高速公路改扩建工程加铺沥青混凝土施工分析

高速公路改扩建工程加铺沥青混凝土施工分析

梁泽东 李波 马建忠 高伟 杜云峰

中建铁路投资建设集团有限公司  内蒙古呼和浩特市   010000

摘要：从高速公路水泥混凝土路面加铺沥青混凝土施工实际出发，提出了如何有效进行施工处理，采取有效的施工工艺和施工技术，尽最大可能杜绝反射裂缝的出现，旨在为进一步提高高速公路使用效果，更好地发挥对水泥路面的修复作用提供有益参考。

关键词：高速公路；水泥混凝土路面；沥青混凝土；技术；工艺

高速公路旧水泥路面加铺沥青混凝土能有效提升路面使用性能和承载力，然而截至目前，我国柔性路面相关设计规范及公路养护技术规范中并未对高速公路旧路面沥青混合料加铺设计技术方法做出相应规定。20世纪80~90年代修建的高速公路水泥路面由于设计、施工技术水平所限和超负荷使用等原因，当前已经进入大规模维修期。目前，旧水泥路面加铺沥青混凝土施工主要面临旧路路况评价、加铺层反射机理分析论证、原结构物加固完善、防反射裂缝技术创新、使用寿命预估等亟待解决的问题。

1. 如何对原路面进行处理

对高速公路原来的水泥混凝土路面进行检测和适当处置是确保加铺沥青层牢固、结实的有力保证。只有事前处置得当才能为沥青层的加铺奠定坚实的路面基础。笔者结合实际，对高速公路原水泥混凝土路面处理进行分析。一是要做好坏板处理。针对高速公路水泥混凝土路面的坏板，一定要结合其程度深入分析具体的处理对策。如果坏板处于表层，仅仅是水泥混凝土板块表层的裂缝，未延伸和影响高速公路的整体结构，可以利用割缝机对坏板进行割缝，然后对割缝过程中所产生的碎渣清理干净，再对割缝浇筑沥青玛蹄脂，以保证整个水泥混凝土板块的完整。如果通过检测发现坏板仅仅是边角破损，并无大碍，则可以使用割缝机现将破损区域切割为一个正方形，再手工凿出一个深约15～20cm的孔，将所产生的碎渣清理干净后沿着孔外壁向孔内进行新的水泥混凝土浇筑，从而保证整体性；如果坏板程度过于严重，可能影响或波及到高速公路的整体结构，对于这种结构性的水泥混凝土板块破损，应首选人工砸碎法对原路面的旧板块砸碎，将旧板块清除掉后，清理干净碎渣、对下面的浮土进行清扫，将夯实坚固的土层填入其中，再浇筑同标号的水泥混凝土。之所以采用人工砸碎法主要是为了防止机器设备对相邻板块的水泥混凝土造成震荡或破坏，在操作过程中要密切关注相邻板块，一旦发现相邻板块混凝土出现破损、发生空洞，要立即使用同标号水泥混凝土进行浇筑，将空洞填补。二是要对构造缝加以处理。高速公路路面在长时间使用和重度碾压下，其修建时所设置的伸缩缝中就会被各种杂质填充满。针对这种情况，应首先选用割缝机对伸缩缝进行大约10m的切割，将其中的各种杂质清理干净后，第一时间将沥青玛蹄脂加入到专业的灌缝机中对其填充，以防再度被污染。为确保施工效果，这一环节施工要尽量安排专业、有施工经验的工人进行操作，要合理控制灌缝速度，使灌缝机内的沥青混凝土均匀、密实地铺在其中。在进行灌缝施工过程中，要高度关注气候条件变化对施工造成的各种影响，如果气温过高，要尽量待太阳下山后施工，以免温度过高导致沥青玛蹄脂出现气泡而影响灌缝质量。三是要做好顺阶施工处理。在高速公路的水泥混凝土路面直接加铺沥青层会导致高程差的出现。为避免这种情况的发生，施工前必须对原路面做好顺接施工处理。通常在纵向接头处，左右各延伸15m将其全部砸碎，进行清理后重新浇筑水泥混凝土。这一做法主要是为了将高速公路路面的混凝土标高降低一些，从而能够达到顺接的相关要求。在从事这一施工过程中，特别需要注意的是务必形成钢筋混凝土基层。此外，错台≤1cm的板不予处理，如果错台≥1cm，要将高出的一侧板块边缘50cm范围内削平至沉板边缘齐平。

