水泥混凝土路面加鋪瀝青層

1、分報(bào)告一水泥混凝土路面加鋪瀝青層研究課題開題報(bào)告一 課題研究目的、意義、目標(biāo)自改革開放以來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，廣東省的道路交通事業(yè)得到了飛速發(fā)展，相繼修筑了大量高等級(jí)道路。受廣東省特有的氣候水文和資源等因素影響，絕大多數(shù)國(guó)道和省道以及大部分市政道路都采用了水泥砼路面。其中大部分八十年代修筑的水泥砼路面都已出現(xiàn)相當(dāng)嚴(yán)重的麻面、露骨、坑槽、斷板、錯(cuò)臺(tái)、掉邊缺角、脹縫裂縫破壞、碎裂等病害，降低了路面的強(qiáng)度、平整度、抗滑性能，也降低了道路的通行能力甚至危及到行車的安全。但大面積的修補(bǔ)不僅費(fèi)工費(fèi)時(shí)，而且往往是修好東邊壞了西邊，使維修單位應(yīng)接不暇，嚴(yán)重影響交通；而徹底的翻修重建必須破碎和開挖舊水泥砼路面

2、，不僅工期長(zhǎng)、投資大，必須長(zhǎng)時(shí)間中斷交通，而且舊水泥砼路面雖然破損嚴(yán)重但仍然具有相當(dāng)強(qiáng)度，如不加以利用勢(shì)必造成巨大的浪費(fèi)。舊水泥砼路面修復(fù)已成為道路管理部門特別是市政道路管理部門一項(xiàng)十分頭痛的問(wèn)題。舊水泥砼道路適當(dāng)修補(bǔ)加固后再加鋪瀝青砼面層不僅能充分利用原有舊路作基層以節(jié)省大量投資，而且能節(jié)省舊水泥砼路面后期的大量維修工作，大大改善道路行車條件，延長(zhǎng)舊路使用壽命，更重要的是修復(fù)施工期短，可采取分段分片施工，對(duì)交通影響較小。這種方法是水泥砼道路特別是市政水泥砼道路中后期維修的一種行之有效的方法。廣州市政部門也曾在水泥砼路面上作過(guò)加鋪瀝青層的嘗試，但大部分加鋪層早期破壞嚴(yán)重，如開裂、推移、擁包、脫

3、層、坑洞等，嚴(yán)重影響了行車，也嚴(yán)重影響了廣州市的市容市貌。究其原因主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：由于底層碎路面脹縮而引起瀝青碎 加鋪層反射裂縫；舊碎路面未作出很好的加固，容易松動(dòng)，在車載作用下加鋪層產(chǎn)生 剪切破壞；瀝青選用和混合料級(jí)配設(shè)計(jì)不當(dāng)，在車載作用下產(chǎn)生推移、擁包；層問(wèn) 粘接較弱，加鋪層不能與舊路連成整體；加鋪層偏薄，一般只有2s3cmi加鋪層疲勞破壞；水損害嚴(yán)重。廣州地區(qū)路用石料大都采用與瀝青粘附性較差的花崗巖酸性石 料，在水的作用下易產(chǎn)生剝離松散破壞；加鋪層開裂后水分進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)也是引起各種破壞的主要原因。廣州市有大量市政水泥砼道路已經(jīng)或即將進(jìn)入中修或大修期，針對(duì)廣州地區(qū)特有的水文氣候特點(diǎn)

4、，進(jìn)行舊水泥砼路面加鋪瀝青層的研究以指導(dǎo)廣州市舊路維修工作，對(duì)于節(jié)省市政投資，減少維修工作量，減少交通堵塞，改善行車條件以及改善廣州市市容市貌都具有重要的意義。二、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀（關(guān)鍵內(nèi)容、技術(shù)指標(biāo)、存在問(wèn)題、當(dāng)前發(fā)展趨勢(shì)）改革開放以來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)迅速發(fā)展。我國(guó)水泥產(chǎn)量大，分布廣，價(jià)格較便宜，而且由于路用瀝青資源限制，公路水泥砼路面近十幾年來(lái)得到了迅速發(fā)展，全國(guó)各地特別是南方地區(qū)都修筑了大量水泥砼路面。早期修筑的一些水泥砼路面已經(jīng)或即將進(jìn)入大修期。為了節(jié)省投資，延長(zhǎng)舊路使用壽命，全國(guó)多數(shù)省市都已經(jīng)著手有關(guān)水泥砼路面加蓋瀝青砼層的研究。如北京市公路局等單位于北京通縣某大街修筑了舊水泥砼路面加蓋

