公路沥青罩面结构设计的应用

朱继峰

（肃宁县交通运输局，河北 肃宁 062350）

目前我国很多早期建成的公路已经接近或超过使用年限，路面出现了很大程度的破损，严重影响了路面的使用功能。为改善这一情况，应及时对公路路面破损区域进行改造，以提高路面服务质量并延长路面的使用年限。

1 工程现状分析

1.1 工程概况

广东省某高速公路为水泥混凝土路面，使用至今已有10年时间，因近几年荷载量增大，其路面使用功能与服务质量明显下降。为确保区域交通网能够正常服务，需对其进行大力整修，主要措施是在原水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土罩面。该项目地处北回归线周边，属亚热带海洋性气候，年平均气温为20℃～22℃，年降雨量约1 913mm，雨季时间持续长，通常出现在5～9月并多暴雨，而6～10月则常受热带暴风袭击。

1.2 公路路面破坏状况调查

该公路原行车道的路面面层厚度约为25cm，以C35水泥混凝土为主，基层厚度为20cm，采用的是6%的水泥稳定粗粒料，而底基层的厚度则为15cm，采用的是4%的水泥稳定细粒料。

路况调查结果表明，原有的水泥混凝土路面遭到破损的主要方式有：面层断裂、面层竖向位移、接缝类及表面类。而在这四大类水泥混凝土破损方式中，主车道的破坏方式主要是面层断裂，许多主车道破损严重的区域甚至出现大的交叉裂缝，而其他形式的破坏相对比较少。面层断裂比重太大导致路面的断板率过度超标。相比较而言，超车道路面破坏情况好很多，断板率较低，但破损区域的破坏形式却比主车道的破坏形式多。

1.3 旧混凝土板应力分析

根据《公路水泥混凝土路面设计规范》中的规定，水泥混凝土路面结构设计应该以路面行车荷载量和温度梯度综合作用下所产生的疲劳断裂作为极限状态。

2 路面结构的设计方案

根据路面调查情况及旧混凝土板应力分析结果对路面结构进行设计。该项目的路面结构设计方案主要有三种。

2.1 A-1结构方案

A-1结构方案是将旧的路面结构用作路面基层，其具体的路面结构为：表面层采用厚度为4cm的改性沥青混凝土抗滑表层；下面层采用厚度为6cm的中粒式沥青混凝土AC—20；底基层则采用处理、整修过的旧水泥混凝土路面。在进行沥青层面铺设前，必须先在路面基层顶面上喷洒透层沥青，待沥青完全渗透基层顶面之后再进行封层沥青的喷洒工作，之后在路面撒布厚度为35mm的碎石，用压路机对路面实施碾压工作，待成型之后再铺设沥青面层。

2.2 A-2结构方案

A-2结构方案是将主要的病害面板拆除以后，对基层进行修补和加强，并重新对水泥混凝土面板进行浇注，对还没有拆除的面板进行养护处理之后，对整修过的路面进行统一罩面。具体的路面结构为：表面层采用厚度为4cm的改性沥青混凝土抗滑表层；下面层采用厚度为6cm的中粒式沥青混凝土AC—20；面板采用厚度为25cm并占6%比例的水泥稳定碎石。

2.3 A-3结构方案

A-3结构方案与A-2结构方案有许多相同之处，但A-3结构比A－2结构多铺设一层半开级配的中粒式沥青碎石AM—20，其具体路面结构为：表面层采用厚度为4cm的改性沥青混凝土抗滑表层AK—13A；中面层采用厚度为6cm的粒式沥青碎石；下面层采用厚度为25cm的水泥混凝土；基层补强层采用厚度为20cm并占6%比例的水泥稳定碎石。

