白加黑路面改造反射裂縫防治技術(shù)研究

黃金明

(珠海市東部大橋養(yǎng)護(hù)中心，廣東 珠海 519000)

0 引言

傳統(tǒng)的舊水泥混凝土路面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)斷板、橫縱裂縫等問(wèn)題，路面實(shí)用性、美觀性不高。在對(duì)水泥混凝土路面進(jìn)行白加黑改造時(shí)，受水泥路面病害影響，瀝青混凝土層會(huì)發(fā)生反射裂縫問(wèn)題。為延長(zhǎng)白加黑路面使用壽命，增強(qiáng)其功能性，相關(guān)單位需要深入分析白加黑路面病害問(wèn)題成因，采取相應(yīng)辦法解決病害問(wèn)題。

1 工程實(shí)踐應(yīng)用

珠海市第三批主城區(qū)道路(十條道路)路面改造及美化工程位于廣東省珠海市香洲區(qū)，改造范圍包括健民路、三臺(tái)石路、金雞路、岱山路、白云路、梅界路、藍(lán)盾路、心華路、志威路及翠前路，改造道路全長(zhǎng)16.83 km，道路寬度24 m～45 m，雙向四車(chē)道～六車(chē)道，道路等級(jí)城市主干路、次干路，主要路幅組成4 m(人行道)+3.5 m(非機(jī)動(dòng)車(chē)道)+2 m(側(cè)綠化帶)+12 m(機(jī)動(dòng)車(chē)道)+2 m(中央綠化帶)+12 m(機(jī)動(dòng)車(chē)道)+2 m(側(cè)綠化帶)+3.5 m(非機(jī)動(dòng)車(chē)道)+4 m(人行道)=45 m，以及4 m(人行道)+16 m(機(jī)動(dòng)車(chē)道)+4 m(人行道)=24 m。本工程改造的道路交通流量較大，其中健民路、三臺(tái)石路及翠前路為城市南北向的主要通道，金雞路為東西向主要通道，并且發(fā)揮景觀軸線的作用。隨著城市建設(shè)的不斷發(fā)展和機(jī)動(dòng)車(chē)保有量的逐年增加，現(xiàn)狀水泥路面經(jīng)過(guò)多年使用，產(chǎn)生了一系列諸如裂縫、斷板、坑槽、凹陷等病害，影響行車(chē)舒適及城市景觀效果，甚至造成安全隱患。因此，對(duì)現(xiàn)狀道路進(jìn)行路面白加黑改造及景觀提升，使其發(fā)揮重要交通功能、保障行車(chē)安全，提升珠海市整體景觀形象，是十分必要的。結(jié)合本工程實(shí)際情況，對(duì)反射裂縫相關(guān)分析如下。

2 反射裂縫問(wèn)題概述

2.1 裂縫成因分類

目前，白加黑路面存在的反射裂縫問(wèn)題主要分為以下兩種：其一，受溫度因素影響形成的裂縫問(wèn)題。外界環(huán)境溫度過(guò)低，路面基層板會(huì)發(fā)生收縮變形的問(wèn)題，導(dǎo)致瀝青層內(nèi)部產(chǎn)生了較大的拉應(yīng)力[1]。外界環(huán)境溫度過(guò)高，基層板受熱膨脹形變，導(dǎo)致瀝青層內(nèi)部產(chǎn)生了較大的壓應(yīng)力。長(zhǎng)久受兩種應(yīng)力的影響，瀝青層會(huì)產(chǎn)生裂縫問(wèn)題。其二，受荷載因素影響形成的裂縫問(wèn)題。荷載的影響可分為以下三種：1)只存在于裂縫某側(cè)的荷載，會(huì)導(dǎo)致瀝青面層出現(xiàn)較大的剪切應(yīng)力，加速裂縫兩側(cè)的位移。2)均勻存在于裂縫兩側(cè)的荷載，對(duì)裂縫的影響較小，但會(huì)使瀝青面層內(nèi)部產(chǎn)生彎拉應(yīng)力。3)當(dāng)荷載慢慢離開(kāi)后，由于消除荷載，路面會(huì)產(chǎn)生與承受荷載時(shí)相反的剪應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫問(wèn)題加劇。