5、瀝青砼層的試驗(yàn)路段。分段采用了不同路面結(jié)構(gòu)和材料組成，部分路段采用國(guó)產(chǎn)改性瀝青SMA結(jié)構(gòu)層總厚度8cmi部分路段于舊水泥碎路面鋪 APP改性瀝青卷材隔離層后鋪瀝青砼層，以期減少反射裂縫。經(jīng)過(guò)近一年的觀測(cè)，效果較好。另?yè)?jù)報(bào)道，西安市某空軍工程學(xué)院采用土工布作隔離層防止反射裂縫也取得了一定效果。另外諸如高強(qiáng)隔柵等用于罩面層也起到一定的增強(qiáng)整體強(qiáng)度和減少開裂的作用。國(guó)際上也曾有許多有關(guān)舊水 泥砼路面加蓋瀝青砼罩面層的研究。美國(guó)國(guó)家瀝青技術(shù)中心副主任Ken Kandhal 先生認(rèn)為，土工布等對(duì)于防止罩面層反射裂縫效果不太理想，采用合理厚度并切縫則效果較好。他認(rèn)為， 瀝青加鋪層越厚，對(duì)于防止放射裂縫越有

6、利。第一次加鋪厚度應(yīng)至少75mm（聯(lián)2層50mml磨耗層25mml以上，施工完畢后在碎板伸縮縫處瀝青加鋪層上鋸2.5cm 深的切縫然后用瀝青灌縫料灌縫，對(duì)防止反射裂縫及減少其危害效果較好。舊水泥砼路面上瀝青加鋪層開裂主要是反射裂縫和溫度裂縫。反射裂縫主要是舊水泥砼路面板由于溫度變化及車載作用而發(fā)生移動(dòng)所引起的。其基本機(jī)理是受拉疲勞、受拉屈服和剪切屈服，在它們的單獨(dú)或聯(lián)合作用下導(dǎo)致產(chǎn)生反射裂縫。南方地區(qū)主要表現(xiàn)為受拉疲勞和剪切疲勞開裂。日久天長(zhǎng)的溫度變化引起水泥砼板的脹縮，使瀝青加鋪層承受扯裂作用引起受拉疲勞產(chǎn)生裂縫并擴(kuò)展到路表而形成受拉疲勞裂縫。舊水泥砼路面開裂形成板塊，當(dāng)車輛通過(guò)時(shí)，相鄰板塊

7、端部產(chǎn)生豎向位移差，在加鋪層中引起剪切疲勞而導(dǎo)致剪切疲勞開裂。綜合防治舊水泥砼路面加鋪層各種病害的措施還包括：合理的瀝青加鋪結(jié)構(gòu)及厚度；采用優(yōu)質(zhì)的瀝青和改性瀝青；合理的混合料級(jí)配；鋪筑全厚式（>15cm）瀝青砼 ; 在舊水泥砼路面與瀝青砼加鋪層間鋪筑應(yīng)力吸收中間層（ 土工織物或?yàn)r青橡膠薄膜 ）; 采用裂縫固定技術(shù)（預(yù)先在舊水泥砼路面可能開裂處制造裂縫后填縫處治）后 ,鋪1.5cm開級(jí)配普通瀝青碎，再鋪1.5cm應(yīng)力吸收層，最后鋪2cm密級(jí)配瀝青碎磨耗層。三、主要研究?jī)?nèi)容（關(guān)鍵技術(shù)、達(dá)到指標(biāo)、技術(shù)特點(diǎn)）1. 瀝青改性研究，研究出適合廣州地區(qū)罩面層的改性瀝青材料；2. 級(jí)配設(shè)計(jì)研究，提出合理

