沥青加铺层在旧水泥混凝土路面改造中的运用

李俊平

【摘要】沥青加铺层在旧水泥混凝土路面改造工程中运用非常普遍，但是运用的不当会造成改造的失败，影响路面的使用安全和使用寿命。本文以旧水泥混凝土路面改造中运用沥青加铺层最容易出现的反射裂缝为例，从旧水泥板得修补加固、改善罩面层性能、设置中间夹层、设置裂缝延缓层、在沥青层锯切横缝等方面提出几点防治反射裂缝的建议。

【关键詞】沥青加铺层；旧水泥混凝土路面；裂缝；质量

旧水泥混凝土路面在长期的车辆荷载下出现大面积的破损，如：连续破碎板、基层破坏、板块的局部破损，甚至出现错台、脱空、路基严重变形等破坏[1]。对此，加强旧水泥混凝土路面的改造十分必要。

1 旧水泥混凝土路面改造类型

对于旧水泥混凝土路面的改造上，一般有三种类型：1.完全挖除，一般适用于旧水泥混凝土路面破损非常严重，无法进行加铺水泥混凝土、沥青混凝土的路面，或是路面标高受到限制的路段。2.破碎利用，当旧水泥混凝土路面破损较为严重，断板较多，此时对断板进行修复会带来较大的成本，宜对旧水泥混凝土板进行破碎利用。3.不破碎利用，加铺沥青混凝土，这种方式造价低，且施工简单，对交通影响较小，能有效改善原先路面的行车条件，是目前旧水泥混凝土改造中最常见的形式。

旧水泥混凝土路面加铺沥青层后，路面形成了刚柔并济的复合结构路面，水泥混凝土与沥青层的材料差异大，且旧水泥混凝土存在一些裂缝和接缝，伴有一些错台、脱空等病害，其内部结构应力分布不均匀[2]。而加铺沥青层后，沥青层在原有裂缝处出现裂缝，这被称为反射裂缝，反射裂缝本身对沥青层影响不大，但是在自然环境的影响下：雨水进入裂缝并向四周扩散，造成路面结构的损坏，进而引起沥青层的病害，使其出现龟裂、坑洼等，影响沥青层的使用寿命，造成改造工程的失败。因此，在旧水泥混凝土路面改造工程中应用沥青加铺层时，必须经过详细的设计、试验分析，并做好每一个环节的质量控制，确保改造工程的成功。

2 沥青加铺层在旧水泥混凝土路面改造中反射裂缝的防治措施

2.1 旧水泥板的修补加固

对旧水泥板进行相应的修补加固是最基本的措施，但是其效果有限，并不能消除板块之间的弯沉差异。有不少旧水泥混凝土路面改造工程中，对旧水泥板进行修补加固，但是还是出现了反射裂缝。因此，在旧水泥板的修补加固中，必须严格按照相关规范进行，采取先进技术施工，减少旧水泥板接缝处的竖向和水平位移，确保能满足行车需求。

2.2 改善罩面层性能

改善罩面层的抗变形能力和抗拉强度，消除或是抵抗行车中产生的应力，常用的方法有：运用改性沥青、在沥青混合料中加入适量的纤维、增加罩面层厚度、在罩面层下部使用加筋材料等。

例如：原205国道南京段的试验路，在加铺沥青层时，没有对原先的水泥混凝土路面进行处理，而是直接涂一层乳化沥青，接着再加铺一层3cm厚得沥青混合料。经过这次处理后，使用6年后路面上又出现不同程度的反射裂缝。美国在Michigan州旧水泥混凝土路面的改造工程中，用加筋的沥青混凝土来增强罩面层的抗拉强度，有效防治了因旧水泥板之间的位移而造成的裂缝，表明在罩面层下部设置钢筋网能起到良好的防治反射裂缝效果，但是这种方法也要因地制宜应用，并不是所有地区都适宜加筋方式来防治反射裂缝。

