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摘 要：某公路通车15年来，路面出现了较为严重的病害，行车道路面损坏较多，通过对旧混凝土路面的全面调查，总结旧路面出现的不同病害情况，并提出了相应的修补措施。工后观测表明，旧路面得到了较好的处治，说明修补措施是可行、有效的。另外，根据本工程的实际破坏状况及室内外试验，提出了合适的加铺层结构，确定了加铺层的厚度、材料，并进行了加铺层防止放射裂缝的设计。
关键词：水泥混凝土路面；沥青加铺层；补强设计
1 工程概况及路面现状调查
某段大修工程原路面为水泥混凝土路面，本项目拟对破坏严重段进行大修，大修起止桩号为K44 + 300 ～ K48 + 849.66，合计4.55km。旧路水泥混凝土路面需进行打裂压稳处理，全幅加铺18cm 二灰碎石（为提高早期强度，外掺4%水泥）+ 10cm 沥青混凝土面层。该工程过街段两侧为现浇路缘石，其他处各为路面两侧各80cm 宽硬路肩。根据规范要求，对该路段路面板块进行了断板率统计分析。断板率的计算方法是：根据路段破损状况调查得到的断裂类病害的块板数，按断板裂缝种类和严重程度的不同，采用不同的权修正系数进行修正后，除以该调查路段板块的总数得出，以百分数表示。本项目全线平均断板率 DBL=4.09%，评定结果为良。路面破损状况以病害类型、轻重程度和出现的范围和密度三项属性表征。同一块板内存在多种病害或轻重程度等级时，以最显著的种类和最重的程度计入系数。路面结构承载力是路面使用性能的一个重要组成部分，反映了路面的结构强度特性，是路面设计、施工控制、养护管理以及路面改建过程中的一个重要指标，其表征指标通常产用路表弯沉。接缝是水泥混凝土路面的重要组成部分，也是整个路面结构中最薄弱的环节，实际使用中的混凝土路面，绝大多数的破坏都发生在接缝的附近，有关接缝传荷能力的评定、接缝的修复等应当是混凝土路面结构状况评定与分析的重点。水泥混凝土板缝弯沉差和板边弯沉指标对于旧水泥混凝土路面加铺沥青面层是两个很重要的控制指标，因为旧面层接缝（或裂缝）处的弯沉量和弯沉差是加铺层反射裂缝产生的主要原因。目前，我国还没有统一的规定，但从全国路面结构无损检测协作组的调研统计情况来看，不同的地区，不同的工程实例，所定的指标不同。但基本上，板边弯沉介于 0.14～0.24mm，板缝弯沉差介于0.05～0.08mm。根据分析结果，结合全国路面结构无损检测评价技术协作组的统计，以及全国其他同类项目的情况，采用0.14mm作为板边弯沉控制指标。
2 旧水泥混凝土路面处治
在铺筑沥青加铺层时，首先应将原路面清理干净，对其病害进行修复处理，并填封所有的接缝和裂缝，以缓减反射裂缝的产生。宽度小于 3mm 的轻微裂缝，可采取裂缝灌浆。贯穿全厚的大于 3mm 小于 15mm 的中等裂缝，可采取罩面进行补缝。厚度大于 15mm 的严重裂缝可采用全深度补块。全深度的补块分集料嵌锁法、刨挖法、设置传力杆法。水泥混凝土面板边角轻度剥落进行修补时，将被剥落的表面清理干净，用沥青混合料或接缝材料修补平整；板边严重剥落时，其修补方法同裂缝处理相同。板角断裂按破裂面的大小确定切割范围，破损部分应凿成垂直面，保留其原有钢筋，现浇混凝土，与老混凝土面板之间的接缝贯入填缝材料。该段大修工程改造工程对路面病害的处治给予了高度重视，对水泥路面的各种破坏情况，采取了相应的修补方法，本次改造以单点弯沉和接缝两侧板块的弯沉差来控制水泥板块的修复。其中，单点实测弯沉值，即对板块进行逐板地毯式弯沉测量。考虑到该路段设有18cm 厚的二灰碎石层，其弯沉控制指标（0.01mm）为：（1）实测弯沉值0≤Lr≤20 之间，不予处理；（2）实测弯沉值20 < Lr < 40 之间，钻孔压浆处理；（3）实测弯沉值Lr > 40，按脱空板处理。
3 沥青加铺层方案设计
3.1 加铺层厚度设计
