摘要：在舊瀝青路面上加鋪水泥混凝土面層，是一項(xiàng)充分利用舊路面的剩余強(qiáng)度，可在較長時(shí)期內(nèi)恢復(fù)或提高路面使用性能的有效技術(shù)措施。以吉林油田某采油廠舊瀝青路改造工程的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，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(guān)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(hào)：U415.52+8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

　　前言

　　隨著吉林油田的基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，許多采油廠早期修建的瀝青路面已出現(xiàn)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(duì)這些舊瀝青路面進(jìn)行維修，既節(jié)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(chǔ)，通過對(duì)影響混凝土加鋪層的各種因素的力學(xué)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(duì)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(qū)的水泥混凝土板最小厚度，為今后指導(dǎo)吉林油田舊瀝青路面維修工作提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

　　1 影響水泥混凝土加鋪層的力學(xué)因素分析

　　根據(jù)吉林油田某采油廠試驗(yàn)路段的具體情況，采用三維實(shí)體模型，計(jì)算分析舊路面因素對(duì)加鋪層的力學(xué)影響。

　　1.1 路面坑槽修補(bǔ)位置對(duì)加鋪層影響的力學(xué)分析

　　取相對(duì)加鋪層板板角、板中、縱縫邊緣有坑槽修補(bǔ)時(shí)，對(duì)路面進(jìn)行力學(xué)分析，應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見表1。
                  表1  應(yīng)力計(jì)算結(jié)果

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

　　對(duì)于路面彎沉突變，取舊瀝青路面相對(duì)水泥混凝土板中和板角的1㎡凹陷，取其模量為30Mpa ,計(jì)算其車輛荷載應(yīng)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(jì)算結(jié)果1.72Mpa;另外對(duì)舊路瀝青路面相對(duì)水泥混凝土板角有1㎡凹陷，取其模量為30Mpa ,計(jì)算其耦合荷載應(yīng)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(jì)算結(jié)果2.62Mpa，說明其不會(huì)對(duì)路面受力產(chǎn)生大的影響。

　　1.2 修補(bǔ)材料參數(shù)變化對(duì)加鋪層荷載應(yīng)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(shù)遠(yuǎn)低于汽車荷載作用的次數(shù)，即溫度荷載對(duì)疲勞壽命的權(quán)重比車輛荷載低，所以取板中修補(bǔ)時(shí)考慮坑槽部分填補(bǔ)二灰碎石代替水泥混凝土，舊瀝青路面模量參數(shù)變化對(duì)路面受力影響計(jì)算結(jié)果見表2。
 

　　從以上數(shù)據(jù)可以看出，舊瀝青路面坑槽位于加鋪層板中，填補(bǔ)二灰碎石坑槽進(jìn)行修補(bǔ)時(shí)路面應(yīng)力稍小于同時(shí)澆筑水泥混凝土?xí)r路面應(yīng)力;層間光滑時(shí)板底最大拉應(yīng)力較層間連續(xù)時(shí)要大;車輛荷載及溫度荷載引起的路面應(yīng)力隨舊瀝青路面模量較小;層間光滑時(shí)板底最大車輛荷載應(yīng)力、溫度應(yīng)力、耦合應(yīng)力基本不受舊瀝青層模量影響。因此，在舊路加鋪前，應(yīng)先用二灰碎石來填補(bǔ)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(duì)路面應(yīng)力的影響

　　舊瀝青路面裂縫位置不同反應(yīng)在加鋪水泥混凝土板上，而相對(duì)于板不同的裂縫位置路面受力會(huì)受到一定影響，車輛荷載作用計(jì)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(duì)路面受力影響，有限元計(jì)算結(jié)果見表3。當(dāng)橫縫位于板中時(shí)水泥混凝土加鋪層模量對(duì)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(shí)有限元模型計(jì)算結(jié)果見表4。加鋪層厚度為20cm時(shí)有限元模型計(jì)算結(jié)果見表5。
                         表3 應(yīng)力計(jì)算結(jié)果（Mpa）

　　由以上數(shù)據(jù)可以看出，板底車輛應(yīng)力、溫度應(yīng)力及二者耦合應(yīng)力隨加鋪水泥混凝土板模量增加而增大，耦合應(yīng)力增大幅度較荷載應(yīng)力、溫度應(yīng)力大;舊路面存在橫向裂縫時(shí)板底彎拉應(yīng)力均比直接加鋪、舊路面坑槽修補(bǔ)時(shí)的板底彎拉應(yīng)力大;當(dāng)水泥混凝土加鋪層厚度為22cm時(shí)，板底車輛應(yīng)力、溫度應(yīng)力及二者耦合應(yīng)力均小于水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范中容許彎拉應(yīng)力5 Mpa，受力滿足要求。當(dāng)水泥混凝土加鋪層厚度為20cm時(shí)，板底車輛應(yīng)力、溫度應(yīng)力及二者耦合應(yīng)力已經(jīng)超過了設(shè)計(jì)規(guī)范中容許彎拉應(yīng)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(duì)水泥混凝土路面的影響

