交通科技与经济 ２０１０年第ｌ期（总第５７期 水泥混凝土路面加铺沥青混凝土施工 张伯焕 （河源市交通建设工程质量监督站，广东河源５１７０００） 摘要：论述水泥混凝土旧路面的处理方法和水泥混凝土路面加铺沥青混凝土结构的设计方法，并分析沥青混凝土 加铺层的防裂技术，同时给出我国目前已经采用的加铺沥青混凝土的主要结构形式，为进一步研究水泥混凝土路面 加铺沥青混凝土技术的研究提供经验参考。 关键词：水泥混凝土；路面；沥青混凝土；施工技术 中图分类号：Ｕ４１６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０ｏ８—５６９６（２０１０）０１—０１０４—０３ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｃｅｍｅｎｔ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｒｏａｄ ｂｅ Ｃｏｖｅｒｅｄ ｂｙ Ａｓｐｈａｌｔ Ｃｏｎｒｅｔｅ ＺＨＡＮＧ］３ｏ—ｈｕａｎ （Ｈｅｙｕａｎ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ Ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ Ｐｒｏｊｅｃｔ Ｑｕａｌｉｔｙ Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ Ｓｔａｔｉｏｎ，Ｈｅｙｕａｎ ５１７０００，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｏｌｄ－ｒｏａｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ ｅａｒｔｈｅｎ ｒｏａｄ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｓｐｒｅａｄｓ ｔｈｅ ａｓｐｈａｌｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｍｅｔｈｏｄ，ａｎｄ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ ｔｈｅ ａｓｐｈａｌｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｏ ｓｐｒｅａｄ ｔｈｅ ｌｅｖｅｌ ａｇａｉｎｓｔ ｃｒａｃｋ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｓｉｍｕｌｔａｎｅｏｕｓｌｙ ｇａｖｅ ｏｕｒ ｃｏｕｎｔｒｙ ａｌｒｅａｄｙ ｔｏ ｕｓｅ ａｔ ｐｒｅｓｅｎｔ ｓｐｒｅａｄｓ ｔｈｅ ａｓｐｈａｌｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｐｒｉｍａｒｙ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｆｏｒｍ，ｔｏ ｆｕｒｔｈｅｒ ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｃｅｍｅｎｔ ｃｏａｇｕｌａｔｉｏｎ ｅａｒｔｈｅｎ ｒｏａｄ ｐａｖｅｍｅｎｔ ｔｏ ｓｐｒｅａｄ ｔｈｅ ａｓｐｈａｌｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ ｒｅｆｅｒ— ｅｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｅｍｅｎｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｒｏａｄ ｓｕｒｆａｃｅ；ａｓｐｈａｌｔ ｃｏｎｃｒｅｔｅ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ １ 概 述 旧水泥混凝土路面上铺设加铺层是水泥混凝土 路面维修中最经常采用的处治方法。沥青混凝土加 力，保证路面能够承受设计的轴载作用。 旧水泥混凝土路面上加铺沥青层的主要技术难 点是防止反射裂缝的发生。旧混凝土路面在使用过 程中可能存在各种病害与缺陷，这些病害与缺陷使 得沥青加铺层技术变得更加困难。因此，科学、合 理、有效地评价旧水泥混凝土路面损坏状况、承载能 力、残余寿命、板间传荷能力、脱空状态，是做好旧水 泥混凝土路面加铺沥青面层的一个重要内容。 