探讨旧水泥路面上加铺沥青混凝土设计补强

摘要：本文通过自己多年工作经验以及借鉴其他优秀公路补强设计的新思路，文章以对旧水泥路面加铺沥青混凝土设计补强进行深刻的探讨，希望旧水泥路面加铺沥青混凝土设计补强内容对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：旧水泥路面；加铺沥青混凝土；设计补强

中图分类号： TU37 文献标识码： A

1引言

随着我国公路运输事业的发展,行车时车载质量和速度日益提高,特别是水泥工业的进一步发展,水泥混凝土路面在我国已得到越来越广泛的采用。混凝土采用各种骨料和粘合剂按一定配比混合均匀后入模振实固化后成形的物体。水泥混凝土路面的修建，推动了沿线经济及社会的发展，就目前国内外水泥混凝土路面使用状况而言，存在着不少问题，尤其是一些早期修建的水泥混凝土路面不同程度地出现了结构性破坏和功能性缺陷，严重影响了道路的服务水平及车辆的行驶安全。旧水泥混凝土路面的加铺改造措施主要有三种方式：其一是加铺沥青混凝土面层，其二是加铺新水泥混凝土面层，其三是旧水泥混凝土路面翻修。沥青混凝土罩面由于改造施工方便、对交通的影响小，同时能够有效地改善了水泥混凝土路面的行车性能，带来了良好的经济效益与社会效益，因而得到了广泛的应用。

2加铺补强设计原则

近年来，随着交通量和轴载的迅速增大，以及超载车辆的出现，早期修建的水泥混凝土路面因“面板薄、基础弱、排水差”等各方面原因出现了不同程度的破坏，且破坏现象越发明显。为提高强度、改善行车性能，各地大多采用沥青混凝土加铺补强的方法。但对于旧水泥路面上沥青混凝土加铺补强设计，新规范中并未提供具体的加铺补强设计的原则、方法、步骤、常用的加铺方案及不同加铺方案之间的过渡衔接方式。本文对旧水泥混凝土路面加铺沥青层进行改造研究，以分析适合我国实际情况的旧水泥混凝土路面加铺沥青面层的结构和性能，从而对今后旧水泥路面加铺工程起到很好的借鉴作用。

2.1.1一般路段遵循“宁填勿挖、尽量利用“的原则。

2.1.2立交桥下、旧桥、收费站等特殊路段补强设计方案应与纵面线形设计相互协调。

2.1.3根据等强度的原则，对病害严重的局部范围应先处理后补强。

2.1.4应设置调平层，包括横向调整横坡与纵向调整标高。

2.1.5应考虑设计与施工的时间差对补强设计的影响，补强设计宜采用动态设计。

3加铺补强设计步骤

目前旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计没有统一的方法，国外的设计方大

多为经验法或半经验法，而我国路面设计则以理论方法为主，与国外设计方法相差较大。因此，可以采用理论方法结合试验路研究提出符合我国实际的旧水泥混凝土路面加铺层设计方法。目前国内外对以控制荷载型和温度型反射裂缝为标准的加铺层设计方法以及旧水泥混凝土路面破裂稳固后加铺沥青层的实际方法的研究都较少。因此，对旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构设计方法进行探讨，完善加铺层设计的理论与方法，具有重要意义。

3.1.1进行旧混凝土路面调查，主要调查修建和养护资料、路面破损状况、路面结构强度、交通状况、环境等内容。

3.1.2根据路面破损状况和路面结构强度对旧水泥路面进行计算。

对旧水泥混凝土路面的处理方法主要有两种；第一种为对旧水泥混凝土板进行压浆或换板处理后加铺面层。第二种为对旧水泥混凝土板进行破碎稳固处理后加铺面层。在进行旧水泥混凝土路面上直接加铺沥青面层设计时，主要考虑满足两方面的指标要求，一是旧水泥混凝土路面结构经过加铺后达到强度要求；二是沥青加铺层能够满足防止荷载型及温度型反射裂缝的要求。因此，在设计时要进行以下两项内容的计算。

