浅谈水泥混凝土旧路面加铺沥青混凝土路面施工技术要点.docx
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浅谈水泥混凝土旧路面加铺沥青混凝土路面施工技术要点
浅谈旧水泥混凝土路面加铺沥青路面施工技术要点
摘要：
通过对城市水泥混凝土路面加铺沥青路面改造过程实际经验总结研究,论述城市道路"白加黑"改造过程中前期调查改造方案确定；脱空板的判断与处置、断板坏板处理、原道路裂缝缝处理；沥青混凝土配合比设计、拌制、运输、摊铺、碾压成型、接缝处理、与原来道路顺接、道路排水等关键环节的质量控制,对城市道路"白加黑"改造工程具有一定的指导作用。
第1章 绪 论
随着国民经济的发展，道路交通量剧增，汽车轴载日益重型化，许多早期建设的水泥混凝土路面产生了多种破损现象：
结构承载能力不足、行车舒适性差、车速难以提高。
在近年来城市道路和公路的改建和扩建中，为节约工程投资，有效地利用旧水泥混凝土路面，在其上加铺沥青混凝土，在原有水泥混凝土路面层上加铺新的沥青混凝料面层,成为新的路面结构,也就是人们通常说的“白加黑”改造正在不断发展。
相比水泥混凝土路面而言,沥青混凝土路面具有扬尘少、噪因小、行车舒适、修建工期短、易于维修等诸多优点以改善其使用性能，但加铺的沥青混凝土常出现反射裂缝，进而导致面层的开裂和剥落，表面水下渗，造成路面损坏。
为此，对水泥混凝土路面改造技术需进一步分析研究，加强对其建设质量的控制。
旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层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、提高路面的抗渗性能等关健环节。
第2章 道路改造过程中前期调查及改造方案
前期调查主要包括原水泥砼道路现有路况，包括原路弯沉值检测、坏板断板情况调查，原混凝土强度检测、及远景交通量预测，及改造过程中交通组织的预计。
综合上述工作后，拟定改造后道路路面结构，上面层4cm AC-13SBS改性沥青混凝土，下面层为6cm AC-20普通沥青混凝土。
这样的结构层是充分考虑了道路改造后使用情况及整个项目工程造价而决定的，是可行的方案。
2.1 原道路路面的处理
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。
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。
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。
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，道路原路面处理是整个道路加铺沥青面层改造成败的关键。
2.1.1 针对沉陷、网状断裂板、边角损坏破裂板的处理
沉陷板和网状断裂板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首先确定处理范围，边角损坏破裂板在确定范围后后切割，破碎，清理，夯实，在破碎过程中要采用适宜的破碎机，挖机太大，破碎力太强易导致周围板块松动。
挖机太小，效率不高，易造成窝工，导致工期延误，本项目采用的180挖机破碎。
破碎后及时清理，夯实，夯实过程中采用小型打夯机夯实。
浇筑混凝土，新浇筑混凝土采用两层浇筑，上层为20cm设计抗折强度
4.5mpa，材料选用早期强度高、后期强度稳定且收缩性小并加入早强剂的混凝土。
下层采用15cm后C15贫混凝土基层。
在混凝土浇筑完毕之后，及时养护，对较大的板块及时切缝灌缝。
养护7天后才允许车辆通行（城区主要为小车）。
2.1.2针对脱空板的处理
脱空板可采用人工观察法和弯沉测定法来确定，人工观察法是用肉眼观察水泥混泥土路面接缝、裂缝、唧泥等情况初步判定脱空，这种方法的缺点是主观性强，即使是有经验的工程师也避免不了错判和漏判。
弯沉测定法是测试板角弯沉，如果超过某一限值，就判定存在脱空，我们在实施过程中主要通过弯沉检测来确定脱空板，首先选取水泥混泥土路面荷载最不利作用位置作为检测点，即横缝和纵缝附近的点，采用两台5.4米长杆弯沉仪及BZZ-100标准轴载（后轴轴载10T）测定车，凡弯沉值大于0.2㎜或弯沉差大于0.06㎜即可认定为脱空，根据弯沉检测报告确定脱空板及位置。
