用

一块素混凝土面板的长度一般为5m左右，每千米的缩缝为200条，每平方米路面的缩缝长度为0.2m。正常情况下，填缝料每年需要灌注2次，每灌注lm的费用约10元，每年每平方米的灌缝费用约为4元。按道路的一般使用寿命l5年计算，灌缝费用合计为60元／m2。

该方案的总费用约为260元／m2。

2.3 实施方案费用

2.3.1 旧刚性面板处治费用

采用压浆技术、破除个别因破碎而无法使用的旧水泥混凝土面板，其费用约为(30～40)元/m2。

2.3.2 采用2cm厚改性沥青应力吸收层+6cm厚中粒式改性沥青混合料+4cm厚细粒式改性沥青混合料的沥青面层仍然是最佳选择

该层的费用与项目组推荐的结构相同。三层沥青面层的总费用约为120元／m2。

该方案的总费用约为(150～160)元／m2。

2.4 三种方案费用比较

根据上述三种方案的费用分析可以看出：第一种方案是将旧刚性面板破除，然后铺筑水泥稳定碎石，面层采用本项目推荐的方案，其可比费用约为220元／m2；第二种方案是将旧刚性面板破除，然后重新铺筑刚性面板，其可比费用约为260元／m2。而裂缝养护对交通具有一定的影响。为了改善行车舒适性，上面还需铺筑4cm～5cm厚的沥青混合料，费用更高；该项目采用的第三种方案费用最低，约为(150～160)元／m2。由此可见，该项目方案具有显著的社会效益和经济效益。按最低节省情况计算，对于15m宽的路面，每公里可节省费用72万元。

施工单位按照项目组推荐的旧刚性面板处治方法进行了处理，沥青混合料面层也按项目组推荐的结构层、厚度、施工工艺等进行了铺筑。从施工情况来看，这套技术比较容易实现，不需要大型特殊设备。从通车运营后使用情况来看，除个别旧刚性路面面板(压浆处理效果不佳、形成反射裂缝外，试验路总体使用状况很好。