摘要:水泥路面經(jīng)過長時間的使用后出現(xiàn)破損,車輛行駛舒適度差、噪音大等問題日益凸顯,已無法滿足道路使用者的需要。本文從水泥路面改造后主要破損成因入手,結(jié)合實踐經(jīng)驗,就加鋪中間層在道路“白加黑”改造中的作用進行探討。
關(guān)鍵詞:水泥路面改造;白加黑;防水粘結(jié)層;應(yīng)力吸收層
1、前言
水泥路面作為一種剛性路面結(jié)構(gòu),具有施工期短、早期強度高、承載能力強、維修養(yǎng)護少、工程造價小等特點。在20世紀80、90年代,在當時社會經(jīng)濟、交通現(xiàn)狀下,我國修建了大量的水泥路面,發(fā)揮了積極的作用,但是隨著時間的推進,早年建設(shè)的水泥路面大量出現(xiàn)破壞,路面出現(xiàn)跳車、唧泥、脫空、嗓音大等問題。道路的破損對城市交通的行駛安全性、舒適度以及城市美觀都造成了不良的影響。因此,如何針對這種剛性路面進行改造亦是道路大修面臨的一個重要課題。
本文結(jié)合大修實踐經(jīng)驗,從道路改造后主要病害出發(fā),就加鋪中間層在道路“白加黑”改造中的作用進行探討。
2、主要病害及舊路評價
據(jù)實踐及調(diào)查數(shù)據(jù),水泥路面“白加黑”改造后,路面早期病害形式主要有:
2.1 反射裂縫
“白加黑”路面早期病害形式以反射裂縫最具典型性。反射裂縫主要出現(xiàn)在舊水泥砼板縱、橫縫、斷板位置。其成因為水泥砼板發(fā)生位移差產(chǎn)生的剪應(yīng)力、拉應(yīng)力作用在瀝青面層,導(dǎo)致瀝青面層出現(xiàn)應(yīng)力集中區(qū),形成裂縫。從應(yīng)力作用形式可分為剪切裂縫和溫縮裂縫兩種,其中剪切裂縫為主要形式。
2.2 推移和波浪
城市道路交叉口車輛制(啟)動頻繁,車輛的制動和啟動會產(chǎn)生瞬時較大的摩擦力,此水平推力通過瀝青面層傳遞造成層間剪應(yīng)力。當層間剪應(yīng)力達到一定值,則造成推移、波浪。特別是在原水泥砼板存在較大高程差時,病害尤為嚴重。
2.3 剝落、坑槽
舊路側(cè)石破損或施工時受擾動與基礎(chǔ)脫空,導(dǎo)致綠化隔離帶內(nèi)的滯留水以及自然降水通過車行道側(cè)石內(nèi)外側(cè)縫隙滲入瀝青面層與水泥砼板之間。在行車荷載作用下,在材料空隙形成高水壓及高速水流,逐漸降低瀝青的粘結(jié)力,瀝青被從材料剝離,瀝青面層出現(xiàn)剝落,而后形成水損害性的坑槽。
2.4 彎沉值評價
在“白加黑”路面中,板塊間的彎沉差與反射裂縫,高程差與推移、波浪有著密切的關(guān)系。因此,舊水泥路面的性能直接影響到“白加黑”改造后的效果,其應(yīng)作為加鋪方案的首要參數(shù)。而通過水泥砼板間的彎沉差可以間接反應(yīng)出接縫處的材料性能,應(yīng)作為舊水泥路面檢測的重中之重。
[評價等級\平均彎沉值(0.01mm)\優(yōu)和良\20~45\中等及以下\>45\]
板塊的彎沉值評價如上表所示,而在相鄰兩塊板塊間的彎沉差若大于0.06mm,則可認為板塊接縫處應(yīng)力傳荷不足,應(yīng)進行相應(yīng)補強,減緩改造后早期破損的出現(xiàn)。
3、加鋪中間層
“白加黑”即為在舊有水泥路面上加罩瀝青混凝土面層的改造方式。國內(nèi)早期道路改造中采用直接加罩瀝青混凝土面層的方式,在工后一兩年即普遍出現(xiàn)反射裂縫,主要成因為舊路水泥板塊的垂直、水平移位、脫空等造成的。而今隨著技術(shù)的成熟,針對“白加黑”問題亦出現(xiàn)了諸多新的處理辦法。其中尤以加鋪中間層的作法應(yīng)用最廣。
