舊水泥混凝土路面改造設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)抗裂設(shè)計(jì)瀝青混合料選擇

舊水泥混凝土路面改造設(shè)計(jì)舊水泥砼板改造設(shè)計(jì)流程幾點(diǎn)思考舊水泥砼板改造設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)案例已有工程介紹江蘇省交通科學(xué)研究院JIANGSUTRANSPORTATIONRESEARCHINSTITUTE

舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層改造研究

1999年，江蘇省交通廳公路局、江蘇省交通科學(xué)研究院聯(lián)合開展了“舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層改造研究”，針對(duì)不破碎板處理方式提出了多種路面結(jié)構(gòu)和防止反射裂縫的措施。

瀝青穩(wěn)定碎石在舊路改造中的應(yīng)用研究

2001～2002年,寧連公路管理處,江蘇省交通科學(xué)研究院聯(lián)合開展了“瀝青穩(wěn)定碎石在舊路改造中的應(yīng)用研究”，針對(duì)瀝青穩(wěn)定碎石優(yōu)良的抗裂性能提出了加鋪層結(jié)構(gòu)。1概述1概述目前使用的結(jié)構(gòu)(瀝青砼加鋪層)瀝青砼路面+中間夾層(土工織物）+處理后的水泥板瀝青砼路面+中間夾層(土工織物、應(yīng)力吸收層）+處理后的水泥板橡膠瀝青砼路面+中間夾層(應(yīng)力吸收層)+處理后的水泥板瀝青砼路面+裂縫緩解層(瀝青穩(wěn)定碎石）+處理后的水泥板1概述目前使用的結(jié)構(gòu)(瀝青砼加鋪層+半剛性基層)瀝青砼路面+土工織物+半剛性基層（二灰碎石、水泥穩(wěn)定碎石）+處理后的水泥板瀝青砼路面+半剛性基層（二灰碎石、水泥穩(wěn)定碎石）+土工織物+處理后的水泥板瀝青砼路面+半剛性基層（二灰碎石、水泥穩(wěn)定碎石）+處理后的水泥板(板塊破碎)1.設(shè)計(jì)方法(國(guó)外)２．１結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法ARE

(AustinResearchEngineers)法美國(guó)瀝青協(xié)會(huì)（AI）法AASHTO罩面設(shè)計(jì)方法美國(guó)工程兵和聯(lián)邦航空局（FAA）法《水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD40-2002）《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》平均彎沉值彎沉差經(jīng)驗(yàn)法實(shí)體工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)２．１結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法1.設(shè)計(jì)方法(國(guó)內(nèi))反射裂縫產(chǎn)生交通荷載溫度應(yīng)力２．２抗裂設(shè)計(jì)厚加鋪層設(shè)置夾層裂縫緩解層２．２抗裂設(shè)計(jì)鋸縫破碎固定目前在水泥穩(wěn)定碎石基層抗裂設(shè)計(jì)中得到應(yīng)用設(shè)置夾層２．２抗裂設(shè)計(jì)玻纖格柵

是一種物理化學(xué)性能很穩(wěn)定的材料。它具有強(qiáng)度大、模量高、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐腐蝕等特點(diǎn)。研究結(jié)果表明，防反效果有好有壞，一般來(lái)說(shuō)其對(duì)于垂直和水平位移較大(超載、溫縮嚴(yán)重)的情況效果不大，其防反效果可能較短暫（2～3年）。橡膠瀝青應(yīng)力吸收層（SAMI）

是一種預(yù)防瀝青路面反射裂縫的技術(shù)措施。SAMI是由橡膠瀝青和一定級(jí)配的碎石材料分層撒布而成的一種柔性防裂層，厚度為1cm左右。SAMI具有良好的抗變形性能，可以吸收水泥路面接縫處豎向或橫向位移，減少裂縫處瀝青面層的受力，從而減少或消除瀝青路面反射裂縫（水泥板塊橫向滑動(dòng)沒(méi)有穩(wěn)定的路段不適用）。

STRATA應(yīng)力吸收系統(tǒng)