沥青混凝土加铺层的设计厚度主要由结构强度和防反射裂缝两个因素控制。结构强度方面主要取决于作为基层的水泥混凝土面板，这方面基本没有问题。而防治反射裂缝方面，考虑到较薄的加铺层对此效果甚微，根据《公路水泥混凝土路面设计规范》的相关规定并结合该段桥标高受到限制的实际情况，决定采用10cm 的沥青加铺层，即4cm 的细粒式沥青混凝土和6cm 的中粒式瀝青混凝土。
3.2 加铺层材料设计
改性沥青的选用.该段旧水泥混凝土路面加铺改造工程对面层沥青的使用提出了特殊要求，既要有较好的高温稳定性，又要有较好的低温抗裂性。大量试验结果表明，SBS 对沥青的高、低温性能均有明显的改善。因此，本工程选用SBS 改性沥青，其中一半采用进口成品的改性沥青，一半采用现场加工的SBS 改性沥青。同时考虑到工程的经济性，仅在上面层使用改性沥青。研究表明，SBS 含量达到3% 时，才会对沥青产生明显的改性作用，其具体用量视实际情况和要求定，一般为3% ～ 6%。本工程分别取3%、4%、5%、6% 等4种SBS 含量分别进行改性试验，根据相关试验数据并结合本工程的特点，最终确定SBS 含量选用4.5%。
SMA 的应用。考虑到该段大修工程中加铺层受力状况复杂，既要密实防水，又要具有较好的抗裂、抗滑性能，因此，本工程决定上面层采用SMA 结构，同时为了进一步增强面层的抗裂性能，适当增大沥青用量，改性沥青SMA 的油石比定为6.5%。
3.3 加铺层防止放射裂缝的设计
改性沥青油毡的应用。为减少水通过旧水泥混凝土板接缝下渗土基或进入加铺层，同时为减小接缝区加铺层中因两侧板块垂直与水平的相对位移而产生的应力，在旧路面修补工作完成后，采用APP 改性沥青油毡对水泥路面的所有纵横缝进行贴缝处理，油毡贴缝宽度为50cm。
玻纤格栅的应用。相关研究表明，玻纤格栅的应用不仅可以使沥青路面减少车辙、推迟疲劳裂缝的产生，还可以延缓反射裂缝的发展。同时，玻纤格栅耐高温且稳定性好的特点，也便于热沥青混凝土的摊铺。因此，本次工程经综合考虑选用了GG 2000 I 型玻纤格栅。
参考文献
[1]周文天.旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构可靠性分析[J].民营科技，2017（12）
[2]荣国涛.旧水泥混凝土路面沥青加铺层施工前病害一般处理方法[J].民营科技，2017（10）
（作者单位：山西省公路局吕梁分局应急处置中心）
关键词：水泥混凝土路面；沥青加铺层；补强设计
1 工程概况及路面现状调查
某段大修工程原路面为水泥混凝土路面，本项目拟对破坏严重段进行大修，大修起止桩号为K44 + 300 ～ K48 + 849.66，合计4.55km。旧路水泥混凝土路面需进行打裂压稳处理，全幅加铺18cm 二灰碎石（为提高早期强度，外掺4%水泥）+ 10cm 沥青混凝土面层。该工程过街段两侧为现浇路缘石，其他处各为路面两侧各80cm 宽硬路肩。根据规范要求，对该路段路面板块进行了断板率统计分析。断板率的计算方法是：根据路段破损状况调查得到的断裂类病害的块板数，按断板裂缝种类和严重程度的不同，采用不同的权修正系数进行修正后，除以该调查路段板块的总数得出，以百分数表示。本项目全线平均断板率 DBL=4.09%，评定结果为良。路面破损状况以病害类型、轻重程度和出现的范围和密度三项属性表征。同一块板内存在多种病害或轻重程度等级时，以最显著的种类和最重的程度计入系数。路面结构承载力是路面使用性能的一个重要组成部分，反映了路面的结构强度特性，是路面设计、施工控制、养护管理以及路面改建过程中的一个重要指标，其表征指标通常产用路表弯沉。接缝是水泥混凝土路面的重要组成部分，也是整个路面结构中最薄弱的环节，实际使用中的混凝土路面，绝大多数的破坏都发生在接缝的附近，有关接缝传荷能力的评定、接缝的修复等应当是混凝土路面结构状况评定与分析的重点。水泥混凝土板缝弯沉差和板边弯沉指标对于旧水泥混凝土路面加铺沥青面层是两个很重要的控制指标，因为旧面层接缝（或裂缝）处的弯沉量和弯沉差是加铺层反射裂缝产生的主要原因。目前，我国还没有统一的规定，但从全国路面结构无损检测协作组的调研统计情况来看，不同的地区，不同的工程实例，所定的指标不同。但基本上，板边弯沉介于 0.14～0.24mm，板缝弯沉差介于0.05～0.08mm。根据分析结果，结合全国路面结构无损检测评价技术协作组的统计，以及全国其他同类项目的情况，采用0.14mm作为板边弯沉控制指标。