铺是通过加铺一层或多层沥青混凝土结构层，并使 其紧密结合，施工简便，对交通影响小，能有效改善 旧水泥混凝土路面的行车性能，是提高其承载能力、 延长使用年限的一种常用的、有效的路面维修技术， 得到了广泛应用。 旧水泥混凝土路面加铺沥青层是目前国内外道 路工程技术领域的一个未能得到很好解决的技术难 题。旧水泥混凝土路面加铺沥青层可以大致划分为 结构性加铺与功能性加铺２种类型。功能性加铺主 要用以改善ＩＥＩ｛Ｅ凝土路面的表面功能，结构性加铺 除了必须改善表面功能外，还要承担结构补强功能， 降低水泥混凝土面板的板底拉应力和温度翘曲应 收稿日期：２００９ ０８—１４ 作者简介：张伯焕（１９７６一），男。工程师，研究方向：路桥工程 ２ 旧路面病害处理 旧路面病害处理是沥青层加铺质量的关键，旧 路面病害处理得彻底，则可大大减少和延缓反射裂 缝的发生和扩展。因此，在加铺沥青层之前必须对 旧水泥混凝土路面的病害进行详细调查，调查的重 点是裂缝、脱空和承载力等。根据旧水泥混凝土路 面调查结果，确定水泥混凝土路面的病害处理方案。 沥青加铺前对水泥混凝土路面的病害处理包括：① 对破碎的混凝土板块进行翻修；②对局部损坏的混 第１期 张伯焕：水泥混凝土路面加铺沥青混凝土施工 凝土板块进行挖补。③对板下脱空的板块，采取板 半径１５０ ｒａｍ）量测板中荷载作用下的弯沉曲线，按 下封堵的方法进行灌浆。④对水泥混凝土路面接缝 式（５）和式（６）确定 进行清缝、灌缝。 Ｅ一１００ｅ（０－０ ・。。 … １５．６３８／ｕ－…）， （５） 沥青层加铺前，应对处理过的水泥混凝土路面 ：：： ． （６） 重新检测，确保旧路面病害处理达到预期效果，对于 Ｗ０ 达不到要求的板块应重新处理。 式中：Ｅｆ为基层顶面的当量回弹模量标准值，ＭＰａ； ＳＪ为路面结构荷载扩散系数；Ｗ０为荷载中心处弯 ３ 沥青加铺层结构设计 沉值，／２ｍ；Ｗ３０ｏ、Ｗ６００、Ｗ９００为距荷载中心３００ ｍｍ、 当旧混凝土路面的损坏状况和接缝传荷能力评 ６００ ｍｍ和９００ ｍｍ处的弯沉值，肚ｍ。 定等级为优良或中时，可采用沥青加铺层。接缝传 当采用落锤式弯沉仪的条件受到时，可选 荷能力评定等级为中时，应根据气温、荷载、旧混凝 择在清除断裂混凝土板后的基层顶面进行梁式弯沉 土路面承载能力、接缝处弯沉差等情况选用下述减 测量后反算或根据基层钻芯的材料组成及性能情况 缓反射裂缝的措施：①增加沥青加铺层的厚度；②在 确定。沥青加铺层的下层采用开级配沥青碎石混合 加铺层内设置橡胶沥青应力吸收夹层、玻璃纤维格 料时，必须在路面边缘设置内部排水系统。 栅或者土工织物夹层；③沥青加铺层的下层采用由 ４沥青加铺层防裂技术 开级配沥青碎石组成的裂缝缓解层；④在沥青加铺 层上，对应旧混凝土面层的横缝位置锯切横缝。 沥青混凝土加铺层的关键是防止或减缓反射裂 沥青加铺层的厚度按减缓反射裂缝的要求确 缝的发生。目前，防止或减缓旧水泥混凝土路面沥 定，高速公路和一级公路和城市干道的最小厚度为 青加铺层反射裂缝的措施主要有增加沥青层厚度、 １００ ｍｍ，其他等级的道路最小厚度宜为７０ ｍｍ。 设置级配碎石、特粗粒径沥青碎石裂缝缓解层，在沥 旧混凝土板的厚度、混凝土的弯拉强度和弹性 青加铺层与水泥混凝土路面板间设置土工布、土工 模量标准值以及基层顶面当量回弹模量标准值，采 格栅、改性沥青油毡、钢丝网或改性（橡胶）沥青混合 用旧混凝土路面的实测值。 料应力吸收层等防裂夹层，采用切缝填封橡胶沥青 旧混凝土面层厚度的标准值可根据钻孔芯样的 等方法。水泥混凝土路面沥青加铺层的典型结构见 量测高度按式（１）计算确定 表１。 ｈ ＝＝＝无 一１．０４ｓｈ． （１） 表１水泥混凝土路面沥青加铺层典型结构 式中：ｈ 为旧混凝土面层测量厚度的标准值，ｍｍ； 序号 反射裂缝防治措施 ｈ 为旧混凝土面层量测厚度的均值，ｍｍ；Ｓ 为旧混 １ 特殊设计沥青混凝土（全厚式采用改性沥青） 凝土面层厚度量测值标准差，ｍｍ。 旧混凝土面层弯拉强度的标准值可采用钻孔芯 ２ 玻纤格栅，加特殊设计沥青混凝土（全厚式采用改性沥青） 样的劈裂试验测定，结果按式（２）和式（３）计算确定 ３ 加土工布，加特殊设计沥青混凝土（全厚式采用改性沥青） ４ 加沥青碎石柔性基层作为裂缝缓解层，加沥青混凝土面层 厂，一０．６２１ ＋２．８４， （２）－－２ 厂 ｐ一 厂 ｐ—１．０４ｓ ． （３） 一 加应力吸收防水防裂层，加特殊设计沥青混凝土层（全厚 ．