旧水泥混凝上路面加铺改造实践研究

摘 要：结合石家庄市鹿泉地区旧水泥混凝土路面加铺改造工程，阐述了加铺方案设计、旧水泥路面处治的方法和措施、改性沥青、SMA、玻纤格栅、改性沥青油毡等新技术、新材料的应用以及通车以来的使用状况。

关键词：旧水泥混凝土路面；沥青加铺层；反射裂缝；改性沥青

我国水泥混凝土路面始建于60年代中期，80年代以来，水泥混凝土路面在全国迅猛发展。总里程持续上升。近年来，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，但由于交通量剧增，汽车轴载日益重型化或设计、施工等方面的原因，出现路面损坏、使用质量下降的情况。旧混凝土路面行车舒适性差，车速难以提高的状况是目前急需解决的问题，然而至今仍没有特别有效的改造方法。

本文结合石家庄市鹿泉地区G307路段的实际工程，理论联系实际，对旧水泥混凝土路面改造技术作进一步研究，力图找到符合实际、切实可行的改造措施。在改造之前，对旧路面先期进行了详细的调查和评价，从调查结果可以看出，原水泥混凝土路面的损坏情况已相当严重，急需进行路面加铺的改造。

1 加铺层方案

水泥混凝土路面上的沥青加铺层具有“刚柔相济”的特点，能够大大改善旧路面的使用性能。然而沥青加铺层中可能出现的反射裂缝，往往缩短罩面层的寿命。为了减少反射裂缝的数量和减缓反射裂缝的发展速度，国外已展开防治沥青加铺层反射裂缝的研究。我国也进行诸多研究，这些研究主要集中在针对控制反射裂缝产生和发展的力学分析上，也提出了一些防反措施，如提高面层、设置应力吸收夹层等。

沥青混凝土加铺层的设计厚度由结构强度和防反射裂缝两个因素控制。由于水泥混凝土面板作为基层强度较高，上面加铺沥青混凝土，结构强度方面一般没问题，关键是如何防止反射裂缝的产生。考虑到较薄的沥青加铺层，对防治反射裂缝无明显效果，同时结合G307公路主线桥、跨线桥较多，标高受到限制的情况，经分析决定采用10 cm（即4cm+ 6 cm的沥青加铺层。

2旧水泥混凝土路面处治

众多的改造工程经验、教训表明，旧水泥路面的处治往往是影响工程成败的关键，尤其是在传荷能力较差的接缝处，板下脱空影响重大。G307公路改造工程对水泥路面的处治给予了高度重视，对水泥路面的各种破坏情况，采取了相应的修补方法，并采用单点弯沉、接缝两侧的弯沉差作为旧水泥路面修补的控制指标。

2.1修补措施

对于脱空板处理，采用将旧板破碎，运走，清扫基层；用C15混凝土修复松散基层（如有松软的素淤泥块，还应挖坑切槽，直到坚实基层）。基层表面要平整，要具有一定的横坡坡度，然后重新浇筑C30混凝土。

对于有贯穿全板的纵、横、斜向裂缝的板块，也按脱空板的方式处理，即：破碎旧板 清运碎块 清扫基层 处理基层 浇C30混凝土新板 养生 开放临时交通。

对于角隅断裂、接缝碎裂处理办法为：围绕裂缝按一定长和宽用切割机切割成矩形，破碎清除碎块，目测基层，若基层板体性差，则下挖基层，直至板体性好的层面。然后如脱空板方法一样，浇筑新混凝土，与原有道面平齐。

对于G307路段，错台小于等于1cm的可不予处理；当错台大于1cm的板块，将错台高出的一侧的板块边缘30cm～50 cm的范围内，按斜坡凿至与下沉板边缘平齐。

原水泥混凝土板的接缝采用清缝机清缝，选用性能良好的密封材料机械嵌缝。

2.2弯沉控制指标

国内外多年来对旧水泥混凝土路面加铺改造的经验表明，在防治反射裂缝的各种措施中，无论是加筋类的还是应力消散类的，对于水平向位移有效，而对于竖向位移都收效甚微。本次改造提出以单点弯沉以及接缝两侧板块的弯沉差控制水泥板块的修复。

