旧水泥混凝土路面改造技术

1、旧水泥混凝土路面旧水泥混凝土路面沥青加铺层改造技术沥青加铺层改造技术学号：学号：*姓名：姓名：*专业：结构工程专业：结构工程l改造方案改造方案l改造背景改造背景l改造措施改造措施l结语结语旧水泥混凝土路面的三种旧水泥混凝土路面的三种 改造方案改造方案方案一：在旧水泥混凝土路面上加铺新的普通水泥混方案一：在旧水泥混凝土路面上加铺新的普通水泥混凝土路面或连续配筋混凝土路面，简称凝土路面或连续配筋混凝土路面，简称“白白+白白”；方案二：在旧水泥混凝土路面上或补强后直接加铺沥方案二：在旧水泥混凝土路面上或补强后直接加铺沥青混凝土面层，简称青混凝土面层，简称“白白+黑黑”或者或者“白白+补强层补强层+黑

2、黑”；方案三：将旧水泥混凝土路面碎石化后加铺沥青混凝方案三：将旧水泥混凝土路面碎石化后加铺沥青混凝土或水泥混凝土面层，简称土或水泥混凝土面层，简称“碎石化碎石化+沥青混凝土路沥青混凝土路面面”或者或者“碎石化碎石化+水泥混凝土路面水泥混凝土路面”。改造背景改造背景l这三种方案中，因沥青加铺层能有效地改善旧这三种方案中，因沥青加铺层能有效地改善旧水泥混凝土路面的使用性能，提高车辆行驶的水泥混凝土路面的使用性能，提高车辆行驶的舒适性，且施工方便、对交通及环境影响小，舒适性，且施工方便、对交通及环境影响小，因此，在国内外旧水泥混凝土路面改造工程中因此，在国内外旧水泥混凝土路面改造工程中应用最多。但该

3、结构致命的弱点就是沥青加铺应用最多。但该结构致命的弱点就是沥青加铺层在旧水泥混凝土路面接缝处极易产生反射裂层在旧水泥混凝土路面接缝处极易产生反射裂缝，导致加铺层使用寿命大大缩短。缝，导致加铺层使用寿命大大缩短。l因此，因此，如何控制反射裂缝如何控制反射裂缝的产生和发展，至今的产生和发展，至今仍是道路工程界所面临的一大技术难题。仍是道路工程界所面临的一大技术难题。 什么是反射裂缝？什么是反射裂缝？l旧水泥混凝土路面补强时常在原有旧水泥混凝土路面补强时常在原有路面上加铺一层沥青罩面，当混凝路面上加铺一层沥青罩面，当混凝土位移产生的拉应力超过沥青罩面土位移产生的拉应力超过沥青罩面层的抗拉强度时，罩面

4、层就会开裂，层的抗拉强度时，罩面层就会开裂，这种裂缝即称为这种裂缝即称为反射裂缝反射裂缝。 反射裂缝的成因反射裂缝的成因l旧水泥混凝土面板和其上的沥青加旧水泥混凝土面板和其上的沥青加铺层组成的是一种特殊的路面结构。铺层组成的是一种特殊的路面结构。根据断裂力学的观点根据断裂力学的观点,产生反射裂缝产生反射裂缝的内部原因主要是由于旧水泥混凝的内部原因主要是由于旧水泥混凝土路面的裂缝或接缝作为原始的缺土路面的裂缝或接缝作为原始的缺陷存在陷存在,引起沥青混凝土的应力集中引起沥青混凝土的应力集中造成的造成的 。反射裂缝的分类反射裂缝的分类l剪切型反射裂缝l张拉型反射裂缝 剪切型反射裂缝剪切型反射裂缝l剪

5、切型反射裂缝剪切型反射裂缝通常由通常由交通荷载交通荷载引起。车轮荷引起。车轮荷载驶经接缝载驶经接缝(或裂缝或裂缝)时时,在车轮偏荷载的作用下在车轮偏荷载的作用下,接缝接缝(或裂缝或裂缝)两侧的板端出现弯沉差两侧的板端出现弯沉差,使接缝上使接缝上方的沥青混凝土加铺层承受较大的弯拉应力和方的沥青混凝土加铺层承受较大的弯拉应力和剪切应力。此弯拉应力和剪切应力若超过沥青剪切应力。此弯拉应力和剪切应力若超过沥青混合料的弯拉强度或抗剪强度混合料的弯拉强度或抗剪强度,在接缝在接缝(或裂缝或裂缝)处就会出现反射裂缝。处就会出现反射裂缝。张拉型反射裂缝张拉型反射裂缝l张拉型反射裂缝张拉型反射裂缝通常由通常由温度

6、变化温度变化引起。沥青混引起。沥青混凝土加铺层粘附在旧面层板上凝土加铺层粘附在旧面层板上,旧面层板因温旧面层板因温度下降而收缩时度下降而收缩时,由于旧面层板与加铺层的层由于旧面层板与加铺层的层间粘附阻力间粘附阻力,沥青混凝土加铺层也会相应出现沥青混凝土加铺层也会相应出现收缩变形。混凝土板的收缩在两条接缝收缩变形。混凝土板的收缩在两条接缝(或裂或裂缝缝)内进行内进行,混凝土板降温时会导致接缝混凝土板降温时会导致接缝(或裂缝或裂缝)上方的沥青混凝土加铺层内出现较集中的拉应上方的沥青混凝土加铺层内出现较集中的拉应力。此时拉应力若超过沥青混合料的抗拉强度力。此时拉应力若超过沥青混合料的抗拉强度,加铺层