式采用改性沥青） 式中： 为旧混凝土弯拉强度标准值，ＭＰａ； 为旧 混凝土劈裂强度标准值，ＭＰａ； 为旧混凝土劈裂 加应力吸收防水防裂层，加土工布，加特殊设计沥青混凝 土（全厚式采用改性沥青） 强度测定值的均值，ＭＰａ；Ｓ妒为旧混凝土劈裂强度测 定值的标准差，ＭＰａ。 一 贴改性沥青油毡，加沥青砂调平层，铺玻璃纤维格栅，加沥 青混凝土面层 旧混凝土的弯拉弹性模量标准值可按式（４）计 算确定，为 水泥混凝土碎块底基层，加半刚性基层，加沥青混凝土面 层 一 ｒｄ、 ０．０９１ ５＋ 。 水泥混凝土碎块底基层，加沥青贯入过渡层，加半刚性基 ｒ 层，加沥青混凝土面层 式中：Ｅ为旧混凝土的弯拉弹性模量标准值，ＭＰａ； 为旧混凝土的弯拉强度标准值，ＭＰａ。 铺设土工布前，在混凝土面板上喷洒粘层热沥 旧混凝土路面基层顶面的当量回弹模量标准 青，沥青喷洒范围要比土工布宽５～１０ ｃｍ。铺设土 值，宜采用落锤式弯沉仪（标准荷载１００ ｋＮ、承载板 工布时，先在起始端，用垫片加水泥钉固定土工布并 交通科技与经济 第１２卷 拉紧。土工布连接搭接长度约为１５ ｃｍ，连接处应 薄膜型材料。级配碎石作为旧水泥混凝土板和沥青 加铺层之间的过渡层，在加拿大、南非等国家及我国 手工喷洒足量粘层沥青确保土工布被浸透。土工布 铺好后，应立即开始摊铺沥青混凝土。严禁非施工 车辆在土工布上行驶，沥青混凝土运料车不得在土 工布上转弯、调头、制动。土工格栅隔离层沥青混凝 土面层，必须采用玻璃纤维格栅。常用的玻璃纤维 的高速公路部分试验段已得到了应用，其防止反射 裂缝的效果良好。美国沥青协会建议采用ＡＭ一 ７５、ＡＭ一４３及ＡＭ一５０特粗粒径沥青碎石铺筑于 旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间，作为裂缝缓 格栅，有带自粘胶和不带自粘胶两种。带自粘胶的 解层沥青（针入度４０￣５０）含量为１．５ ９／６～３．０ ，混 可直接在平整清洁的路面上铺设，不带自粘胶的通 常采用水泥钉加垫片固定。采用聚酯改性沥青油毡 防治反射裂缝时，通常将聚酯改性沥青油毡切割成 ５０ ｃｍ宽的长条带。沥青层锯缝填缝技术是在沥青 加铺层上和旧水泥混凝土路面板接缝位置沿接缝方 向锯缝并填缝的施工工艺。 增加沥青加铺层的厚度，是减少反射裂缝最常 见也是行之有效的一种方法：一方面可以减少旧路 面结构的温度变化，降低接缝处沥青加铺层的温度 拉（弯拉）应力；另一方面可以增加路面结构的弯曲 刚度，降低接缝处的弯沉及弯沉差，减少加铺层的剪 切应力。对于较厚的加铺层来说，裂缝由加铺层底 面扩展到顶面需要经历较长的距离与时间，也可以 延长其使用寿命。为防止或减缓加铺层反射裂缝的 出现，沥青加铺层应保证一定的厚度，一般应不低于 ２０ ｃｍ，太薄的沥青厚度势必在短期内即出现反射 裂缝。但仅通过无地增加加铺层厚度的方法来 减小车辆荷载应力及温度应力的方法也是不经济 的，且沥青层的厚度太厚容易出现车辙，所以在增加 沥青层的厚度的同时应采取其他技术措施。设置应 力吸收夹层也是一种比较可行的方法，应力吸收夹 层是指在旧水泥混凝土板及沥青加铺层之间设置一 层橡胶沥青、改性沥青砂或柔软沥青混凝土这类应 力吸收中间层（ＳＡＭＩ）来减少和延缓反射裂缝，还 可以防止路表开裂后路表水的下渗。应力吸收层厚 度一般为２～３ ｃｍ，具有模量相对较小、较柔软、变 形能力强、能承受大的变形而不断裂的特点。它们 防止反射裂缝的机理与土工合成材料类似，但其抗 剪切型反射裂缝的能力稍好于土工合成材料一类的 合料含有２５ ～３５ ９／６的连通孔隙，阻碍裂缝尖端的 扩展，因而可提供缓解裂缝力扩展的作用，并且该结 构层具有一定的厚度。降低温度对水泥混凝土板的 影响：减少水泥混凝土板接缝张开量和翘曲量，减少 接缝处的弯沉及弯沉差，减少反射裂缝产生的可能 性。 ５ 结束语 近年来，国内对水泥混凝土路面加铺沥青混凝 土施工技术进行了积极的探索，取得了许多成果，为 解决１日水泥混凝土路面加铺沥青层领域技术难题的 解决，积累了很多宝贵的经验。 参考文献 ［１］中华人民共和国行业标准．ＪＴＧ Ｄ５０－－２００６公路沥青路 面设计规范Ｅｓ］．北京：人民文通出版社，２００６． ［２］中华人民共和国行业标准．ＪＴＧ Ｄ４０－－２００２公路水泥混 凝土路面设计规范［Ｓ］．北京：人民文通出版社，２００３． 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