旧水泥混凝土路面维修改造技术

谭任由

【摘要】水泥混凝土路面以其强度高、刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好等优点在公路建设中占有重要的地位，但同时也存在破损维修困难的不足。若得不到及时有效的维修和改造，将会引起更为严重的后果。基于此，本文就分析传统水泥路面修复和改造方法的不足的基础上，提出了新的施工方法，对其具体流程及优点作了一个详细介绍，并通过具体实例分析，可得知该技术获得了较好的应用效果。

【关键词】混凝土路面；改造；修复；优点；实施

引言

近年来，公路现有的水泥混凝土路面，有相当一部分由于已经接近甚至超过设计年限、超载车辆轴载的反复作用以及人为破坏等原因，导致其出现断板，错台，碎板，下沉等破损现象，使其使用性能和承载能力不断降低，影响了行车舒适及行车安全，且极易引起交通事故。与沥青混凝土路面而言，水泥混凝土路面平整度舒适性较低，其对基层的抗冲刷性要求高，对基底脱空相当敏感，不适应大沉降量，维修困难。本文就针对传统水泥路面修复和改造方法的不足，提出了一种新的路面修复和改造方法技术，旨在为同行工作提供参考。

1传统修复方法

传统的大修措施主要有两种：加铺沥青混凝土面层、加铺新水泥混凝土面层和翻修。但是，旧水泥混凝土路面沥青加铺层易产生反射裂缝，导致加铺层使用寿命缩短。为了减缓旧水泥混凝土路面接缝处沥青加铺层产生的反射裂缝，现有技术中普遍采用的两种方式仍存在如下的技术问题：

1）增加加铺层沥青混凝土厚度的方式，较厚的加铺层造成巨大的投资，而且效果不明显；

2）先破碎所有旧混凝土路面，在其上加铺水泥稳定碎石作为基层，再铺沥青混凝土调平层，然后加铺沥青混凝土路面的方式，破碎的级配特性及稳定性难以把握，尤其对于水泥面板破碎尺寸，达不到理想中的要求其应力应变特性与一般的弹性层状体系有较大的差别，此方法最大的缺陷是没有充分利用旧水泥路的剩余强度。针对传统方法的不足，提出了一种新的修复改造路面的方法。

2新的修复方法及优点

一种旧水泥混凝土路面的修复改造方法，可以对旧水泥混凝土路面的接缝及裂缝进行处理，以解决旧水泥混凝土路面加铺沥青路面易产生的反射裂缝的问题，使路面能够抵御因温度应力导致的不均匀变形，可延长加铺沥青路面的使用寿命。

2.1新的修复方法

为了解决上述技术问题，设计了一种旧水泥混凝土路面的修复改造方法，包括以下步骤：铣刨旧水泥混凝土路面，对旧水泥混凝土路面上的接缝进行扩缝及清缝作业；紧密平整的填充接缝；同步铺撒改性沥青料及碎石料，将其碾压在旧水泥混凝土路面上形成应力吸收层；在应力吸收层上铺筑沥青路面。同步铺撒改性沥青料及碎石料，将其碾压在旧水泥混凝土路面上形成应力吸收层的步骤包括以下步骤：在特定的温度下将经水洗风干的单一粒径的石料及改性沥青料同时铺撒在旧水泥混凝土路面上，在特定的温度下对其进行碾压。

改性沥青料被加热至不低于150℃的温度进行铺撒，铺撒量范围在1.4kg/m2-1.8kg/m2之间；碎石料的铺撒量范围在4.5kg/m2-7.5kg/m2之间。碾压形成的应力吸收层至少包括包覆在沥青膜及裹覆有改性沥青料的碎石料之间的悬浮密实层，用以降低接缝处的应力峰值。改性沥青料对碎石料的裹覆面积不低于65%。

铣刨旧水泥混凝土路面步骤：对铣刨后的路面进行彻底清扫，以清除旧水泥混凝土路面上的灰尘。对旧水泥混凝土路面上的接缝进行扩缝及清缝作业步骤：在接缝内部的两侧及底部涂刷改性乳化沥青粘层油。对接缝进行扩缝的扩缝宽度为5cm，深为8cm。

紧密平整的填充接缝的步骤还包括以下步骤：在接缝两侧的旧水泥混凝土路面上涂刷防水层；在涂刷有防水层的接缝的上方铺设玻纤格栅。涂刷防水层的涂刷宽度为40cm，涂刷量为0.38-0.45kg/m2；玻纤格栅按照先纵向后横向的方式进行铺设。

