1、水泥混凝土路面改造技术方案研究摘要：针对旧水泥混凝土路面改造，提出可行的技术方案，特别对在旧水泥混凝土路面上加铺沥青层的方法和理论作进一步的研究，并运用新技术、新材料，力图找到切实可行的改造方案，对类似工程设计具有一定的参考价值。 关键词：混凝土路面加铺改造 中图分类号：U416.211 文献标识码：A 文章编号： 引言 由于受到建设年代、资金和技术等方面限制，目前我国现有的水泥混凝土路面，有相当一部分已接近或超过设计年限，有的虽未达到设计年限，但由于交通量的剧增和重载车辆比重日益提高，导致路面损坏、道路通行能力下降等情况，已不能满足人民群众的出行要求，影响了社会、经济的发展，急需改建。水泥混
2、凝土路面的修复比较困难，可采用的改造方案有三种：翻修既有路面、加铺新水泥混凝土面层、加铺沥青混凝土面层。由于沥青加铺层能有效地改善道路的使用性能，且能利用旧水泥混凝土路面作为基层，造价低，施工方便，对交通、环境影响小，因此在国内外水泥混凝土路面改造工程中应用最多。 1 旧水泥混凝土路面状况调查及评价 旧水泥混凝土路面改造前，首先应该对既有路面进行详细调查，内容包括： 1.1 路面材料和养护技术资料 调查老路的路面结构层材料、厚度、接缝构造等基本资料，并收集老路的养护历史资料。 1.2 路面损害状况、路面结构强度调查及评价 详细调查水泥混凝土路面的各种病害，包括裂缝、麻面、车辙、龟裂、拥包、脱空
3、、唧浆、错台等，并通过弯沉测量仪等工具，调查路面弯沉、接缝荷载能力、板底脱空状况等，再根据病害资料和公路水泥混凝土路面养护技术规范规定对该水泥混凝土路段路况进行评价。 1.3 交通量及其他环境条件 调查既有道路的交通量、轴载组及预测增值率，并对沿线的气候条件、地下水位计路基路面排水状况进行调查。 2 改造方案设计 根据路面状况评价结果和病害原理分析，确定改造方案： 2.1 翻修水泥混凝土面板 根据老路面调查结果，可以采用基层补强并翻修水泥混凝土面板的改造方案。该方案的优点是路面标高容易控制，基本为老路标高，接缝可以重新处理；缺点是工程进度慢，整体路面得不到补强，噪音大，行使舒适性得不到改善，施
4、工难度大。 2.2 加铺新水泥混凝土面层 对旧路面病害进行处理后，在上面加铺水泥混凝土面层。该方案的优点是对原路面进行了补强；缺点是路面标高抬高太多，改造后路面的使用性能得不到显著提高，噪音和灰尘都相应较大，一般很少采用该方案。 2.3 加铺沥青混凝土面层 对旧路面病害进行处理和整治后，以水泥混泥土路面作为基层，在其上加铺沥青混凝土面层。该方案的优点是发挥了旧水泥路面强度的作用，且对路面进行了补强，极大改善了道路的行车性能和安全性能；缺点是初期铺筑成本较高，容易出现反射裂缝。现在国内外水泥混凝土路面改造大多数选用该方案。 3 加铺沥青混凝土路面技术方案研究 3.1 旧水泥混泥土路面处治 依据旧
5、路面调查资料，对出现基层病害的板块先处理基层，然后整块换板；基层无病害的，只进行局部维修。对裂缝小于 1cm 的进行灌缝，大于 1cm 的进行填缝；错台高差小于 1cm 的用切削机械凿除错台；板底脱空时，板块间具有较好的传荷能力的，应进行灌浆处理。经处理后的水泥混凝土路面应达到以下技术要求：弯沉值小于 20(0.01m)；相邻板块的弯沉差小于 6 (0.01m)。 3.2 加铺层设计 沥青混凝土加铺层设计时要考虑行车荷载和防反射裂缝两个因素。由于水泥混凝土面板本身强度较高，将其作为路面基层，再在其上加铺沥青混凝土路面结构，新路面强度一般都较高，因此，行车荷载控制不是加铺层设计的重要因素，而防止
