高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層技術研究

王 寧

河南省交通科學技術研究院有限公司

高速公路水泥混凝土路面加鋪瀝青層技術研究

王 寧

河南省交通科學技術研究院有限公司

近年來，隨著我國國民經濟的不斷提升，推動公路建設的快速發展，人們越來越重視公路的舒適性和穩定性，因而越來越多的公路改擴建工程不斷涌現。在改建工程中，通過對高速水泥混凝土路面進行瀝青層加鋪，能夠對路面起到修復作用，使高速公路的使用性能有效改善，使其使用壽命進一步延長。加鋪瀝青層技術因具有特殊優勢而得到廣泛應用，它呈現出工期短、影響小、投資成本低等特點，現在大部分施工單位都通過此類改造方案進行高速公路改擴建施工。現如今我國已經不斷加強對路面加鋪瀝青層技術的研究，但綜合技術水平仍然相對較低，缺乏系統深入的探索。本文重點分析了舊水泥混凝土路面脫空壓漿技術、復合式路面層處治技術以及舊水泥混凝土面薄層瀝青罩面力學特性，希望能夠給相關施工人員提供幫助。

高速公路；水泥混凝土；瀝青層；綜合技術

一、舊水泥混凝土路面脫空壓漿技術研究

混凝土板底脫空的主要處治材料就是水泥粉煤灰，由于水泥用量較多，而粉煤灰又具備一定的活性，所以可以達到3MPa的抗壓強度；重點是水泥粉煤灰漿要具備較好的保水性、粘聚性以及和易性，因此一定要慎重的選擇材料的配合比。原材料及技術要求如下：

（1）一般硅酸鹽水泥：通常使用的水泥檢測指標都應該與一般硅酸鹽水泥國家標準要求相符合。

（2）粉煤灰：試驗所使用的粉煤灰要高于II級。

（3）UEA：U型混凝土膨脹劑，在放入UEA之后，不能對灌漿材料的別的性能產生不良影響，要將膨脹率限制在0.03%―0.05%內。

（4）HZ型復合早強劑：試驗中所需早強劑的技術指標要高于國家標準一等品的技術要求，比如：泌水率〈95%，減水率〉8%，不會對鋼筋產生銹蝕作用等。

（5）水：自來水或者天然純凈水。

2、壓漿處治工藝流程

（1）確定鉆孔位置。從理論上而言，脫空、唧泥主要在死角中出現，朝著板塊的縱橫縫發展、延伸，所以要對這些死角進行仔細的研究，避免出現脫空或者唧泥囤積的現象。對完好或者有小裂縫的板塊，在接縫處出現錯臺或填縫料脫落時，此時的板角鉆孔壓漿正處于合適狀態，需要進行鉆孔的地點往往距邊角有20～40cm的距離；對于那些有嚴重斷裂或者存在錯臺的板塊，裂縫處可能有脫空現象存在，應對斷裂、板角進行鉆孔壓漿處理。

[23] Nadege Rolland, “China’s ‘Belt and Road Initiative’: Underwhelming or Game-Changer?” The Washington Quarterly, Vol. 40, No.1 (Spring 2017), p. 137; 韋宗友：《美國對“一帶一路”倡議的認知與中美競合》，《美國問題研究》2018年第1輯，第57頁。

（2）板下壓漿的工藝流程及要求。板下壓漿的具體工藝流程主要分為七步，分別是：定位、鉆孔、制漿、壓漿、封堵壓漿孔以及控制交通和彎沉檢測等。施工中各自的工作要求如下： 一是定位：施工人員與監理人員依照外觀結合彎沉檢測的方法對唧泥脫空板進行調查，從而對鉆孔的位置進行標注；二是鉆孔：工作人員用鉆孔取芯機根據標記的位置進行鉆孔，鉆孔的深度和板塊的厚度相等。孔徑D和壓漿頭直徑d要相符，而且要使得D-d=1～2mm；三是制漿：根據配合比在灰漿拌合機中拌合材料，直至沒有灰團才能使用，在使用時要持續進行拌合，預防沉淀；四是壓漿：通過壓漿泵把拌合過后的灰漿通過壓漿孔壓到混凝土的板底，一般將壓力控制到大約2.0MPa，直到附近的孔或者接縫里漿液溢出或板塊上升為止。