2.2新的修复方法的优点

本方法所提供的旧水泥混凝土路面的修复改造方法，由于旧水泥混凝土路面和加铺沥青路面之间铺设应力吸收层，应力吸收层的中部设有可降低旧水泥混凝土路面接缝处应力峰值的悬浮密实层，其能够起到分散反射裂缝能量的作用，使旧水泥混凝土路面的接缝不会直接成为反射裂缝发展到加铺的沥青路面上，延长加铺沥青路面的使用寿命；抑制和延缓反射裂缝的效果明显，同时还具有一定的防水功能。此外，也因应力吸收层具有一定的变形能力，能够防止旧水泥混凝土路面和加铺沥青路面间因温度应力导致的不均匀变形的情况；加铺沥青路面能有效地改善旧水泥混凝土路面的使用性能，充分利用旧水泥混凝土路面的剩余强度，造价低，施工方便，且对交通、环境影响小，应用广泛。

3具体实施

结合参见图1、图2所示，为旧水泥混凝土路面修复改造方法的实施例一。

如图1所示，本实施例中的旧水泥混凝土路面的修复改造方法包括：

步骤S10，铣刨旧水泥混凝土路面，对旧水泥混凝土路面上的接缝进行扩缝及清缝作业；

步骤S20，紧密平整的填充所述接缝；

步骤S30，同步铺撒改性沥青料及碎石料，将其碾压在所述旧水泥混凝土路面上形成应力吸收层；

步骤S40，在所述应力吸收层上铺筑沥青路面。

具体实施时，步骤S10的实施过程如下，如图2所示，为本发明实施例的旧水泥混凝土路面的修复改造方法的第二流程框图。其中：

步骤S101，在铣刨旧水泥混凝土路面，其对旧水泥混凝土路面精铣刨的深度控制在1cm以内。该精铣刨深度有利于充分利用旧水泥混凝土路面的剩余强度，施工面积也比较小，有利于降低工程造价。其中：步骤S101铣刨旧水泥混凝土路面的步骤之后包括以下步骤：

步骤S102，对铣刨后的路面进行彻底清扫，其作用是清除所述旧水泥混凝土路面上的灰尘，达到洁净的效果，为后续填充旧水泥混凝土路面上的接缝做好准备。

步骤S103，对旧水泥混凝土路面上的接缝进行扩缝及清缝作业。实施时：旧水泥混凝土路面经过铣刨后，原来接缝两侧平整的边缘已经被铣刨机的刀头破坏为不规则的形状，导致接缝的实际宽度稍有增加。这时，采用扩缝机对铣刨后的接缝进行扩缝处理，扩缝的要求宽度为5cm，深为8cm然后，再采用清缝机对接缝内部的杂物进行彻底的清理。扩缝及清缝操作有利于在下述填充接缝的步骤中使改性沥青砂能够平整、密实的填充所述接缝，对反射裂缝能够起到一定的抑制作用。

步骤S20紧密平整的填充所述接缝包括以下步骤：

步骤S201，在接缝内部的两侧及底部涂刷改性乳化沥青粘层油。实施时，可以采用人工涂刷的方式在扩大后的接缝内部两侧及底部涂刷改性乳化沥青粘层油。涂刷粘层油时，应做到全部面积涂刷到位，不留空白。

步骤S202，改性沥青砂能够平整、密实的填充接缝。实施时，砂粒式改性沥青混合料填充铣刨后水泥板间的接缝，填缝要求做到密实、平整，且砂粒式沥青混合料的集料和混合料应满足相应的质量标准。

步骤S203，在接缝两侧的旧水泥混凝土路面上涂刷防水层。本实施例中，使用AMPLM二阶反应型防水材料。防水材料的涂刷宽度为40cm，涂刷量为0.38-0.45kg/m2，其可增强路面的防水功能，延长加铺沥青路面的使用寿命。

步骤S204，在涂刷有防水层的接缝的上方铺设玻纤格栅。玻纤格栅的规格为2.64cm×2.64cm，按照需要的宽度裁成宽度为40cm或60cm，铺设方式为先纵向后横向。

玻纤格栅的作用是：由于玻纤格栅具有良好的抗拉强度和韧性，能够长期经受温度、行车荷载在旧水泥混凝土路面接缝处产生的重复的应力应变作用，从而延缓旧水泥路面板接缝处反射裂缝的形成和向上发展。

步骤S30，同步铺撒改性沥青料及碎石料，将其碾压在所述旧水泥混凝土路面上形成应力吸收层。其包括：在特定的温度下将经水洗风干的单一粒径的石料及改性沥青料同时铺撒在旧水泥混凝土路面上，在特定的温度下对其进行碾压。