科氏Strata反射裂縫應(yīng)力吸收層系統(tǒng)具有高彈性和柔韌性的特殊性質(zhì)，可以將向上傳遞的應(yīng)力（水泥砼板裂縫處產(chǎn)生的集中應(yīng)力）分散在較大的面積，以防止、延緩路面基層反射裂縫的產(chǎn)生。當(dāng)瀝青加鋪層的厚度小于12cm時(shí)，瀝青面層車轍問(wèn)題嚴(yán)重.２．２抗裂設(shè)計(jì)聚脂改性瀝青油氈貼縫

改性瀝青油氈廣泛應(yīng)用于建筑防水領(lǐng)域，如各種面層、地下室、水池、水庫(kù)、廁浴間、橋梁遂道等，但應(yīng)用于舊水泥砼板上加鋪瀝青面層改造的工程實(shí)踐較少。舊水泥路面加鋪改造工程中，為了防止雨水下滲到基層中，毀壞基層，采用改性瀝青油氈對(duì)舊水泥板進(jìn)行貼縫處理。改性瀝青油氈有SBS、APP、APR改性瀝青系列。該產(chǎn)品主要采用玻纖氈、聚酯氈做胎基體，其厚度主要有2mm、3mm、4mm、5mm等。貼縫寬度為50cm，起到中間夾層的作用．土工織物夾層

當(dāng)瀝青罩面層由于舊水泥砼板位移產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過(guò)瀝青罩面層的抗拉強(qiáng)度時(shí)，瀝青罩面層自然會(huì)開裂，由于瀝青罩面層開裂，在自然環(huán)境因素條件下（雨水、粉塵、砂石等），導(dǎo)致瀝青面層剝離，再現(xiàn)坑洞，降低道路的使用品質(zhì)。在瀝青罩面層與舊水泥砼路面之間設(shè)置土工布中間夾層，可起到應(yīng)力吸收層的作用，是防止反射裂縫的一種有效措施。包括聚丙烯、聚乙烯或聚脂織物和聚脂無(wú)紡織物。