2.2 裂縫級(jí)別分類

裂縫級(jí)別分為一級(jí)裂縫、二級(jí)裂縫和三級(jí)裂縫。一級(jí)裂縫常體現(xiàn)為斷板裂縫，主要是受到溫度因素、受力不均勻因素的影響而形成的。二級(jí)裂縫常體現(xiàn)為網(wǎng)狀裂縫，主要是受基層強(qiáng)度因素的影響，在較大范圍內(nèi)形成持續(xù)破碎、斷裂的病害問(wèn)題。三級(jí)裂縫主要指的是原水泥路面中存在的縱、橫縫，受溫度因素的影響導(dǎo)致瀝青混凝土面層出現(xiàn)橫縱縫問(wèn)題。

2.3 路面面板常見(jiàn)病害

水泥混凝土路面一般通車(chē)3年～5年后，路面板塊就進(jìn)入病害多發(fā)期，路面面板使用期常見(jiàn)的病害主要有面板開(kāi)裂、積泥、錯(cuò)臺(tái)、啃邊、板邊、板角及坑洞形成、面板破碎等，影響通行安全性、舒適性。

3 防治反射裂縫的技術(shù)分析

3.1 加強(qiáng)施工質(zhì)量控制

施工前準(zhǔn)備工作是否充分、施工流程控制工作是否合理會(huì)對(duì)白加黑路面的質(zhì)量產(chǎn)生影響，對(duì)此，施工單位應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工關(guān)鍵點(diǎn)的控制工作，避免瀝青層受基層路面影響，出現(xiàn)反射裂縫問(wèn)題。要確保舊混凝土表面與基層相調(diào)平，充分清除掉病害嚴(yán)重路段的壞板，并對(duì)其重新澆筑。要注意選擇合適的混凝土澆筑材料[2]。對(duì)舊水泥混凝土面板進(jìn)行鑿毛處理，銑刨完后應(yīng)保持路面清潔，不得有塵土、雜物或油污。對(duì)存在脫空問(wèn)題的路段進(jìn)行加固處理，合理調(diào)配水、水泥、粉煤灰的混合比例，并酌情添加減水劑。嚴(yán)格遵循白加黑路面的設(shè)計(jì)方案，確保瀝青混合料滿足設(shè)計(jì)方案的具體要求。針對(duì)路段內(nèi)存在較輕裂縫問(wèn)題，可使用專業(yè)的設(shè)備對(duì)裂縫進(jìn)行處理，清除裂縫中存在的雜質(zhì)，并對(duì)其進(jìn)行灌縫處理。同時(shí)，加強(qiáng)施工檢驗(yàn)。采用鉆芯檢驗(yàn)技術(shù)提取施工后的路面樣本，檢查其強(qiáng)度，確保施工質(zhì)量能夠滿足相關(guān)要求，避免因施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo)導(dǎo)致裂縫問(wèn)題發(fā)生。

3.2 改善加鋪層結(jié)構(gòu)

3.2.1 選擇合適的加鋪層材料

普通混凝土的抗沖擊、抗拉、抗裂能力較低，不具備良好的延展性和韌性。在超載、高溫情況的侵蝕下，普通混凝土路面很容易發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題，進(jìn)而發(fā)展成反射裂縫問(wèn)題。使用鋼纖維混凝土、鋼絲網(wǎng)混凝土材料作為加鋪層材料，能夠有效改善路面的受破壞程度。通常情況下，鋼絲網(wǎng)混凝土、鋼纖維混凝土產(chǎn)生的初裂荷載遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了普通混凝土的荷載極限。將其應(yīng)用到白加黑路面的改造施工當(dāng)中，能夠極大程度的避免路面產(chǎn)生裂縫問(wèn)題。一旦路面基體產(chǎn)生裂縫問(wèn)題時(shí)，鋼纖維混凝土有其本身的特性，能夠?qū)β访婧奢d進(jìn)行重新分配，延緩路面的受破壞速度，延長(zhǎng)路面的使用壽命。

