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摘要：本文结合混凝土路面改建工程，对旧水泥混凝土路面的沥青加铺层结构设计，以及经过破碎和固定的旧水泥混凝土路面的工作机理进行初步探索，以期起到抛砖引玉的作用。
关键词：混凝土路面；沥青；路面改造
1.在水泥混凝土路面上直接加铺沥青混凝土面层（路面顶高程受控制时）
1.1对水泥混凝土路面反射裂缝的分析
众所周知，反射裂缝是旧水泥混凝土路面上沥青加铺层的主要病害，目前尚没有办法杜绝反射裂缝的产生，所有的办法都只能预防及减缓反射裂缝的产生。因此预防及减缓反射裂缝的产生是混凝土加铺层设计的重点。
国内外研究一致认为反射裂缝的产生是由于旧混凝土板块的移动造成的，而混凝土板块的移动又主要来源于温度变化和行车荷载的综合作用。由于环境温度变化，混凝土板出现缩胀变形，导致接缝、裂缝处的沥青罩面层产生应力集中，当温度应力超过沥青面层的强度时，沥青面层便产生反射裂缝，这种反射裂缝叫做温度型反射裂缝，又叫张开型反射裂缝；当行车荷载作用在接裂缝附近时，除了应力集中外，接缝两侧板块产生较大的竖向位移差，在罩面层中产生较大的剪应力，从而引发反射裂缝和加速裂缝的扩展，这种由行车荷载作用产生的反射裂缝叫做荷载型反射裂缝，又叫剪切型反射裂缝。
1.2水泥混凝土路面反射裂缝的处理方法
防治温度型反射裂缝常用的方法有，在旧混凝土面层与沥青加铺层之间设置夹层，常用的夹层材料主要有①橡胶沥青应力吸收夹层，这是一种高弹性低劲度的软夹层，厚度为10～50mm，其作用为降低旧混凝土面层与沥青加铺层之间的粘附阻力，从而减少温度下降引起的反射裂缝。②土工织物夹层，包括聚丙烯或聚脂物以及聚乙烯、聚脂无纺织物，其作用同橡胶沥青夹层。
防治荷载型反射裂缝常用的方法有，①改善沥青表面层材料性能，使其具有足够的抗变形能力，能够抵抗行车荷载产生的剪切应力。比如SBS改性沥青，沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA），这二种材料都具有良好的高温稳定性和低温抗开裂性能，因此具有较高的抗剪强度；②适当加厚面层厚度，可有效防止受拉疲劳产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力，减少及延缓荷载型反射裂缝的产生，现行《水泥混凝土路面设计规范》中规定沥青加铺层的厚度按减缓反射裂缝的要求确定。高速公路和一级公路的最小厚度宜为100mm，其他等级公路的最小厚度宜为70mm。③在旧混凝土面层与沥青层之间铺设格栅，包括玻璃纤维格栅和金属格栅，格栅的刚度相对较大，对降低加铺层内因温度下降引起的应力和应变作用不如软夹层，但对于降低荷载应力和应变的作用则远大于软夹层。
1.3对水泥混凝土路面的病害分析及处治措施
1.3.1水泥混凝土面板较稳定，但混凝土板较多网裂，基层未破坏段：清洗原路面，干燥后洒布粘层沥青，加铺自粘型玻璃纤维格栅，再加铺6cm厚粗粒式沥青混凝土+5cm 厚中粒式沥青混凝土（加入4‰抗车辙添加剂）+3cm 厚细粒式沥青混凝土。各结构层连接要洒粘层沥青。
1.3.2水泥混凝土面板较稳定，但混凝土板较多网裂，基层未破坏，局部板块破碎、断裂、断角。将局部病害板块破碎挖除，在破除旧面板时要防止损伤基层，对板体进行更换时要把破裂的面板取除后对基层清扫检查，当发现基层上有少数裂缝，要加铺钢筋网，修复松散基层，注意要用C15混凝土填充、捣实，浇筑面层，基层表面要平整，并具有一定的横坡坡度，然后重新铺筑与旧板块等强度的水泥混凝土，其标高控制与旧板面平齐。为提高水泥混凝土的抗折强度，建议在补筑混凝土中加入15%抗裂剂。在凿碎清除破碎面板时，不宜用冲击力对周围板块基层有振动影响的机械，如冲击锤。清洗原路面，干燥后洒布粘层沥青，加铺自粘型玻璃纤维格栅，再加铺6cm厚粗粒式沥青混凝土+5cm 厚中粒式沥青混凝土（加入4‰抗车辙添加剂）+3cm 厚细粒式沥青混凝土。各结构层连接要洒粘层沥青。