設(shè)置夾層２．２抗裂設(shè)計(jì)設(shè)置夾層裂縫緩解層２．２抗裂設(shè)計(jì)瀝青穩(wěn)定碎石（LSM-25）瀝青穩(wěn)定碎石（LSM-25）空隙率在3～6％之間，具有良好的抗水損害、抗車轍性能，而且采用瀝青穩(wěn)定碎石（LSM-25）基層不會(huì)像半剛性基層那樣產(chǎn)生反射裂縫，從而能顯著延長(zhǎng)瀝青路面使用壽命。2001年，在寧連寧通公路水泥路面改造工程中應(yīng)用了瀝青碎石基層，至今路面性能良好。大粒徑瀝青碎石的造價(jià)比水穩(wěn)碎石基層略高。瀝青碎石AMAM屬于半開級(jí)配，級(jí)配較粗，粉料少，瀝青用量較少，空隙率較大，其高溫性能、水穩(wěn)定性、力學(xué)性能均比LSM混合料差。從無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度及回彈模量來(lái)看，AM的力學(xué)性能均要比LSM的力學(xué)性能差。從劈裂試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，AM的間接抗拉強(qiáng)度、劈裂勁度模量都要遠(yuǎn)小于LSM，其抗拉能力要比LSM混合料差。２．２抗裂設(shè)計(jì)級(jí)配碎石級(jí)配碎石（GradedAggregateBase）結(jié)構(gòu)層主要承受由上部瀝青層傳來(lái)的車輛荷載的垂向力，并擴(kuò)散到下面的土基中，起到擴(kuò)散路面荷載、減小路面的變形、防止和減緩路面病害的出現(xiàn)的作用，可以有效地延長(zhǎng)路面的使用壽命。為此，該結(jié)構(gòu)層應(yīng)均勻，具有高密度、高強(qiáng)度、良好的透水性及良好的抗永久變形性能。半剛性基層半剛性基層如水泥穩(wěn)定碎石、二灰碎石，該基層有良好的整體性，但是由于本身的反射裂縫比較多，且抵抗下部反射裂縫的裂縫能力相對(duì)較差，但是由于其經(jīng)濟(jì)性突出得到廣泛的應(yīng)用，也在舊路改造工程中體現(xiàn)良好的使用性能。抗裂性能比較：水泥穩(wěn)定碎石優(yōu)于二灰穩(wěn)定碎石。裂縫緩解層破碎固定２．２抗裂設(shè)計(jì)碎石化處理（JPCP,JRCP,CRCP）破碎穩(wěn)壓處理MHB（碎石化）共振碎破裂固定(JPCP)斷裂固定(JRCP)破碎穩(wěn)壓處理國(guó)外稱作CracKSeat，這種工藝將水泥板先破碎成條狀板塊，再穩(wěn)固到基層上的施工方法，即斷裂固定(breakandseat，B／S)和破裂固定(crackandseat，C／S)方法。施工工藝一是先采用GuillotineHammer、HeavyRoller、Pilehammer等設(shè)備破碎混凝土板，之后采用壓路機(jī)碾壓穩(wěn)定，破碎和固定分兩步進(jìn)行；二是沖擊壓實(shí)（impactroller），即一種非圓形、大功率、連續(xù)滾動(dòng)輪沖擊壓實(shí)，在擊碎舊板的同時(shí)將其夯實(shí)穩(wěn)固到基層上，如南非藍(lán)派沖擊壓實(shí)。２．２抗裂設(shè)計(jì)破碎穩(wěn)壓處理設(shè)備與工藝沖擊鎬鑿碎壓穩(wěn)工藝RoadMiner開路王系列破碎工藝門板式震裂壓穩(wěn)工藝沖擊壓穩(wěn)工藝２．２抗裂設(shè)計(jì)破碎穩(wěn)壓處理設(shè)備與工藝沖擊鎬鑿碎壓穩(wěn)工藝RoadMiner開路王系列破碎工藝門板式震裂壓穩(wěn)工藝沖擊壓穩(wěn)工藝２．２抗裂設(shè)計(jì)碎石化處理國(guó)外稱作Rubblization，美國(guó)瀝青學(xué)會(huì)將碎石化定義為“一種將波特蘭水泥混凝土路面破碎成為小碎塊的加工過(guò)程”?；炷涟迤扑槌?～8英寸（7.5cm～20cm）的小碎塊，細(xì)顆粒集中在路面上部，粗顆粒集中在路面下部。破碎時(shí)要求混凝土沿其剪切面破裂，即成45度角，可獲得比垂直破裂更大的模量。同時(shí)不能破壞路基的輪廓和路基材料，再用大噸位膠輪壓路機(jī)碾壓至穩(wěn)定。２．２抗裂設(shè)計(jì)MH三B（碎三石化三）２．三２三抗裂三設(shè)計(jì)混合三料選三擇上面三層SM三A1三3SU三P1三3AC三13２．三３混三合料三設(shè)計(jì)混合三料選三擇中下三面層AC三20三/A三C2三5SU三P2三0/三SU三P2三5２．三３混三合料三設(shè)計(jì)混合三料選三擇橡膠三瀝青三砼改性三材料２．三３混三合料三設(shè)計(jì)聚脂三纖維橡膠三瀝青三是輪三胎橡三膠粉三粒在三充分三拌合三的高三溫條三件下(1三80三℃以上)與基三質(zhì)瀝三青充三分熔三脹反三應(yīng)形三成的三改性三瀝青三膠結(jié)三材料三。它三具有三優(yōu)異三的低三溫性三能、三較強(qiáng)三的高三溫穩(wěn)三定性三、突三出的三抗老三化、三抗裂三以及三降噪三性能三（據(jù)三調(diào)查三，可三降低三路面三行車三噪音3～6個(gè)分三貝，三相當(dāng)三于減三少80％的三行車三量）三等特三性。