玻璃格栅在旧水泥混凝土路面加铺沥青路面中的应用

摘要：反射裂缝是旧水泥混凝土路面上加铺沥青路面的关键问题。在补强处理后旧水泥混凝土路面上加铺玻璃纤维格栅是防止反射裂缝的有效措施。从玻璃纤维格栅的基本性能出发，分析了玻璃纤维格栅防止反射裂缝的机理。对施工中旧路病害调查与评定、路面病害处理、浇洒透层油、铺设玻璃格栅、沥青路面摊铺与碾压等施工工艺进行了详细介绍。

1工程概况

由于水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、能够就地取材等优点，在城市道路中得到广泛使用。但是，随着其使用年限的增加，以及受到地质水文条件等多种因素的影响，早期修建的水泥混凝土路面开始出现压碎、挤破、裂缝、断板、板底脱空等病害现象。在旧水泥混凝土路面上加铺沥青路面成为城市道路改造最为广泛的形式。为了防止旧水泥混凝土路面产生反射裂缝，在旧水泥混凝土路面补强的基础上进行加铺土工格栅处理。下面结合佛山市三水区三花公路改造工程（II标）施工项目,本项目位于三水区乐平镇，路线起于清龙线S269大南路段，由西向东，止于与花都交界的范湖大桥东侧，全长11.621km；佛山市禅城区魁奇路改造工程（岭南大道～佛山大道段）与汾江路改造工程（汾江桥～季华路）等工程实践，对土工格栅处理旧水泥混凝土上加铺沥青混凝土的反射裂缝设计与施工进行分析。 在改造过程中，首先对旧水泥混凝土板块的病害进行充分调查和强度评定，以交通因素为主，综合考虑气候、水文、地质、管线设施等因素，在改造工程中均采用了旧水泥混凝土路面上加铺沥青层的方案，其路面结构如图1所示。

2 旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层设计的关键问题

旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层，由于接缝和裂缝的存在，会出现反射裂缝问题。反射裂缝是由于旧面层在接缝或裂缝附近的位移引起接缝或裂缝上方沥青混凝土加铺层内出现应力集中所造成的。由于水泥混凝土面板强度较高，作为基层上加铺沥青混凝土这种路面结构，强度方面一般能满足要求。但由于反射裂缝的产生使沥青混凝土面层丧失整体性，因路面水的渗入导致沥青混凝土加铺层发展成为更严重的病害破坏。因此，旧水泥混凝土加铺沥青混凝土层设计的关键是预防和延缓反射裂缝的产生。对于旧水泥混凝土路面加铺沥青层反射裂缝的预防。目前主要采用玻璃格栅夹层结构(如图2所示)。玻璃纤维格栅是以硅酸盐为主要成分的一种由玻璃纤维制成的平面网格状材料，具有抗拉强度大、弹性模量高、耐高温、耐腐蚀、低延伸率、物理化学性能稳定、嵌锁和限制作用强等特点。采用铺设玻纤格栅作为加筋夹层能达到提高沥青加铺层抗反射裂缝，采用抗拉强度高的格栅更有利于抑制裂缝的发展。施工中选用玻璃纤维格栅主要技术指标见表1。

3施工技术 3．1 旧水泥混凝土路面损坏状况调查与评估

原有路面状况的调查与评估是改造设计与施工的基础性工作。通过对调查数据分析和评价，能准确预测原有路面剩余寿命和找到路面损坏的原因。在调查过程中，首先将损坏分为结构性破坏和非结构性破坏两大类。然后根据损害程度和破损方式具体细分为：纵向裂缝、横向裂缝、斜向裂缝、角隅裂缝、沉陷、隆起、裂纹、起皮、填料损坏、接缝碎裂、拱起、唧泥、错台、板底脱空等14种。

采用5．4m贝克曼梁弯沉仪和标准轴载汽车对改造路段进行弯沉测量，以评定水泥路面在板角的传荷能力和结构整体强度。板角弯沉测试时后轴一侧放置在板角。双轮隙中心距纵缝4 cm左右，双轮隙中心距横缝2 cm左右，弯沉仪分别置于加载的相邻板上，距横缝5～8 cm。采用钻芯机钻取结构层的试样，进行厚度、劈裂强度和模量测定，并与弯沉测试结果联合对路面结构承载能力评定。对弯沉比较大的进一步分析是否有板底脱空病害发生；对于表面破损主要采取人工用尺量的办法，根据面积、长度、深度等几何尺寸进行分类统计。 3．2 旧水泥混凝土路面处理