1.3.3水泥混凝土面板不稳定，板块破碎、断裂、沉陷、掉边、断角等病害较严重，基层部分破坏，全部拆除已经松动的水泥混凝土板及挖除已经压碎的基层，用水泥稳定碎石（保证水泥稳定碎石厚度35cm）填补至原水泥混凝土板标高，洒透层沥青，加铺自粘型玻璃纤维格栅，再加铺6cm厚粗粒式沥青混凝土+5cm 厚中粒式沥青混凝土（加入4‰抗车辙添加剂）+3cm 厚细粒式沥青混凝土。各结构层连接要洒粘层沥青。
2.在水泥混凝土路面上加铺水泥稳定碎石基层后再加铺沥青混凝土面层（路面顶高程不受控制时）
2.1对水泥混凝土路面的病害分析及处治措施
水泥混凝土面板较稳定，基层未破坏，对局部破碎、断裂、断角的病害板块进行破除，然后重新铺筑与旧板块等强度的水泥混凝土，其标高控制与旧板面平齐。对旧板块板缝进行处治，加铺自粘型玻璃纤维格栅，再加铺18～25cm厚5%水泥稳定碎石基层后铺筑沥青混凝土面层。
2.2反射裂缝产生的机理。
旧水泥混凝土路面加铺层，由于接缝、裂缝的存在，其作为基层后整体的强度降低，而且在外力荷载作用下，沥青混凝土加铺层处于复杂的三维应力作用的状态下。车辆通过不连续的板体时，沥青混凝土加铺层由于接缝、裂缝的两侧相邻板块产生了纵向的位移差而出现了较大的剪应力，它是产生反射裂缝的主要原因。
2.3反射裂缝防治措施：
方法一：材料中适当增加沥青用量，减小混合料孔隙率，可延缓裂缝的扩展。设应力吸收层。方法二：采用APP改性沥青油毡作为应力吸收层。APP改性沥青油毡铺设在旧水泥混凝土板和加铺层之间，能起到应力吸收层的作用，并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向，起到了消散水平应变和传递竖向荷载的作用，增强沥青混凝土的整体抗拉强度，延缓反射裂缝的产生。
2.4加铺沥青混凝土面层施工关键步骤
采用热拌、热铺纤维抗裂沥青混凝土，沥青混凝土加铺层厚度以9cm为适宜，下面层为5cm厚的沥青混凝土找平层，下面层为4cm厚的抗滑表层。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。施工时要使供料速度与摊铺速度相平衡，确保均匀，连续不断的摊铺，尽量进行全幅路一次摊铺。施工过程中，除对混凝土料进行检测外，还要对施工现场的质量进行控制，如摊铺厚度、压实度、平整度等，发现问题应及时处理解决。
3.对水泥混凝土路面碎石化后加铺水泥稳定碎石基层后再加鋪沥青混凝土面层（路面顶高程不受控制时）
3.1对水泥混凝土路面的病害分析及处治措施
水泥混凝土面板错台、翻浆、角隅破坏等病害达到总接缝长度的20%以上或板块出现开裂、断板、沉陷等病害需要修补的面积超过水泥混凝土路面总面积的20%以上。换板率高、修补面积过大，宜采用对旧水泥混凝土路面板进行碎石化，防止反射裂缝的产生。从破碎技术、施工进度、工程造价、路面材料再生利用率及旧水泥混凝土路面病害处理程度上比较，带多锤头破碎技术效果较好。就地再生，环保无污染。有效利用了旧水泥混凝土路面，避免因清除旧水泥混凝土路面板而造成环境污染。
旧水泥混凝土路面碎石化后，再撒布约1cm厚的石屑填缝振压，并开放交通碾压。基层采用18～25cm厚5%水泥稳定碎石，下面层为5cm厚中粒式沥青混凝土，上面层为4cm厚细粒式沥青混凝土。各面层连接要洒粘层沥青。
3.2旧水泥混凝土路面多锤头碎石化机理
带多个重锤的重力下落对水泥混凝土路面板进行锤击破碎，并配合有“Z”字花纹碾压轮的振动压实机对破碎后路面振动压实。破碎后的旧水泥混凝土板块类似于级配碎石，有利于防止反射裂缝的产生。