在改善罩面层性能方面，增加其厚度是见效较快的一种方法，目前国际上通用的结论是将沥青罩面层厚度增加至15-25cm。而有研究表明：罩面层厚度每增加1cm，那么沥青加铺层底面的弯沉差就能降5%左右[3]。但是，当罩面层厚度加到一定程度后，防治裂缝的效果不突出，且工程造价大幅度提高，必须根据实际情况进行反复验算分析，确定出最佳的罩面层厚度。有关资料显示：在对旧水泥混凝土改造项目中加铺沥青层，若沥青层厚度为5cm，那么在改造完成的当年冬天就可能出现局部反射裂缝，使用4年后所有的加铺层都会出现反射裂缝；若厚度为10cm，那么在使用4年后，会有95%的反射裂缝；若厚度为15cm，使用4年后会出现24%的反射裂缝。由此可见，合理设计加铺层的厚度十分重要，不能随便增加厚度，而是应将其控制在一定范围内。

2.3 设置中间夹层系统

设置中间夹层，在温度作用下板长变化引起的裂缝变化以及车辆荷载作用下出现的相邻板之间的竖向位移，都能被变形率大的材料吸收，从而有效避免位移现象，起到降低裂缝应力峰值的效果。除此之外，中间夹层还能防水，防治雨水等通过沥青面层进入旧水泥混凝土板的裂缝中。在工程实践中，中间夹层类型很多，例如：改性沥青防水油毡、SAMI、土工材料夹层。德国不莱梅港市曾用SAMI[4]作为中间夹层进行旧水泥混凝土路面的改造，其施工流程为：先在旧水泥混凝土路面上喷洒SAMI夹层，接着洒布裹住粘接料的碎石，摊铺4cm厚的沥青碎石。经过长期观测发现：对于裂缝的竖向位移<0.1mm的水泥混凝土路面改造工程中，应用该方案是可行的，能起到良好的效果。若裂缝竖向位移>0.1mm，那么极可能在使用一段时间后出现反射裂缝，导致改造的失败。有研究表明：加铺沥青层改造工程中，加入中间夹层后，面层的抗拉强度明显提高，也有效抑制了反射裂缝的出现，加入SAMI层后，面层的疲劳寿命可以延长43%左右，若是采用改性沥青，则会取得更好的效果。

2.4 设置裂缝延缓层

在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间设置一层裂缝延缓层，该层是由沥青碎石混合料或级配碎石组成的，其具有较好的防裂效果。

2.5 在沥青层锯切横缝

在罩面层上，根据旧水泥混凝土路面上出现的横缝位置，在对应的沥青层上锯切新的横缝，然后灌缝施工，这样能有效控制随意裂缝的出现[5]。有研究表明：通过良好的锯缝合灌缝施工，能减少64%的反射裂缝，但是必须注意新横缝的切缝位置，将新切缝位置控制在下层旧水泥混凝土路面裂缝的25mm范围内，否则极可能诱发反射裂缝。也正是由于该工艺要求极高，故而在实践中应用不多，在我国几乎没有运用到这种方法来提高沥青加铺层的效果。

2.6 破碎稳定技术

以上措施只能在一定程度上延缓早期反射裂缝的出时间，或是在裂缝出现后延缓其发展的速度，从而达到延长路面使用寿命的目的，其并不能完全消除反射裂缝。破碎稳定技术是在旧混凝土路面结构破坏非常严重时运用的一种改造方法，其通过破碎机将水泥面板破碎，随后用压路机在破碎块上碾压，使其形成一个个小的颗粒嵌挤在一起变成基层，然后在上面加铺沥青罩面层。这种方法能消除反射裂缝。

结束语

反射裂缝是旧水泥混凝土路面改造工程中运用沥青加铺层后最容易出现的一种病害，会影响到沥青加铺层的改造效果。本文就反射裂缝的防治措施提出几点建议，供同行参考借鉴。

参考文献

[1] 王帅，刘超.沥青加铺层在旧水泥混凝土路面改造中的应用研究[J].建筑工程技术与设计，2014，（33）：383-383.

[2] 吴秉军.旧水泥混凝土路面改造及施工工艺[J].黑龙江交通科技，2011，34（2）：2-3.

[3] 万石兵.结合实例谈旧水泥混凝土路面改造方案设计[J].中国新技术新产品，2011，（16）：75.

[4] 李克学.高粘结撒布式应力吸收层在旧水泥混凝土路面改造中的应用[J].交通世界（建养机械），2012，（2）：85-86.

[5] 蒋北北.橡胶沥青应力吸收层在旧水泥混凝土路面改造中的应用[J].神州（中旬刊），2011，（7）：141-142.