针对水泥混凝土路面的调查情况主要采取以下措施：

(1)在脱空部位水泥混凝土板上钻2个直径为30 mm的孔(钻穿混凝土板)，间距0．8―1．5 m，再采用M15高强水泥砂浆高压灌注至满；严重的采用换板方式。

(2)老路面纵、横缝用机械开缝机进行开槽，用高压空气清除接缝内杂物并用水清洗。然后填灌裂缝。进行防水处置。一般3―10 mm宽的缝用沥青乳液灌填。超过lO mm的缝先灌沥青乳液后用热沥青砂填实压平。混凝土路面的纵缝处，切出宽15 mm的缝后，用半固体填缝料填充。

(3)对板角裂缝，首先按板角断裂的破裂面的大小确定切割范围，再用液压镐凿除破损部分，尽可能保留原有钢筋。在切割完水泥混凝土板破裂面后，对基层采用C20早强混凝土补强。基层补强完成后，在φ16新旧路植筋(L=60cm,植入深度30cm)并在旧路面板接缝面涂刷沥青，然后浇筑C35早强混凝土，待混凝土达到强度后再加铺罩面。

(4)将麻面、严重脱皮处杂质清除并清洗干净，洒上一层4％橡胶沥青。

(5)对破碎的水泥混凝土板块凿除并清理干净原破碎混凝土。用C35早强混凝土补平。

(6)对孔洞坑槽，先将孔洞凿成形状规则的直壁坑槽，再用钢丝刷将破坏处的尘土、碎屑清除，然后用压缩空气吹干净修补面。填上聚合物乳液混凝土。最后喷洒养生剂。

(7)当板块出现大面积严重破损时，则采用整仓清除后用C35早强混凝土进行补平处理。

处理的旧混凝土，要求其强度、平整度、路拱横坡均应满足设计和规范有关要求。 3．3浇洒粘层油

为保证沥青加铺层与旧水泥混凝土板的良好粘接，在找平层铺筑之间，应洒布一定量的粘层沥青。浇洒粘层油之前，先将旧路面整平清洗干净。然后在温度10℃以上、路面不潮湿条件下，再在清扫干净的水泥混凝土路面上浇洒粘层沥青。粘层沥青采用快裂的乳化沥青或A-140石油沥青，用沥青洒布机按0．4-0．6 kg／m2用量均匀浇洒，油温控制在150。170℃之间．铺好玻璃纤维格栅后按0．7～0．8 kg／m2用量浇洒粘层油，再撒上石屑，其用量为2 m3／km2左右，并用6～8 t压路机碾压一遍。喷洒一定要均匀，遇有因洒布车减速或停顿造成油量过大处，要立即刮除，人工补洒。 3．4铺设玻璃纤维格栅

在喷洒粘层乳化沥青后，待粘层沥青已破乳时开始进行玻璃格栅铺设。格栅起点用水泥钉(炮钉)固定，沿摊铺方向用人工拉紧，平铺格栅材料，从一侧向另一侧铺设，格栅在接头应有搭接长度，横缝搭接长为30~50 cm，纵缝搭接长为20―30 cm。对不平整处，应用摊杆推平。如遇到弯道，将弯道内侧的玻璃格栅用剪刀裁开，然后推平，涂刷沥青，再将另一侧叠盖搭接，铺设时应保证平顺并使纵横向张紧。铺设完成后，用轻型钢轮压路机碾压。保证玻璃纤维格栅嵌压在洒粘层沥青表面。一幅格栅摊完后，再喷洒另一幅格栅的粘层沥青。要在前一幅摊好的格栅上补洒20 cm沥青带，然后再摊铺第二幅格栅。 3．5沥青混凝土的摊铺与碾压

使用最大摊铺宽度为12．5 m的摊铺机摊铺。尽量做到整幅一次摊铺。因车道边铺装了平石，摊铺采用滑撬自动找平装置，摊铺前要调整好找平装置。沥青混合料由拌和厂运至施工现场的温度在150℃左右，摊铺后温度在130℃左右。随时调整摊铺速度与供料速度的衔接，使摊铺能够均匀、连续，一般保持摊铺机前有5-8台运料车等候。当温度降至110℃左右时，开始碾压。碾压顺序分初压、复压和终压，碾压由边向中、先静后振。先用双钢轮压路机初压3遍，每次重叠30 cm。然后用轮胎压路机复压2遍，最后用双钢轮压路机终压2遍。碾压过程中压路机不得在新铺的面层上转向调头，快速启动、制动和停机等候，碾压速度初压1．5~2．0 km／h、复压3．5-4．5 km／h、终压2．5～3．5 km／h。

4结语

玻璃格栅是具有一定延伸性的材料，在旧水泥混凝土板上设置玻璃纤维格栅层能起到隔离裂缝传递的作用，从而有效地延缓反射裂缝的产生和发展，延长罩面层的使用寿命。实践证明，在处理后的旧水泥混凝土路面上设置玻璃格栅是防止加铺层沥青路面反射裂缝的一项有效措施。