浅谈水泥混凝土路面改造工程的质量控制

　　引言：水泥路面具有造价较低、刚度大、强度高、使用耐久和日常养护工作量小等诸多优点，在我国得到推广和大量建设。近年来，一些早期建设的水泥混凝土路面产生了多种破损现象，引起结构承载力不足，行车舒适性差，车速难以提高等问题。要求在其上加铺沥青混凝土路面，以改善其使用性能。以旧有水泥混凝土路面作为作为基层在其上加铺沥青层具有成本较低，施工方便，能充分利用旧水泥混凝土路面，对环境影响较小等优点，因此在旧水泥路面改造中应用最多。旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土免除是一种特殊的路面结构，其应力应变特性与一般的弹性层状体系有较大的差别，质量控制涉及到旧水泥混凝土板的处理，反射裂缝的防治，加铺层厚度控制，面层材料的选择，提高路面的抗渗性等关键环节。

　　1旧水泥混凝土路面板处理

　　沥青混凝土路面属柔性路面，面层的强度直接取决于基层的强度，基层强度不足将直接导致面层的破坏。纵观国内水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层设计，最关键的问题是要对旧水泥路面板的处理。旧水泥混凝土板受温度变化影响大，而且旧路面板存在接缝和裂缝，并常常伴有错台、断板、啃边、沉陷、脱空等损坏现象，使得复合结构中奇异部位尤为突出。以旧水泥混凝土路面作基层，应具有足够的强度与适宜的刚度。首先对其使用状况进行全面彻底的调查，对出现的路面病害、部分结构承载力不足等进行深层次的分析。一般通过人工调查对旧水泥路的病害按段落桩号进行统计，采用探地雷达、弯沉仪对混凝土板的脱空和其结构层的均匀情况、路面承载能力进行检测评价。尤其在传荷能力较差的接缝处，板下脱空影响重大，必须对水泥混凝土路面的处治给予高度重视。其次针对不同种类的病害进行有效的处理。对边角破碎损坏较深和较宽的路面，先用切割机切除损坏部分，然后浇注同标号混凝土;对破损较浅、较窄的，可凿除5cm以上，然后用细石拌制的混凝土混合料填平;对发生错台或板块网状开裂，应首先考虑是路基质量出现问题，必须将整个板全部凿除，重新夯实路基及基层，浇注同标号混凝土;对于板块脱空、桥头沉陷、板的不均匀沉陷及弯沉较大的部位，钻穿板块，然后用水泥浆高压灌注处理。

　　2反射裂缝的防治

　　所谓反射裂缝，是指路面基层先于面层产生裂缝，并将基层裂缝反射到面层。原有水泥混凝土路面的裂缝和初始缺陷在温湿循环应力和荷载重复应力的共同作用下，在沥青加铺层底部产生应力集中，首先导致加铺层底部开裂，随后逐步由加铺层底部向上扩展，最终使裂缝贯穿整个面层，形成反射裂缝。就沥青混凝土路面开裂的原因，可分为两大类，即荷载型裂缝和非荷载型裂缝。通常是由于旧水泥混凝土路面接缝、裂缝处的竖向和水平位移所致。竖向位移是接缝、裂缝两侧板面由于车辆荷载作用产生的垂直方向的相对位移。水平位移是由于温度或湿度变化引起的水泥混凝土板的胀缩产生的水平方向的位移。水泥混凝土板产生的水平位移，使沥青加铺层在接缝、裂缝处产生较大的拉应力，当拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时，即出现开裂。在温度、湿度应力和车辆荷载的综合作用下，裂缝不断向上发展，反射到加铺层表面。因此，需要对沥青混凝土面层反射裂缝进行综合防治。其中包括对基层的处理，面层材料的选择等，现重点介绍一下玻璃格栅在工程中的应用。玻璃纤维土工格栅是网状结构，沥青混合料的集料可贯穿其中，形成一个复合的力学嵌锁体系，这种限制阻碍了集料的运动，沥青混合料可以得到更好的压实，具有更大的承载能力，并能提高传荷能力，减少变形。因此，玻璃纤维土工格栅在道路罩面中起到了骨架作用。玻璃纤维格栅由于和混合料嵌锁粘结而形成整体，通过剪应力的传递，在降温收缩时产生向心张力，相当于对路面施加双向的“预压应力”，使格栅和面层间形成较高的抗拉强度和抗剪强度，能有效地提高抵御基层裂缝扩张时的拉应力，从而达到防止产生基层反射裂缝的目的。此外，由于玻璃纤维格栅的加入增加了面层结构的整体性，从而大大降低了冻融作用的影响。在玻璃纤维格栅铺设前，除应消除原有水泥混凝土路面的缺陷以外，还应对铺设路面采取其他相应的处理措施。事实上，玻纤格栅的使用效果与铺设路面的处理情况密切相关，在铺设前必须将路面上可能影响格栅与底层结合强度的物质如油脂、油漆、封层料、水渍、污物等彻底清除干净，使铺设表面清洁干燥。玻纤格栅上感压式背腹属水溶性物质，如路面有水迹时，应待路面干燥后再进行铺设。铺设格栅之前需撒粘层油，粘层油如使用乳化沥青需在完全破乳干燥后铺设格栅。格栅铺设可由拖拉机或汽车改装的专用设备进行铺设，也可人工铺设。格栅铺设时，应保持其平整、拉紧，不得起皱，使格栅具备有效的张力，铺完之后再用干净的胶轮压路机碾压一遍。目前常用的玻纤格栅有带自粘胶和不带自粘胶两种。带自粘胶的可直接在已平整的基层上铺设，不带自粘胶的通常采用钢钉固定法。格栅搭接为纵向搭接，搭接宽度不小于20cm，横向搭接宽度不小于15cm，纵向搭接应根据沥青摊铺方向将前一幅置于后一幅之上。固定时不能将钢钉钉于玻纤上，不能用锤子直接敲击玻纤，固定后如发现钢钉断裂或铁皮松动，则需重新固定。玻纤格栅铺设固定完毕后，须用胶轮压路机适度碾压稳定，使格栅与原路表面粘结牢固。在实际施工中，有些施工单位采用撒布粘层油后直接摊铺玻纤格栅，压路机随后碾压，其效果较好，玻纤格栅也不易起波浪。