8、的混合料級(jí)配設(shè)計(jì)；3. 瀝青罩面層反射裂縫機(jī)理分析；4. 隔離層研究，推薦效果好且經(jīng)濟(jì)合理的隔離層和應(yīng)力吸收層材料及施工工藝以減少反射裂縫；5. 研究并提出合理的抗水損害措施。6. 采用不同材料、不同路面結(jié)構(gòu)厚度、不同防止反射裂縫措施及不同施工工藝修筑試驗(yàn)路段，推薦經(jīng)濟(jì)合理的路面結(jié)構(gòu)和材料組成以及經(jīng)濟(jì)合理有效的防裂措施和施工工藝。四、研究方法與技術(shù)路線、階段目標(biāo)與進(jìn)度安排（一）研究方法與技術(shù)路線1 室內(nèi)試驗(yàn)原瀝青各項(xiàng)指標(biāo)試驗(yàn)，篩選出合適的原狀瀝青品種進(jìn)行瀝青改性研究；瀝青混合料各項(xiàng)性能指標(biāo)試驗(yàn)研究，提出合理的瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)；反射裂縫機(jī)理、隔離層和應(yīng)力吸收層材料試驗(yàn)及施工技術(shù)措施研究；試驗(yàn)研

9、究提出經(jīng)濟(jì)合理的瀝青混合料抗水損害措施。2 試驗(yàn)路修筑根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)提出試驗(yàn)路修筑具體方案。 試驗(yàn)路總長(zhǎng)500s800m分5s8段, 每段長(zhǎng)約100m分別采用不同材料、不同路面結(jié)構(gòu)厚度、不同防止反射裂縫措施 及不同工藝修筑試驗(yàn)路段進(jìn)行對(duì)比研究，推薦經(jīng)濟(jì)合理的路面結(jié)構(gòu)和材料組成以 及經(jīng)濟(jì)有效的防裂措施和工藝。3試驗(yàn)路觀測(cè)試驗(yàn)路修筑施工完畢后，進(jìn)行為期一年的跟蹤觀測(cè)。（二）階段目標(biāo)與進(jìn)度安排1 1999.4-1999.10 完成室內(nèi)試驗(yàn)，提交室內(nèi)試驗(yàn)研究報(bào)告；2 1999.11-1999.12提交試驗(yàn)路修筑初步方案上報(bào)審批；3 2000.1-2000.3提出試驗(yàn)路修筑實(shí)施方案，試驗(yàn)路定點(diǎn)及準(zhǔn)備；4

10、2000.4-2000.55 2000.6-2002.66 2002.7-2002.8試驗(yàn)路施工，并提交試驗(yàn)路修筑報(bào)告；試驗(yàn)路跟蹤觀測(cè)，提交試驗(yàn)路跟蹤觀測(cè)報(bào)告；課題鑒定，提交課題研究終報(bào)告。五、現(xiàn)有工作基礎(chǔ)和主要設(shè)備條件（負(fù)責(zé)單位、合作單位、分工情況及主要條件）華南建設(shè)學(xué)院西院道路學(xué)科組是一支學(xué)術(shù)梯隊(duì)合理、技術(shù)力量強(qiáng)大的學(xué)術(shù)科研隊(duì)伍。近年來(lái)進(jìn)行了大量瀝青與瀝青路面的研究。如市建委課題瀝青路面的研究、廣州市內(nèi)環(huán)路項(xiàng)目吸音降噪瀝青路面結(jié)構(gòu)與材料組成設(shè)計(jì)的研究等。 在瀝青改性研究、瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)、瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 瀝青路面裂縫防治以及瀝青路面抗水損害等方面都取得了一系列成果和成功經(jīng)驗(yàn)。廣州市內(nèi)環(huán)路項(xiàng)目于98 年已基本完成，此課題采用茂名AH-70瀝青進(jìn)行改性研究，應(yīng)用了全新的級(jí)配設(shè)計(jì)理論，成功地于中山一路立 交頂層和大沙頭路修筑了試驗(yàn)路段，取得了良好的效果。華南建設(shè)學(xué)院西院路橋與土基試驗(yàn)室設(shè)備齊全，能進(jìn)行有關(guān)瀝青、 瀝青混合料以及土基的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)，具備承接路橋與土基方面大型科研生產(chǎn)項(xiàng)目的能力。國(guó)內(nèi)數(shù)家科研設(shè)計(jì)單