混凝土压浆技术在旧路沥青加铺改造中的应用

1、第 1 期（总第 171 期）No.1 (Serial No.171)2014 年 2 月CHINA MUNICIPAL ENGINEERINGFeb. 2014DOI:10.3969/j.issn.1004-4655.2014.01.003混凝土压浆技术在旧路沥青加铺改造中的应用朱 宁（秦皇岛市海港区城乡建设局，河北 秦皇岛 066000）摘要：对旧水泥路面沥青混合料加铺方案中的混凝土压浆技术进行探讨研究。根据沥青加铺路面断裂机理和板底注浆加固机理，通过对 2 条试验道路实际使用效果对比分析，得出混凝土板底压浆在旧路面沥青加铺改造中的应用效果。关键词：沥青路面；加铺；反射裂缝；板底压浆中图分

2、类号：U416.217文献标志码：B文章编号：1004-4655(2014)01-0008-02随着城市建设的发展，很多道路经过几年的使变化造成的裂缝。沥青面层的低温收缩裂缝主要发用，需要对原路面进行补强改造。以秦皇岛市为例，生在气候较寒冷的地区 , 一旦室外气温大幅度下降加铺沥青混合料面层是旧路改造的主要方式。沥青时 , 沥青面层会发生温度变化。沥青面层表面和内混合料加铺有它的缺点，例如反射裂缝的发生，水部始终存在温差 , 沥青面层越厚 , 温差就越大。由泥混凝土路面的伸缩缝在载荷和温度作用下产生的此在沥青面层不同部位产生的温度收缩应力就各不垂直和水平位移，导致伸缩缝处沥青混合料产生应相同

3、, 其中沥青混合料表面产生的收缩应力最大。力集中，发生反射裂缝。在施工中降低反射裂缝的沥青面层混合料的抗拉强度无法抵抗收缩应力时 ,方法主要有板底压浆、混凝土面层铣刨、加铺格栅、沥青的表面就要开裂。板缝填料处理等方法。本文主要探讨压浆在旧路改3剪切裂缝 , 即由车辆荷载作用而产生的裂缝 。造中的应用效果。它与沥青混合料的疲劳寿命有关，在车辆荷载的不1 沥青加铺路面断裂及加固机理间断、反复作用下 , 造成水泥混凝土路面板块间上断裂力学和疲劳断裂力学认为，沥青加铺层的下错动，路面相对弯沉值增大，材料的抗弯拉强度破坏断裂是由于旧水泥混凝土路面板缝这种原始缺无法抵抗沥青混合料底部的层底拉应力时 , 则

4、沥青陷的存在，从而引起沥青混合料内部应力集中、内面层底部很快开裂 , 随之在车辆荷载的进一步作用部破损，当这种应力集中与破损超过沥青材料与结下 , 裂缝逐渐扩展到沥青上部，使沥青面层开裂破构抵抗破坏的容许极限时，就出现沥青路面裂缝，坏。这类裂缝往往是细密的、互相交织的裂缝 , 甚导致沥青结构破坏。至形成网状的裂缝。根据断裂力学原理可将裂缝的扩展类型分为2 水泥板块板底注浆的加固机理3 种：张开裂缝、剪切裂缝及撕开裂缝1。从沥青水泥混凝土路面的施工工艺需要切缝 , 切缝处加铺层断裂性质分析，反射裂缝的断裂主要由温度容易发生错台、板底脱空、唧泥等病害 , 从而导致变化造成的张开裂缝及车辆荷载造成的

5、剪切裂缝，道路面层的进一步破损。道路对车辆轴载变化很敏或是 2 种综合的混合型裂缝。感 , 在重载车辆尤其超载车辆的反复作用下 , 水泥张开裂缝是由温度变化引起的。张开裂缝包括混凝土路面板下基层将产生累积的变形 , 使混凝土低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝2。在我国的北方板底的局部不再与道路基层保持连续的接触 , 水泥地区，使用沥青路面所出现的裂缝大部分是由温度混凝土路面板底与基层之间出现微小的空间 , 即出现了板下局部的脱空。同时在温度和湿度的共同作收稿日期：2013-09-24作者简介：朱宁（1980），男，工程师，主要从事城市道用下 , 形成板内温度的不均匀变化 , 引起板块向下路桥梁工程管理

6、工作。或向上的弯曲 , 造成了水泥板块与基层间的空隙进8朱宁：混凝土压浆技术在旧路沥青加铺改造中的应用2014 年第 1 期一步增大 , 最终形成板底的脱空4。板底的脱空出现以后，道路破损速度进一步加快，这又为水的入浸创造了条件。当路面出现裂缝时 , 雨水从缝隙处侵入道路基层 , 渗入的水将存积在板下。基层材料中的细骨料遇水，形成泥浆 , 并沿面板接缝或裂缝处上升 , 形成唧泥现象。出现唧泥现象，加剧板底的脱空进一步扩展。这样反复作用 , 恶性循环 , 最终导致道路路面的破损。水泥混凝土板底注浆是通过钻孔，放置注浆管 , 通过空压机将水泥浆液均匀注入板底的空隙内 , 以充填、挤密、渗透等方式，