　　3加铺层厚度控制

　　沥青混凝土加铺层厚度由行车荷载和防止反射裂缝两个因素控制。旧水泥混凝土路面作为基层，强度较高，其上铺筑沥青混凝土结构层，强度满足行车荷载需要，关健是防止反射裂缝的产生。过厚的沥青混凝土面层由于温度影响会产生裂缝。因此，厚度标准应与一般的沥青混凝土路面设计一样，在满足承载能力的前提下，路面结构层厚度应有良好的水稳定性和高温强度，沥青混凝土面层应满足使用功能的要求。旧路改造一般采用两层密实型沥青混凝土结构，沥青混凝土面层的最小厚度为8～10cm比较理想，一层为最小厚度5cm的沥青混凝土整平层，一层为4cm左右的抗滑表层，实现与其他沥青路面一样，具有良好的平整度、构造深度和密实度等。

　　4面层材料选择

　　原材料是影响沥青混凝土质量的根本所在，严格把好进场材料关对沥青混凝土生产质量将产生至关重要的影响。生产沥青混凝土所需材料为沥青、石料、填料。关键的材料沥青要选重交通道路石油沥青、改性沥青，其性能、指标必须符合高等级路面施工要求。集料在沥青混合料中起到一个整体骨架作用来抵抗路面的变形，集料本身的强度特性、集料与沥青的粘附性、集料的棱角性和集料的级配对沥青混凝土路面的强度、高温稳定性和水稳性起决定性作用。石料应结合当地的地材情况，根据路面的使用性能和要求确定。要采用优质石料用先进的锤式破碎机生产。控制石料中的扁平状含量，扁片颗粒含量多会增加石料的表面积和沥青用量，也会降低混合料的抗形变能力。一般选破碎面较多、扁平颗粒较少的石料，并且必须达到洁净、无杂质、无风化，具有良好的颗粒形状，抗压强度应不低于三级，压碎值小于25%，与沥青材料粘结力不低于三级。矿粉要洁净、干燥、无杂质，有30%能通过0.074mm筛，亲水系数小于1.0，外观无团粒、结块。砂的细度模数为2.3-3.0，含泥率小于1%。

　　5提高沥青混凝土路面的抗渗性能

　　要保证路面结构的水稳定性和耐久性，预防水破坏是至关重要的。因此，应将路面抗渗性能作为一个重要指标来控制。尤其是粘附性有利于提高抗渗性。采用改性沥青、掺加抗剥落剂、在矿粉中掺加一定量的水泥，对抵抗剥离以提高沥青混合料水稳性都有明显效果。但要注意不同抗剥落剂与各种石料之间的匹配问题。当选用掺加水泥时，应注意确保施工实际掺加剂量的准确性。此外，要选择适当的级配范围，提高沥青用量及提高4.75～9.5mm规格集料的用量相应地都可以提高混合料的抗渗性能。

　　结束语：旧水泥混凝土上加铺沥青混凝土面层，是改造旧水泥混凝土路面行之有效的方法之一，在公路的改建和扩建中大部分地区已普遍采用。成功的关键在于精心设计、精心施工。同样厚度的沥青加铺层，采用不同的沥青材料、不同的结构层，其抗反射裂缝能力就不同。我们要对原有路面破损的成因进行细致的调查和深层次的分析，为材料组成设计和结构组合设计提供可靠的依据。此外，在加铺层施工中必须在试验指导下对整个生产进程实施科学的监测，参照施工技术规范规定的频率进行抽提、筛分和做马歇尔试验，指导拌和站对生产参数作相应的调整，进一步加强施工的质量控制。