李巖松

摘 要：近些年來，隨著公路建設的發(fā)展，公路的改建和擴建工程越來越多，在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層是一種常用的、有效的路面修復技術。它具有工期短、對交通影響小、修復后路面服務性能好等優(yōu)點，國內有相當多的公路采用了此類改造方案。

關鍵詞：路面施工；瀝青；反射裂縫力學分析

一、反射裂縫力學分析

1.對稱荷載作用下，當加鋪層的厚度小于17cm時，裂縫尖端處于受壓狀態(tài)。應力強度因子KI=0，KII=0，舊水泥路面中的裂縫屬于閉合型裂縫。而當加鋪層厚度超過17cm后，裂縫尖端處于受拉狀態(tài)，此時屬于張開型裂縫。

2.隨著加鋪層厚度的增加，裂縫尖端應變能密度呈減小趨勢。這表明在交通荷載作用下，增加瀝青混凝土層加鋪層厚度有利于降低面層底部裂縫尖端的應力集中程度。但面層厚度增大到一定程度后，減小的程度趨于緩慢。

3.胎壓對加鋪層斷裂性能的影響非常顯著，說明重載車輛對瀝青混凝土加鋪層的破壞情況嚴重。

4. 格柵模量對加鋪層開裂性能的影響較顯著。隨著格柵模量的增加，裂縫尖端應變能密度值不斷減??；當格柵模量超過2000MPa 后，繼續(xù)增加格柵模量，裂縫尖端應變能密度的減小速度逐漸變慢。

5.瀝青穩(wěn)定碎石模量對加鋪層的抗裂性能有重要影響，計算表明，當瀝青穩(wěn)定碎石模量在800～1000MPa時，裂縫尖端的水平應力和應變能密度較小。由此可見，在瀝青穩(wěn)定碎石混合料設計時，應選用密級配，提高混合料的抗變形能力，對加鋪層反射裂縫的防止有重要作用。

二、施工材料要求

1. 瀝青 采用重交通道路石油瀝青AH—70，其質量應滿足《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》的要求。

2.集料

（1）粗集料 粗集料必須使用堅韌、粗糙、有棱角的優(yōu)質石料，必須嚴格限制集料中的扁平顆粒含量，所使用碎石應采用捶擊式或錐式碎石機破碎，不得使用顎板式軋石機破碎。

（2）細集料 細集料在整個集料中只占很小的比例，但為了提高混合料的高溫穩(wěn)定性，要求細集料具有良好的棱角性和嵌擠性能。建議采用機制砂，或者機制砂和天然砂混合使用，其中天然砂的含量不大于10%。

（3）填料 為保證瀝青混合料有足夠的溫度穩(wěn)定性、耐久性和良好的級配，混和料中還應摻配適量的高質量的石粉和石屑填料，石粉用量一般為混和料總重的2%～4%，具體用量應根據(jù)馬歇爾穩(wěn)定度試驗確定，但不得少于2%，石屑劑量根據(jù)材料篩分結果計算確定。

3.瀝青混合料 瀝青碎石混合料的配合比設計應遵循《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》中關于熱拌瀝青混合料配合比設計的要求，根據(jù)實踐經(jīng)驗和馬歇爾試驗的結果，經(jīng)試拌試鋪論證確定。

4. 混合料的生產、運輸和碾壓 瀝青混合料必須在瀝青拌和廠采用機械拌制，經(jīng)拌和的瀝青混合料應均勻一致，無花白料，無結團成塊或嚴重的粗細料分離現(xiàn)象，不符合要求時不得使用，并應及時調整。氣溫低于5℃時，不宜攤鋪瀝青混合料。機械攤鋪的混合料除特殊情況外，一律不得用人工反復修整，以保證路面平整度達到規(guī)范要求。

5.接縫要求 瀝青混合料在施工縫及構筑物兩端的連接處必須仔細操作保證緊密平順?？v向接縫在攤鋪時應采用熱接縫，不能采用熱接縫時，必須灑粘層油使之粘結良好。相鄰2幅及上下層的橫向接縫均應錯位1m以上。中下層的橫向接縫可采用斜接縫，上面層應采用垂直的平接縫。鋪筑接縫時，可在已壓實部分上面鋪設一些熱混合料使之預熱軟化，以加強新舊混合料的粘結。

三、復合式加鋪層結構設計的原則

1. 設計方案制定的主要目標①防止雨水滲入原水泥混凝土路面與基層結構層中；②提高路面結構承載能力，以適應國道主干線的交通需要；③盡可能減弱原路基與路面結構的先天不足，消除質量隱患；④恢復路面平整度與抗滑能力，改善路面使用性能，提高通行能力。

2. 設計方案制定的原則①路面結構內部應按照防排結合的原則進行防排水設計，將路面結構與防排水進行綜合設計，盡量防止雨水滲入路面結構與路基內部，排除可能滲入路面結構內部的雨水。②在滿足技術要求（交通量和使用性能）的條件下，因地制宜、合理選材、節(jié)約投資的原則進行路面結構方案的技術經(jīng)濟比較，選擇技術先進、安全可靠、經(jīng)濟合理、方便施工的結構方案。③按照科學、可靠、可行、經(jīng)濟的指導思想，盡可能應用成熟技術，確保改造工程的成功。對新技術、新材料、新工藝應慎重采用，先修筑試驗路，取得經(jīng)驗后再推廣應用。④路面結構方案應注重環(huán)境保護的有關規(guī)定，合理安排瀝青混合料的拌和站位置，妥善處理好舊水泥混凝土破碎塊廢料及廢棄瀝青混合料，保護環(huán)境，減少對環(huán)境的影響。⑤舊路加鋪改造設計， 應盡可能采用較薄的路面結構，減少對沿線交通設施的影響；減少橋梁恒載的增加；減少對天橋凈空的影響；減少對軟弱地基及高填方不均勻沉降的影響；減少路線縱坡的頻繁變化可能造成的路面縱向不平整和行車舒適性降低。⑥盡可能不增加橋梁恒載，在橋梁檢測與橋梁結構驗算的基礎上慎重考慮橋面加鋪層結構與材料，以及選擇合適的橋梁加固方案。

四、瀝青加鋪關鍵技術探討

1.加鋪層的設計標準 目前國內對于混凝土板加鋪瀝青混凝土面層往往最關心的是如何減少加鋪后瀝青混凝土面層的反射裂縫問題。對于這個問題我們認為：國內外大量的工程實踐證明，瀝青混凝土路面的裂縫是無法避免的，無論采用任何措施，瀝青混凝土路面的裂縫是早晚要產生的；其次，瀝青混凝土路面產生裂縫后，如果正常養(yǎng)護使其不再進一步發(fā)展，產生其他病害，并不會對路面的使用性能產生多大影響；再者，多年的研究表明對于較厚的瀝青混凝土面層，裂縫產生的原因主要是溫度裂縫，而不是反射裂縫或對應裂縫。

2. 瀝青混凝土面層的厚度 瀝青混凝土面層的厚度大小取決于其使用功能的要求，盡管這種觀點有些不合潮流。過厚的瀝青混凝土面層，對改善路面使用效果沒有意義。現(xiàn)在看來，舊路改造，采用2層結構比較理想、經(jīng)濟。

五、結語

在加鋪瀝青混凝土面層前需要對老路面進行全面的調查、評價。這是與一般復合式路面設計最大的不同點，也是設計的難點。根據(jù)水泥混凝土路面上加鋪復合式瀝青路面結構設計的原則，借鑒國內外實體工程的實施經(jīng)驗與理論分析結果證明在結構上是可行的，并且有利于結構承載能力的提高與表面使用性能的改善。