在进行此方案时，需要在水泥混凝土面板和沥青罩面之间铺设一层专用聚酯长丝土工布，并在铺设之前在工布上撒布粘层沥青。

3 沥青罩面结构设计方案比较

在对旧公路路面进行大规模的整修时，首先应将整修重点放在对破损路面状况的调查上。在进行详细调查之后，再制定合理的路面结构设计方案和对破损处的修整措施。路面的结构设计方案直接影响到改建后的公路的使用寿命，必须科学合理，否则会对改建工程造成很大的负面影响。针对本项目路面结构改建的沥青罩面有五种结构设计组合，其中对旧路面破损区域的处理措施主要有唧泥、板底脱空处灌浆，坑洞、板边及板角修补等。这些措施的实施效果都会对旧路面破损处的整修质量和效果产生影响。因此，必须要对路面结构设计方案和改建过程中可能遇到的问题进行严谨的分析，科学区分出设计方案的优点和缺点，并对其进行相应的施工控制。

3.1 A-1结构方案施工控制措施

这一方案要求对旧路面的破损处进行整修或者做冲击压实，主要处理措施为：

a）坑洞类 针对个别坑洞，可直接清除洞内杂物，再用水泥砂浆将其填满，使其达到平整密实的效果，而对于较多的、密集的且连成一片的坑洞，应采用薄层修补的方案，并洒水养生；

b）板边、板角类 遇到板边轻度剥落的情况，主要的修补方案是先将其表面清理干净，再运用沥青混合材料将其填充并整平，如果板边剥落破损的情况很严重，则必须做深度补块，板角的修补则需要严格按照断裂面的大小进行切缝，在清除了凿出范围后，将钢筋复原，将接缝面涂上沥青，最后再现场进行混凝土的浇筑、切接缝槽并将填料灌入切缝；

c）裂缝类 宽度在3mm以下的裂缝都属于非扩展性裂缝，对于这种裂缝的处理，需要用低粘性沥青或者环氧树脂等材料进行灌注，宽度大于等于3mm的裂缝都为扩展性裂缝，要对它进行整修则需要将材料沿着裂缝凿槽注入。

3.2 A-2结构方案施工控制措施

这一结构方案的具体措施为：

a）基层补强 当路面的局部面板基层受到破坏时，应采用C15素混凝土回填方式对其进行基层补强，当出现大面积的基层破坏时，应采用水稳基层施工方法对其进行施工，而对小面积的基层破坏，则需要用小型的打夯机对其进行压实，以保证基层的压实度达到98%；

b）唧泥、板底脱空灌浆 这一措施主要是指在改建施工之前，运用贝克曼梁弯沉仪检测并判断出存在脱空现象的面板，通过不断灌浆和检测流程，使灌浆处理后的面板弯沉值到达设计要求。

4 检测方法及设备

一般的公路改建检测方法都分为以下两部分：

a）仔细勘察公路的破坏情况，并调查公路的纵、横断面；

b）仔细检测公路的内在质量，包括对路面、路基等的质量检测方法。

该项目主要采用CBS9000B公路雷达探测仪和SIR—10H型透地雷达仪对公路路基的厚度、密度及板底脱空等情况进行检测，并采用800FWD落锤弯沉仪器对公路的弯沉值进行检测。

5 改建时应注意的问题

5.1 对公路的路况调查一定要详细，不放过任何一个细节，针对不同的破坏情况要制定相应的处理方案。

5.2 对破损区域的处理一定要彻底，尤其是对脱空、沉陷等疑难问题，尽量一次就处理干净，避免留下安全隐患。旧结构层的荷载力必须达到交通流量的要求，不能只依靠沥青层来支撑。

5.3 沥青面层的设计必须因地制宜，具体问题具体分析并满足实际需求，面层的厚度也必须视实际情况而定，选择一定要慎重。同时，要对沥青层本身的性能与水泥混凝土板的结合进行综合考虑。

6 结语

综上所述，在公路路面上铺设沥青层面，还有许多技术问题需要进一步研究。本文以广州市某路面改建工程为例，从旧路的路况调查、破损处理和沥青面层的设计等方面对公路沥青罩面结构设计应用进行了探讨。

[1]何东光.公路沥青罩面结构设计应用分析[J].城市建设，2010，（22）： 442-443.

[2]何东光.公路沥青罩面结构设计应用分析[J].建材发展导向，2010，8（4）：57-58.

[3]郭晓春，张学刚.旧水泥混凝土路面加铺沥青罩面前的病害处理[J].山东交通科技，2006，（2）： 28-30.