3.2.2 針對(duì)具體情況設(shè)計(jì)加鋪厚度

數(shù)據(jù)表明，反射裂縫防治效果與白加黑路面瀝青面層的鋪設(shè)厚度有關(guān)。國(guó)內(nèi)外的相關(guān)施工資料顯示，要避免土路面基層反射裂縫對(duì)道路路面產(chǎn)生影響，需要酌情對(duì)瀝青面層的厚度進(jìn)行增加[3]。珠海市第三批主城區(qū)道路(十條道路)路面改造及美化工程機(jī)動(dòng)車(chē)道加鋪結(jié)構(gòu)采用2層瀝青混凝土加鋪層，具體為細(xì)粒式SBS 改性瀝青混凝土厚4 cm(AC-13C)、中粒式瀝青混凝土厚6 cm，加鋪厚度10 cm。非機(jī)動(dòng)車(chē)道加鋪結(jié)構(gòu)采用1層瀝青混凝土加鋪層，具體為細(xì)粒式SBS 改性瀝青混凝土厚4 cm(AC-13C)。調(diào)平層根據(jù)不同調(diào)平層厚度分別采用不同的調(diào)平層結(jié)構(gòu)，具體為：當(dāng)高差H≤7 cm時(shí)，調(diào)平層采用中粒式瀝青混凝土(AC-20C)；當(dāng)12 cm≥高差H>7 cm 時(shí)，調(diào)平層采用瀝青穩(wěn)定碎石(ATB-25)；當(dāng)25 cm≥高差H>12 cm時(shí)，調(diào)平層采用C40混凝土；當(dāng)高差H>25 cm 時(shí)，調(diào)平層采用4.0 MPa水泥穩(wěn)定碎石(壓實(shí)度≥98%)。本工程道路使用狀況良好，道路不均勻沉降較少，調(diào)平層主要為中粒式瀝青混凝土(AC-20C)。

3.2.3 布設(shè)應(yīng)力吸收層

布設(shè)應(yīng)力吸收層，能夠最大程度的改善瀝青層內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力集中問(wèn)題。該方法應(yīng)用了高彈性聚合材料，有效改善了溫度因素、荷載因素對(duì)瀝青面層的影響。在高彈性聚合材料的支持下，應(yīng)力能夠向水平方向、豎直方向消散，避免混凝土板出現(xiàn)表面下滲問(wèn)題，從而對(duì)白加黑路面起到保護(hù)作用。在應(yīng)力吸收層的作用下，瀝青面層的應(yīng)力被充分發(fā)散，剛性基層裂縫問(wèn)題得到了有效控制。這是由于應(yīng)力吸收層延緩了裂縫產(chǎn)生的時(shí)間，提高了瀝青面層的柔韌性。這時(shí)，在發(fā)生裂縫問(wèn)題時(shí)，應(yīng)力吸收層能夠阻止裂縫問(wèn)題向上延伸，避免了白加黑路面產(chǎn)生較大的裂縫問(wèn)題。

3.2.4 布置防反夾層

布置防反夾層能夠起到吸收拉應(yīng)力的作用，對(duì)于提高白加黑路面的荷載能力有著積極的影響。防反夾層的施工對(duì)施工材料的要求較高。通常情況下，使用玻璃纖維格柵、聚酯無(wú)紡織物等材料能夠改善瀝青層的性能，比如防水性能、抗形變性能、抗開(kāi)裂性能等等。此外，還可將路面加筋網(wǎng)應(yīng)用到防反夾層的布設(shè)施工當(dāng)中。充分發(fā)揮鋼絲網(wǎng)的抗壓優(yōu)勢(shì)和低應(yīng)變優(yōu)勢(shì)，借助鋼絲網(wǎng)延緩裂縫傳播速度，提高路面抗反射裂縫能力，延長(zhǎng)路面的有效使用時(shí)長(zhǎng)。珠海市第三批主城區(qū)道路(十條道路)路面改造及美化工程采用水泥路面面層滿鋪聚酯長(zhǎng)絲土工布，以緩解反射裂縫的發(fā)生。