具体实施时，专用的同步碎石车将改性沥青料及碎石同时铺撒在旧水泥混凝土路面上，其采用粒径为6-12mm的碎石。碎石及集料温度应满足如下条件：集料清洁，经过严格的水洗风干，不粘有风尘、污泥、沙土或杂物。集料温度达到150℃以上，SBS改性沥青加热到170℃，碎石撒布量为6kg/m2，沥青洒布量为1.6kg/m2。该步骤利用同步碎石封层车进行撒铺，封层车要匀速平稳地行驶。紧接着，使用胶轮压路机对上述集料进行碾压成型。具体操作流程如下：当封层车前进约10m左右时，用9t～16t压路机碾压。相邻两幅初压完成后，即可进行错轮碾压，全幅碾压遍数不少于5遍。碾压时，应遵循先两边后中间、先慢后快的原则，碾压时每次轮迹应重叠30cm，碾压速度控制在70m/min，且每次折回的位置避免在同一横断面上。在此过程中，应满足的其它条件如下：集料温度、改性沥青料被加热的温度通常为不低于150℃，本实施例中改性沥青加热的温度为170℃，改性沥青料的铺撒量范围在1.4kg/m2-1.8kg/m2之间；碎石料的铺撒量范围在4.5kg/m2-7.5kg/m2之间，使其能够形成应力吸收层抑制和延缓反射裂缝的前提下，使造价最为经济。

经上述步骤形成的应力吸收层位于旧水泥混凝土路面与沥青加铺路面之间，具有抗变形能力强和劲度模量低的特点。具体地，应力吸收层从结构上主要由三层结构组成：底层为一定厚度的沥青膜，中间层为悬浮密实结构的沥青混合料，最上一层碎石层，其中，碎石层为被沥青裹覆面积达到不低于65%的石料。

本实施例中，碎石层中碎石上裹覆沥青的面积为70%。所铺设应力吸收层的作用是：由于应力吸收层的中间为悬浮密实结构，接缝处上面会有集料分布，当反射裂缝向上发展时，集料颗粒会起到一种分散反射裂缝能量的作用，从而延缓反射裂缝向沥青面层的发展。也就是说，若在旧水泥混凝土路面上直接加铺沥青路面，旧水泥混凝土路面的接缝会直接成为反射裂缝发展到沥青面层，影响并缩短了加铺路面的寿命。

此外，由于应力吸收层的集料一部分嵌挤在沥青中，另一部分露在外面，因此，使得应力吸收层具有一定的变形能力。当在旧混凝土路面和加铺沥青面层间铺设应力吸收层时，温度变化时，由于应力吸收层具有一定的变形能力，从而作为一个过渡层，可以缓解因上、下两种结构层的材料不均匀产生的不均匀变形。也就是说，若直接在旧混凝土路面加铺沥青路面，由于沥青面层和水泥混凝土的变形不一致，因此会产生温度应力，产生不均匀变形的问题。除此之外，应力吸收层在旧水泥混凝土路面与沥青加铺层之间起到“承上启下”的粘结作用，由于其具有抗变形能力强和劲度模量低的特点，变形通过缓冲层传递至加铺层，可以起到降低裂缝应力峰值的作用，因而能预防或延缓反射裂缝的出现；同时还具有良好的防水功能，是一种性能良好的新型应力吸收层。

实施本方法实施例的旧水泥混凝土路面的修复改造方法，由于旧水泥混凝土路面和加铺沥青路面之间铺设应力吸收层，应力吸收层的中部设有可降低旧水泥混凝土路面接缝处应力峰值的悬浮密实层，其能够起到分散反射裂缝能量的作用，使旧水泥混凝土路面的接缝不会直接成为反射裂缝发展到加铺的沥青路面上，延长加铺沥青路面的使用寿命；抑制和延缓反射裂缝的效果明显，同时还具有一定的防水功能。此外，也因应力吸收层具有一定的变形能力，能够防止旧水泥混凝土路面和加铺沥青路面间因温度应力导致的不均匀变形的情况；加铺沥青路面能有效地改善旧水泥混凝土路面的使用性能，充分利用旧水泥混凝土路面的剩余强度，造价低，施工方便，且对交通、环境影响小，应用广泛。

4结语

综上所述，道路的水泥混凝土路面作为我国高等级路面的主要形式之一，直接影响着城市道路的使用寿命。本文提出了一种新的旧水泥混凝土路面修复改造方法，详细阐述了步骤，经具体实施，该方法可以对旧水泥混凝土路面的接缝及裂缝进行处理，以解决旧水泥混凝土路面加铺沥青路面易产生的反射裂缝的问题；使路面能够抵御因温度应力导致的不均匀变形，可延长加铺沥青路面的使用寿命；同时改善了交通条件，节约了资金，缩短了旧路改造的工期，具有良好的经济效益及社会效益。由此可见，该技术具有良好的应用前景，可被广泛推广应用。

参考文献：

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