摘要：在舊瀝青路面上加鋪水泥混凝土面層，是一項充分利用舊路面的剩余強度，可在較長時期內恢復或提高路面使用性能的有效技術措施。以吉林油田某采油廠舊瀝青路改造工程的經驗為基礎，提出舊瀝青路面加鋪水泥混凝土路面前的病害處理措施及防止混凝土板早期斷裂的措施。

　　關鍵詞：舊瀝青路面;水泥混凝土面層;病害處理;防止斷裂

　　Abstract: In the old asphalt cement concrete surface layer that add a store, is a make full use of the residual strength of the old pavement, can be in a long period of recovery or improve pavement performance of the effective technical measures. Jilin oilfield production in a old asphalt pavement of the reconstruction project experience is presented on the basis of old asphalt road surface and cement concrete road spread before the disease of measures and prevent concrete board early fracture of the measures.

　　Keywords: old asphalt road surface; Cement concrete road surface; Disease treatment; Prevent fracture

　　中圖分類號：U415.52+8 文獻標識碼：A 文章編號：

　　前言

　　隨著吉林油田的基礎設施的不斷完善，許多采油廠早期修建的瀝青路面已出現不同程度的龜裂、坑槽、松散、泛油以及車轍、擁包等病害，如何對這些舊瀝青路面進行維修，既節約成本，又能提高道路的使用壽命，本文就此問題，以某采油廠舊瀝青路面加鋪水泥混凝土面層改造工程為基礎，通過對影響混凝土加鋪層的各種因素的力學分析，提出舊瀝青路面加鋪水泥混凝土路面前的病害處理措施，通過對水泥混凝土板早期斷裂的原因分析，提出防止混凝土板早期斷裂的措施，最終確定適合吉林油田油區的水泥混凝土板最小厚度，為今后指導吉林油田舊瀝青路面維修工作提供寶貴經驗。

　　1 影響水泥混凝土加鋪層的力學因素分析

　　根據吉林油田某采油廠試驗路段的具體情況，采用三維實體模型，計算分析舊路面因素對加鋪層的力學影響。

　　1.1 路面坑槽修補位置對加鋪層影響的力學分析

　　取相對加鋪層板板角、板中、縱縫邊緣有坑槽修補時，對路面進行力學分析，應力計算結果見表1。
                  表1  應力計算結果

　　由以上數據可以看出，水泥混凝土板板中修補時，板底最大車輛荷載應力最大;修補位置從板中向板邊靠近時，路面車輛荷載應力隨之減小，板角修補時，板底最大耦合應力最大。應力最大位置位于板底縱縫邊緣中部，對于舊瀝青坑槽部分修補后加鋪與不修補直接加鋪相比，板底最大彎拉應力要小于無修補直接加鋪時的應力。因此對于舊路坑槽病害，建議加鋪前進行修補，以利于加鋪后水泥混凝土面層的受力。

　　對于路面彎沉突變，取舊瀝青路面相對水泥混凝土板中和板角的1㎡凹陷，取其模量為30Mpa ,計算其車輛荷載應力為1.70Mpa，小于在原路面無破壞直接加鋪水泥混凝土層情況下的計算結果1.72Mpa;另外對舊路瀝青路面相對水泥混凝土板角有1㎡凹陷，取其模量為30Mpa ,計算其耦合荷載應力為2.56Mpa，小于在原路面無破壞直接加鋪水泥混凝土層情況下的計算結果2.62Mpa，說明其不會對路面受力產生大的影響。

　　1.2 修補材料參數變化對加鋪層荷載應力的影響：

　　考慮車輛荷載和溫度荷載作用情況，由于溫度變化作用的次數遠低于汽車荷載作用的次數，即溫度荷載對疲勞壽命的權重比車輛荷載低，所以取板中修補時考慮坑槽部分填補二灰碎石代替水泥混凝土，舊瀝青路面模量參數變化對路面受力影響計算結果見表2。
 

　　從以上數據可以看出，舊瀝青路面坑槽位于加鋪層板中，填補二灰碎石坑槽進行修補時路面應力稍小于同時澆筑水泥混凝土時路面應力;層間光滑時板底最大拉應力較層間連續時要大;車輛荷載及溫度荷載引起的路面應力隨舊瀝青路面模量較小;層間光滑時板底最大車輛荷載應力、溫度應力、耦合應力基本不受舊瀝青層模量影響。因此，在舊路加鋪前，應先用二灰碎石來填補坑槽等病害部位，然后再加鋪水泥混凝土面層。

　　1.3 舊路面裂縫對路面應力的影響

　　舊瀝青路面裂縫位置不同反應在加鋪水泥混凝土板上，而相對于板不同的裂縫位置路面受力會受到一定影響，車輛荷載作用計算模型分別取裂縫位于加鋪水泥混凝土板板中、1/4板處、板邊分析裂縫位置對路面受力影響，有限元計算結果見表3。當橫縫位于板中時水泥混凝土加鋪層模量對路面在車輛荷載、溫度荷載及兩者共同作用下的受力影響，加鋪層厚度為22cm時有限元模型計算結果見表4。加鋪層厚度為20cm時有限元模型計算結果見表5。
                         表3 應力計算結果（Mpa）

　　由以上數據可以看出，板底車輛應力、溫度應力及二者耦合應力隨加鋪水泥混凝土板模量增加而增大，耦合應力增大幅度較荷載應力、溫度應力大;舊路面存在橫向裂縫時板底彎拉應力均比直接加鋪、舊路面坑槽修補時的板底彎拉應力大;當水泥混凝土加鋪層厚度為22cm時，板底車輛應力、溫度應力及二者耦合應力均小于水泥混凝土路面設計規范中容許彎拉應力5 Mpa，受力滿足要求。當水泥混凝土加鋪層厚度為20cm時，板底車輛應力、溫度應力及二者耦合應力已經超過了設計規范中容許彎拉應力。因此，單從受力角度考慮水泥混凝土加鋪層最小厚度為22cm。

