GSOG沥青混合料在宏川路水泥混凝土路面加铺中的应用

摘要：GSOG是一种新型的混合料形式，其在抗剪切、抗疲劳能力方面比传统设计方案中选用的下面层AC材料有较大程度的提高；同时，GSOG沥青混合料的高温稳定性能、低温抗裂性、水稳定性等重要路用性能指标也都能远远超过传统AC下面层材料相应性能。旧水泥混凝土路面上进行沥青加铺改造，在延缓或抑制反射裂缝方面，选用GSOG沥青混合料具有很强的优越性。为了给旧水泥混凝土路面的改造提供科学有效的处置方法，苏州昆山市宏川路改造工程成功采用了上海浦东路桥建设股份有限公司的GSOG沥青混合料面层加铺方案，取得较好的效果。

关键词：水泥混凝土路面；沥青加铺层；GSOG沥青混合料

中图分类号：TU37 文献标识码： A

1 水泥混凝土路面加铺改造的意义

上世纪7、80年代开始至90年代中期，水泥混凝土路面是主要的路面结构形式，到目前为止，水泥混凝土路面在我国的路面结构中仍占有重要比例。但国内早期修建的水泥混凝土路面目前大多都已接近或超过其设计使用年限，出现了较多影响道路通行及运输能力的损坏和功能性缺陷，相应的维修养护工作也越来越困难。此外，随着道路交通量的日益增加，车辆荷载日益增大，较多水泥混凝土路面在通车后短时间内即出现了严重的磨光老化、板块破损断裂、局部沉降、接缝破坏或因局部损坏后修补强度不足再次造成破损等各种病害，导致旧混凝土路面行车舒适性差，车速及运行能力低下。因此，已建水泥混凝土路面大多都面临着翻修改造〖1〗。

2 水泥路面修复与改造技术

对水泥混凝土路面的修复与改造，国内外通常采用的措施有：加铺新水泥混凝土面层、对原有水泥混凝土路面进行翻修和加铺沥青混合料面层〖2〗。

（1）加铺新水泥混凝土面层——在旧水泥混凝土面板上铺筑结合式、分离式新水泥混凝土面板，或者铺筑半刚性基层后加铺新水泥混凝土面板，所谓“白加白”。这种措施能较好地提高路面的承载能力，但其新建面层的厚度一般不低于20cm，造价比较高，并且养生期长达28天，在城市道路的改造中，会很大程度地妨碍道路交通。

（2）对原有水泥混凝土路面进行翻修——拆除旧路面，对路基进行处理后，铺筑新的水泥混凝土或沥青混合料路面结构。常用于原路面的路基有严重缺陷而影响正常使用的路段。这种处理方法能够使路面获得优良的使用性能，但与对原有水泥混凝土路面进行翻修的改善措施相比较，就其旧板的破碎、运输和废弃以及新建路面的成本和对交通和环境的影响而言，这种措施使整个改建工程造价过高。

（3）加铺沥青混合料面层——对旧水泥混凝土面板进行修复，铺筑粒料或半刚性基层后，再加铺沥青混合料面层，或者直接在修复后的旧水泥混凝土面板上加铺沥青混合料结构层，所谓“白加黑”。一般认为，这是修复旧水泥混凝土路面的一种有效补强措施，不仅提高了路面的承载能力，同时也提高了路面平整度和抗滑能力，改善了路用性能，提高了路面服务水平。

从我国近几年旧水泥混凝土路面的改造实践可以看出，最常用的是“白加黑”技术。特别是在城市道路的改造中，为了保证城市交通安全，提高道路承载力，并保证城市道路经济美观，“白加黑”摊铺技术是近年来迅速发展的一种城市旧路面改造技术，它以强度高、平整性好、施工速度快、安全、经济、美观等优点越来越受广泛使用。

“白加黑”技术方案能充分利用旧水泥混凝土路面的残余承载能力，有效地改善旧水泥混凝土路面使用性能，而且造价低廉、工期短、对交通和环境影响较小。补强修复后路面涉及刚性、柔性两种路面结构形式，这种复合路面结构特点在于其下层有高强度水泥混凝土路面板作为基层，可以承受较大的汽车荷载，上层沥青加铺层又能显著地改善路面使用性能，降低噪声和扬尘，提高行车舒适性和安全性〖3〗。

3 GSOG沥青混合料

GSOG（Gap．Semi．Open．Graded间断半开级配）是一种新型的混合料形式，

GSOG沥青混合料主要特点有：

（1） 间断级配可使混合料具有石石嵌挤结构，从而有较高的结构稳定性；

（2） 间断级配提供的粗骨料间隙结构对沥青玛蹄脂有较大的容纳空间；

（3） 采用半开级配，更易压实，有利于提高改性剂的添加剂量；

（4） 半开级配及间断级配更便于调整细集料用量，提高聚合物改性沥青结合料的用量，增加结合料在集料表面的膜厚；

（5） 采用高粘度RST改性剂以提高沥青结合料的高温抗变形能力、低温延展能力、常温疲劳韧性。

（6） 将GSOG间断半开型级配与RST高粘度改性结合料的优势进行组合，使混合料在抗剪切、抗疲劳能力方面都比传统设计方案中选用的下面层AC材料有较大程度的提高；同时，GSOG沥青混合料具有高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性，远超传统AC下面层材料相应性能。

