舊水泥路面瀝青加罩層主要病害處治措施

尹 露

(重慶交通大學(xué)土木建筑學(xué)院，重慶 400074)

近幾年隨著周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，重載交通量逐漸加大，大大地超過(guò)了原有公路路面結(jié)構(gòu)所承受的能力，雖然不斷地對(duì)舊路病害進(jìn)行修補(bǔ)處理，但舊混凝土板塊大面積出現(xiàn)斷裂板、裂縫等現(xiàn)象，導(dǎo)致原水泥混凝土路面上的瀝青加罩層出現(xiàn)損壞，嚴(yán)重影響交通運(yùn)行。本文針對(duì)團(tuán)碾至中和段改造工程，對(duì)其舊路面路況進(jìn)行調(diào)查和評(píng)價(jià)，提出可實(shí)施的的改造方案。

1、工程概況

重慶市某國(guó)道于1998年按照二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行改造，改造后路基寬度為13.5 米。2009年對(duì)該路段路面實(shí)施了維修工程，對(duì)舊水泥混凝土路面出現(xiàn)的斷裂板、角隅斷裂、沉陷、裂縫等病害進(jìn)行修治，再加鋪了瀝青混凝土罩面。其路面結(jié)構(gòu)為4cm 的瀝青混凝土罩面層+24cm 水泥混凝土面罩+25cm 水泥穩(wěn)定碎石基層。

2、路面路況調(diào)查

路面損壞情況調(diào)查采用ZOYON-RTM-T 智能道路檢測(cè)車(chē)，可以對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行快速、準(zhǔn)確、智能化的分析處理，由每種病害根據(jù)損壞程度再加權(quán)得到綜合破損率，再由綜合破損率得到路面狀況指數(shù)(PCI)。為準(zhǔn)確反映路面狀況，調(diào)查是以1km 為一個(gè)觀(guān)測(cè)段，上下行車(chē)道總共四分段進(jìn)行檢測(cè)。

根據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》 (JTG H20-2007)的要求，由調(diào)查統(tǒng)計(jì)可知，本項(xiàng)目瀝青路面全線(xiàn)PCI 指標(biāo)平均值為79.04，評(píng)價(jià)等級(jí)為中;上行車(chē)道PCI 指標(biāo)平均值為81.72，評(píng)價(jià)等級(jí)為良;下行方向PCI 指標(biāo)平均值為76.36，評(píng)價(jià)等級(jí)為中。因此，該路段瀝青路面破損狀況上行優(yōu)于下行。為了分析各車(chē)道具體的病害，現(xiàn)對(duì)各車(chē)道的病害進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

從已有的條查數(shù)據(jù)結(jié)果可以看出，各車(chē)道病害所占比例，修補(bǔ)裂縫是該路瀝青路面主要存在的病害類(lèi)型，修補(bǔ)、裂縫占到全線(xiàn)路段病害比重的75%以上。從路面進(jìn)行的檢測(cè)結(jié)果分析，瀝青路面典型的病害主要表現(xiàn)為修補(bǔ)、縱向裂縫、橫向裂縫及松散，其余坑槽、龜裂、泛油類(lèi)病害所占比例不大。該路段的瀝青路面縱向裂縫、橫向裂縫大部分出現(xiàn)在水凝混凝土板塊之間，為“白加黑”路面中典型的反射裂縫病害類(lèi)型，縱向裂縫約占全線(xiàn)所有病害的19.2% (上行車(chē)道占13.84%，下行車(chē)道占30.87%)，橫向裂縫約占全線(xiàn)所有病害的23%(上行車(chē)道占26.05%，下行車(chē)道占16.16%)。因此，反射裂縫是該段舊水泥混凝土瀝青加罩面層的主要病害。

3、主要病害原因分析

3.1 反射裂縫。采用瀝青加罩面對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行修補(bǔ)是一種公認(rèn)的簡(jiǎn)單可行的方法，特別是對(duì)于重交通量的舊水泥路面。但舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層是一種特殊的路面結(jié)構(gòu)，其應(yīng)力應(yīng)變特性不同于一般的彈性層狀體系，由于裂縫與氣溫周期型變化的影響，瀝青加鋪層極易產(chǎn)生反射裂縫。本路段的反射裂縫產(chǎn)生的主要原因有:

