水泥混凝土路面加铺沥青面层改造技术

 目前水泥混凝土路面修复比较困难。一般采用的大修措施有3种：加铺沥青混凝土面层、加铺新水泥混凝土面层和翻修。

（一）水泥混凝土路面加铺沥青面层改造的类型

1.是对板块进行维修后，加铺薄层罩面，并对罩面层切缝、灌缝（CUT & SEAL）。由于罩面层比较薄，一般只有4~6cm，所以罩面层还会出现裂缝，对应的措施就是在罩面之后，在旧水泥混凝土路面的接缝处进行切缝，然后进行灌缝。

2.维修之后加铺比较厚的面层，一般10cm以上。这种类型对旧路面的维修要求比较高，如果加铺层的厚度不够的话，仍然会出现一定的反射裂缝。

3.破碎板的方式，将原来的板块破碎，作为基层，然后罩面。板块破碎的方法有打裂/稳定、碎石化等。

水泥混凝土路面加铺沥青面层改造可以发挥旧水泥混凝土路面的强度和刚度比较高、沥青路面平整舒适的特点，这种路面刚柔相济，可以取得比较好的使用效果。但水泥混凝土路面加铺沥青面层改造的关键问题是如何控制路面的反射裂缝。

（二）改造前的调查研究工作

水泥混凝土路面加铺沥青面层改造之前，要对路面的情况进行详细的调查，首先要做比较准确的诊断，这样才能采取相应的治疗措施。路面调查主要包括以下几方面：

1.路面破损状况调查。调查路面的各种裂缝、沉陷、错台、唧浆、脱空等等病害，关于调查方法，《水泥混凝土路面养护技术规范》中有详细的介绍。根据调查结果，计算出路面的断板率DBL以及路面的状况指数PCI，评定水泥混凝土路面的状况。在调查的过程中，还要分析主要病害产生的原因。

2.路面结构承载力调查。结构承载力的调查，一般要对路段的弯沉值进行调查，弯沉值反映路段总体的结构承载力状况。弯沉测试也主要有两种方法，一种是采用落锤式弯沉仪FWD进行测试，FWD优点是可以利用弯沉盆曲线，反算路面各层的模量，评价各层的承载力状况。另一种就是采用贝克曼梁弯沉仪，值得注意的是，水泥混凝土板是刚性的结构，为了减小测量误差，一般采用长臂贝克曼梁(5.4m），减少板块效应对测量的影响。

3.接缝传荷能力调查。普通水泥混凝土路面，是一个个不连续的板块，当行车荷载作用于路面时，尤其是作用在接缝处时，两个板块间的传荷效果，直接影响接缝处加铺层的应力状况。荷载作用下接缝处的竖向位移差是产生裂缝最重要的原因。

4.水泥混凝土强度测试，取芯进行强度测试，主要是反映旧的混凝土的强度特性。

5.行驶质量的测试和抗滑能力的测试，评价路面的行车舒适性和行车安全。

6.交通的状况调查，目前很多水泥混凝土路面的损坏，实际上跟交通荷载有非常密切的关系，尤其是和车辆的超载有密切的关系。与沥青路面向比，水泥混凝土路面对超载的反应更为敏感，超载一倍，沥青路面累计当量轴次为4倍多，而水泥混凝土路面累计当量轴次为16倍。在交通组成的调查中，要重点调查货车交通量，尤其是超载的比例。

7.路基路面的排水调查。目前我国的沥青路面也与水泥路面在排水设计上还存在着很多的问题需要完善，实际上很多路面的破损都是因为排水不完善而引起。水泥混凝土路面中常见的唧浆、脱空现象和排水不良有关。

（三）改造技术的关键问题及解决措施

1.改善罩面层的性能

（1）增加罩面层的厚度，可以改变路面的应力状况，减少温度对板块的影响。缺点，价格较高，受限于标高地段。

（2）加铺层沥青混合料的配比，在材料组成上采用改性沥青和添加一些添加剂提高混合料的变形能力或者是强度。

（3）在级配方面，为了防止反射裂缝，可做针对性的设计，采用沥青含量比较高的混合料类型，提高路面的变性能力。经验表明，沥青用量较高，抗反射裂缝的效果较好。

2.采用中间层。中间层分成两种类型，一是高模量的夹层，采用玻纤格栅、玻纤布等，该类型的材料模量较高，抗拉强度高，加铺在罩面上，提高面层的抗拉强度，起到一定延缓反射裂缝的作用。一是低模量的夹层，该材料的特点是比较柔软，变性能力很强，即使在较大的变性下仍然不会开裂，可以将水泥板产生的位移消散掉，裂缝就不会向加铺层上反射。该方法在国外应用也比较多，通常称为应力吸收薄膜夹层(SAMI)。施工方法较简单，喷洒一次橡胶沥青或改性沥青，撒布单一粒径的集料，用胶轮压路机碾压，将集料压入到沥青中，沥青膜的厚度会增长到5mm左右。在上一层热拌混合料施工的时候，集料又会嵌挤到其中，最后会形成接近1cm左右的应力吸收薄膜夹层。

3.补强层。

（1）当旧的水泥混凝土路面破损严重或道路的交通量较大，就要在沥青罩面层和处治后或破碎后的混凝土路面之间增加一层半刚性基层或柔性基层，增加加铺层的厚度，减少反射裂缝发生的几率。

（2）采用诺丁汉沥青混合料试验机评价集中夹层材料的抗裂性能。评价发现：土工布对抗反射裂缝的效果不明显。土工布材料厚度比较薄，通常只有1～2mm，抗拉强度比较低，水泥混凝土板块产生位移时，很容易将土工布拉伸，不能消除接缝处应力集中的现象，土工布的防反效果不明显。

（3）根据试验，玻璃纤维格栅有一定的防反效果，可以延长20%的疲劳寿命。玻璃纤维的模量很高，断裂伸张率低，当板块产生运动时，对沥青加铺层起到加固作用，提高面层的抗拉强度，有一定的延缓反射裂缝的能力。实验表明，加了SAMI层之后，疲劳寿命可以延长43%。如果采用改性沥青或者是橡胶沥青，SAMI层的效果会更明显。所以不同的材料对提高抗反射能力有不同的效果，从原理上认识这些特点，才能采用比较有效的措施。