二、復合式路面層處治技術研究

1、國內外研究現狀

層間結構工作的穩定性對整體結構的正常使用具有非常重要的影響，為了使復合式路面的結構形式不斷優化，往往會在層間安置一些夾層材料。現在，國內外使用的夾層材料主要有：土工格柵、土工布、改性瀝青防水油氈以及瀝青碎石、瀝青混凝土等，這些夾層的厚度一般為0.2～3.0cm。通過相關調查研究發現，使用土工布作為層間材料的約為38%，而玻璃纖維格柵的約為36%，無機材料穩定碎石約為15%，改性瀝青應力吸收層約為10%，用改性瀝青防水卷材與加筋土工織物所占比例較低，為5%。

2、層間處治常用措施機理分析

工程中使用的夾層材料主要發揮的力學效應有：應力吸收薄膜作用，利用基層內垂直裂縫隨著界面超水平方向延伸可能性的增大，使得裂縫的反射延緩；橋聯作用，在瀝青混凝土面層中有裂縫進入后，土工合成材料可以使斷裂面具備抗彎拉能力，使得裂縫張開變形減小，裂縫頂端的拉應力集中性降低；嵌鎖咬合作用，可以增加斷裂面的抗剪切傳荷能力，使得裂縫頂端的剪應力集中。

三、水泥混凝土路面薄層瀝青罩面技術性能研究

1、舊水泥混凝土面薄層瀝青罩面力學特性分析

（1）瀝青罩面應力狀況。主要對瀝青加鋪層的荷載應力、溫度應力和其共同作用產生的耦合應力進行研究，對瀝青加鋪層在不同溫度下的工作情況進行考察，分析出各影響因素產生的作用效果；對溫度與荷載耦合作用下瀝青加鋪層產生的疲勞應力規律進行研究，了解瀝青加鋪層的工作原理。

（2）路面層間應力分析。對中間層抗剪、防裂機理以及原路面當量、加鋪層厚度、混凝土路面裂縫等因素對中間層的應力變化產生的影響進行分析。

2、接縫及裂縫處瀝青加鋪層反射裂縫機理研究

在對接縫和裂縫處反射裂縫的出現、發展和貫通瀝青加鋪層的規律進行研究，需要先對荷載作用下的板縫和裂縫處的反射裂縫產生機理進行系統的研究，然后再對板縫和裂縫處彎沉差對反射裂縫產生的影響和對該裂縫的形狀、大小的影響進行研究，從而為瀝青罩面層材料設計、結構組合以及中間層材料設計等提供必要的理論保證。

3、瀝青罩面層組合性能測試研究

在該測試研究中主要為罩面層以及夾層材料組合優化設計，通過多種途徑使得兩者的優勢得到最佳組合，不僅能夠降低薄層瀝青罩面組合體系的造價，而且可以使其路用性能實現效果的最優化，并根據這項研究設計瀝青罩面層進行現場實驗的方案。

4、薄層瀝青罩面室外試驗路的鋪筑與施工技術研究

依照室內得出的試驗成果，在高速公路上選擇兩段路將其分別當作兩種結構的試驗路段，通過對這兩個路段進行試驗來驗證室內試驗的結果，并深入研究薄層瀝青面使用的施工技術。

5、薄層瀝青罩面效能和經濟性評價

測試試驗路段的各項路用性能，并且長期觀測其反射裂縫的發展情況；同時還要對這兩種方案的造價和傳統舊水泥路進行的改造方法的工程造價展開比較，進而對其投入使用的經濟效能進行評價。

四、結束語

近年來，我國社會經濟得到不斷提升，人們的生活水平質量也越來越高，不斷擴大的交通需求導致我國高速公路中出現各種各樣的問題，需要施工單位及時進行解決。目前，通過加鋪瀝青層技術對高速公路水泥混凝土路面出現的問題進行處理是非常有效的手段，但該技術在我國的應用仍然不夠成熟，因此公路建筑單位要加大對該技術的研究應用，進一步提升公路施工的整體水平。