水泥混凝土路面加铺沥青层技术研究.ppt

交通运输部科学研究院 道路结构与材料研究中心 陈景 2012年3月 路面维修养护工程量逐步增大 养护技术需要进一步创新 修复工作机械化程度低 快通早强材料 预防性养护措施缺失 加铺时机的选择 十二五目标 国省干线公路路面铺装率达到95%以上，总体技术状况MQI达到80以上；高速公路平均路面使用性能指数PQI大于90，国省干线公路（高速公路除外）平均PQI大于80，且PQI值小于70的比重下降至12%以内 积极推进绿色养护，推广水泥路面就地利用 加强水泥路面养护新技术和新材料研发 路面耐久性不足 早期损坏：开裂、断板、 错台、沉陷等 原因 路面结构与材料耐久性不足 施工与养护质量控制不佳 水泥混凝土路面养护技术 1.传统养护技术： 路面快速修补 局部挖除 加铺罩面 2.水泥混凝土路面再生利用技术 破碎稳压 沥青加铺层与水泥混凝土层作为两种不同的材料和结构层组合在一起时，由于模量的不同，在受到荷载及温度应力作用时，两种材料将会产生不同的应力——应变状态，因此，在其界面会产生应变差和应力差，如果结构及材料设计不合理—层间粘结失效，加铺层脱落。 目前，我国现行的规范明确规定要针对路面检查评定结果确定养护对策，安排大、中修或专项工程，对整个路段路面平整度、抗滑能力不足的，可采取罩面，铺筑加铺层，以恢复其表面功能。 规范增加了旧水泥混凝土路面加铺沥青层这一设计内容，但没有较为成熟的理论分析及设计方法，主要是充分吸收国外经验，参照国外相关研究成果，结合我国交通荷载情况，以经验法设计为主。 1、旧水泥混凝土路面状况检测及评价 ２、加铺前旧水泥混凝土路面病害处治 ３、水泥路面和沥青路面层间结合 ４、防治旧水泥混凝土路面反射裂缝的措施 ５、沥青加铺层厚度的确定 1、加铺前旧水泥混凝土路面状况检测及评价 ２、加铺前旧水泥混凝土路面病害处治 ２、加铺前旧水泥混凝土路面病害处治 　　加铺沥青层前如果不对旧水泥混凝土路面进行表面处理，会导致层 间粘结不够，加铺后不久就产生早期破坏。 ４、防治旧水泥混凝土路面反射裂缝的措施 加铺维修改造技术最大的难点是防止或减少水泥混凝土旧路面的反射裂缝。 ４、防治旧水泥混凝土路面反射裂缝的措施 反射裂缝是由于原有的旧水泥混凝土路面的裂缝在荷载和温度的作用下会扩展到沥青面层，而形成的一种裂缝。反射裂缝在许多寒冷国家或地区如北美、加拿大、日本、俄罗斯、北欧以及我国北方地区非常普遍。 ４、防治旧水泥混凝土路面反射裂缝的措施 反射裂缝的存在会极大地影响沥青加铺层的使用寿命，不仅影响行车舒适性，而且导致路面水下浸，影响到路基的强度与稳定性。更为重要的是，在行车荷载反复作用和周期性变化环境温度的影响下，常常使得裂缝迅速向四周扩展，大大缩短了罩面层的使用寿命。反射裂缝是水泥路面加铺沥青层面临的一大技术难题。 ４、防治旧水泥混凝土路面反射裂缝的措施 目前国内外对减少反射裂缝的主要方法有： 　（１）使用防裂效果更好的面层； 　（２）增加沥青面层厚度； 　（３）从结构本身入手防止和减少反射裂缝(如采用碎石化技术)； 　（４）设置应力吸收层等。 ４、防治旧水泥混凝土路面反射裂缝的措施 　　应力吸收层在路面结构中能依靠自身的塑性变形来吸收应力。根据断裂力学的理论，低弹性模量，高韧性的应力吸收层，可以缓解裂缝尖端的应力集中现象，因而能起到较明显的防裂作用。国内外对此类防裂措施开展了不少试验研究，并取得了一定的研究成果。 高性能应力吸收层技术指标 采用SBS等聚合物改性沥青 软化点75～85℃ 车辙试验动稳定度 DS≥2000次/mm 小梁弯曲试验最大破坏应变εmax≥3500uε 混合料级配需专门设计，其中矿粉用量大于8%，油石比8%。 高性能应力吸收层 在车辆荷载与温度应力作用下，旧水泥混凝土板接缝处，会产生垂直相对位移与水平相对位移，从而导致沥青加铺层内产生较大的拉应力与剪应力，引发反射裂缝。 设计控制的指标为因旧路面板的移动产生的拉应变和因接缝两侧不同的竖向位移造成的剪应变。 该方法力学概念简单清楚，易于接受和应用，但由于该分析方法中作了一些粗糙的假定，从而并不能准确的分析沥青加铺层中应力分布状况，无法考虑接缝或裂缝处的应力集中对罩面层反射裂缝的影响。 该法是一种经验法，认为沥青加铺层的破坏原因是行车荷载所引起的接缝处的竖向弯沉差。设计参数主要考虑水泥混凝土板长、接缝宽度和层间处置措施。层间处置可设置土工织物、应力吸收薄膜层、排水下封层或对旧水泥混凝土板进行破碎与稳定处理。 AASHTO设计法是迄今为止较完善的经验设计方法，是基于等效结构数来确定沥青加铺层的厚度，具体内容包括可行性研究、旧水泥混凝土板的处理、防反措施的选择和厚度计算等。AASHTO经验设计法是以新建水