下道工序就是钻孔注浆，水泥混泥土面板灌浆是利用灌浆管，施加一定的压力将水泥浆均匀注入板底空隙、板下基层或垫层中，以充填、渗透、挤密等方式，赶走板底空隙中的积水、空气后占据其位置。
钻孔根据实际情况布置，每个板一般钻3-5个，钻孔深度为面板底3-5㎝，注浆前需要对压力机进行检查，符合要求后才能使用。
水泥浆材料一般包括水泥、粉煤灰、水、外加剂等，按设计比例调制拌合好，浆体一般具有良好的可泵性、和易性、保水性。
根据估算用量，使用多少拌合多少，尽量避免拌合后搁置，造成浪费。
水泥浆要注饱满，看到周边孔、缝溢流出水泥浆为止。
注浆完成后，立即对注浆区域进行封闭，设立标志，经过7天的养生后才允许小型车辆通行。
2.1.3既有路面纵缝、横缝处理
水泥混泥土路面的薄弱环节主要在其纵横接缝处，防水处理是关键的一环，对纵横缝进行灌缝处理是防止地下水渗透进入沥青面层或路面水渗进入基层。
首先检查原有水泥混凝土路面的接缝是否完好，若缝内无填缝料或填缝料不满，先清除缝内杂物，缝隙要清理要干净、无杂物，清理深度一般为面板厚度的1/3,清缝后用聚氯乙烯胶泥灌缝，该种材料在高温下热稳定性好，低温下不易老化变
脆，安全经济，又不会给环境造成污染，可以满足接缝灌缝的需要。
灌缝机行进速度要适中，灌缝后要对其重新检查，发现凹陷的部位要重新补灌，保证灌缝要饱满；对大于1㎝的缝或缝与缝之间啃边剥落严重部位采取沥青砂进行修补，修补高度与原路相平，以利于防裂贴粘贴。
清缝灌缝要彻底不能留有死角。
2.1.4板面细小裂缝处理
对面板缝隙小于1cm的细小裂缝，用清缝机清缝后采取乳化环氧树脂灌缝。
当缝宽小于0.5cm,采取扩缝灌料的方式，扩缝宽度为0.6-1.0cm，深度2.5-3.0cm。
对大于1cm的裂缝，采用清缝机清缝并安补块或灌沥青砂。
在扩缝的时候一般的扩缝机不宜操作，本项目采用小型手持式切割机切缝，能满足宽度和深度要求。
在灌环氧树脂时先用空压机清缝，然后及时灌缝。
2.2 防裂贴铺设
水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土这种路面结构普遍存在一个问题：
沥青加铺层会受到反射裂缝及其产生的反射应力的影响。
环境与交通量因素的负效应常常使裂缝迅速扩散，严重影响沥青加铺层的使用寿命。
如何控制反射裂缝产生的时间和扩散速度是我们必须解决的关键问题。
2.2.1 反射裂缝产生的机理
反射裂缝是指下层混凝土板的接逢或裂缝，由于温度和湿度的不断变化与车辆荷载的反复作用，在加铺层的相应位置上产生裂缝。
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。
2.2.2 防止反射裂缝的措施
目前国内外最普遍的防止反射裂缝的措施有铺设玻璃纤维土工格栅，铺设防裂贴以及粘贴改性沥青油毛毡等。
玻璃纤维土工格栅的抗拉强度高，但其不能解决防水问题；改性沥青油毛毡在铺设时有一定难度，需要用喷火器熔融后压粘跨缝粘贴；防裂贴的抗拉强度相对较低，但综合性能好于前者，既能起到防止反射裂缝的作用，又能形成一个理想的防渗透层，目前较常用这一方法。
它可以延缓反射裂缝的发生时间，也可以减小反射裂缝发生的破坏程度。
本工程采用厚度为3mm，宽度为33cm的防裂贴（技术指标见表1）。
表1 防裂贴的相关技术指标
型 号
面层粘缝带
厚度（MM）
3.0
耐热度℃
110 无滑动、流淌、滴落
拉力，N/50MM≥
450
低温柔度，℃
-30
剪切性能
4.0或粘和面外断裂
抗穿孔性
不渗水
抗裂强度，N≥
200
外观
1级，无滑动、流淌、滴落
拉力保持率，%≥
80
低温柔度，℃
-25
2.2.3 在铺设防裂贴的要点
1、原路面要彻底清洗干净，不能有灰层，否则会影响粘贴效果。
2 、铺设时要一次成型。
3 、粘贴好之后要用压辊将防裂贴压平，不能有皱折。
4 、在搭接过程中，要留有10cm的搭接长度。
在沥青混凝土下面层摊铺过程中，摊铺机械行走过程中不要把防裂贴损坏了，对于防裂贴损坏及推移情况要及时处理。
在混合料运输过程中，不要再防裂贴位置调头，应在场外倒车进入摊铺地点。
防止防裂贴皱折损坏。
第3章 沥青混凝土的铺筑
包括沥青混凝土原材料的确定、配合比设计、拌制、运输、摊铺、碾压成型、接缝处理、与原来道路顺接问题和交通开放等工序。
是整个道路白加黑改造的核心.
