非粘結(jié)混凝土路面加鋪層設(shè)計及施工

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簡介： 混凝土路面在經(jīng)過一段時間的使用后，其路面狀況會越來越差，病害越來越嚴(yán)重。若全部挖除重建，則所需的資金多、工期長，對正常交通的干擾也相當(dāng)嚴(yán)重；若直接做粘結(jié)式混凝土加鋪層，又需要進(jìn)行大量的路面病害處治工作；而此時，若選用非粘結(jié)混凝土路面鋪層，則不失為一種好方法。該文對其優(yōu)點、設(shè)計及施工應(yīng)注意的問題進(jìn)行了介紹。
關(guān)鍵字：非粘結(jié) 加鋪層 隔離層

非粘結(jié)混凝土路面加鋪層是先在現(xiàn)有的混凝土路面上設(shè)置中間隔離層，然后在隔離層上再鋪筑加鋪層。設(shè)置隔離層主要是為了防止現(xiàn)有路面的裂縫及接縫反射到混凝土加鋪層上。

1 優(yōu)點

　　非粘結(jié)混凝土加鋪層對現(xiàn)有混凝土路面狀況較差的情況特別適用。與其他加鋪層技術(shù)相比，它在加鋪層施工前對現(xiàn)有路面的處治工作量較小，只需要對板下有較多空隙及活動的混凝土面板等進(jìn)行修復(fù)。但通過這些處治，可使加鋪層及隔離層的厚度減薄，從而使工程總體較經(jīng)濟(jì)。非粘結(jié)混凝土路面加鋪層在路面性能退化前的較長時期內(nèi)，性能和費用都優(yōu)于瀝青加鋪層。

　　非粘結(jié)混凝土加鋪層可避免因路面重建而帶來的費用大、工期長、對正常交通秩序干擾大等一系列問題。它可以在現(xiàn)有路面上直接施工，而不需要挖除全部現(xiàn)有的混凝土路面再對基層進(jìn)行處治。加鋪層混凝土的鋪筑方法同新鋪筑混凝土路商施工基本一樣，可做成帶傳力桿或不帶傳力桿接縫的素混凝土路面，也可做成鋼筋混凝土或連續(xù)式鋼筋混凝土路面，施工便利。與挖除重建相比，雖然個別路段可能會遇到調(diào)坡或抬高橋面問題，但其費用常大大低于重建的費用。

　　非粘結(jié)混凝土加鋪層沒有反射裂縫發(fā)展的問題。反射裂縫發(fā)展是瀝青類加鋪層常見的現(xiàn)象，它會明顯縮短加鋪層的使用壽命。而非粘結(jié)混凝土加鋪層由于設(shè)置了隔離層，阻止了反射裂縫對加鋪層的影響，延長了路面的使用壽命。

２ 設(shè)計建議

　　加鋪層的設(shè)計通常包括加鋪層的厚度設(shè)計和接縫設(shè)計。但對所有的混凝土路面，都應(yīng)正確設(shè)計接縫間距、荷載傳遞和排水系統(tǒng)，這樣可避免將來的麻煩。

　　最常用的設(shè)計方法是“結(jié)構(gòu)缺陷”法。它的依據(jù)是在現(xiàn)有路基上新修混凝土路面所需的厚度。非粘結(jié)混凝土加鋪層厚度的設(shè)計步驟，應(yīng)包括對現(xiàn)有路面狀況的評價。首先應(yīng)對現(xiàn)有路面進(jìn)行目視實地調(diào)查，確定需要在加鋪前進(jìn)行處理的缺陷范圍和方式,并根據(jù)彎沉儀或取芯試驗提供的結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)評價，然后進(jìn)行設(shè)計計算。對素混凝土加鋪層而言，最小厚度應(yīng)不小于１３ｃｍ，大多數(shù)厚度在１８～２３ｃｍ。

　　一些工程師擔(dān)心，加鋪層混凝土面板的翹曲作用會導(dǎo)致面板較早斷裂。翹曲是貫穿板厚的溫度梯度作用的結(jié)果，溫度梯度隨氣候情況及每天的時間而變化。設(shè)計時可采用短的接縫間距或連續(xù)配筋的方法，減少加鋪層混凝土板中的翹曲應(yīng)力作用。

　　對不加筋非粘結(jié)混凝土加鋪層，其最大接縫間距不超過板厚的２２倍，但，最短也不宜短于３ｍ。

３ 加鋪前的處治

　　加鋪前僅需對幾種嚴(yán)重病害進(jìn)行處治，如對嚴(yán)重破碎板，沉陷、活動的板等進(jìn)行修復(fù)。處治工作量宜與加鋪層的厚度綜合考慮，因為對路面病害的處治，可提高現(xiàn)有路面的結(jié)構(gòu)值，相應(yīng)可減薄加鋪層的厚度。但是，不傾向用增加加鋪層厚度的方法來代替對現(xiàn)有路面病害的修復(fù)，況且增加加鋪層厚度并不能解決所有的病害，如板失去均衡支撐出現(xiàn)活動，缺少排水系統(tǒng)、唧泥等。對這些病害必須進(jìn)行處治。