　　當(dāng)考慮車載單輪與路面接觸單位壓力時(shí)，加鋪層厚度22cm，路面耦合應(yīng)力接近允許彎拉應(yīng)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(duì)于舊路坑槽病害，建議加鋪前進(jìn)行修補(bǔ)，以利于加鋪后水泥混凝土面層的受力。從經(jīng)濟(jì)性方面考慮可用二灰碎石等模量較低、價(jià)格較便宜的材料進(jìn)行填補(bǔ)，然后再加鋪水泥混凝土面層。

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

　　(3)當(dāng)舊路有裂縫時(shí)，應(yīng)整體適當(dāng)增加加鋪面層的厚度，最薄處也要達(dá)到22cm。

　　(4)當(dāng)舊瀝青路面出現(xiàn)車轍、擁包破壞，加鋪前應(yīng)整平處理。

　　(5)對(duì)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(jìn)行處理。

　　(6)對(duì)于舊路基的承載力不足時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行加固處理后再加鋪。

　　(7)對(duì)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(shù)不同，水泥混凝土路面在溫度變化時(shí)，不能自由伸縮，可造成混凝土板的早期斷裂。

　　(2)切縫不及時(shí)或切縫深度不夠。由于施工時(shí)晝夜溫差較大，鋸縫時(shí)間應(yīng)該控制好，切縫深度應(yīng)按規(guī)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(biāo)號(hào)的水泥初凝時(shí)間、終凝時(shí)間不同，強(qiáng)度提高速度不一，收縮率也不同，混合使用同標(biāo)號(hào)不同廠家生產(chǎn)的水泥，或同一個(gè)廠家生產(chǎn)的同標(biāo)號(hào)不同批號(hào)的水泥參數(shù)都不同，混合使用都會(huì)產(chǎn)生裂縫。同時(shí)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(huì)產(chǎn)生收縮裂縫，因此必須嚴(yán)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(dāng)時(shí)看不到裂紋，但內(nèi)部已經(jīng)受損，為混凝土板的斷裂埋了隱患。

　　(5)養(yǎng)生灑水不及時(shí)。為了使水泥混凝土路面能在良好的溫濕條件下增長強(qiáng)度，在混凝土搗實(shí)、抹平完畢后2h內(nèi)即應(yīng)進(jìn)行濕治養(yǎng)生，養(yǎng)生期一般為14-21d。但在實(shí)際施工中有些沒有在抹面完畢2h內(nèi)養(yǎng)生，有些隔一天才開始澆水，養(yǎng)生時(shí)間也達(dá)不到14d，致使水泥混凝土路面水化發(fā)熱時(shí)得不到充足的水分。這就使水泥混凝土路面發(fā)生收縮裂縫，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生斷裂。

　　3.2 防止混凝土板早期斷裂的措施

　　針對(duì)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(shù)不同而造成的混凝土板斷裂，應(yīng)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(zhèn)壓平。

　　(2)應(yīng)盡量避免在高溫季節(jié)施工，避免在溫度梯度大的時(shí)間鋸縫，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，如果晝夜溫差較大，鋸縫來不及時(shí)，可每隔50-80m預(yù)留一塊板空著，待其余板鋸?fù)旰螅�混凝土收縮達(dá)到一定程度，再補(bǔ)澆筑這些預(yù)留板。

　　(3)施工工藝要先進(jìn)，施工設(shè)備要配套。每隔施工工序都應(yīng)嚴(yán)格按施工規(guī)范或制定的操作規(guī)程進(jìn)行。在施工時(shí)，不同標(biāo)號(hào)、不同廠家生產(chǎn)的水泥、不同批號(hào)的水泥都不能混合使用。選用適合的配合比，水灰比應(yīng)控制在0.4-0.45之間。選用合適的混凝土外加劑。

　　(4)嚴(yán)格控制交通，禁止在混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)在混凝土路面上行車。

　　(5)養(yǎng)生要采用可靠的辦法。高溫季節(jié)施工表面一定要保持充足的水分，應(yīng)及時(shí)覆蓋濕麻袋、濕草簾、濕砂等保水性好的材料，養(yǎng)生時(shí)間應(yīng)該達(dá)到14d。

　　4 結(jié)論

　　在舊瀝青路面加罩水泥混凝土面層技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于吉林油田某采油廠11km舊瀝青路改造工程中，經(jīng)過6年多的運(yùn)營使用，各種車輛運(yùn)行情況正常，

　　路面使用狀況良好，受到油田人和當(dāng)?shù)厝罕姷臒崃覛g迎和好評(píng)，為油田生產(chǎn)建設(shè)和地方群眾的安全出行提供了有力保障。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1] 中華人民共和國交通部. JTG D50--2006. 中華人民共和國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)-《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)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(yè)標(biāo)準(zhǔn)-《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》.北京：人民交通出版社，2002-12-4