3.3旧水泥混凝土路面碎石化注意事项
桥梁、涵洞、挡墙等防护设施路段、公路近旁有敏感建筑物或设备（安全距离不少于5m）及不能经受再生设备引起的地面振动路段，宜采用人工小型破碎法。
关键词：混凝土路面；沥青；路面改造
1.在水泥混凝土路面上直接加铺沥青混凝土面层（路面顶高程受控制时）
1.1对水泥混凝土路面反射裂缝的分析
众所周知，反射裂缝是旧水泥混凝土路面上沥青加铺层的主要病害，目前尚没有办法杜绝反射裂缝的产生，所有的办法都只能预防及减缓反射裂缝的产生。因此预防及减缓反射裂缝的产生是混凝土加铺层设计的重点。
国内外研究一致认为反射裂缝的产生是由于旧混凝土板块的移动造成的，而混凝土板块的移动又主要来源于温度变化和行车荷载的综合作用。由于环境温度变化，混凝土板出现缩胀变形，导致接缝、裂缝处的沥青罩面层产生应力集中，当温度应力超过沥青面层的强度时，沥青面层便产生反射裂缝，这种反射裂缝叫做温度型反射裂缝，又叫张开型反射裂缝；当行车荷载作用在接裂缝附近时，除了应力集中外，接缝两侧板块产生较大的竖向位移差，在罩面层中产生较大的剪应力，从而引发反射裂缝和加速裂缝的扩展，这种由行车荷载作用产生的反射裂缝叫做荷载型反射裂缝，又叫剪切型反射裂缝。
1.2水泥混凝土路面反射裂缝的处理方法
防治温度型反射裂缝常用的方法有，在旧混凝土面层与沥青加铺层之间设置夹层，常用的夹层材料主要有①橡胶沥青应力吸收夹层，这是一种高弹性低劲度的软夹层，厚度为10～50mm，其作用为降低旧混凝土面层与沥青加铺层之间的粘附阻力，从而减少温度下降引起的反射裂缝。②土工织物夹层，包括聚丙烯或聚脂物以及聚乙烯、聚脂无纺织物，其作用同橡胶沥青夹层。
防治荷载型反射裂缝常用的方法有，①改善沥青表面层材料性能，使其具有足够的抗变形能力，能够抵抗行车荷载产生的剪切应力。比如SBS改性沥青，沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA），这二种材料都具有良好的高温稳定性和低温抗开裂性能，因此具有较高的抗剪强度；②适当加厚面层厚度，可有效防止受拉疲劳产生的裂缝，还可以降低车辆荷载引起的剪应力，减少及延缓荷载型反射裂缝的产生，现行《水泥混凝土路面设计规范》中规定沥青加铺层的厚度按减缓反射裂缝的要求确定。高速公路和一级公路的最小厚度宜为100mm，其他等级公路的最小厚度宜为70mm。③在旧混凝土面层与沥青层之间铺设格栅，包括玻璃纤维格栅和金属格栅，格栅的刚度相对较大，对降低加铺层内因温度下降引起的应力和应变作用不如软夹层，但对于降低荷载应力和应变的作用则远大于软夹层。
1.3对水泥混凝土路面的病害分析及处治措施
1.3.1水泥混凝土面板较稳定，但混凝土板较多网裂，基层未破坏段：清洗原路面，干燥后洒布粘层沥青，加铺自粘型玻璃纤维格栅，再加铺6cm厚粗粒式沥青混凝土+5cm 厚中粒式沥青混凝土（加入4‰抗车辙添加剂）+3cm 厚细粒式沥青混凝土。各结构层连接要洒粘层沥青。
1.3.2水泥混凝土面板较稳定，但混凝土板较多网裂，基层未破坏，局部板块破碎、断裂、断角。将局部病害板块破碎挖除，在破除旧面板时要防止损伤基层，对板体进行更换时要把破裂的面板取除后对基层清扫检查，当发现基层上有少数裂缝，要加铺钢筋网，修复松散基层，注意要用C15混凝土填充、捣实，浇筑面层，基层表面要平整，并具有一定的横坡坡度，然后重新铺筑与旧板块等强度的水泥混凝土，其标高控制与旧板面平齐。为提高水泥混凝土的抗折强度，建议在补筑混凝土中加入15%抗裂剂。在凿碎清除破碎面板时，不宜用冲击力对周围板块基层有振动影响的机械，如冲击锤。清洗原路面，干燥后洒布粘层沥青，加铺自粘型玻璃纤维格栅，再加铺6cm厚粗粒式沥青混凝土+5cm 厚中粒式沥青混凝土（加入4‰抗车辙添加剂）+3cm 厚细粒式沥青混凝土。各结构层连接要洒粘层沥青。