3.2.5 使用條帶鋪設(shè)技術(shù)

在路面產(chǎn)生明顯的裂縫問(wèn)題后，使用條帶鋪設(shè)技術(shù)，能夠延緩反射裂縫的擴(kuò)散。目前，被廣泛應(yīng)用于反射裂縫治理中的條帶鋪設(shè)技術(shù)主要有以下兩種：其一，自黏式抗裂貼技術(shù)。該技術(shù)使用了聚丙烯材料，經(jīng)過(guò)復(fù)雜操作后，將其與聚合物防水膜復(fù)合在一起。將其應(yīng)用到舊水泥混凝土板與瀝青面層的裂縫當(dāng)中，對(duì)裂縫進(jìn)行黏結(jié)，避免水泥混凝土板產(chǎn)生的裂縫反射到瀝青面層。其二，高彈性應(yīng)力吸收帶技術(shù)。該技術(shù)使用了熱塑性的黏結(jié)材料[4]。施工人員將黏結(jié)材料滲透入裂縫深處，可以對(duì)豎直方向裂開(kāi)的舊水泥混凝土板進(jìn)行粘黏，以改善基層裂縫問(wèn)題，防止其反射到路面。

3.2.6 使用碎石化處理技術(shù)

利用碎石化處理技術(shù)對(duì)原有水泥路面進(jìn)行破碎處理，在破碎路面的基礎(chǔ)上對(duì)原有基層進(jìn)行重新施工，以此提高路基層的質(zhì)量，避免其發(fā)生裂縫問(wèn)題。施工過(guò)程中，需要用到專業(yè)的破碎設(shè)備，對(duì)原有水泥路基進(jìn)行破碎處理，將其破碎為柔性結(jié)構(gòu)。參照原水泥路的強(qiáng)度，對(duì)其進(jìn)行灑水處理、灑石屑處理，加鋪瀝青混凝土。使用碎石化處理技術(shù)對(duì)白加黑路面進(jìn)行處理，能夠從根本上降低裂縫發(fā)生的概率[5]。嚴(yán)格控制原水泥路及破碎層的顆粒尺寸，是碎石化處理技術(shù)的一項(xiàng)施工重點(diǎn)。在對(duì)原水泥路基層進(jìn)行破碎處理時(shí)，需要調(diào)整破碎機(jī)的震動(dòng)頻率、施工速度，以控制顆粒粒徑的大小。珠海市第三批主城區(qū)道路(十條道路)路面改造及美化工程在破除舊路面后，還通過(guò)對(duì)新舊混凝土面板植筋傳力桿和拉桿，加強(qiáng)新舊路面的銜接，增強(qiáng)傳荷能力，減少反射裂縫的產(chǎn)生。

4 結(jié)語(yǔ)

白加黑路面改造需要根據(jù)不同等級(jí)、不同類別的反射裂縫問(wèn)題，選擇不同手段改善道路病害，提高白加黑路面的質(zhì)量。不僅需要加強(qiáng)對(duì)施工過(guò)程、施工質(zhì)量的監(jiān)管，還需要大力推行多樣化的反射裂縫防治技術(shù)，通過(guò)設(shè)置防反夾層、應(yīng)力吸收層等改善白加黑路面加鋪層的結(jié)構(gòu)，避免裂縫問(wèn)題出現(xiàn)，影響路面質(zhì)量。珠海市第三批主城區(qū)道路(十條道路)路面改造及美化工程經(jīng)實(shí)際調(diào)研分析路面病害病因，結(jié)合本地氣候水文地質(zhì)情況及類似工程相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，制定了裂縫處治、結(jié)構(gòu)層補(bǔ)強(qiáng)、白加黑罩面等針對(duì)性處治方案，有效的控制了道路反射裂縫問(wèn)題，取得了較良好的效果。