城市旧水泥混凝土路面加铺沥青面层裂缝病害探究

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发布时间：2021-09-08

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城市旧水泥混凝土路面加铺沥青面层裂缝病害探究
曾宪龙，孙德强
(中建三局基础设施事业部，湖北武汉430070)
摘要：旧水泥混凝土路面加铺沥青面层越来越多地出现在城市道路中，加铺路面病害也日益显著。城市道路由于其不同的行
车特点以及施工周期，路面的破坏特点、机理与一般的高速公路有一定不同。如何正确掌握裂缝产生原因并制定有效防范措施，
是沥青加铺技术控制的重难点。结合武汉市珞狮南路改造旧路加铺施工实践，对上述问题进行简明阐述和总结。
关键词：旧水泥混凝土路面；加铺沥青；反射裂缝；城市道路
中图分类号：U416．217 文献标识码：B 文章编号：1oo9—7716(2013)04一o069—03
1 背景说明以技术控制，取得了良好效果。
近年来，城市旧混凝土路面加铺沥青面层越
来越多，特别在水泥混凝土路面较多的武汉城区
内尤为普遍。但经过5—7 a左右的使用期后，路面
病害以裂缝类尤为突出，严重影响城市形象以及
交通行车质量。在加铺沥青路面病害分析方面，国
内对高速公路做得比较多，而城市道路由于其路
况复杂，基层多样，交通渠化，行车速度、方向以及
行车载重都具有不确定性等因素，其病害因素与
高速公路有一定的区别。本文结合武汉市珞狮南
路改造旧路加铺施工实践，对沥青面层裂缝产生
原因及有效防范的施工技术控制进行简明阐述和
总结。
2 项目概况
武汉市珞狮南路改造工程全长2 925 m，其中
文秀街至高架桥起点765 m范围为主线地面段。
经前期调查和路面检测评定，此段大部分为现状
水泥混凝土路面，且路面等级良好，因此设计采用
4 emAC一13C细粒式改性沥青混凝土(加纤维
0．225％)+5 emAC一16C中粒式改性沥青混凝土+
7 emAC一25C粗粒式沥青混凝土+抗裂防水粘结
膜+现状水泥混凝土旧路面，即保持水泥混凝土
板路面不变直接加铺沥青混凝土路面。
通过对原路面进行详细的实地调查分析，对
于破坏严重的板块进行挖除后重新铺筑，对裂缝、
接缝、脱空、错台等病害参考《城市道路养护技术
规范}(CJJ 36—2006)处理，但直接加铺沥青混凝土
路面，对旧混凝土面板处理不易完全消除隐患。该
工程施工前期，对裂缝产生的原因进行了详细分
析，制定了相应预控处理方案，并在施工过程中加
收稿日期：2012—12—18
作者简介：曾宪龙(1976一)，男，湖北荆门人，一级建造师，从
事市政路桥建设管理工作。
3 裂缝成因分析
3．1 反射裂缝的产生
通过施工前期的调查显示，文秀街至文治街
的整个路段内，旧混凝土路面基本都存在混凝土
板缝或缺陷，但强度和水稳定性均达标，不会对裂
缝的形成和扩展产生不利影响。结合武汉市道路
裂缝类病害学术界研究经验分析，反射裂缝的产
生大多由于旧水泥混凝土面层在接缝或裂缝附近
产生位移，从而引起接缝或裂缝上方沥青加铺层
内出现应力集中所造成的，而交通荷载及温度荷
载是引起加铺层出现这一变化的主要因素。
温度应力引起反射裂缝的产生，并“参与”了
其最初的扩展；荷载应力加速了裂缝的进一步扩
展。反射裂缝的产生阶段主要是由于交通荷载、温
度应力反复作用导致沥青混凝土在裂缝和接缝处
疲劳开裂，是一个疲劳破坏过程。如果基层裂缝反
射到面层，并穿过面层出现在路面上时，雨水和其
他各种污染物就可能进入路面体，从面层裂缝穿
过基层渗入到底基层，使基层和底基层渗水材料
强度降低，从而引起路面结构严重破坏。
3．2 断裂力学分析
断裂力学认为，裂缝有3种扩展模式：张开型
(I型)、滑开型(Ⅱ型)、撕开型(1lI型)。其中温度
应力或板翘曲对反射裂缝的影响模式为张开型；
行车荷载对反射裂缝的影响模式主要为滑开型；
撕开型的反射裂缝在加铺路面中较少见。
断裂力学中引入应力强度因子来衡量裂纹尖
端附近的应力场强度。表达如下(I型)：
K = (1)
式(1)中：盯——远场拉力强度，MPa；
一初始裂缝长度，mm。
不难看出，裂缝的初始长度越大，裂缝周围的