旧混凝土道路加铺沥青面层的设计与施工工艺

白洪才

(深圳市市政设计研究院有限公司)

1 旧路面处治

原水泥路面病害处治的好坏将直接影响到加铺后路面的使用效果，处治好路面的病害是旧路面加铺改造的关键。目前有两种旧水泥混凝土路面处治方案。

1.1 综合处治

对旧水泥板进行综合处治的内容主要包括:接缝(裂缝)的处治、整板更换、板的局部修理、板底脱空处治。在调研中发现，有以下两方面问题应引起同行的重视。

(1)旧路处治标准

在对旧路面进行综合处治时，标准不甚统一，主要集中在接缝处的处理。JTGD40－2002《公路水泥混凝土路面设计规范》和JTJ073.1－2001《公路水泥混凝土路面养护技术规范》中没有对处治后的路面提出明确的控制指标。

以板的弯沉为例，JTGD50－2004《公路沥青路面设计规范》中规定加铺前的旧路面接缝处的板边弯沉差≤0.06mm，板边平均弯沉≤0.45mm。而很多工程却是凭着以往的经验来制定相应的控制标准。

(2)排水设施修复

路基路面的强度与稳定性同水的关系十分密切，排水设施的好坏直接影响加铺后的路面使用寿命。以边沟为例，在原水泥路面使用过程中、旧路加铺施工过程中均会使边沟出现淤堵、甚至损坏的情况，若不及时修复，将会影响加辅后的路面使用性能。如CQNH高速公路，GL高速公路出现较多损坏的路段，其边沟大多出现淤堵的情况。应采用措施改善或增设地表地下排水设施，却没有引起应有的重视。

1.2 破碎处治

碎石化技术及冲击碾压技术在中国还处于应用初期，该技术的推广应用有利于节约资源、减少浪费、防止废料环境等优点，目前在山东、江苏、安徽、浙江、广西、四川等省的高速公路、国省道干线、县乡公路、城市道路中得到了应用，取得了较好的使用效果。虽然国内学者已对碎石化技术进行了大量的研究，但在使用过程中，大多采用国外的技术标准。

2 沥青加辅层结构设计

市区主要干线道路，车流量大，罩面层不仅仅为了改善路面的平整度和抗滑性能，对承受水平荷载方面有更高的要求，那么需要的罩面层厚度是承受将来交通量需求的结构容量和旧混凝土路面结构容量的函数，由以下公式确定

DoL=A(Df－DEff)

公路上典型的罩面层厚度为7.3～15.3cm，但它没有考虑反射措施对路面使用性能和罩面层厚度的影响。

当沥青罩面层由旧混凝土板位移产生的拉应力超过沥青罩面层的抗拉强度时，沥青面层自然会开裂，环境因素(雨水、氧化等)的负效应，常常会使裂缝迅速向四周扩散，大大缩短罩面层的寿命，采用加辅道路专用土工布防止反射裂缝是一种有效的措施，主要作用机理如下。

因此，综上所述，结合该路现状，沥青加辅层的结构设计为10cm厚双层式沥青混凝土，上面层为4cm厚AC－13型细粒式沥青混凝土，下面层为6cm厚AC－20中粒式沥青混凝土，选用PC－3粘层油0.5L/m2。原路面纵横接缝，加辅道路专用土工布。

2.1 沥青加辅层厚度设计

在确定加辅层厚度时，许多工程采用AI法和AASHTO法。如CQNH高速公路加辅设计时采用AI法，计算出来的加辅厚度为8.4cm、12.0cm，但由于JTGD50－2004《公路水泥混凝土路面设计规范》中规定高速公路的最小加辅厚度为10cm，最终确定加辅层厚度为10cm、12cm。GL高速公路加辅设计时采用AASHTO法，加辅层厚度为13cm、17cm。

沥青加辅层最小厚度为10cm，如CQNH高速公路，沥青加辅层最大厚度为18cm。

2.2 沥青加辅层材料组成设计

防止和控制反射裂缝是沥青加辅层设计的重点。防治措施涉及到整个沥青罩面复合结构的各个层次，从材料的角度来看，大致可以分为改善沥青混凝土罩面层性能和设置中间夹层。

(1)上面层

表面沥青混凝土应具有密水、抗车辙、抗滑、耐久、抗裂性能，因此大部分采用SBS改性沥青为结合料，可用3～5cm的细粒式或中粒式密级配沥青混凝土，如SMA－13，AK－13，AC－13，Superpave－13等。近几年，橡胶沥青在加辅层中的应用也越来越多。