接缝两侧板块的弯沉差，即在接缝区一侧板块上加载，接缝两侧弯沉的差值（取正值）。对于相邻两板弯沉大于等于0.06的接缝，在其两边各50 cm进行全深度切割，然后清除切割的旧板，目测基层。若老基层板体性差，则下挖至板体性好的层面，用C15混凝土修复基层，然后浇筑C30混凝土与原有道面平齐。

单点实测弯沉值，即对板块进行逐板地毯式弯沉测量，逐板把关控制进行修补。考虑到该路段设有18 cm厚的二灰碎石层，其弯沉控制指标（0. 01 mm） 为：

（1）实测弯沉值0 Lr 20之间，不予处理；

（2）实测弯沉值20

（3）实测弯沉值Lr> 40，按脱空板处理，整板破碎，处理基层，再新浇混凝土板块。

该路段弯沉控制指标（单位：0.01mm）为：

（1）实测弯沉值0 Lr 14之间，不予处理；

（2）实测弯沉值14< Lr 40之间，钻孔压浆处理；

（3）实测弯沉值Lr>40，则按脱空板处理，整板破碎，处理基层，再新浇混凝土板块。

3改性沥青油毡的应用

在水泥路面修补工作完成，弯沉及弯沉差达到控制指标后，采用APP改性沥青油毡对水泥路面的所有纵横缝进行贴缝处理，油毡贴缝宽度为50cm。

应用改性沥青油毡是为了能够减少地表水通过旧水泥混凝土板接缝下渗土基，减少地下水通过旧水泥混凝土板接缝进入加铺层、浸湿加铺结构层材料、降低无机结合料处治的粒料层强度，从而达到延长加铺层结构使用寿命的目的。同时改性沥青油毡铺设在旧水泥板与加铺层之间，还能起到应力吸收夹层的作用，减小接缝区加铺层中因两侧板块垂直与水平的相

对位移而产生的应力，延缓反射裂缝的产生与发展。

4玻纤格栅的应用

玻璃纤维格栅是一种性能优良的新型土工基材，其主要成份属硅酸盐，是一种理化性能极其稳定的材料。它具有很高的耐热性和优异的耐寒性，强度大、模量高、化学稳定性好、膨胀系数低等。国内外的许多研究表明，在沥青路面中使用玻纤格栅，能够起到减少车辙、推迟疲劳裂缝的产生及延缓反射裂缝发展的作用。同时，玻璃纤维格栅耐高温稳定性好，摊铺热沥青混凝土时不会产生变形，便于施工。本次选用玻纤格栅为GG 2000 I型，技术指标见表1。为了方便施工采用全幅铺设方式。

5结论

5.1通过对原路况的全面调查和客观评价，对旧混凝土路面出现不同破坏情况，提出了对应的修补措施，并采用弯沉及弯沉差作为旧水泥路面修复水平的控制指标。工后观测表明，旧水泥路面得到了较好的处治，修补措施是可行的、有效的。弯沉、弯沉差的控制值与加铺方案及设计寿命相关，尚需根据试验路的进一步观察而确定。

5.2通过对国内外旧水泥路面加铺改造实例的大量调查研究，并结合旧路的不同破坏状况及室内外试验，提出了合适的加铺层结构。成功地探索了对普通沥青进行现场改性的生产及应用。通过试验研究，确定了基质沥青的标号、改性剂的品种和用量，试验表明现场加工的SBS改性沥青达到了进口改性沥青的品质。

5.3对旧水泥路面的加铺改造，从调查、评价、方案设计、新材料的应用及施工工艺等方面，提供了一整套方法。并根据研究需要，拟定了多种加铺比较方案，并对各方案进行了经济分析和定期检测。每段、每板块均收集了大量的数据，为以后的研究提供了宝贵的资料。