3.1 沥青配合比的设计阶段
3.1.1 施工材料的选择
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。
1、关键的材料沥青要选用重交通道路石油沥青AH—70，性能、指标必须满足高等级路面施工的要求。
其技术指标见表2
表2 AH-70沥青技术指标
指 标
单位
要 求
试验方法
针入度（25°,5S，100G）
0.1MM
60-80
T0604
针入度指数PI
-1.8-+1.0
T0604
软化点（R﹠B）不小于
℃
46
T0606
60℃动力粘度不小于
Pa.s
/
T0304
10℃延度不小于
CM
15
T0605
15℃延度不小于
CM
100
T0605
蜡含量（蒸馏法），不大于
%
3
T0615
闪点不小于
℃
260
T0611
溶解度不小于
%
99.5
T0607
密度（15℃）
g/cm3）
实测记录
T0603
TFOT
质量变化不大于
%
±0.8
T0610或T0609
残留针入度比（25℃）不小于
%
58
T0604
残留延度（10℃）不小于
CM
4
T0605
2 、粗集料在沥青混合料中起到整体骨架的作用，本身的强度特性，集料与沥青的粘附性，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都起着决定性作用。
粗集料必须是坚韧、粗糙、有棱角的优质料。
其技术指标见表3
表3 沥青混泥土粗集料技术指标
指 标
单位
要 求
试验方法
石料压碎值，不大于
%
28
T0316
洛杉矶磨耗损失，不大于
%
30
T0317
表观相对密度，不小于
-
2.50
T0316
吸水率，不大于
%
3.0
T0304
坚固性，不大于
%
12
T0314
针片状颗粒含量（混合料），不大于
%
18
T0312
水洗法（0.075MM颗粒含量），不大于
%
1
T0310
软石含量，不大于
%
5
T0320
磨光值PSV，不小于
-
T0321
粘附性，不大于
4
T0616
3 、细集料要具有良好的棱角性和嵌挤性能。
石料的抗压强度不能低于三级，压碎值要小于25%，与沥青材料粘结力不能低于三级，并且要控制石料中的扁平颗粒含量，扁平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。
一般选取的石料必须达成洁净、无杂质、无风化，具有良好的抗压强度。
建议采用机制砂，或者机制砂和天然砂混合使用，其中天然砂的含量不大于10%。
其技术指标见表4
表4 沥青混凝土细集料技术指标
指 标
单位
要 求
试验方法
含泥量（小于0.075MM的含量），，不大于
%
3
T0333
砂当量，不小于
%
60
T0334
表观相对密度，不小于
-
2.50
T0328
亚甲蓝值，不大于
G/KG
25
T0349
坚固性（＞0.3MM部分），不大于
%
12
T0340
棱角性（流动时间），不小于
S
30
T0345
4、混和料中要掺配适量的高质量的矿粉等填料，洁净、干燥、无杂质的矿粉用量一般为混和料总重的2%～4%。
其技术指标见表5
表5 沥青混凝土填料技术指标
指 标
单位
要 求
试验方法
表观密度，不小于
T/M3
2.5
T0352
含水量，不大于
%
1
T0103烘干法
粒度范围＜0.6MM
＜0.15MM
＜ 0.075MM
%
100
90-100
75-100
T0351
外观
-
无团粒结块
-
亲水系数
-
＜1
T0353
塑性指数
%
＜4
T0354
加热安定性
-
试测记录
T0355
3.1.2 沥青混泥土配合比设计
确定了路面原材料，如沥青、粗集料、细集料、外加剂等，通过实验检测判定该材料满足设计要求后，应严格按照配合比设计过程的三个阶段控制，即目标配合比设计阶段，生产配合比设计阶段，生产配合比验证阶段。
在实践过程中三个阶段配合比设计是一个完整的整体，必须通过设计找到一个平衡点，材料性能、经济各方面都满意，得出一个标准配合比，经过批准方可生产使用。
在实践过程中重视试验段，不要认为试验段主要是检验施工工艺。
实际上只有通过试验段混合料拌合、摊铺、碾压，仔细观察才能判断配合比设计和施工工艺的合理性。
在生产过程中应该严格按照试验段取得的数据来确定的配合比进行施工，加强跟踪检测，严格控制进场材料的质量，如遇到材料发生变化并经检测沥青混合料的矿料级配、马歇尔技术指标不符合要求时，应及时调整配合比，使沥青混合料的质量符合要求并保持相对稳定。
应本次改造的沥青下面层采用的是卵碎石，为酸性材料，在施工过程中加入了沥青用量0.3%的抗剥落剂。
以利于沥青与集料的结合，提高了混合料的稳定度。
另外还要注意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。
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。
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