　　1.4 車載對水泥混凝土路面的影響

　　當考慮車載單輪與路面接觸單位壓力時，加鋪層厚度22cm，路面耦合應力接近允許彎拉應力，基本能克服直接加鋪所帶來的厚度不均勻問題，原則上保證最小厚度22cm，又能滿足交通荷載的要求。

　　2 舊瀝青路面加鋪水泥混凝土路面前的病害處理措施

　　(1)對于舊路坑槽病害，建議加鋪前進行修補，以利于加鋪后水泥混凝土面層的受力。從經濟性方面考慮可用二灰碎石等模量較低、價格較便宜的材料進行填補，然后再加鋪水泥混凝土面層。

　　(2)對于路面的大面積沉陷，在確定路基具有規定的承載力時，可以用二灰碎石找平后加鋪，當高差相差不大時也可直接加鋪水泥混凝土面層。

　　(3)當舊路有裂縫時，應整體適當增加加鋪面層的厚度，最薄處也要達到22cm。

　　(4)當舊瀝青路面出現車轍、擁包破壞，加鋪前應整平處理。

　　(5)對于路面承載力彎沉突變的情況，在影響不大的前提下，可以直接加鋪，不必進行處理。

　　(6)對于舊路基的承載力不足時，應先進行加固處理后再加鋪。

　　(7)對舊路面的平整度影響不大的各種開裂、松散、泛油等輕微病害可以不予處理，直接加鋪。

　　3 防止水泥混凝土板早期斷裂

　　3.1 混凝土板早期斷裂的原因分析

　　(1)水泥混凝土和油路的膨脹系數不同，水泥混凝土路面在溫度變化時，不能自由伸縮，可造成混凝土板的早期斷裂。

　　(2)切縫不及時或切縫深度不夠。由于施工時晝夜溫差較大，鋸縫時間應該控制好，切縫深度應按規定鋸夠1/4板厚(5-6cm)，真正起到縮縫的作用。

　　(3)施工工藝的影響也是混凝土板早期斷裂的原因之一。不同標號的水泥初凝時間、終凝時間不同，強度提高速度不一，收縮率也不同，混合使用同標號不同廠家生產的水泥，或同一個廠家生產的同標號不同批號的水泥參數都不同，混合使用都會產生裂縫。同時水灰比過大，真空度過高條件下，混凝土頂部水分過快脫出，在密封帶附近干濕分界處也會產生收縮裂縫，因此必須嚴格控制水灰比，使其均勻一致。

　　(4)開放交通過早的影響。由于是舊路面改造，一般都是邊改造邊通車，往往有車輛不聽從指揮，鋪好路面沒幾天就從混凝土路面通行，雖然表面當時看不到裂紋，但內部已經受損，為混凝土板的斷裂埋了隱患。

　　(5)養生灑水不及時。為了使水泥混凝土路面能在良好的溫濕條件下增長強度，在混凝土搗實、抹平完畢后2h內即應進行濕治養生，養生期一般為14-21d。但在實際施工中有些沒有在抹面完畢2h內養生，有些隔一天才開始澆水，養生時間也達不到14d，致使水泥混凝土路面水化發熱時得不到充足的水分。這就使水泥混凝土路面發生收縮裂縫，嚴重時發生斷裂。

　　3.2 防止混凝土板早期斷裂的措施

　　針對混凝土板早期斷裂的原因分析，可采取以下措施防止早裂：

　　(1)為了使水泥混凝土路面能自由伸縮，克服由于油路和新鋪水泥混凝土路面的膨脹系數不同而造成的混凝土板斷裂，應在舊瀝青路面上鋪一層幾公分厚的隔離層，這層可以用石粉或者中砂，但要灑水鎮壓平。

　　(2)應盡量避免在高溫季節施工，避免在溫度梯度大的時間鋸縫，根據實踐經驗，如果晝夜溫差較大，鋸縫來不及時，可每隔50-80m預留一塊板空著，待其余板鋸完后，混凝土收縮達到一定程度，再補澆筑這些預留板。

　　(3)施工工藝要先進，施工設備要配套。每隔施工工序都應嚴格按施工規范或制定的操作規程進行。在施工時，不同標號、不同廠家生產的水泥、不同批號的水泥都不能混合使用。選用適合的配合比，水灰比應控制在0.4-0.45之間。選用合適的混凝土外加劑。

　　(4)嚴格控制交通，禁止在混凝土未達到設計要求時在混凝土路面上行車。

　　(5)養生要采用可靠的辦法。高溫季節施工表面一定要保持充足的水分，應及時覆蓋濕麻袋、濕草簾、濕砂等保水性好的材料，養生時間應該達到14d。

　　4 結論

　　在舊瀝青路面加罩水泥混凝土面層技術已經成功應用于吉林油田某采油廠11km舊瀝青路改造工程中，經過6年多的運營使用，各種車輛運行情況正常，

　　路面使用狀況良好，受到油田人和當地群眾的熱烈歡迎和好評，為油田生產建設和地方群眾的安全出行提供了有力保障。

　　參考文獻

　　[1] 中華人民共和國交通部. JTG D50--2006. 中華人民共和國行業標準-《公路瀝青路面設計規范》.北京：人民交通出版社，2006-10-12

　　[2] 中華人民共和國交通部. JTG D40--2002. 中華人民共和國行業標準-《公路水泥混凝土路面設計規范》.北京：人民交通出版社，2002-12-4