水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法

2011-08-15刘红刚

黑龙江交通科技 2011年7期

关键词：罩面加铺土工布

刘红刚

(深圳高速工程顾问有限公司)

1 沥青加铺层结构设计

1.1 当沥青罩面层由旧混凝土板位移产生的拉应力

超过沥青罩面层的抗拉强度时，沥青面层自然会开裂，环境因素(雨立、氧化等)的负效应，常常会使裂缝迅速向四周扩散，大大缩短罩面层的寿命，采用加铺道路专用土工布防止反射裂缝是一种有效的措施，主要作用机理如下。

(1)由于旧混凝土路面温缩位移是连续的，土工布使罩面层最大拉应力减少。

(2)由于土工布具有较大的延伸性，旧混凝土裂缝位移可通过土工布使应力扩展至更宽的范围，从而缓解了裂缝反而应力集中。

(3)由于土工布浸透沥青可以有效防止地表水渗进基层，避免基层进一步恶化，并减少沥青罩面层在反射处的剥离破坏。

1.2 沥青加铺层的厚度设计要求

现代的《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTC D40-2002)对在旧混凝土路面加铺层设计作了以下几个方面的规定。

1.2.1 旧路调查评定

对旧水泥路面采取处治方案之前要对旧水泥路面的调查和评定做了详细的规定，主要包括以下几个方面:

(1)关于旧路状况调查的一般性规定;

(2)采用断板率和平均错台量两项指标评定进行旧混凝土路面的损坏状况的规定;

(3)接缝传荷能力与板底脱空状况的调查评定;

(4)旧水泥路面的结构参数调查。

1.2.2 方案的选择

当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评定等级为优良或中时，可采用沥青加铺层。加铺层铺筑前应更换破碎板，修补和填封裂缝，磨平错台，注浆填封板底脱空，清除旧混凝土面层表面的松散碎屑、油迹或轮胎擦痕，剔除接缝中失效的填缝料和杂物，并重新1.2.3 减缓反射裂缝的措施封缝。

接缝传荷能力评定等级为中时，应根据气温、荷载、旧混凝土路面承载能力、接缝处弯沉差等情况选用下述减缓反射裂缝的措施:

(1)增加沥青加铺层的厚度;

(2)在加铺层内设置橡胶沥青应力吸收夹层、玻璃纤维格栅或者土工织物夹层;

(3)沥青加铺层的下层采用由开级配沥青碎石组成的裂缝缓解层;

(4)在沥青加铺层上，对应旧混凝土面层的横缝位置锯切横缝。

1.2.4 厚度设计

沥青加铺层的厚度按减缓反射裂缝的要求确定。高速公路和一级公路的最小厚度为100mm，其他等级的公路最小厚度宜为70 mm。旧混凝土板的厚度、混凝土的弯拉强度和弹性模量标准值以及基层顶面当量回弹模量标准值，采用旧混凝土路面的实测值。

1.3 材料技术要求

(1)沥青防反射裂缝应力吸收层的胶结料为特种聚合物改性沥青，其具有较高的高温黏度和低温延度，因此，其混合料具有较好的高温稳定性和低温抗疲劳性能。

(2)集料采用深圳芙蓉的辉绿岩，SAWI的级配要求该层集料较细，因此，选择集料时主要考虑棱角性、砂当量、密集、筛分等因素。

2 沥青罩面层施工工艺

2.1 旧路的病害处理

经现场调查、勘测旧路面的破损情况，针对以下不同类型的病害，进行有效处理。

错台、板块开裂:路面发生错台或板块开裂，应首先考虑是路基质量出现问题，因此必须将整个板块全部凿除，重新压实路基及基层，浇筑C30混凝土。

掉边、缺角;对损坏较深的路面，先用切割机切除损坏部分，然后浇筑C30混凝土;对损坏面较浅、较窄的，可用风镐凿除深约5 cm以上，然后用中粒式沥青混凝土填平压实;对混凝土板的纵横接缝，先清除接缝内的杂物，然后用1∶1.5水泥砂浆灌缝。

板块脱落:在脱空部位钻30 cm 2～3个(钻穿板块)，然后用水泥砂浆高压灌注，注满为止。

2.2 施工和碾压温度

改性沥青加热温度及改性沥青混合料施工温度应符合规定，并根据沥青品种、粘度、气候条件及铺筑层的厚度选择。由于改性沥青的粘度的增大，保证较高的施工温度成了施工的重要的技术关键。如果温度不够，混合料不可能拌和均匀，摊铺平整度无法保证，碾压不可能达到压实度，施工质量就根本无法保证。适宜的施工温度应由沥青结合料的粘度——温度曲线决定。

2.3 拌和

(1)生产SMA应采用间隙式沥青拌和机拌和，且必须配备有材料配比和施工温度的自动检测和记录设备，逐盘打印作为施工质量检测的依据。当采用现场制作的改性沥青时，拌和厂的沥青贮藏与拌和机之间必须有足够的空旷的场地。基质沥青的导热油加热油加热炉应具有足够的功率，拌和厂的电力供应满足改性设备需要。

(2)建议采用间歇式拌和机进行拌和，在拌和过程中应逐盘打印输出沥青和各种矿料的用量、拌和温度。拌和机必须配备有纤维稳定剂投料装置，不具有投料装置的可在原有基础上改造后实现。根据纤维的品种和形状不同，可采用厂家指定的方式添加，但均应能在拌和过程中充分分散，且与沥青混合料拌和均匀。

2.4 喷洒粘层油

喷洒前，利用洒水车高压水枪对整个路面进行冲洗，确保路面洁净，以提高粘结力。路面要经压缩机高压空气吹扫干净，由沥青洒布机均匀喷洒。为确保粘结效果，喷洒一定要均匀，油量要适中，对喷洒过量的一定要刮除，人工补刷。为防止路面污染，粘层油撒布后应立即封闭交通。

2.5 铺设土工布

在旧混凝土路面板块的中缝及缩缝两侧各50 cm范围内，喷洒170℃的粘层油，用量控制在0.4 kg/m左右，喷洒横向范围要比土工布长10 cm，道路专用土工布应及时准确铺贴在缝上，要求做到平整无折和无气泡。铺设可采用人工及机械铺设，接口处应相互搭接。

2.6 摊铺技术要求

按照沥青路面施工技术规范的要求，进行沥青混合料的配合比设计。沥青混凝土的级配碎石用量很大，需提前做好备料工作。施工时要使供料速度与摊铺速度相平衡，确保均匀，连续不断地进行摊铺，尽量进行全幅路一次性摊铺。碾压时压路机从路边起压向路中进行，双轮式压路机每次重叠宜为30 cm，不得在新铺沥青混凝土上转向调头及左右移动或突然刹车，碾压速度初压1.5 ～2 km，复压2.5～3.5 km。

施工过程中，除了对混合料进行检测外，还要对施工现场的质量进行控制，如摊铺厚度，压实度、平整度等，发现问题及时处理解决。