高速公路水泥混凝土路面加铺沥青层技术的运用

【摘要】作为路面修复的常用技术，在原有水泥混凝土路面加铺沥青面层的优势集中于工期短、交通影响小及路面修复后服务性能强。但在使用过程中，沥青加铺层极易出现反射裂缝，这对路面修复后的使用年限将造成严重影响，基于此，沥青加铺层设计必须对延缓、控制反射裂缝加以重视。现阶段，国内外水泥混凝土路面沥青加铺层施工体系还不完善，为此，本文主要通过工程案例，对高速公路水泥混凝土路面加铺沥青层设计方案、施工工艺进行了分析与研究，以期为推动国民经济发展提供强有力的技术支撑。

【关键词】高速公路；水泥混凝土；路面施工；加铺技术；沥青层；设计方案；工程案例；施工工艺

水泥混凝土路面面层材料主要为水泥混凝土，是现阶段高等级公路施工的主要路面形式。自上个世纪60年代中期水泥混凝土路面在我国得到了应用后，截止2003年底，我国水泥混凝土路面已达到19.9万千米，并逐年增加。强度高、耐久性良好与养护费用低为水泥混凝土路面的特点。该路面需进行多种接缝设置，并对超载现象极为敏感，进而严重影响了水泥混凝土路面行车的舒适度，同时，因超载影响水泥混凝土路面極易出现破损情况，为解决以上问题，可选取加铺沥青混凝土面层，也就是在旧水泥混凝土面板上进行粒料、半刚性基层铺筑，并进行沥青混合料面层加铺，也可在旧水泥混凝土面板上直接进行沥青混合料结构层加铺。沥青层加铺后，能够对路面承载力进行有效提升，更能增加路面使用年限，是改善路面使用性能及提升路面服务能力的重要手段。

一、工程案例

某高速公路工程总长度为7.319千米，52米为路幅宽度，属于双向六车道。伴随交通量的增加，特别是在重型车、超限、超载车辆长期作用下，路面病害现象极为严重，并对高速公路服务水平造成严重影响。在全面检测本路段相关技术资料的前提下，可对路面损坏情况、路面结构强度及交通荷载等具体情况进行分析，从中得出，旧路病害与主要问题包括以下几点：

1、按照现场勘测结果，路面板断板现象较为普遍。旧水泥混凝土路面板病害内容包含：破碎板、交叉裂缝、纵向裂缝、横向裂缝等。

2、因旧路扩建导致路面平整度差的出现，水泥混凝土、沥青混凝土为该工程路面的主要结构类型，因建设时期不一致，导致沉降现象的出现，旧路横坡测量为0.9%到3.2%之间。

二、高速公路水泥混凝土路面加铺沥青层设计方案

高速公路水泥混凝土路面加铺沥青层施工中，其设计方案主要包含2大部分，第一旧路面处理，第二加铺层改造，在处理旧路面时，需做好施工准备工作，将不同程度的损坏路面，进行科学处理，只有这样才能确保加铺沥青层施工的质量。

1、旧路面处理方案

拆除旧路面破碎板与断裂严重板后，需进行水泥混凝土板（25厘米厚度）的浇筑，并和相近路面相平，随后进行沥青碎石调平层、沥青混凝土面层的加铺，选取多锤头冲击机将破碎板击碎，碎块为10到50厘米，并做好压实工作。最后进行水泥稳定碎石层、沥青混凝土路面铺筑。

路面破碎程度较轻，可先铣刨拉毛旧混凝土路面，再将错台磨平，随后清理干净路面板接缝沥青脱落老化位置，做好再次灌缝作业。如部分位置存在断缝、断裂情况，可选混凝土进行修复，并将沥青碎石调平层、沥青混凝土层加铺其上。

应凿除、修补因旧沥青混凝土路面老化破碎、裂缝等病害出现的坑槽，并铣刨、清理旧路网裂、龟裂位置，随后将沥青碎石调平层、沥青混凝土面层进行铺筑。

2、加铺层改造方案

现有旧路平、纵面情况、路面加铺层厚度将严重影响到道路2侧已建工程，为减少工期、对项目投资加以控制，可选取沥青混凝土结构层、沥青碎石调平层直接加铺的方式进行施工。其路面结构如下：

上面层：4厘米gac—13c改性沥青混凝土

下面层：6厘米gac—20c沥青混凝土

调平层：桥头路基因具有较大沉降量，需对纵坡路段加以调整，其调平可选取水泥稳定碎石层，其他路段调平层厚度在4厘米以下时，则选取gac—20c沥青混凝土作为下面层材料，调平层厚度在4厘米以上时，则选取am—20沥青碎石，如其调平层厚度在10厘米以上压实施工需分层进行。