筆者結(jié)合自身大修設(shè)計經(jīng)驗,將加鋪的中間層分為防水粘結(jié)層、應(yīng)力吸收層兩種。
3.1 防水粘結(jié)層
在道路改造工程中,常會鋪設(shè)玻纖格柵、聚酯玻纖布、下封層等中間層,起到粘結(jié)固定、防水保護的作用。
玻纖格柵具有高抗拉強度、耐高(低)溫、幾無蠕變、與瀝青混合料粘結(jié)牢固、對混合料有一定的固定作用等特性,在使用中能有效抑制應(yīng)力、釋放應(yīng)變,提高瀝青面層的抗拉和抗剪能力,從而有效減少水泥板塊造成的反射裂縫。近年來被廣泛應(yīng)用在路況相對較好的水泥路面的“白加黑”改造中,效果良好。筆者在參與北京市八大處道路大修項目中曾使用“粘層油+土工布”的中間層處理方式,因道路改造任務(wù)一般工期較短,施工節(jié)奏緊張,從施工現(xiàn)場觀察中發(fā)現(xiàn),施工質(zhì)量較難控制。多次發(fā)現(xiàn)土工布卷曲、粘層油撒布不均等現(xiàn)象。相較而言,玻纖格柵(特別是帶自粘膠的玻纖格柵)施工便捷性更好。
下封層起到粘結(jié)、防水的作用,一般可用在路面結(jié)構(gòu)水損較為嚴重的道路中,在基層和面層之間形成一道抵御水損的防護層,起到保護路面結(jié)構(gòu)的作用,防止水損的再次發(fā)生。筆者在近年道路大修工程中,針對基層采用水泥砼補強范圍的邊界采用在其上對縫布設(shè)防水卷材,能有效減緩反射裂縫的發(fā)生,并在局部區(qū)域起到下封層的防水防護作用,工后效果良好。
3.2 應(yīng)力吸收層
應(yīng)力吸收層作為中間層鋪設(shè)在水泥混凝土和瀝青混凝土之間,過渡“剛”“柔”,起到緩沖的作用。因其良好的抗老化、耐疲勞、高粘結(jié)、應(yīng)力吸收等特點,近年在“白加黑”改造工程中被廣泛應(yīng)用,主要有橡膠瀝青、瀝青砂膠、改性瀝青應(yīng)力吸收層等,其具有以下特點:
1、能將瀝青面層所傳導(dǎo)的荷載均勻化,減小層底拉應(yīng)力,結(jié)合其高粘結(jié)性的特點,可有效減少加鋪瀝青層推移、波浪的病害出現(xiàn)。
2、能有效緩沖和吸收水泥路面板塊間及基層裂縫產(chǎn)生的集中應(yīng)力,減小底層應(yīng)力的反射,從而減緩、減少改造后反射裂縫的發(fā)生。
3、能較好的填充舊路板塊縫隙、裂縫,起到修復(fù)、粘結(jié)的作用,并能防止路面水下滲,從而保護道路基層。
4、結(jié)語
近年來瀝青路面的高性能、舒適度高、養(yǎng)護便捷已得到普遍認同。因此對原有水泥路面改造成“白加黑”這種復(fù)合結(jié)構(gòu)形式的改造方法,已廣泛得到認同。其在節(jié)約社會資源、節(jié)省工程投資、避免水泥砼廢棄造成環(huán)境污染等各方面,具有重大意義。
但也因這種復(fù)合結(jié)構(gòu)的材料差異性導(dǎo)致其處理方式更加多樣性、復(fù)雜化。在改造中應(yīng)就方案進行研究、比選,對可能帶來的弊端應(yīng)做好統(tǒng)籌分析,最終采取適宜的處理方案,從而提高道路改造質(zhì)量。
參考文獻:
[1] 李永志, “白加黑”路面實踐的思考,公路養(yǎng)護技術(shù)論文集
[2] 沈旭、武和平,應(yīng)力吸收層在舊水泥混凝土路面改造中應(yīng)用,湖南交通科技,2010