2 旧水泥混凝土路面处治
在铺筑沥青加铺层时，首先应将原路面清理干净，对其病害进行修复处理，并填封所有的接缝和裂缝，以缓减反射裂缝的产生。宽度小于 3mm 的轻微裂缝，可采取裂缝灌浆。贯穿全厚的大于 3mm 小于 15mm 的中等裂缝，可采取罩面进行补缝。厚度大于 15mm 的严重裂缝可采用全深度补块。全深度的补块分集料嵌锁法、刨挖法、设置传力杆法。水泥混凝土面板边角轻度剥落进行修补时，将被剥落的表面清理干净，用沥青混合料或接缝材料修补平整；板边严重剥落时，其修补方法同裂缝处理相同。板角断裂按破裂面的大小确定切割范围，破损部分应凿成垂直面，保留其原有钢筋，现浇混凝土，与老混凝土面板之间的接缝贯入填缝材料。该段大修工程改造工程对路面病害的处治给予了高度重视，对水泥路面的各种破坏情况，采取了相应的修补方法，本次改造以单点弯沉和接缝两侧板块的弯沉差来控制水泥板块的修复。其中，单点实测弯沉值，即对板块进行逐板地毯式弯沉测量。考虑到该路段设有18cm 厚的二灰碎石层，其弯沉控制指标（0.01mm）为：（1）实测弯沉值0≤Lr≤20 之间，不予处理；（2）实测弯沉值20 < Lr < 40 之间，钻孔压浆处理；（3）实测弯沉值Lr > 40，按脱空板处理。
3 沥青加铺层方案设计
3.1 加铺层厚度设计
沥青混凝土加铺层的设计厚度主要由结构强度和防反射裂缝两个因素控制。结构强度方面主要取决于作为基层的水泥混凝土面板，这方面基本没有问题。而防治反射裂缝方面，考虑到较薄的加铺层对此效果甚微，根据《公路水泥混凝土路面设计规范》的相关规定并结合该段桥标高受到限制的实际情况，决定采用10cm 的沥青加铺层，即4cm 的细粒式沥青混凝土和6cm 的中粒式瀝青混凝土。
3.2 加铺层材料设计
改性沥青的选用.该段旧水泥混凝土路面加铺改造工程对面层沥青的使用提出了特殊要求，既要有较好的高温稳定性，又要有较好的低温抗裂性。大量试验结果表明，SBS 对沥青的高、低温性能均有明显的改善。因此，本工程选用SBS 改性沥青，其中一半采用进口成品的改性沥青，一半采用现场加工的SBS 改性沥青。同时考虑到工程的经济性，仅在上面层使用改性沥青。研究表明，SBS 含量达到3% 时，才会对沥青产生明显的改性作用，其具体用量视实际情况和要求定，一般为3% ～ 6%。本工程分别取3%、4%、5%、6% 等4种SBS 含量分别进行改性试验，根据相关试验数据并结合本工程的特点，最终确定SBS 含量选用4.5%。
SMA 的应用。考虑到该段大修工程中加铺层受力状况复杂，既要密实防水，又要具有较好的抗裂、抗滑性能，因此，本工程决定上面层采用SMA 结构，同时为了进一步增强面层的抗裂性能，适当增大沥青用量，改性沥青SMA 的油石比定为6.5%。
3.3 加铺层防止放射裂缝的设计
改性沥青油毡的应用。为减少水通过旧水泥混凝土板接缝下渗土基或进入加铺层，同时为减小接缝区加铺层中因两侧板块垂直与水平的相对位移而产生的应力，在旧路面修补工作完成后，采用APP 改性沥青油毡对水泥路面的所有纵横缝进行贴缝处理，油毡贴缝宽度为50cm。
玻纤格栅的应用。相关研究表明，玻纤格栅的应用不仅可以使沥青路面减少车辙、推迟疲劳裂缝的产生，还可以延缓反射裂缝的发展。同时，玻纤格栅耐高温且稳定性好的特点，也便于热沥青混凝土的摊铺。因此，本次工程经综合考虑选用了GG 2000 I 型玻纤格栅。
参考文献
[1]周文天.旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构可靠性分析[J].民营科技，2017（12）
[2]荣国涛.旧水泥混凝土路面沥青加铺层施工前病害一般处理方法[J].民营科技，2017（10）
（作者单位：山西省公路局吕梁分局应急处置中心）