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土工格栅加铺沥青层改造水泥路面


目前,我国现有的水泥混凝土路面,有相当一部分已接近或超过设计年限,有的虽未达到设计年限,但由于交通量剧增,汽车轴载日益重型化及设计、施工等方面的原因,导致路面损坏、使用品质下降等情况,影响了道路的使用功能,急需改造、修复路况。与沥青路面相比,水泥混凝土路面的修复比较困难,可采用的大修措施有三种:加铺沥青混凝土面层、加铺新水泥混凝土面层和翻修。由于沥青加铺层能有效地改善旧水泥路面的使用性能,同时充分利用旧水泥路面,造价低,施工方便,且对交通、环境影响小,因此在国内外旧水泥路面改造工程中应用最多。然而沥青加铺层中迅速发展的反射裂缝将影响加铺层的使用寿命,如何控制反射裂缝产生的时间和扩展的速度至今仍是一道难题。
  沪宜线(胡埭至漕桥)始建于解放前,中间经过若干次改造,因资料不详,无法考证.至1992年时,该路基宽11m,路面为7m宽的沥青混凝土,全线共有桥梁16座,涵洞76道;1992年年底改建成18m宽路基,12m宽的水泥混凝土路面,1994年对K6+800~K10+200段4cm中粒式沥青混凝土罩面处理;1996年又对全线的路肩进行了补强,具体为4cm沥青混凝土+1cm沥青下封层+30cm二灰结石+土基,同时对局部路段进行了灰土处理,目前该路段全长13.38km,路基宽18m,路面宽17m,两边各0.5m宽挡土墙。钢塑土工格栅加铺改造后要求为高等级沥青路面。

1 改造原理
采用沥青混凝土面层作为旧路面的加铺层是一种典型的补强方法,这种形式的路面结构能吸收两种材料的优点:即旧水泥混凝土提供了稳定、坚实的基层,沥青混凝土路面提供了一个摩阻系数较高、平整度好的面层,大大改善了路面的使用性能。然而普遍存在这样一个问题:沥青加铺层中出现反射裂缝,反射裂缝本身对罩面层的使用性能影响不大,但环境因素的负效应常常使裂缝迅速扩散,从而缩短罩面层的寿命。为减少反射裂缝的数量和延缓反射裂缝的发展速度,60年代起国外开展了防治沥青加铺层反射裂缝的研究。我国自80年代以来也进行了诸多研究,这些研究主要集中在针对控制反射裂缝产生和发展的力学分析上,并提出了一些防范措施,涉及整个路面结构,这些措施大致可分为改善沥青罩面层性能、设置中间加筋层和增设补强层三类。


2 加铺层厚度计算
 沥青混凝土加铺层设计是设计沥青加铺层厚度,而该厚度由行车荷载和防反射裂缝两个因素控制。由于水泥混凝土面板本身强度较高,仅做为路面基层,其上再加铺沥青混凝土路面结构,因此,行车荷载控制不是加铺层设计的重要因素,而防止反射裂缝的产生是加铺层设计的关键。虽然我国目前旧水泥路面改造工程日益增多,但我国现行的《公路工程沥青路面设计规范》并没有把旧水泥混凝土路面上沥青混凝土加铺层设计这一内容包括在内,而国外对此研究起步较早,目前已形成的ARE设计法、美国沥青协会(AI)法、AASHTO罩面设计方法、美国工程兵团和联邦航空局(FAA)法四种相对成熟的沥青混凝土罩面设计方法,按各种方法计算旧水泥混凝土路面上直接加铺沥青混凝土的厚度在15cm左右,经分析该路段采用15cm的沥青混凝土加铺层。由于该加铺厚度是在做了一些假设,按理论方法或是在国内外一些试验结果的基础上得出的,难免会与我省的实际情况有些出入,而且国内外的实验研究也表明,防止反射裂缝是沥青混凝土加铺能否成功的关键问题。因此,在设计方案时也专门考虑了防止反射裂缝的对策,提供了以下三种方案,而不主张在旧水泥路面上加铺沥青混凝土。

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