GSOG（Gap．Semi．Open．Graded间断半开级配）新型混合料技术性能:

（1）水泥混凝土路面加罩沥青路面会产生板块与板块间的反射裂缝〖4〗。 GSOG应力吸收层可有效的减少剪切裂缝的出现，通过抗剪切性能试验结果分析，GSOG沥青混合料的拟剪切效应动态劲度模量S（40oC、3600）比普通沥青混合料高出12倍。

（2）检验GSOG沥青混合料的疲劳性能，通过小梁试件达到初始劲度模量50％时，疲劳寿命比普通的AC-20沥青混合料高20倍左右。

（3）加入RST高粘度改性剂的GSOG沥青混合料通过车辙试验检测，动稳定度可达5700次/mm，普通AC-20沥青混合料为2000次/mm。

（4）GSOG沥青混合料通过低温稳定性试验，其0℃劲度模量为9000MPa，25℃劲度模量为950MPa。

（5）GSOG沥青混合料通过水稳定性试验结果分析，其残留稳定度指标可达90％。

4 宏川路现状及改造加铺方案

宏川路位于昆山市千灯镇，为城市次干道，呈东西走向，本次研究起点为已建东城大道辅道边线，起点桩号BK0+025.868，终点桩号BK1+480.363，路线施工全长1.454km。原路面为水泥混凝土路面，行车道的路面结构为20cm水泥混凝土面层+32cm二灰碎石基层。

通过对宏川路现场调查结果进行分析得出以下结论：

1）宏川路较多混凝土面板出现病害，主要为纵、横、斜向裂缝、交叉裂缝、断板，断板率为8.7%；

2）调查中发现，宏川路局部路段未对混凝土接缝未进行填缝，多数路段的填缝不彻底，这也是宏川路水泥混凝土路面产生破坏的一个重要原因。

昆山市千灯镇宏川路路况评定成果如表1所示。

表1宏川路旧水泥混凝土路面路况评定成果

评定项目 等级评定

路面破损状况 PCI 良(PCI=72.5%)

DBL 次(DBL=8.7%)

结构承载能力 部分板块弯沉值过大需要处理

行驶质量 中

抗滑能力 次

结合昆山及周边地区工程实践经验及本工程路况的特点，首先对宏川路旧混凝土路面板进行注浆及修复处理，同时采取了一系列预防反射裂缝的措施，结合《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2002）及《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）确定加铺层厚度为10cm。加铺层结构为二层(4cm+6cm)。其具体结构组成见表2及图1。

表2铺装结构详细说明

表面磨耗层 4cm 改性沥青SMA-13

防水层 0.5cm 改性沥青稀浆封层

应力吸收结构层 6cm 高粘度沥青间断半开级配混合料GSOG-20

防裂粘结层 骑缝粘贴防裂贴+改性乳化沥青粘结层+石屑（3-5mm粒径）

水泥板块 视原路面弯沉情况，进行“换板”、“注浆”等加固处理

图1铺装结构图

加铺层方案特点如下：

1）防裂粘结层使用骑缝粘贴防裂贴，可有效吸收水泥板块的温缩应力，延缓温缩性反射裂缝的出现。其后撒布改性乳化沥青粘结层及石屑；

2）高粘度沥青间断半开级配混合料GSOG-20，使用90#基质沥青与直接投放式高粘度沥青改性剂RST-G。其具有极强的抗剪切应力、抗温缩应力的功能性，同时其可以抗车辙、抗水损、可以满足结构承载要求；

3）防水层应在施工应力吸收结构层当天实施改性沥青稀浆封层；

4）表面磨耗层应采用综合性能良好、并具有一定抗裂能力的改性沥青SMA-13；

5）应力吸收结构层将应力吸收功能层及承载结构层合二为一，降低摊铺厚度，节约多层摊铺的工序及摊铺成本；

6）生产、施工工艺成熟，工期短。

5 宏川路加铺改造效果

通过对宏川路回访调查发现，运营2年后，与AC路段对比，采用上海浦东路桥建设股份有限公司的GSOG技术路段基本无反射裂缝，这也很好的印证了GSOG技术的可行性和优越性，GSOG沥青混合料的应用为宏川路水泥混凝土路面加铺沥青提供了更好的解决方案，于对类似道路的改造也具有很好的的指导意义。

参考文献

[1]中华人民共和国交通部.公路水泥混凝土路面养护技术规范(JTJ073.1 2001) [S].北京:人民交通出版社,2001

[2]中华人民共和国交通部.公路水泥混凝土路面设计规范(JTJD40-2011) [S].北京:人民交通出版社,2011

[3]沙庆林,王旭东,水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的技术研究[J],公路,Nov.2002.No.11

[4]罗晓辉,旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层后反射裂缝的防治[J],公路,2004年8月,第8期