改性三瀝青調(diào)查三分析加鋪三層結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)抗裂三設(shè)計(jì)３、三１改三造設(shè)三計(jì)案三例調(diào)查三（檢三測(cè)）３、三１改三造設(shè)三計(jì)案三例（1）、三調(diào)查三（檢三測(cè)）舊路三面結(jié)三構(gòu)類三型和三厚度三調(diào)查舊路三面取三芯調(diào)三查舊路三面彎三沉檢三測(cè)（三板中三、板三角）舊路三面錯(cuò)三臺(tái)調(diào)三查（三比較三困難三）舊路三面病三害調(diào)三查舊路三面平三整度三檢測(cè)三（可三選）３、三１設(shè)三計(jì)案三例（２三）、三調(diào)查三分析路面三狀況三指數(shù)PC三I：評(píng)價(jià)三為優(yōu)斷板三率DB三L：大部三分在5%以內(nèi)三，評(píng)三價(jià)為三優(yōu)良板角三彎沉三總體三判斷三：<1三4占70三%以上板中三彎沉三總體三判斷三：普三遍較三好平整三度評(píng)三價(jià)：評(píng)價(jià)三為良平均三錯(cuò)臺(tái)三量：較小三（從三平整三度可三以看三出）３、三１設(shè)三計(jì)案三例（３三）、三抗裂三設(shè)計(jì)不破三碎板三處理PC三I評(píng)價(jià)三為優(yōu)三良、DB三L低于10三%，且三維修三費(fèi)用三經(jīng)濟(jì)三性較三優(yōu)時(shí)三（約40三%），三采用三直接三加鋪三瀝青三混凝三土罩三面；破碎三板處三理斷板三率低三于10三%時(shí)，三可采三取打三裂壓三穩(wěn)技三術(shù)直三接加三鋪瀝三青混三凝土三罩面;斷板三率介三于10～15三%的水三泥路三面，三在打三裂壓三穩(wěn)之三后鋪三設(shè)防三反射三裂縫三材料三后加三鋪瀝三青混三凝土三罩面三層；斷板三率超三過(guò)15三%且有三明顯三結(jié)構(gòu)三性破三壞的三水泥三路面三（或三相鄰三板的三位移(沉降三差)大于4m三m【美國(guó)AI的標(biāo)三準(zhǔn)為3m三m】就需三要將三板打三碎處三理）三。重慶三交通三學(xué)院三和交三通部三公路三科學(xué)三研究三所三，而三目前三我們?nèi)髽I(yè)三尚無(wú)三建立三這樣三的一三個(gè)設(shè)三計(jì)方三案決三策標(biāo)三準(zhǔn)３、三１設(shè)三計(jì)案三例（４三）加三鋪層三結(jié)構(gòu)三設(shè)計(jì)水泥三混凝三土加三鋪層瀝青三混凝三土加三鋪層Ａ、三加鋪三層類三型選三擇瀝青三混凝三土加三鋪層三結(jié)構(gòu)三能吸三收兩三種材三料的三優(yōu)點(diǎn)三：即三舊水三泥混三凝土三提供三了穩(wěn)三定、三堅(jiān)實(shí)三的基三層，三瀝青三混凝三土路三面提三供了三一個(gè)三摩阻三系數(shù)三較高三、平三整度三好的三面層三，大三大改三善了三路面三的使三用性三能。３、三１設(shè)三計(jì)案三例（４三）、三加鋪三層結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)Ｂ、三累計(jì)三當(dāng)量三軸次三計(jì)算舊路三水泥三混凝三土路三面的三設(shè)計(jì)三基準(zhǔn)三期為30年，三已建三成通三車10年。本次三路面三設(shè)計(jì)三交通三量年三平均三增長(zhǎng)三率取5%。臨界三荷位三處的三車輛三輪跡三橫向三分布三系數(shù)三取0.三22。剩余三設(shè)計(jì)三基準(zhǔn)三期內(nèi)三設(shè)計(jì)三車道三標(biāo)準(zhǔn)三軸載三累計(jì)三作用三次數(shù)三為8.三71三×1三06次。交通三分級(jí)三為重三。３、三１設(shè)三計(jì)案三例（４三）、三加鋪三層結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)Ｃ、三結(jié)構(gòu)三厚度三設(shè)計(jì)美國(guó)三瀝青三協(xié)會(huì)三（AI）彎三沉法３、三１設(shè)三計(jì)案三例（４三）、三加鋪三層結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)美國(guó)三工程三兵團(tuán)三和聯(lián)三邦航三空局三法（FA三A法）３、三１設(shè)三計(jì)案三例AA三SH三TO罩面三設(shè)計(jì)三方法（４三）、三加鋪三層結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)３、三１設(shè)三計(jì)案三例水泥三混凝三土路三面設(shè)三計(jì)規(guī)三范一級(jí)三公路最小三厚度10三cm（４三）、三加鋪三層結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)AR三E法11三.4三cm３、三１設(shè)三計(jì)案三例AR三E法11三.4三cm美國(guó)三瀝青三協(xié)會(huì)三（AI）法10三cmAA三SH三TO罩面三設(shè)計(jì)三方法16三.3三7c三m美國(guó)三工程三兵團(tuán)三和聯(lián)三邦航三空局三法（FA三A法）規(guī)范三法三≥10三cm10三-1８cm（４三）、三加鋪三層結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)Ｃ、三結(jié)構(gòu)三厚度三設(shè)計(jì)３、三１設(shè)三計(jì)案三例6cmAC(SUP)204cmSMA138cmAC(SUP)25方案二8cmAC(SUP)204cmAR-AC13方案三6cmAC(SUP)206cmAC(SUP)204cmAC(SUP)13方案一等效（４三）、三加鋪三層結(jié)三構(gòu)設(shè)三計(jì)Ｄ、三加鋪三層結(jié)三構(gòu)比三選３．三２三已建三工程三介紹項(xiàng)目寧通公路方案一方案二路面結(jié)構(gòu)4cmSMA-16(改性瀝青)6cmAC-25I2cm瀝青砂4cmSMA-16(改性瀝青)6cmAC-25I