(2)下面层

下面层的一个重要作用是延缓旧水泥混凝土路面的反射裂缝，并且防止道路水损害，大多用6～10cm的中粒式或粗粒式连续级配组成的沥青混凝土，一般为一层或是两层，如AC－20I(AC－16I)，Superpave－20，ATB－25等。并使用改性沥青在下面层之间设改性乳化沥青粘层，以加强层间结合。

(3)中间夹层

在旧水泥混凝土层和沥青加辅层之间设置一层夹层，这样可以使沥青加辅层底面的应力或应变因离开应力集中的接缝(或裂缝)端部而降低，同时也可提高加辅层结构(包括夹层在内)的抗拉和抗剪能力。迄今所采用的夹层种类很多，可分为三大类:应力吸收夹层(如SAMI、Strata系统等)、土工织物夹层(如聚酯玻纤布、烧毛土工布等)和格栅夹层。

(4)调平补强层

调平层具有密水性和抗疲劳性能好的优点，并且为中间夹层辅设提供较好的施工平台，多采用小于4cm的沥青混凝土或沥青砂。

3 破碎设备及工艺

3.1 小型破碎机

小型破碎设备。这类机器由于功率小导致对路面的冲击能量小，所以一般只适用于破碎低等级水泥路面，对破碎厚度也有一定要求。例如破碎机的冲击能量只有150～180J，破碎能力为10～14m2(20cm水泥混凝土)。

3.2 大型破碎机

大型破碎机由于其功率大，生产效率高，因而适合高等级水泥路面的破碎，不过这类机器一般都对路面具有较高的冲击力，因此对路基承载力有一定要求。以下是几种常见的破碎机。

(1)大型落锤破碎机。锤重:5500kg;锤长:250mm;锤宽:38mm;锤头最大提升高度:270mm;最大击实次数:35次/min;最大工作移动速度:24m/min。

(2)多锤头破碎机MHM。

(3)共振型破碎机。

4 沥青罩面层施工工艺

4.1 旧路的病害处理

经现场调查、勘测旧路面的破损情况，针对以下不同类型的病害，进行有效处理。

错台、板块开裂:路面发生错台或板块开裂，应首先考虑是路基质量出现问题，因此必须将整个板块全部凿除，重新压实路基及基层，浇筑C30混凝土。

掉边、缺角:对损坏较深的路面，先用切割机切除损坏部分，然后浇筑C30混凝土;对损坏面较浅、较窄的，可用风镐凿除深约5cm以上，然后用中粒式沥青混凝土填平压实;对混凝土板的纵横接缝，先清除接缝内的杂物，然后用1∶1.5水泥砂浆灌缝。

板块脱落:在脱落空部位钻30cm空2～3个(钻穿板块)，然后用C30水泥砂浆高压灌注，注满为止。

4.2 喷洒粘层油

喷洒前，利用洒水车高压水枪对整个路面进行冲洗，确保路面洁净，以提高粘结力，路面要经压缩机高压空气吹扫干净，由沥青洒布机均匀喷洒。为确保粘结效果，喷洒一定要均匀，油量要适中，对喷洒过量的一定要刮除，人工补刷。为防止路面污染，粘层油撒布后应立即封闭交通。

4.3 辅设土工布

在旧混凝土路面板块的中缝及缩缝两侧各50cm范围内，喷洒170℃的粘层油，用量控制在0.4kg/m2左右，喷洒横向范围要比土工布长10cm，道路专用土工布应及时准确辅贴在缝上，要求做到平整无折和无气泡，辅设可采用人工及机械辅设，接口处应相互搭接15cm。

4.4 摊辅技术要求

按照沥青路面施工技术规范的要求，进行沥青混合料的配合比设计。沥青混凝土的级配碎石用量很大，需提前做好备料工作。施工时要求供料速度与摊铺速度相平衡，确保均匀、连续不断地进行摊铺，尽量进行全幅路一次性摊铺。

5 结束语

(1)在旧混凝土路面上进行沥青罩面必须重视基层的处理，以提高粘结力。在摊铺之前，必须对旧有的路况进行全面的评价、分类和处理。

(2)在旧有混凝土板缝上加辅土工布可有效地防止反射裂缝对面层的影响。加辅玻璃纤维格栅可防止路面疲劳裂缝，延长其使用寿命。

［1］ 公路沥青面设计规范(JTGD50－2006)［S］.

［2］ 公路沥青路面施工技术规范(JTGF40－2004)［S］.