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)。本文主要闡述公舊水泥混凝土路面破壞的影響因素，破壞形式和原因，瀝青混凝土路面加鋪改造設(shè)計(jì)方法，總結(jié)出一些工作心得，與同行分享。

　　關(guān)鍵詞：舊水泥混凝土路面,瀝青加鋪,改造設(shè)計(jì)

　　一、水泥混凝土路面損壞的影響因素

　　造成水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)和功能性破壞的原因大致分為六種：1.交通狀況;2.氣候條件;3.排水條件;4.道路材料;5.施工因素;6.養(yǎng)護(hù)因素。

　　(1)交通狀況。交通狀況包含道路上的交通量、行駛車輛類型和軸載的組成，以及交通量的增長率等。快速增長的交通量，日益增大的機(jī)動車軸載，使路面長時(shí)間處于滿負(fù)荷甚至超負(fù)荷狀態(tài)，路面在未超過設(shè)計(jì)年限時(shí)就已經(jīng)提前出現(xiàn)疲勞性破壞。

　　(2)氣候和排水條件。影響路面使用功能的氣候因素主要是溫度和降水。水泥混凝土板在溫度的作用下，產(chǎn)生膨脹或緊縮，使板發(fā)生位移和變形，進(jìn)而極容易形成不規(guī)則的溫度裂縫。道路排水有路面排水和路基排水，當(dāng)排水不暢時(shí)，積水通過路面裂縫滲透進(jìn)入基層，降低基層承載力，嚴(yán)重時(shí)甚至對基層材料產(chǎn)生沖刷作用，導(dǎo)致面層與基層之間出現(xiàn)脫空，從而使路面板在車載作用下產(chǎn)生物理性斷裂。

　　(3)材料和施工因素。用于道路建設(shè)的材料有很多種，每種性能各不相同，材料的性能直接影響到路面的性能，使用時(shí)應(yīng)與本地區(qū)實(shí)際情況相結(jié)合。施工工藝水平的高低，施工過程中質(zhì)量控制的好壞，也會對相同結(jié)構(gòu)的路面產(chǎn)生不同的結(jié)果。

　　(4)養(yǎng)護(hù)因素。水泥混凝土路面的縮縫、脹縫、施工縫等，基本上是用瀝青灌縫，一般使用2~3年后灌縫材料會出現(xiàn)老化松脫，如不及時(shí)養(yǎng)護(hù)，對填縫料進(jìn)行更新，則極容易由此引起一系列路面病害。

　　三、舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)

　　1.瀝青加鋪改造的特性

　　(1)由于下層是強(qiáng)度高的水泥混凝土板，相當(dāng)于給瀝青面層提供了剛性基層，提高了瀝青路面結(jié)構(gòu)的剛度，開放后可以承受重交通的作用而減少車轍。

　　(2)顯著改善水泥混凝土，特別是碾壓混凝土路面的平整度，尤其是接縫處的平整度，有利于提高行車速度、行車的舒適性和安全性。

　　(3)在表面破損較嚴(yán)重，但仍具有足夠強(qiáng)度的舊水泥混凝土路面上鋪筑一層高質(zhì)量面層的復(fù)合式路面不僅可恢復(fù)其使用功能并可顯著地延長路面使用壽命。

　　(4)可以大大降低水泥混凝土路面的噪聲和揚(yáng)塵，改善道路的環(huán)境狀況。

　　2.反射裂縫及減緩措施

　　舊水泥混凝土路面加罩瀝青面層主要的問題是反射裂縫。由于舊水泥混凝土面層有接縫和裂縫，面板在縫隙附近的位移引起縫隙上方瀝青加鋪層內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力集中，進(jìn)而容易在加鋪層上反射形成裂縫。面板的位移是形成反射裂縫的主要原因，而位移的產(chǎn)生，有可能是溫度原因引起的，也有可能是荷載作用引起的，或者是溫度和荷載共同作用造成的。對于主要因溫度原因而引起反射裂縫的情況，可以采用降低加鋪層與舊面層之間粘附阻力，以及增加加鋪層抗拉強(qiáng)度的措施;對于主要由荷載作用產(chǎn)生反射裂縫的情況，則應(yīng)采取減少接縫處半邊沉降量和沉降差，以及增加加鋪層抗彎拉強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度的措施。

　　在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土結(jié)構(gòu)層改造設(shè)計(jì)中，對于不同的改建路段，應(yīng)根據(jù)舊路面實(shí)際狀況和條件，分析出現(xiàn)反射裂縫的可能主要原因，從而有針對性的提出相應(yīng)的預(yù)防措施。預(yù)防或延緩舊混凝土面層上瀝青加鋪層反射裂縫的措施，可以分為以下幾種：①在瀝青加鋪層上鋸切橫縫 ②采用厚加鋪層 ③設(shè)置裂縫緩解層 ④破碎和固定舊混凝土面層 ⑤設(shè)置各種夾層

　　(1)鋸切橫縫。在瀝青加鋪層上對準(zhǔn)舊混凝土面層的橫縫位置鋸切出新的橫縫，并在開放交通前與縫內(nèi)填入封縫料，防止水或雜物進(jìn)入。此種方式類似于混凝土路面設(shè)置橫縫，當(dāng)瀝青加鋪層由于溫度和外部荷載而產(chǎn)生拉應(yīng)力時(shí)，鋸縫可以提供不連續(xù)伸縮位移空間，從而控制裂縫的出現(xiàn)。該法適用于舊路面結(jié)構(gòu)狀況良好，或者已對損壞板進(jìn)行過處理，接縫處板邊彎沉量較小的混凝土路面，同時(shí)必須做好接縫的密封養(yǎng)護(hù)工作。

