旧水泥路面沥青加罩层主要病害处治措施

尹 露

(重庆交通大学土木建筑学院，重庆 400074)

近几年随着周边地区的经济建设规模的不断扩大，重载交通量逐渐加大，大大地超过了原有公路路面结构所承受的能力，虽然不断地对旧路病害进行修补处理，但旧混凝土板块大面积出现断裂板、裂缝等现象，导致原水泥混凝土路面上的沥青加罩层出现损坏，严重影响交通运行。本文针对团碾至中和段改造工程，对其旧路面路况进行调查和评价，提出可实施的的改造方案。

1、工程概况

重庆市某国道于1998年按照二级公路标准进行改造，改造后路基宽度为13.5 米。2009年对该路段路面实施了维修工程，对旧水泥混凝土路面出现的断裂板、角隅断裂、沉陷、裂缝等病害进行修治，再加铺了沥青混凝土罩面。其路面结构为4cm 的沥青混凝土罩面层+24cm 水泥混凝土面罩+25cm 水泥稳定碎石基层。

2、路面路况调查

路面损坏情况调查采用ZOYON-RTM-T 智能道路检测车，可以对采集数据进行快速、准确、智能化的分析处理，由每种病害根据损坏程度再加权得到综合破损率，再由综合破损率得到路面状况指数(PCI)。为准确反映路面状况，调查是以1km 为一个观测段，上下行车道总共四分段进行检测。

根据《公路技术状况评定标准》 (JTG H20-2007)的要求，由调查统计可知，本项目沥青路面全线PCI 指标平均值为79.04，评价等级为中;上行车道PCI 指标平均值为81.72，评价等级为良;下行方向PCI 指标平均值为76.36，评价等级为中。因此，该路段沥青路面破损状况上行优于下行。为了分析各车道具体的病害，现对各车道的病害进行统计。

从已有的条查数据结果可以看出，各车道病害所占比例，修补裂缝是该路沥青路面主要存在的病害类型，修补、裂缝占到全线路段病害比重的75%以上。从路面进行的检测结果分析，沥青路面典型的病害主要表现为修补、纵向裂缝、横向裂缝及松散，其余坑槽、龟裂、泛油类病害所占比例不大。该路段的沥青路面纵向裂缝、横向裂缝大部分出现在水凝混凝土板块之间，为“白加黑”路面中典型的反射裂缝病害类型，纵向裂缝约占全线所有病害的19.2% (上行车道占13.84%，下行车道占30.87%)，横向裂缝约占全线所有病害的23%(上行车道占26.05%，下行车道占16.16%)。因此，反射裂缝是该段旧水泥混凝土沥青加罩面层的主要病害。

3、主要病害原因分析

3.1 反射裂缝。采用沥青加罩面对旧水泥混凝土路面进行修补是一种公认的简单可行的方法，特别是对于重交通量的旧水泥路面。但旧水泥混凝土路面加铺沥青层是一种特殊的路面结构，其应力应变特性不同于一般的弹性层状体系，由于裂缝与气温周期型变化的影响，沥青加铺层极易产生反射裂缝。本路段的反射裂缝产生的主要原因有:

(1)水泥混凝土板接缝反射。在原有水泥混凝土板上加铺沥青层后的路面结构为柔性路面结构形式，材料性能差异小，但由于原路面混凝土板块之间存在各种接缝，使得结构中奇异部位更为突出。由于水泥混凝土板的纵横向接缝未妥善处理，在温度和交通荷载的作用下，沥青加铺层在原接缝处极易出现应力集中现象，当集中应力超过材料的裂缝断裂强度时，裂缝就会失稳扩展至面层，产生规则明显的纵横向裂缝。(2)板底脱空。在路面的长期使用过程中，由于水的作用、温度的作用及行车荷载的反复作用，水泥混凝土板板底脱空，板块接缝传荷能力降低，以及相邻板块传荷能力差异，荷载作用下，沥青加铺层于板缝处产生较大的弯拉和剪切应力，最终因加铺层材料弯拉疲劳、剪切疲劳导致反射裂缝产生。此外，板块错台也易形成应力集中现象，加速裂缝反射产生。(3)交通量过大，重载车过大，沥青路面轮迹带上车辆荷载的反复作用，导致沥青路面提前进入疲劳期而产生疲劳剪切裂缝。从本项目属于重等交通等级，检测结果与此结论相呼应。(4)沥青面层下水泥混凝土板自身开裂引起沥青路面受力变化产生反射裂缝。

3.2 松散

(1)沥青与集料间粘接性差。(2)因低气温施工，压实度过小，造成沥青面层内部空隙率过大，在车辆的荷载作用下造成的沥青面层松散。(3)沥青混合料拌合时沥青温度过大，导致沥青老化，沥青膜剥落使沥青与集料的粘结力减弱而产生松散。(4)骨料选择有误，选择了酸性骨料与沥青粘附性差而造成的松散。(5)水损害导致的松散，由于车轮动态荷载的作用，水分逐渐渗入沥青与集料的界面上，使沥青粘附性降低病逐渐丧失粘结力，沥青膜从集料表面脱落，沥青混合料出现掉粒、松散。

3.3 水泥混凝土板角断裂。水泥混凝土板角断裂造成沥青面层病害也是一种比较典型的路面病害形式，板角断裂主要是指混凝土路面边角破损或板角断裂，剥落面呈垂直并贯穿于整个板厚。其产生原因主要由以下几种:(1)水泥混凝土板浇筑振捣时，在模板四周周边漏振或振捣不密实。(2)水泥混凝土板下的基层强度和温度性没有达到设计要求，在荷载作用下变形过大。(3)过早的拆除路面模板。

4、路面设计处治方案的确定

综上所述，在此得出旧水泥路面沥青加罩层主要病害的处治方案如下:

(1)对于原沥青面层:沥青面层普遍存在反射裂缝、修补等病害，损坏严重段，应予以铣刨，然后根据有关技术标准进行废料回收利用，破损较轻段，修补原有病害，再加铺沥青面层。(2)原沥青面层下水泥混凝土板:原水泥混凝土板普遍存在断板、板角断裂、脱空等病害，铣刨沥青面层后，应对水泥混凝土板进行修补，局部脱空段应进行灌浆处治。(3)过镇路段:为保证沿线居民出行及排水通畅，原则上过镇路段采用翻挖方式然后重新加铺路面结构。(4)桥面及临近路段的维修:桥面标高维持不变，临近路段采用过渡段衔接。

［1］马庆雷.水泥混凝土路面沥青加铺层设计与施工［M］.北京:人名交通出版社，2011

［2］王松根.水泥混凝土路面维修与改造［M］.北京:人名交通出版社，2011

［3］李华.旧水泥混凝土路面评价指标的研究［J］.湖南交通科技，2004 (1)

［4］周群雄.旧水泥路面状况评价与处治技术研究［J］.宜兴市交通局，2008 (12)

［5］张正亚.沥青加铺层反射裂缝形成机理研究［J］.武汉工业学院，2009 (1)