①旧水泥混凝土路面结构计算：对沥青加铺层厚度的确定是以控制水泥混凝土路面的荷载应力及温度应力的综合疲劳作用不超过水泥混凝土弯拉强度为标准，临界荷位为水泥混凝土路面板的纵缝边缘中部。沥青面层可由单层或双层组成，视具体情况增加调平层。C级以上交通的公路加铺沥青层的结构厚度，一般宜为100～180MM，其他公路宜为70～100MM。路面板厚度的变化对荷载应力及温度应力有较大的影响，路面板厚度越薄，荷载应力越差，路面越容易产生断裂破坏。实践证明，水泥混凝土路面板对荷载应力及温度应力均有一定影响，随着厚度的增加，临界荷位处的荷载应力及温度应力都会逐渐降低，荷载应力降低的幅度要大于温度应力。路面板厚度的细微变化，但对路面板的应力影响是相当大的，尤其对荷载应力的影响更为突出。因此，路面板厚度应满足设计要求才能确保路面板的强度及使用寿命。

②沥青加铺层结构计算：沥青加铺层结构计算点位为旧水泥混凝土路面接缝处沥青加铺层底部。要求满足防止加铺层荷载型反射裂缝要求。满足防止加铺层温度型反射裂缝的要求。在旧水泥混凝土路面上加铺沥青层时，宜用热沥青或改性乳化沥青、改性沥青做粘层，同时为防止渗水、减缓反射裂缝，加强层间结合，宜铺设长纤维无纺聚脂类土工布，或聚合物改性沥青应力吸收膜或设置应力吸收层，以提高抗疲劳性能。在进行破裂板加铺层路面结构厚度计算时要先确定破裂板顶面的剩余刚度，而常用的承载板试验确定结构层回弹模量的方法比较复杂、速度慢，不便进行大量检测，但是在检测时若测点太少，检测结果又很难具有代表性。但是使用弯沉测定就水泥混凝土破裂板顶面当量回弹模量的方法比承载板简便而快速。

3.1.3确定各段旧混凝土板的处理方案和控制指标。

3.1.4在分段制定旧混凝土板处理方案的基础上拟定几种加铺方案，采用合理理论分析计算。

4加铺方案及旧路处理

4.1根据旧混凝土路面破损调查和承载能力测试，不同路段采取不同方案。

4.1.1当旧混凝土路面基本完好、断板率很低、承载能力满足要求，原路面板接（裂）缝处平均弯沉小于20（0.01mm）时，先对局部或个别板块修补，然后加铺沥青层。

4.1.2当旧混凝土路面基本完好、断板率低、承载能力满足要求，原路面板接（裂）缝处平均弯沉介于20～45（0.01mm）时，先对旧混凝土路面进行局部修理或少量换板，使处治后的路段代表沉小于20（0.01mm）,然后加铺沥青层。

4.1.3当旧混凝土路面评价等级为中，承载能力不满足要求，原路面板接（裂）缝处平均弯沉介于45～70（0.01mm）时，先采取打裂措施，消除旧混凝土板脱空，并与基层紧密结合、稳定后，再加铺柔性或半刚性基层及沥青面层。

4.1.4当旧混凝土路面评价等级为次或者差，承载能力不满足要求，原路面板接（裂）缝处平均弯沉大于70（0.01mm）时，采取破碎措施将板破碎成小块，作为底基层使用，再加铺柔性或半刚性基层及沥青面层。

4.2加铺方案的过度衔接

根据老路状况、当地材料和施工经验的不同，旧水泥混凝土路面加铺方案可以有很多种。但不论采用何种加铺方案，都必须处理好不同加铺方案之间的过渡衔接。过渡衔接可以按方向分为纵向过渡与横向过渡两大类。具体类型和过渡方式见表1.

5结论

旧水泥混凝土路面的损坏状况复杂多样，加铺补强前必须对原路面结构承载能力、接缝或裂缝传荷能力以及板底脱空情况进行充分调查、合理评价。根据公路等级、使用要求、交通量和环境等要求，在处理旧混凝土板使其稳定的基础上，合理确定加铺补强设计方法、控制指标：制定“技术可行、经济合理、实施可能”的加铺方案：注重不同加铺方案的纵、横向过渡衔接方式：采取有效措施严格控制反射裂缝，避免通车后出现病害。

参考文献

[1] 孙家驷道路勘测设计人民交通出版社 1999年7月。

[2] 张喜花基于环境保护的公路路线设计浅析[J] 科学之友 2010年15期。