水泥路面加铺沥青面层设计施工及关键控制参数探讨

李永旭，孔冬雷

(江苏省交通规划设计院股份有限公司)

1 加铺设计

1.1 加铺厚度

根据国内外研究表明，水泥路面加铺设计应选用合理的厚度。沥青层太厚，一方面受到标高的限制，增加了造价;另一方面混合料会因高温蠕变易产生车辙。沥青层太薄，容易产生反射裂缝。因此，选用一个合理的加铺厚度非常重要。

目前，沥青加铺层设计的方法主要为经验法。经验法是采用补足厚度缺额的概念，常用的经验方法有美国地沥青学会法、美国陆军工程师部队COE经验法、AASHTO经验法、以及我国的《公路水泥路面设计规范》中提及的方法。本文依托于南通开发区水泥路面情况，采用各设计方法计算获得的最小加铺厚度如表1所示。

表1 各设计方法最小加铺厚度

由表1可知，COE经验法获得的最小加铺厚度为7.3cm，而其他三种设计方法计算获得的最小加铺厚度均在11cm附近，考虑到结构安全性，应保证最小加铺厚度在12cm。

1.2 反射裂缝防治

目前国内外通常采取的防反射裂缝措施主要有增加沥青加铺层厚度、采用土工合成材料夹层、铺设应力吸收层等。其中增加沥青厚度具有一定的局限性，采用土工材料和铺设应力吸收层有较好的效果。目前，土工材料主要有土工织物、格栅、聚酯玻纤布等，这些高模量的夹层可以起到加筋稳定，加强罩面层的作用，这类材料要有较高的强度，同时要有较好的耐高温性能。应力吸收层主要包括SAMI、砂粒式沥青混合料等。厚度一般20～30mm。这些低模量的夹层使用在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间，可以吸收或缓冲裂缝尖端的应力集中，对于抑制反射裂缝的产生和扩散具有一定的效果。

1.3 工程概况

结合南通开发区通盛大道“白+黑”项目，对施工工艺及关键控制参数进行研究与探讨。通盛大道水泥路面主车道采用的加铺厚度为12cm，上面层采用SMA-13，下面层采用AC-20，设置双层聚酯玻纤布夹层。结构层设计方案如图1所示。

图1 结构层设计方案

2 施工工艺

2.1 原水泥路面处治

经检测单位路况调查表明通盛大道主要存在断板、裂缝、角隅断裂、错台、脱空等病害，对病害的处理需要彻底、实用、可操作，保证水泥路面基层的承载能力。通盛大道水泥路面主要处治方式(1)全线脱空严重，脱空率大60％以上，对全部水泥板块注浆，增强基层承载力;待水泥浆养生结束后，进行弯沉检测，检测结果＞16(0.01mm)的板块进行二次注浆。(2)3mm以下宽的裂缝采用扩缝灌浆。3～15mm宽的裂缝按照《水泥混凝土路面养护技术规范》中采用罩面法，而在实际工程中罩面法施工复杂，养生期长;根据《城镇道路养护技术规范》可对裂缝进行补强，补强材料采用环氧树脂材料或者沥青砂。15mm以上宽度的裂缝进行换板块，新筑水泥板需设置传力杆与拉杆。(3)对错台直接进行打磨，用靠尺对打磨效果进行验收。

2.2 聚酯玻纤布铺设

聚酯玻纤布是一种玻纤复合防裂材料，既提供了玻璃纤维的强度又具有了聚酯纤维的柔韧性，在路面结构中起到良好的抗裂、防水和加筋作用。聚酯玻纤布施工工艺，底层表面清扫、喷洒粘层油、摊铺、胶轮碾压。(1)表面清扫时，应注重清理注浆残留在路面的水泥浆，并用鼓风机清尘，保证粘结料与路表的粘结性。(2)喷洒粘层油时，应保证沥青的洒布量在0.8～1.2kg/m3，尤其是上层玻纤布的铺设更要保证用量。沥青洒布车应单幅喷洒，每次喷洒长度不易超过100m。(3)玻纤布的铺设最好采用机械摊铺，人工摊铺时应紧跟洒布车，铺设时要保证玻纤布的平整、搭接良好。(4)铺设完成后，用胶轮碾压1～2遍，使得粘结料充分渗透玻纤布，与沥青层有良好的粘结效果。

