水泥路面加鋪瀝青施工技術(shù)探析

李巖松

摘 要：近些年來，隨著公路建設(shè)的發(fā)展，公路的改建和擴(kuò)建工程越來越多，在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層是一種常用的、有效的路面修復(fù)技術(shù)。它具有工期短、對交通影響小、修復(fù)后路面服務(wù)性能好等優(yōu)點，國內(nèi)有相當(dāng)多的公路采用了此類改造方案。

關(guān)鍵詞：路面施工；瀝青；反射裂縫力學(xué)分析

一、反射裂縫力學(xué)分析

1.對稱荷載作用下，當(dāng)加鋪層的厚度小于17cm時，裂縫尖端處于受壓狀態(tài)。應(yīng)力強(qiáng)度因子KI=0，KII=0，舊水泥路面中的裂縫屬于閉合型裂縫。而當(dāng)加鋪層厚度超過17cm后，裂縫尖端處于受拉狀態(tài)，此時屬于張開型裂縫。

2.隨著加鋪層厚度的增加，裂縫尖端應(yīng)變能密度呈減小趨勢。這表明在交通荷載作用下，增加瀝青混凝土層加鋪層厚度有利于降低面層底部裂縫尖端的應(yīng)力集中程度。但面層厚度增大到一定程度后，減小的程度趨于緩慢。

3.胎壓對加鋪層斷裂性能的影響非常顯著，說明重載車輛對瀝青混凝土加鋪層的破壞情況嚴(yán)重。

4. 格柵模量對加鋪層開裂性能的影響較顯著。隨著格柵模量的增加，裂縫尖端應(yīng)變能密度值不斷減??；當(dāng)格柵模量超過2000MPa 后，繼續(xù)增加格柵模量，裂縫尖端應(yīng)變能密度的減小速度逐漸變慢。

5.瀝青穩(wěn)定碎石模量對加鋪層的抗裂性能有重要影響，計算表明，當(dāng)瀝青穩(wěn)定碎石模量在800～1000MPa時，裂縫尖端的水平應(yīng)力和應(yīng)變能密度較小。由此可見，在瀝青穩(wěn)定碎石混合料設(shè)計時，應(yīng)選用密級配，提高混合料的抗變形能力，對加鋪層反射裂縫的防止有重要作用。

二、施工材料要求

1. 瀝青 采用重交通道路石油瀝青AH—70，其質(zhì)量應(yīng)滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求。

2.集料

（1）粗集料 粗集料必須使用堅韌、粗糙、有棱角的優(yōu)質(zhì)石料，必須嚴(yán)格限制集料中的扁平顆粒含量，所使用碎石應(yīng)采用捶擊式或錐式碎石機(jī)破碎，不得使用顎板式軋石機(jī)破碎。

（2）細(xì)集料 細(xì)集料在整個集料中只占很小的比例，但為了提高混合料的高溫穩(wěn)定性，要求細(xì)集料具有良好的棱角性和嵌擠性能。建議采用機(jī)制砂，或者機(jī)制砂和天然砂混合使用，其中天然砂的含量不大于10%。

（3）填料 為保證瀝青混合料有足夠的溫度穩(wěn)定性、耐久性和良好的級配，混和料中還應(yīng)摻配適量的高質(zhì)量的石粉和石屑填料，石粉用量一般為混和料總重的2%～4%，具體用量應(yīng)根據(jù)馬歇爾穩(wěn)定度試驗確定，但不得少于2%，石屑劑量根據(jù)材料篩分結(jié)果計算確定。

3.瀝青混合料 瀝青碎石混合料的配合比設(shè)計應(yīng)遵循《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計的要求，根據(jù)實踐經(jīng)驗和馬歇爾試驗的結(jié)果，經(jīng)試拌試鋪論證確定。

4. 混合料的生產(chǎn)、運(yùn)輸和碾壓 瀝青混合料必須在瀝青拌和廠采用機(jī)械拌制，經(jīng)拌和的瀝青混合料應(yīng)均勻一致，無花白料，無結(jié)團(tuán)成塊或嚴(yán)重的粗細(xì)料分離現(xiàn)象，不符合要求時不得使用，并應(yīng)及時調(diào)整。氣溫低于5℃時，不宜攤鋪瀝青混合料。機(jī)械攤鋪的混合料除特殊情況外，一律不得用人工反復(fù)修整，以保證路面平整度達(dá)到規(guī)范要求。