三、高速公路水泥混凝土路面加铺沥青层施工工艺

裂缝修补、基层处理、反射裂缝处理及沥青加铺层施工等都是水泥混凝土路面加铺沥青层的重要施工流程，为全面提升工程建设的整体质量，应遵循工程案例具体情况，进行工程施工方案的选择，只有这样才能确保高速公路施工的质量与安全性，才能推动公路工程事业的高速发展。

1、裂缝修补方式

为提高旧路面板稳定性，应确保加铺层路面始终位于稳定状态，根据测量数据与路面施工情况，应修复处治旧水泥混凝土路面板破损位置。并做好裂缝修补工作。一般裂缝宽度小于3毫米，灌注材料可选取低粘性沥青、环氧树脂；裂缝在3毫米到5毫米之间时，则补缝时可选取条带罩面施工，也就是在平行于裂缝2侧切缝，如图1（a）所示，随后将2横缝内混凝土（7厘米厚度）凿除，打设钉孔时间距为50厘米，并将砂浆填满钉孔，随后向孔内插入并安装，最后，凿毛切割的缝内壁，及混凝土浇筑、振捣与养护剂喷洒，如图1（b）所示。选取全深度补块进行严重裂缝（15毫米宽度）处理。

2、基层处理方式

如基层原因导致水泥混凝土路面板损坏，必须先做好基础处理工作。一般选取低标号混凝土换填或选取水稳定性良好的土、碎石等换填。当施工条件极差，需做好路面基层补强工作，材料为C15贫混凝土，其补强混凝土顶面标高需等同于旧路面基层顶面标高。如路面板翻修施工中路面排水效果较差，需将路基纵、横向排水系统设置于路面板边缘、路肩位置。单一边板翻修时需将横向盲沟设置于路面板接缝位置，纵向盲沟则需设置于翻修长度较长路段，并在纵坡底部进行横向盲沟设置。

3、反射裂缝处理方式

荷载、温度应力影响下，沥青混凝土加铺层位于较为复杂的三维应力状态。车辆从不连续板体行驶时，因接、裂缝2侧相近板块竖向位移差的存在，加铺层将产生极大的剪切应力，该剪切应力是荷载型反射裂缝出现于沥青混凝土加铺层的主要因素，其路面开裂如图2所示。

现阶段，反射裂缝减缓的措施主要包含以下几种：

（1）锯切横缝。沥青加铺层施工中，旧水泥混凝土面层横缝位置需进行新横缝的锯切，其中封缝料需在交通开放前填入缝内，以此做好接缝密封作业，避免缝内进入水或其他异物。提前锯缝，可以为加铺层内因温度收缩受阻出现的拉应力加以充分释放，并进行间接性断面位置的设置，以此对裂缝加以控制。（2）厚加铺层。通过加铺层厚度增加，可对旧面层温度变化有效控制，并减小加铺层底面拉应力。同时，该方式还可对路面结构弯曲刚度有效增强，是接缝位置弯沉量、弯沉差有效降低的主要手段。

4、沥青加铺层施工

粘层热沥青需喷洒在混凝土面板上，150摄氏度到170摄氏度为沥青温度范围，沥青用量需控制在每平方米1.1千克，粘层沥青喷洒范围应宽于土工布，在开始位置，需选取垫片、水泥钉在土工布上固定，随后拉紧。在土工布卷插入支撑棒以此进行制动器调节，随后将土工布展开5到10米，土工布卷一端应和路面边缘在一条直线上，土工布拉紧后，需放下土工布，并在粘层沥青上铺设。土工布铺设完成后，即可摊铺沥青混凝土，可根据全路幅施工，应防止纵向施工缝的出现。

四、结束语

综上所述，水泥混凝土路面作为高速公路的主要路面结构，在自然因素与人为因素的长期影响下，路面逐渐呈现出不同程度的病害问题，如何降低损坏，降低安全隐患，对交通运输事业及人们的出行安全尤为重要。为此，施工企业必须根据现场施工的具体情况，选取科学、合理、有效的设计方案，规范施工工艺，才能确保工程建设的质量。水泥混凝土路面加铺沥青层技术，在高速公路水泥混凝土路面病害治理中的运用，可有效提升路面强度、延长路面使用年限，是确保路面行驶安全性的重要途径。基于此，应严格按照工程案例实际情况进行深入分析，才能实现工程建设的社会效益与经济效益。

参考文献

[1]李秀君，李梦晨，武昭融.舊水泥混凝土路面加铺水泥-泡沫沥青半柔性混合料的力学响应分析[J].水资源与水工程学报，2013（03）.

作者简介

许旭，女（1981-10），河南许昌，工程师，本科，研究方向：交通工程。