6、反射裂缝的产生是加铺层设计的关键。3.2.1 反射裂缝形成机理 反射裂缝是由于水泥混凝土板受到荷载及温度应力作用形成的应力集中导致上面沥青面层开裂而造成的病害。由于水泥混凝土路面存在各种裂缝、平行缝和纵缝，在加铺沥青混凝土面层后，缝上的沥青混凝土面层受到过往车辆的碾压时，不可避免的会产生偏载，从而在该部位出现较大的剪应力，当应力超过承载极限时，便产生了反射裂缝。 从反射裂缝形成的过程来看，一般分两个阶段：一个是沥青面层的反射裂缝在面层厚度方向上的纵向扩展，另一个是反射裂缝沿接缝长度方向的横向扩展。在温度、荷载等因素的综合作用下，裂缝不断向上开展，最后反射到沥青面层表面。 3.2.2 常用反射裂
7、缝防治措施 土工布或土工格栅 在旧水泥混凝土路面与沥青混凝土加铺层之间铺设土工布或土工格栅，能使沥青面层与水泥面层的接缝和裂缝分离，增强沥青面层的抗拉和抗剪能力，减少反射裂缝的产生。根据经验，该技术方案对处治平行裂缝效果明显，但无法处治纵向裂缝。土工布、土工格栅铺设应选在沥青冷却失去粘性之前进行，铺筑时必须平整，无皱褶。另外土工布、土工格栅还有一个缺点就是容易引起层间滑动和粘结不良。 级配碎石 在旧水泥混凝土路面与沥青混凝土加铺层之间铺设一层有一定厚度的级配碎石，作为加铺前的柔性基层。由于级配碎石之间的嵌挤作用，因此可吸收一定应力，用来缓冲剪切变形，减缓沥青加铺层中应力集中。由于级配碎石柔性基
8、层必须铺筑一定厚度（不小于 15cm）才能发挥作用，因此较大的抬高了路面标高，在道路两侧受限制时不能采用，且造价相对较高。 STRATA 应力吸收层 Strata 是采用细石料与改性胶结合进行拌合，采用大于 20%的油石比，形成一层富油层，具有较好的柔韧性。Strata 需要一定的厚度，否则难起到抵抗反射裂缝的作用，沥青面层也需要一定的厚度，一般采用两层以上，避免出现热稳定性病害。 SAMI 应力吸收层 橡胶沥青应力吸收层简称 SAMI，采用碎石封层模式：用热橡胶沥青喷洒在现有旧路表面，然后立即撒布一层单一粒径(912mm)的封层集料，再进行碾压，将集料嵌入沥青膜。SAMI 具有良好的抗变形性
9、能，具有一定防水能力，能保护路基，增强路面整体性，还能提高路面使用寿命，且后期维护成本低，防止反射裂缝效果好。另外 SAMI 可以减薄上面沥青混凝土面层的厚度，降低工程造价。 SAMI 材料选择应符合以下技术要求 SAMI 应力吸收层石料技术要求 橡胶沥青洒布量和碎石洒布量可以 23kg/m2 和 1522kg/m2 为参考值。 其他方法 防治反射性裂缝还可以采用改性沥青防水卷材，先铺沥青混凝土铺装层再切缝、灌缝等措施，也可两种或两种以上不同方法结合使用。 3.3 技术方案比较及选择 加铺沥青混凝土面层技术方案应根据旧水泥路面的破损情况以及周围环境的限制和要求，从适用范围、改造效果和经济成本等
10、角度进行比选。设置土工布或土工格栅的方案适用范围广、施工条件要求低、造价低，但防止反射裂缝的效果一般；设置级配碎石柔性基层能提高路面强度，防止反射裂缝的效果较好，但自身也有一定的反射裂缝，且加铺厚度较高，适用范围受一定限制，造价相对适中；设置 SAMI 应力吸收层方案防治反射裂缝效果好，具有较好的抗变形能力和防水能力，但对施工技术要求较高，造价也较高。 4 结语 水泥混凝土路面行驶舒适性低，噪音大，灰尘多，车速受到限制，因此在全国许多地区，特别是城市中，都在实行“白改黑”工程，即水泥混凝土路面改为沥青混凝土路面。在旧水泥路面上加铺沥青混凝土面层由于施工方便、对既有交通影响较小、造价低、环保等优点，得到国内外的广泛采用。但对用沥青加铺层改造旧水泥混凝土路面的方法和理论，国内外仍在作进一步的研究，我们在水泥混凝土路面改造时，应在详细调查既有道路状况的基础上，根据实际情况因地制宜，选择合适的改造方案，力图找到符合国情、切实可行的改造措施。 参考文献： 1 JTJ 073.1-2001，公路水泥混凝土路面养护技术规范S. 2 石建霞，水泥路面加铺沥青罩面反射裂缝防治分析J.山西建筑.2012(7) 159-161.