2.3 路面加铺

沥青路面结构层加铺是沥青路面质量的重要环节。施工工序、方法、组织应与设计相结合，经详细论证后实施。路面加铺主要需对前场、后场进行综合动态控制。后场控制包括原材料性能、沥青性能、混合料拌合、混合料性能测试。(1)集料、沥青等原材料需要进行性能检测，满足要求后投入使用;(2)混合料拌合时控制好级配、沥青用量以及拌合时间和温度;(3)对拌合楼生产的混合料进行马歇尔、抽提等试验，验证其性能与设计的偏差，及时反馈对拌合楼控制参数进行调整。前场控制摊铺碾压机械到场情况、混合料摊铺、混合料碾压情况、性能检测:(1)保证摊铺机与压路机数量，确保碾压能及时跟上摊铺;(2)混合料摊铺采用梯队摊铺，原则上不应有纵向冷接缝，摊铺温度控制在规范范围内，摊铺速度应根据拌合楼产能、摊铺厚度等计算确定:通盛大道采用H3000型拌合楼，产量240t/h，4cm面层用量为1.57t/m，摊铺速度V=240/1.57/60=2.5m/min;(3)混合料碾压应采用严格按照碾压方案实施，根据自然温度、风速拟合降温方程，控制初压、复压、终压的碾压温度与震动碾压方案;(4)摊铺完成后应对混合料质量进行自检，应保证其压实度满足要求，对于不满足压实度要求的路段要及时进行总结、分析，调整碾压方案。

3 控制参数

3.1 层间粘结控制

层间粘结是保证沥青混合料面层使用性能的重要影响因素。当层间粘结不足时，一方面下面层与上面层易发生脱层，经车辆反复行驶，上面层层底在长期作用下发生疲劳开裂，导致上面层破坏;另一方面，层间粘结强度不足使得混合料抗剪性能下降，在重车反复作用下，易行车严重的车辙病害。由于本项目采用双层满铺聚酯玻纤布的设计方案，对层间粘结需严格控制，为保证层间粘结效果，应注意几个方面:(1)保证热沥青的洒布量。水泥板上层用量可控制在0.8～1.0kg/m3;沥青层间用量易控制在1.0～1.2kg/m3。(2)保证玻纤布铺设时机。在热沥青喷洒完成后，应尽快进行玻纤布的摊铺，使得流态的沥青能够被玻纤布吸收。(3)胶轮碾压。玻纤布铺设完成后，用胶轮碾压。

3.2 混合料施工控制

对混合料施工需进行全程动态控制，前场与后场紧密联系，对混合料级配、油量、出料温度、摊铺温度、碾压温度、碾压方案进行综合评价。为保证混合料性能需控制好几个方面:(1)保证原材料的性能要求。现场抽检实际施工过程中材料的性能。(2)调试拌合楼参数，减小热料仓与油量的用量波动，保证混合料级配。(3)保证混合料出料温度、摊铺温度、碾压温度。(4)碾压方案控制。碾压方案应根据现场施工环境紧密联系。

4 结论

本文对水泥路面加铺沥青面层设计施工及关键控制参数进行探讨。经过国内外不同计算方法获得加铺厚度应保证在12cm;结合通盛大道改造工程，对水泥路面加铺沥青面层主要施工工艺进行分析，并探讨了影响沥青性能的影响因素。综上可知，保证水泥路面加铺沥青面层性能应从设计出发，考虑铺设厚度与反射裂缝的影响，提出合理的设计方案;施工过程应进行全过程严格质量控制，对现场混合料进行抽检，将检测情况与生产施工情况紧密联系。为水泥路面加铺沥青面层工程提供可参考的依据。

[1] 郭清茹.水泥路面加铺沥青面层施工工艺研究[D].吉林大学，2012.

[2] 公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)[S].北京:中国交通出版社，2006.

[3] 沙庆林.重载交通长寿命半刚性路面设计与施工[M].北京:人民交通出版社，2011.

[4] 公路水泥混凝土路面设计规范(JTGD40-2002)[S].北京:人民交通出版社，2002.