(1)水泥混凝土板接縫反射。在原有水泥混凝土板上加鋪瀝青層后的路面結(jié)構(gòu)為柔性路面結(jié)構(gòu)形式，材料性能差異小，但由于原路面混凝土板塊之間存在各種接縫，使得結(jié)構(gòu)中奇異部位更為突出。由于水泥混凝土板的縱橫向接縫未妥善處理，在溫度和交通荷載的作用下，瀝青加鋪層在原接縫處極易出現(xiàn)應(yīng)力集中現(xiàn)象，當(dāng)集中應(yīng)力超過(guò)材料的裂縫斷裂強(qiáng)度時(shí)，裂縫就會(huì)失穩(wěn)擴(kuò)展至面層，產(chǎn)生規(guī)則明顯的縱橫向裂縫。(2)板底脫空。在路面的長(zhǎng)期使用過(guò)程中，由于水的作用、溫度的作用及行車(chē)荷載的反復(fù)作用，水泥混凝土板板底脫空，板塊接縫傳荷能力降低，以及相鄰板塊傳荷能力差異，荷載作用下，瀝青加鋪層于板縫處產(chǎn)生較大的彎拉和剪切應(yīng)力，最終因加鋪層材料彎拉疲勞、剪切疲勞導(dǎo)致反射裂縫產(chǎn)生。此外，板塊錯(cuò)臺(tái)也易形成應(yīng)力集中現(xiàn)象，加速裂縫反射產(chǎn)生。(3)交通量過(guò)大，重載車(chē)過(guò)大，瀝青路面輪跡帶上車(chē)輛荷載的反復(fù)作用，導(dǎo)致瀝青路面提前進(jìn)入疲勞期而產(chǎn)生疲勞剪切裂縫。從本項(xiàng)目屬于重等交通等級(jí)，檢測(cè)結(jié)果與此結(jié)論相呼應(yīng)。(4)瀝青面層下水泥混凝土板自身開(kāi)裂引起瀝青路面受力變化產(chǎn)生反射裂縫。

3.2 松散

(1)瀝青與集料間粘接性差。(2)因低氣溫施工，壓實(shí)度過(guò)小，造成瀝青面層內(nèi)部空隙率過(guò)大，在車(chē)輛的荷載作用下造成的瀝青面層松散。(3)瀝青混合料拌合時(shí)瀝青溫度過(guò)大，導(dǎo)致瀝青老化，瀝青膜剝落使瀝青與集料的粘結(jié)力減弱而產(chǎn)生松散。(4)骨料選擇有誤，選擇了酸性骨料與瀝青粘附性差而造成的松散。(5)水損害導(dǎo)致的松散，由于車(chē)輪動(dòng)態(tài)荷載的作用，水分逐漸滲入瀝青與集料的界面上，使瀝青粘附性降低病逐漸喪失粘結(jié)力，瀝青膜從集料表面脫落，瀝青混合料出現(xiàn)掉粒、松散。

3.3 水泥混凝土板角斷裂。水泥混凝土板角斷裂造成瀝青面層病害也是一種比較典型的路面病害形式，板角斷裂主要是指混凝土路面邊角破損或板角斷裂，剝落面呈垂直并貫穿于整個(gè)板厚。其產(chǎn)生原因主要由以下幾種:(1)水泥混凝土板澆筑振搗時(shí)，在模板四周周邊漏振或振搗不密實(shí)。(2)水泥混凝土板下的基層強(qiáng)度和溫度性沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在荷載作用下變形過(guò)大。(3)過(guò)早的拆除路面模板。

4、路面設(shè)計(jì)處治方案的確定

綜上所述，在此得出舊水泥路面瀝青加罩層主要病害的處治方案如下:

(1)對(duì)于原瀝青面層:瀝青面層普遍存在反射裂縫、修補(bǔ)等病害，損壞嚴(yán)重段，應(yīng)予以銑刨，然后根據(jù)有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行廢料回收利用，破損較輕段，修補(bǔ)原有病害，再加鋪瀝青面層。(2)原瀝青面層下水泥混凝土板:原水泥混凝土板普遍存在斷板、板角斷裂、脫空等病害，銑刨瀝青面層后，應(yīng)對(duì)水泥混凝土板進(jìn)行修補(bǔ)，局部脫空段應(yīng)進(jìn)行灌漿處治。(3)過(guò)鎮(zhèn)路段:為保證沿線(xiàn)居民出行及排水通暢，原則上過(guò)鎮(zhèn)路段采用翻挖方式然后重新加鋪路面結(jié)構(gòu)。(4)橋面及臨近路段的維修:橋面標(biāo)高維持不變，臨近路段采用過(guò)渡段銜接。

［1］馬慶雷.水泥混凝土路面瀝青加鋪層設(shè)計(jì)與施工［M］.北京:人名交通出版社，2011

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