３.1 破碎板的處治

　　不需要對所有的破碎板都進(jìn)行更換，僅需對那些失去基層均衡支撐及損壞嚴(yán)重的板進(jìn)行更換。對沉陷井唧泥的破碎板必須進(jìn)行更換，同時還應(yīng)修復(fù)基層，對已發(fā)生唧泥和基層浸蝕的還應(yīng)進(jìn)行邊部排水。

３．２不穩(wěn)定板的處治

　　大多數(shù)不穩(wěn)定板是失去均衡支撐、可活動和唧泥的，但破損尚不嚴(yán)重?？捎梅€(wěn)定（壓漿）或座實技術(shù)處治。壓漿通常是用水泥火山灰漿,通過混凝土板表面鉆的孔，將漿壓入到路面板下。座實技術(shù)是把板座實防止偏轉(zhuǎn)，常用落錘式設(shè)備把板擊成每邊長１ｍ以上的塊，然后用重型壓路機(jī)壓實，具體噸位和遍數(shù)應(yīng)通過試驗確定。

３．３錯合的處治

　　接縫或裂縫處當(dāng)錯臺大于０．６ ｃｍ時，可采用兩種方法處治：消除錯臺或鋪設(shè)較厚的隔離層。若選用較厚的中間隔離層，通常采用熱拌瀝青混合料。

３．４破碎

　　對于路面結(jié)構(gòu)非常差的情況，可用共振、落錘式或其他破碎設(shè)備將現(xiàn)有路面破碎，然后用５０ｔ或２５ｔ的鋼輪壓路機(jī)座實。通常用５０ｔ壓路機(jī)只需壓一遍，而用２５ｔ則需壓兩遍，對座實后的情況應(yīng)進(jìn)行評定。

　　應(yīng)特別注意現(xiàn)有路面板的破碎，因為這樣將減弱結(jié)構(gòu)的性能，需采用較厚的加鋪層來彌補(bǔ)，同時中間隔離層的材料及厚度也需要有保證，美國一些應(yīng)用這項技術(shù)建成的路段狀況良好，然而其成本效益要與加鋪前局部修復(fù)處理進(jìn)行比較，綜合評定。

４ 加鋪層及隔離層的材料

　　加鋪層混凝土可用標(biāo)準(zhǔn)的，也可用早強(qiáng)的混凝土混合料，在交通繁忙路段，使用早強(qiáng)混凝土可減少道路封閉時間，早強(qiáng)混凝土在鋪筑５～２４ｈ后即允許開放交通。

　　中間隔離層應(yīng)覆蓋現(xiàn)有的整個路面，以保證加鋪層的獨立性。不合適的隔離層會影響加鋪層的壽命。研究表明，瀝青混合料是中間隔離層的最好材料，混合料要符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定，并采用常規(guī)的級配骨料，最大粒徑要根據(jù)隔離層的厚度選定。隔離層的厚度應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有路面狀況進(jìn)行選擇。對現(xiàn)有路面裂縫或接縫處錯臺超過０．６ｃｍ的情況，采用２．５ｃｍ厚的瀝青混合料作中間隔離層是合適的。

５ 施工中的幾個問題

５．１ 中間隔離層的鋪設(shè)

　　中間隔離層的鋪設(shè)可采用標(biāo)準(zhǔn)施工程層的收縮裂縫也會增多，此時使用由熟石灰和水組成的石灰漿水，噴灑在中間隔離層的表面可減輕這些問題。

５．２ 加鋪層的接縫

　　加鋪層的鋸縫應(yīng)盡可能早些，以釋放其初始應(yīng)力，縱橫縫的鋸縫深度不小于加鋪層的１／３。

　　加鋪層與現(xiàn)有路面的錯縫若做得好，可延長加鋪層的壽命。特別對無傳力桿的接縫，錯縫有助于跨縫荷載的良好傳遞，這是由于每個接縫都是設(shè)在連續(xù)的混凝土板上。一些州還特別規(guī)定力。鋪層接縫與現(xiàn)有路面的接縫及裂縫的錯縫間距至少為９０ｃｍ；另外，為防止接縫處原路面板下唧泥的發(fā)生，加鋪層設(shè)縫與原路面接縫或裂縫應(yīng)交錯布置。

　　在鋪設(shè)隔離層前，承包商應(yīng)準(zhǔn)確標(biāo)明現(xiàn)有路面的接縫和裂縫位置，允許誤差在１０cm內(nèi)。同時允許在規(guī)定的最大縫距內(nèi)進(jìn)行縫的調(diào)整，以利錯縫。

　　對于重交通荷載的道路，必須設(shè)置帶傳力桿的接縫，但對錯縫不強(qiáng)調(diào)。傳力桿的直徑為 ３２～ ３８mm，根據(jù)其加鋪層厚參照附表選用。

６ 結(jié)語

　　美國曾于１９８９年對非粘結(jié)加鋪層的服務(wù)狀況進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查顯示服務(wù)狀況優(yōu)良。說明該項技術(shù)對路況較差的道路是合適的，該項技術(shù)與重建及其他加鋪層技術(shù)相比具有良好的成本效益。