瀝青下封層15cm二灰碎石使用狀況1998-1999年江蘇省寧揚(yáng)公路高速化;水泥板情況良好的部分路段，采用方案一；比較差路段采用方案二;經(jīng)過(guò)近8年的運(yùn)營(yíng)，路面局部路段出現(xiàn)了反射裂縫，局部路面也發(fā)生了損害;應(yīng)該來(lái)講，該種罩面處理方案較為成功，但是建立在極其嚴(yán)格施工的基礎(chǔ)上，后續(xù)江蘇省水泥路面改造均較少采用方案一，主要原因是設(shè)計(jì)、施工控制水平較難達(dá)到。３．三２三已建三工程三介紹項(xiàng)目省道101湯山-句容段滬宜線胡埭

-漕橋段路面結(jié)構(gòu)4cmSMA-136cmAC-20I32cm二灰碎石5cm瀝青貫入式5cmSMA-136cmAC-20I玻纖格柵2cmAC-10I18cm二灰碎石使用狀況使用7年；路面結(jié)構(gòu)完好；無(wú)反射裂縫；無(wú)修補(bǔ)，無(wú)車轍。

滬宜線胡埭-漕橋段上面層采用改性瀝青；使用5年；路面結(jié)構(gòu)完好；無(wú)反射裂縫；無(wú)修補(bǔ)，無(wú)車轍項(xiàng)目寧連公路南京段泰高公路拓寬改造工程路面結(jié)構(gòu)4cmSMA-13(SBS)8cmAC-25I10cm瀝青穩(wěn)定碎石（LSM25）玻纖格柵2.5cmAC-10I4cmAR-AC13

1cmAR-SAMI使用狀況江蘇省于2002年進(jìn)行了寧連公路南京段改造;水泥板加鋪路面結(jié)構(gòu)方案與本次推薦方案相似;該公路為江蘇南北交通干線公路，交通量大、重載車比例高;經(jīng)過(guò)四年運(yùn)行，路面結(jié)構(gòu)完好而且無(wú)反射裂縫;其成功經(jīng)驗(yàn)值得推薦橡膠瀝青路面為３００m試驗(yàn)段從目前試驗(yàn)路段運(yùn)營(yíng)的情況來(lái)看，由于竣工時(shí)間較短，鋪筑橡膠瀝青的路面均未發(fā)現(xiàn)反射裂縫，行車的舒適性良好。３．三２三已建三工程三介紹項(xiàng)目G312滬寧段擴(kuò)建工程方案方案一方案二路面結(jié)構(gòu)4cmsup13或SMA13