2. 高速公路改扩建工程加铺沥青混凝土施工方法的应用分析

2.1旧路面综合处理的原因

旧水泥路面在长期使用过程中所出现的各种病害可以笼统划分为结构性破坏和非结构性破坏两类。如路面磨光、表层剥落、麻面、坑洼等非结构性破坏对沥青混凝土面层的长期使用并不会造成直接影响。但如错台、裂缝、唧浆、脱空等结构性破坏必将直接影响路面沥青混凝土面层的继续使用，而且在对应的旧水泥路面板接、裂缝位置的加铺层上必将出现反射裂缝。如果旧路面荷载传递能力较差，则反射裂缝传递更快，且当前并没有有效的反射裂缝防治措施。根据实践经验，加铺层厚度≤１０ｃｍ时，反射裂缝在１年内出现。所以，进行旧路面加铺沥青混凝土前必须加强对旧路面的综合处理。工程实践表明，旧路面加铺沥青混凝土之后，旧路面板缝位置的承载力是影响水泥板接缝处反射裂缝发生的主要因素。在行车荷载下，应力传递至水泥面板并导致其变形，进而加快裂缝反射速度。在旧路面水泥板接缝承载力既定的情况下，沥青加铺层厚度越大，则向水泥板传递的应力越小，水泥板变形也越小，沥青加铺层应力变小，反射裂缝形成的速度越慢。

2.2综合处理原则

进行旧路面加铺沥青混凝土施工时，必须以旧路面结构和路基所丧失承载力的恢复为核心。水泥混凝土处置水平根据旧水泥路面单点弯沉实测值及板缝间弯沉实测值为依据，确保浆液灌注后相邻板缝间弯沉实测值之差≤0.06ｍｍ。旧水泥路面如果出现混凝土表层剥落、坑洼、浮浆、麻面等问题，必须根据实际对加铺结构和所使用材料分别进行处理。

2.3改性沥青混合料应力吸收层与土工布合成材料

在旧路面加铺沥青混凝土前必须对水泥路面已有病害进行综合处置，但由于接缝部位弯沉值差异很大，为提升加铺后路面结构的耐久性，必须在设计时加强材料的选择。改性沥青混合料应力吸收层除抗车辙性较差外其余性能优良，在使用该材料时必须充分考虑其应力层最小厚度值。而土工布、格栅由于存在明显缺陷所以不能单独使用，应将混合料应力吸收层与土工布结合使用，先在土工布和格栅之间加铺沥青混合料，然后用改性沥青罩面，才能显著提升施工效果。

2.4沥青混凝土加铺层的控制

在旧路面加铺约11cm厚度的沥青混凝土层后，旧路面板仍为主要的受力层，其残余拉应力的确定较为关键。而对于加铺厚度≥15cm的全厚度路面，旧路面混凝土板则并不为主要受力层。在加铺沥青混凝土施工过程中，应加强对改性沥青混凝土防反射裂缝能力而非抗车辙能力的分析，最好加铺双层的改性沥青，其抗裂能力将比单层厚度结构至少提升5~6倍。

对于旧路面加铺沥青混凝土路面施工而言，玻纤格栅及土工布虽然防裂效果良好，但是如果施工不当，必将形成夹层，所以应妥善处理加铺沥青层与旧路面板、沥青层间的连接界面。土工布浸渍改性沥青后将形成一层性能稳定的应力吸收膜，能有效增强土工布的防裂性能。此外，由于路面车辙多出现于中面层，所以本工程路面加铺层应选用Saperpave设计的整体性强的AC-20I沥青混合料。其在路面加铺施工前反复进行混合料试验以便确定出最佳级配，施工时实施抽提监测，确保级配的稳定。考虑到本工程车流量多、荷载大的实际运行情况，为提升上面层的抗车辙性及抗水损性，还应在上面层沥青混合料中按一定配合比掺加聚酯纤维与抗剥落剂，预防早期破坏。

结语

综上所述，水泥混凝土路面加铺沥青混凝土在高速公路改扩建工程中应用广泛，在工程实践中必须根据项目情况，做好旧路病害调查和评价工作，并据此设制定旧路处理方案、加铺层结构方案，规范开展基层、面层施工作业，全面减少反射裂缝的发生，保证高速公路改扩建后获得良好的通行能力。

参考文献

[1]吴仲华．水泥混凝土路面加铺沥青层预防性养护技术分析[J]．西部交通科技，2018，135（10）：42-44．

[2]吴飞富，彩雷洲．旧水泥混凝土路面加铺沥青面层层间结合措施的试验研究[J]．西部交通科技，2018，133（8）：26-29．