1.3.3水泥混凝土面板不稳定，板块破碎、断裂、沉陷、掉边、断角等病害较严重，基层部分破坏，全部拆除已经松动的水泥混凝土板及挖除已经压碎的基层，用水泥稳定碎石（保证水泥稳定碎石厚度35cm）填补至原水泥混凝土板标高，洒透层沥青，加铺自粘型玻璃纤维格栅，再加铺6cm厚粗粒式沥青混凝土+5cm 厚中粒式沥青混凝土（加入4‰抗车辙添加剂）+3cm 厚细粒式沥青混凝土。各结构层连接要洒粘层沥青。
2.在水泥混凝土路面上加铺水泥稳定碎石基层后再加铺沥青混凝土面层（路面顶高程不受控制时）
2.1对水泥混凝土路面的病害分析及处治措施
水泥混凝土面板较稳定，基层未破坏，对局部破碎、断裂、断角的病害板块进行破除，然后重新铺筑与旧板块等强度的水泥混凝土，其标高控制与旧板面平齐。对旧板块板缝进行处治，加铺自粘型玻璃纤维格栅，再加铺18～25cm厚5%水泥稳定碎石基层后铺筑沥青混凝土面层。
2.2反射裂缝产生的机理。
旧水泥混凝土路面加铺层，由于接缝、裂缝的存在，其作为基层后整体的强度降低，而且在外力荷载作用下，沥青混凝土加铺层处于复杂的三维应力作用的状态下。车辆通过不连续的板体时，沥青混凝土加铺层由于接缝、裂缝的两侧相邻板块产生了纵向的位移差而出现了较大的剪应力，它是产生反射裂缝的主要原因。
2.3反射裂缝防治措施：
方法一：材料中适当增加沥青用量，减小混合料孔隙率，可延缓裂缝的扩展。设应力吸收层。方法二：采用APP改性沥青油毡作为应力吸收层。APP改性沥青油毡铺设在旧水泥混凝土板和加铺层之间，能起到应力吸收层的作用，并将反射裂缝应力由垂直方向转为水平方向，起到了消散水平应变和传递竖向荷载的作用，增强沥青混凝土的整体抗拉强度，延缓反射裂缝的产生。
2.4加铺沥青混凝土面层施工关键步骤
采用热拌、热铺纤维抗裂沥青混凝土，沥青混凝土加铺层厚度以9cm为适宜，下面层为5cm厚的沥青混凝土找平层，下面层为4cm厚的抗滑表层。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。施工时要使供料速度与摊铺速度相平衡，确保均匀，连续不断的摊铺，尽量进行全幅路一次摊铺。施工过程中，除对混凝土料进行检测外，还要对施工现场的质量进行控制，如摊铺厚度、压实度、平整度等，发现问题应及时处理解决。
3.对水泥混凝土路面碎石化后加铺水泥稳定碎石基层后再加鋪沥青混凝土面层（路面顶高程不受控制时）
3.1对水泥混凝土路面的病害分析及处治措施
水泥混凝土面板错台、翻浆、角隅破坏等病害达到总接缝长度的20%以上或板块出现开裂、断板、沉陷等病害需要修补的面积超过水泥混凝土路面总面积的20%以上。换板率高、修补面积过大，宜采用对旧水泥混凝土路面板进行碎石化，防止反射裂缝的产生。从破碎技术、施工进度、工程造价、路面材料再生利用率及旧水泥混凝土路面病害处理程度上比较，带多锤头破碎技术效果较好。就地再生，环保无污染。有效利用了旧水泥混凝土路面，避免因清除旧水泥混凝土路面板而造成环境污染。
旧水泥混凝土路面碎石化后，再撒布约1cm厚的石屑填缝振压，并开放交通碾压。基层采用18～25cm厚5%水泥稳定碎石，下面层为5cm厚中粒式沥青混凝土，上面层为4cm厚细粒式沥青混凝土。各面层连接要洒粘层沥青。
3.2旧水泥混凝土路面多锤头碎石化机理
带多个重锤的重力下落对水泥混凝土路面板进行锤击破碎，并配合有“Z”字花纹碾压轮的振动压实机对破碎后路面振动压实。破碎后的旧水泥混凝土板块类似于级配碎石，有利于防止反射裂缝的产生。
3.3旧水泥混凝土路面碎石化注意事项
桥梁、涵洞、挡墙等防护设施路段、公路近旁有敏感建筑物或设备（安全距离不少于5m）及不能经受再生设备引起的地面振动路段，宜采用人工小型破碎法。