5.接縫要求 瀝青混合料在施工縫及構(gòu)筑物兩端的連接處必須仔細(xì)操作保證緊密平順?？v向接縫在攤鋪時應(yīng)采用熱接縫，不能采用熱接縫時，必須灑粘層油使之粘結(jié)良好。相鄰2幅及上下層的橫向接縫均應(yīng)錯位1m以上。中下層的橫向接縫可采用斜接縫，上面層應(yīng)采用垂直的平接縫。鋪筑接縫時，可在已壓實部分上面鋪設(shè)一些熱混合料使之預(yù)熱軟化，以加強(qiáng)新舊混合料的粘結(jié)。

三、復(fù)合式加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則

1. 設(shè)計方案制定的主要目標(biāo)①防止雨水滲入原水泥混凝土路面與基層結(jié)構(gòu)層中；②提高路面結(jié)構(gòu)承載能力，以適應(yīng)國道主干線的交通需要；③盡可能減弱原路基與路面結(jié)構(gòu)的先天不足，消除質(zhì)量隱患；④恢復(fù)路面平整度與抗滑能力，改善路面使用性能，提高通行能力。

2. 設(shè)計方案制定的原則①路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部應(yīng)按照防排結(jié)合的原則進(jìn)行防排水設(shè)計，將路面結(jié)構(gòu)與防排水進(jìn)行綜合設(shè)計，盡量防止雨水滲入路面結(jié)構(gòu)與路基內(nèi)部，排除可能滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的雨水。②在滿足技術(shù)要求（交通量和使用性能）的條件下，因地制宜、合理選材、節(jié)約投資的原則進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇技術(shù)先進(jìn)、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、方便施工的結(jié)構(gòu)方案。③按照科學(xué)、可靠、可行、經(jīng)濟(jì)的指導(dǎo)思想，盡可能應(yīng)用成熟技術(shù)，確保改造工程的成功。對新技術(shù)、新材料、新工藝應(yīng)慎重采用，先修筑試驗路，取得經(jīng)驗后再推廣應(yīng)用。④路面結(jié)構(gòu)方案應(yīng)注重環(huán)境保護(hù)的有關(guān)規(guī)定，合理安排瀝青混合料的拌和站位置，妥善處理好舊水泥混凝土破碎塊廢料及廢棄瀝青混合料，保護(hù)環(huán)境，減少對環(huán)境的影響。⑤舊路加鋪改造設(shè)計， 應(yīng)盡可能采用較薄的路面結(jié)構(gòu)，減少對沿線交通設(shè)施的影響；減少橋梁恒載的增加；減少對天橋凈空的影響；減少對軟弱地基及高填方不均勻沉降的影響；減少路線縱坡的頻繁變化可能造成的路面縱向不平整和行車舒適性降低。⑥盡可能不增加橋梁恒載，在橋梁檢測與橋梁結(jié)構(gòu)驗算的基礎(chǔ)上慎重考慮橋面加鋪層結(jié)構(gòu)與材料，以及選擇合適的橋梁加固方案。

四、瀝青加鋪關(guān)鍵技術(shù)探討

1.加鋪層的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) 目前國內(nèi)對于混凝土板加鋪瀝青混凝土面層往往最關(guān)心的是如何減少加鋪后瀝青混凝土面層的反射裂縫問題。對于這個問題我們認(rèn)為：國內(nèi)外大量的工程實踐證明，瀝青混凝土路面的裂縫是無法避免的，無論采用任何措施，瀝青混凝土路面的裂縫是早晚要產(chǎn)生的；其次，瀝青混凝土路面產(chǎn)生裂縫后，如果正常養(yǎng)護(hù)使其不再進(jìn)一步發(fā)展，產(chǎn)生其他病害，并不會對路面的使用性能產(chǎn)生多大影響；再者，多年的研究表明對于較厚的瀝青混凝土面層，裂縫產(chǎn)生的原因主要是溫度裂縫，而不是反射裂縫或?qū)?yīng)裂縫。

2. 瀝青混凝土面層的厚度 瀝青混凝土面層的厚度大小取決于其使用功能的要求，盡管這種觀點有些不合潮流。過厚的瀝青混凝土面層，對改善路面使用效果沒有意義?，F(xiàn)在看來，舊路改造，采用2層結(jié)構(gòu)比較理想、經(jīng)濟(jì)。

五、結(jié)語

在加鋪瀝青混凝土面層前需要對老路面進(jìn)行全面的調(diào)查、評價。這是與一般復(fù)合式路面設(shè)計最大的不同點，也是設(shè)計的難點。根據(jù)水泥混凝土路面上加鋪復(fù)合式瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則，借鑒國內(nèi)外實體工程的實施經(jīng)驗與理論分析結(jié)果證明在結(jié)構(gòu)上是可行的，并且有利于結(jié)構(gòu)承載能力的提高與表面使用性能的改善。