　　(2)采用厚加鋪層。增加瀝青加鋪層的厚度，一方面使舊面層受到溫度的影響減小，進(jìn)而減小溫度引起的面層板的伸縮位移，從而降低了加鋪層底面的拉應(yīng)力。另一方面可以增加路面結(jié)構(gòu)的彎曲剛度，降低接縫處彎沉差，進(jìn)而減少加鋪層的剪切應(yīng)力。同時(shí)，較厚的加鋪層可以延緩反射裂縫從層底擴(kuò)展到層面的時(shí)間，延長了道路的使用壽命。

　　(3)設(shè)置裂縫緩解層。在瀝青加鋪層和舊混凝土面層之間設(shè)置一層由開級配瀝青碎石混合料組成的裂縫緩解層。由于開級配混合料含有大量孔隙，可以為舊面板的不均勻沉降差提供緩解空間，難以影響到瀝青加鋪層上，從而減少反射裂縫產(chǎn)生的可能性。

　　(4)破碎和固定舊混凝土面層。當(dāng)舊混凝土面板損壞較為嚴(yán)重，采用修復(fù)后加鋪瀝青層，或者完全破除舊板后重建新混凝土板再加鋪瀝青層的措施已經(jīng)很不經(jīng)濟(jì)的時(shí)候，可以對舊面板進(jìn)行破壞和固定。用混凝土破碎機(jī)，將損壞的舊面板破除成60～100cm左右的碎板塊，接著用重型輪胎壓路機(jī)在碎塊上反復(fù)碾壓，使碎板塊與基層結(jié)合密實(shí)。由于碎板塊尺寸較之原板塊要小，因而受到溫度影響產(chǎn)生的伸縮位移和板塊之間的沉降差也相應(yīng)降低，從而有效減小了由此產(chǎn)生的各種應(yīng)力作用。舊面板破碎固定后，必須將裂縫內(nèi)的松散雜物清除干凈，然后攤鋪瀝青混合料調(diào)平層，填補(bǔ)好裂縫，再鋪設(shè)瀝青加鋪層。

　　(5)設(shè)置夾層。在舊混凝土面板和瀝青加鋪層之間設(shè)置夾層，可以有效減少瀝青加鋪層底面的應(yīng)力和應(yīng)變，也可以通過夾層將舊面板產(chǎn)生的應(yīng)力分散。目前工程上采用的夾層大致有：橡膠瀝青應(yīng)力吸收夾層、土工織物夾層和土工格柵。橡膠瀝青應(yīng)力吸收夾層和土工織物夾層勁度較低，屬于軟夾層;而土工格柵剛度大勁度高，屬硬夾層。各種夾層由于剛度的不同，在減少反射裂縫方面起到的作用也不一樣。軟夾層在減少溫度引起的反射裂縫中可以起到重要的作用，但在降低荷載應(yīng)力引起的反射裂縫時(shí)，作用不大。硬夾層由于剛度與瀝青加鋪層材料接近，適合于降低由于荷載引起的反射裂縫，但在減少溫度引起的反射裂縫時(shí)，效果不如軟夾層好。所以，在選擇夾層材料時(shí)，應(yīng)對反射裂縫產(chǎn)生的原因做深入細(xì)致分析，選擇適合的夾層材料。

　　3.瀝青加鋪層厚度設(shè)計(jì)

　　瀝青加鋪層厚度設(shè)計(jì)目前沒有統(tǒng)一的方法。采用厚加鋪層方案時(shí)，通常使用經(jīng)驗(yàn)法確定厚度，比如美國瀝青協(xié)會(AI)的彎沉法，或者美國陸軍工程師部隊(duì)(COE)的補(bǔ)足厚度缺額法。采用破碎和固定舊混凝土面層方案時(shí)，是將破碎的舊混凝土面層視為基層，通過彎沉測定反算破碎層的模量值后，按瀝青路面設(shè)計(jì)方法確定瀝青加鋪層(視為新瀝青面層)厚度。采用設(shè)置夾層的方案時(shí)，則按不同夾層材料的剛(勁)度，分析溫度和荷載作用下接(裂)縫上方瀝青加鋪層內(nèi)的拉應(yīng)變和剪切應(yīng)變，并按瀝青混合料的疲勞強(qiáng)度確定所需的厚度。

　　四、結(jié)束語

　　舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土結(jié)構(gòu)在道路建設(shè)中被越來越廣泛的應(yīng)用。通過加鋪瀝青混凝土面層可以改善道路使用性能，提高行車質(zhì)量和路基的穩(wěn)定性，延長路面的使用壽命，美化路容路貌。更多更新的舊水泥混凝土路面改造方法還需要道路工作者進(jìn)行不斷地探索研究。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]JTG D40―2002. 公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S]. 北京：人民交通出版社.2003

　　[2]劉滎、劉效堯、黃曉明. 水泥混凝土路面改建技術(shù)[M]. 北京：人民交通出版社.2006

　　[3]張起森. 高等級路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論與方法[M]. 北京：人民交通出版社.2005

　　[4]黃曉明. 水泥路面設(shè)計(jì)[M]. 北京：人民交通出版社.2003