摘要: 结合诸城市206 国道旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的改造工程实践, 介绍了加铺层设计中合理确定加铺层厚度、改善加铺层性能、设置中间应力吸收层、处理好旧水泥混凝土路面等关键技术。该工程取得了良好的效果,积累了成功的经验。
关键词: 道路改造; 沥青混凝土加铺层; 反射裂缝
中图分类号: U418.6 文献标识码: A 文章编号: 1004- 4655(2006)06- 0018- 02
在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层是一种刚柔结合的复合结构，但两者性能差异大，温度影响大，在短时间内，容易出现反射裂缝的病害。为了延长沥青加铺层使用寿命，如何防止或延缓反射裂缝的出现，是一个值得研究的课题。
1 工程概况
诸城市206 国道穿越市区3 km, 成为市区的一条主要交通干线。该路原为15 m 宽水泥混凝土路面。1998 年拓宽为三块板，机动车道宽24 m ，绿化隔离带宽2 m ，非机动车道宽5 m ，总宽38 m ；机动车道为水泥混凝土路面，非机动车道为沥青混凝土路面。2004 年诸城市政府决定将其改建为一块板，主路宽32 m ，为双向8 车道，人行道宽8 m ，总宽48 m 。
2 现状道路的调查
通过对该道路进行现场踏勘及弯沉测试结果情况如下。
1) 水泥混凝土板块基本完好, 无沉陷、断板、脱空现象。纵、横缝均采取锯缝措施处理。
2) 水泥混凝土路面接缝弯沉较小( 最大处0.21mm, 平均0.10 m m ）。水泥板块接缝两侧弯沉差最大处0.05 m m ，平均0.03 m m 。水泥混凝土抗折强度最小4.6 M Pa，平均4.7 M Pa。
3) 沥青混凝土路面损坏严重, 网裂、沉陷现象普遍。
4) 沥青混凝土路面弯沉较大( 最大处8.00 mm,平均3.00 m m ）。
3 加铺层设计原则
道路改造的沥青加铺层设计应考虑的主要因素是防止或延缓反射裂缝的出现。由于车辆荷载影响，水泥混凝土相邻板块产生竖向位移差，出现较大的剪切应力；而旧水泥混凝土路面的应力在接缝处不连续，当冬季气温较低时，沥青混凝土加铺层会因为接缝处的应力过大而产生开裂，形成所谓的温度型反射裂缝。反射裂缝对道路的破坏不是简单的裂缝问题，更严重的是反射裂缝产生后，路表水会沿着裂缝向下渗透至路基，引起路基损坏。因此，针对反射裂缝这个问题，采取的措施有：①合理的沥青加铺层厚度；②改善沥青加铺层性能；③设置中间应力吸收层；④处治好旧水泥混凝土路面等技术。采用这些技术，可以延缓反射裂缝的出现。
3.1 沥青加铺层厚度的确定
沥青混凝土加铺层厚度设计由行车荷载和防反射裂缝两个因素控制。由于水泥混凝土面板本身强度较高，故可以做为基层。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以8! 10 cm 比较理想。根据JTG D 40—2002《公路水泥混凝土路面设计规范》，高速公路和一级公路的最小厚度宜为10 cm ，其他等级公路的最小厚度宜为7 cm 。
3.2 沥青加铺层性能的改善
采用合适的改性沥青, 可以提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性，还能保证良好的抗车辙、抗滑、防水等性能。SBS 改性沥青SM A (沥青玛蹄脂碎石混合料)效果较为明显，能显著减少和延缓病害的产生，延长路面使用寿命。另外，沥青混凝土加入纤维，可以提高沥青罩面层的抗拉强度，同时也减轻车辙的出现。
3.3 设置中间应力吸收层
在沥青罩面层与水泥混凝土路面结合良好的前提下, 水泥混凝土路面接缝处的集中应力使得裂缝直接延伸至罩面层，而集中应力来源于温度变化、行车荷载及两者的综合作用。
采用土工布或玻璃纤维格栅作为水泥混凝土路面与沥青混凝土加铺层中间层，可有效地改善路面结构应力分布，抵抗和延缓由路面基层裂缝引起的沥青混凝土路面反射裂缝的发生，从而提高路面的使用寿命，同时具有良好的防水效果。土工合成材料是一种人工合成的高分子聚合物，具有很高的耐热性，优异的耐寒性，良好的整体性、连续性和耐久性。
3.4 旧水泥混凝土路面处治
对于脱空板、有裂缝的板, 以及角隅断裂、错台等均进行修补。要确保旧水泥混凝土路面与沥青混凝土加铺层的层间连接质量，对旧路面采取凿毛，并洒布高质量的结合油（ 最好用改性沥青）。采用聚氨脂封填裂缝、改性沥青油毡铺贴裂缝等方法，可很好地减少地表水通过旧水泥混凝土板的缝隙下渗到基础，也可减少地下水通过旧水泥混凝土板的缝隙进入加铺层，还可改善旧水泥混凝土板块在接缝处的力学性能，从而达到改善甚至阻止裂缝扩展，延缓与防治裂缝反射。
4 诸城市206 国道改造具体方案
4.1 原有路面结构性能的分析
在沥青混凝土加铺罩面之前, 对旧水泥混凝土路面的损坏情况和结构状况进行正确的评价是解决反射裂缝和保证加罩成功至关重要的一环。根据道路实测弯沉值，我们认为旧水泥混凝土路面可以保留使用，个别板块错台、板角损坏等情况，按有关规范要求进行处治。旧沥青混凝土路面由于大面积损坏，利用价值已不大，需全部挖出重新新建。
4.2 设计方案
对三个设计方案进行分析比较后, 决定采用以下方案。挖出非机动车道及绿化隔离带进行新建。新建路面基础顶与旧水泥混凝土路面顶一致，结构为：16cm 的10% 灰土+2! 16 cm 的水泥稳定碎石；最后对新旧道路浇洒结合油，撒3" 8 m m 厚石屑，摊铺土工布，加罩6 cm 沥青混凝土（ A C-25I）+ 4 cm 聚酯合成纤维加筋沥青混凝土（ A C-13I）。
4.3 工程效果评价
该工程仅用了40 d 就完成通车, 拓宽后道路车流量大增，单车道流量现已超过2 000 pcu/h。使用至今已近2 a，道路路况良好，通过近期实地的观察，仅有两条较小横缝出现，全路均无沉降出现。
5 结语
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。国内在近年来对这种改造方法进行了较多的探讨。从实践经验看，反射裂缝防治措施只能延缓或减少反射裂缝，不能从根本上消除。水泥混凝土路面的沥青混凝土罩面牵涉到多方面的技术因素，尚有待进一步的理论和试验研究。诸城市206 国道旧水泥混凝土路面加铺改造，应用了许多新技术、新材料，为今后水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层改造积累了经验。