7、便出现开裂。加铺层便出现开裂。改造措施改造措施 （1）增加沥青加铺层的厚度；）增加沥青加铺层的厚度；（2）选用优质沥青并渗入阻裂材料；）选用优质沥青并渗入阻裂材料；（3）设置土工合成材料、钢丝网或橡胶沥青夹）设置土工合成材料、钢丝网或橡胶沥青夹层；层；（4）对半刚性补强层进行预切缝并加铺土工织）对半刚性补强层进行预切缝并加铺土工织物处理；物处理；（5）对旧水泥混凝土板进行破碎稳定处理；）对旧水泥混凝土板进行破碎稳定处理；（6）设置抗反射裂缝中间夹层等。）设置抗反射裂缝中间夹层等。GSOG应力吸收结构层应力吸收结构层lGSOG为（英文名为（英文名Gap-Semi-Open-Graded，简称简称

8、GSOG）高粘度沥青间断半开级配沥青混）高粘度沥青间断半开级配沥青混合料，是一种即有结构性，又有功能性的沥青合料，是一种即有结构性，又有功能性的沥青混合料，可有效地解决混合料，可有效地解决“白加黑白加黑”中三个主要中三个主要问题：问题：（1）抗竖向剪切作用；）抗竖向剪切作用；（2）应力吸收作用；）应力吸收作用；（3）满足在高温多雨地区沥青混合料的重要路）满足在高温多雨地区沥青混合料的重要路用性能要求。用性能要求。 “白加黑白加黑”GSOG复合式复合式 沥青路面结构层沥青路面结构层 采取此种复合式路面结构可有效的减采取此种复合式路面结构可有效的减少少“白加黑白加黑”过程中烦杂的施工工序，减过程中

9、烦杂的施工工序，减少沥青路面加罩厚度，保证沥青混合料摊少沥青路面加罩厚度，保证沥青混合料摊铺的连续性，可有效地延缓和减少反射裂铺的连续性，可有效地延缓和减少反射裂缝的出现。缝的出现。 GSOG应力吸收层的技术性能应力吸收层的技术性能l抗剪切能力抗剪切能力l弯拉疲劳性能弯拉疲劳性能l车辙试验车辙试验l水稳定性试验水稳定性试验1、抗剪切能力、抗剪切能力l水泥混凝土路面加罩沥青路面会产生板水泥混凝土路面加罩沥青路面会产生板块与板块间的反射裂缝。块与板块间的反射裂缝。GSOG应力吸应力吸收层可有效的减少剪切裂缝的出现，通收层可有效的减少剪切裂缝的出现，通过抗剪切性能试验结果分析，过抗剪切性能试验结果分

10、析，GSOG沥沥青混合料的抗剪切效应动态劲度模量青混合料的抗剪切效应动态劲度模量S（40C、3600）比普通沥青混合料高出）比普通沥青混合料高出12倍，见表倍，见表1。表表1 抗剪切性能测试结果抗剪切性能测试结果2、弯拉疲劳性能、弯拉疲劳性能l为了检验为了检验GSOG沥青混合料的疲劳性能，沥青混合料的疲劳性能，通过小梁试件达到初始劲度模量通过小梁试件达到初始劲度模量50时，时，疲劳寿命比普通沥青混合料高疲劳寿命比普通沥青混合料高20倍左右，倍左右，见表见表2。表表2 沥青混合料疲劳性能测试结果沥青混合料疲劳性能测试结果3、车辙试验、车辙试验l加入加入RST高粘度改性剂的高粘度改性剂的GSOG沥

11、青混沥青混合料通过车辙试验检测，动稳定度可达合料通过车辙试验检测，动稳定度可达5700次次/mm，普通沥青混合料为，普通沥青混合料为1100次次/mm，见表，见表3。表表3 沥青混合料高温稳定性测试结果沥青混合料高温稳定性测试结果4、水稳定性试验、水稳定性试验lGSOG沥青混合料通过水稳定性试验结沥青混合料通过水稳定性试验结果分析，其残留稳定度指标可达果分析，其残留稳定度指标可达90，见表见表4。表表4 水稳定性测试结果水稳定性测试结果结语结语l随着交通量和车辆荷载的不断增长随着交通量和车辆荷载的不断增长,以及自然因素的影以及自然因素的影响响,路面破坏已经非常严重。高等级路面中的罩面工程路面破坏已经非常严重。高等级路面中的罩面工程是公路养护的一项主要内容是公路养护的一项主要内容,目前国内应用较多的就是目前国内应用较多的就是在早期修筑的旧水泥混凝土路面上加铺沥青混合料面在早期修筑的旧水泥混凝土路面上加铺沥青混合料面层。但是由于其加铺以后的路面自身结构的特性层。但是由于