7、用水泥浆将原来的松散基层颗粒胶结为一个整体并填补空隙 , 形成一个均匀的板体。板底注浆使基层和水泥板块更紧密地结合，恢复路面板块与基层的整体性和连续性，改善了原有板底的不良受力状态 , 同时还增强了基层的强度标准，提高了道路基层的承载力。3 试验路段效果分析及经济评价以秦皇岛市已修建的 2 条沥青加铺道路为试验路段，对比采用板底注浆的路面组合结构形式和不采用板底注浆的路面组合结构形式在实际中的使用效果。通过道路竣工时和一个冻融循环后对试验道路的检测数据整理，以及通车后实际使用效果，总结在不同条件下，板底注浆的作用。3.1 无板底压浆方案（河北大街模式）本方案是保留原有的水泥混凝土路面，增加水泥

8、稳定碎石基层，再作沥青混合料加铺，水泥混凝土路面相邻板块间板缝采用沥青灌缝料灌缝。通过试验段道路的数据分析，该方案的使用效果基本达到设计预期目标。在实际使用中控制反射裂缝的效果明显，采用的增加半刚性基层、加铺玻纤格栅、沥青灌缝等工艺，明显改善了沥青面层的平整度、弯沉值和裂缝率。试验路段基本达到预期设计目标，满足行车需要。试验路段内出现一段道路后期破损严重，裂缝和弯沉明显增大现象，经过钻孔取样分析，该路段旧有水泥路面板块脱空严重，地下水位较高，板缝间空隙增大，造成路面破坏。3.2 板底压浆方案（迎宾路模式）本方案是在不拆除原有水泥混凝土路面的前提下，采用水泥注浆的方法提高水泥路面的承载力，然后将

9、原有路面表层铣刨，最后铺沥青混合料面层，由于个别水泥混凝土板块损坏严重，应予以拆除，其工程量约占总路面面积的 20%。该方案的使用效果基本达到设计预期目标。在实际使用中采用了板底注浆、路面铣刨、加铺玻纤格栅、采用改性沥青的施工工艺，能够很好地解决路面反射裂缝状况，虽然没有加铺半刚性基层，但由于采用板底注浆的处理工艺，解决旧有路面板底脱空、弯沉变形大的问题以及路面铣刨解决旧有路面错台和粘结问题，平整度和弯沉指标控制得很好，使用效果良好。通车后的路面平整度很好，路面弯沉值也比较小。路面结构没发生较大变形，路面裂缝也多为温度收缩裂缝，路面平整度变化不大，车辆行驶较舒适。3.3 2 条试验路段的数据对

10、比2 条试验道路经过 1 a 和 2 a 后对各项指标进行检测和对比分析，对平整度、裂缝率、弯沉值、沥青磨损度进行了检测（见表 1）。表 12 条试验路段的数据对比平整度 /mm裂缝 /cm弯沉值沥青磨损度备注/0.01 mm/mm方案类型通车通车通车通车通车通车通车通车1 a2 a1 a2 a1 a2 a1 a2 a河北大街较成无板底压浆1.41.8102516.424.3520功方案河北大街破损无板底压浆1.42.2104016.432.4530方案严重迎宾路1.41.5101514.219.6510成功板底压浆方案注：1. 平整度：采用 3 m 直尺检测。2. 裂缝率：每 100 m2

11、路面平均裂缝长度。3. 弯沉值：标准轴载黄河车，贝克曼弯沉梁检测。4. 沥青磨损度：直尺测量。3.4 2 种不同组合方案的经济成本分析表 2方案经济比较项目名称单价 /河北大街无板迎宾路板底-2底压浆方案 /压浆方案 /元m元m-2元m-2拆除旧水泥混凝土板并恢复68.6313.7613.763.0 MPa 水稳基层 18 cm35.5235.52玻璃纤维格栅19.199.5919.19旧路灌缝处理 3 cm0.580.580.58中粒式改性沥青混合料57.7857.78AC13 4 cm中粒式改性沥青混合料60.8860.88AC16 5 cm粗粒式沥青混合料59.6759.67AC20 5

12、 cm粗粒式沥青混合料79.3679.3679.36AC25 7 cm旧有水泥路面板铣刨 1 cm10.1710.17旧有水泥路面板板底压浆1818乳化沥青粘层油3.146.286.28合 计205.97264.79（下转第 14 页）9李树逊：上海市罗山路快速化改建工程主线高架桥梁设计与研究2014 年第 1 期以采用 2 种抗震设计方法：延性抗震设计方法或减隔震设计方法。本工程全盘考虑，选取各标段代表性的桥梁结构，先进行延性抗震试设计，发现某些桥梁需适当减小桥墩截面的尺寸并增加桩基础的数量、直径或配筋率，且这些桥梁所处的现场条件又无法使设计做出相应调整。同时全线桥梁的支座均无法满足抗震目标

13、的要求，因此采用减隔震的设计方法。3）减隔震抗震设计。减隔震设计采用铅芯橡胶支座，对前述的结构有限元模型进行非线性时程分析，输入 E1、E2 概率的地震动加速度时程。地震输入采用 2 种方式：纵向和横向。经反复试算，选取了适合全线桥梁适用的铅芯橡胶支座的设计参数。结果比较显示，虽然增加支座的工程费用，但却减少桩基数量及其配筋，总体上节省了工程造价。4）结论与措施。经过对上述模型的分析和计算，非线性时程分析结果表明：在设置铅芯橡（上接第 9 页）表 2 中所考虑每平方米造价不包含道路附属构筑价格，单纯为沥青路面单价。根据数据对比，工程造价中主要部分为沥青混合料造价，占工程造价的 70%75%，对

14、增加工程造价的影响较大，其余各项施工措施在道路工程所占比例约为 25%，其中板底压浆在总体造价中仅占 7% 的比重，对增加工程造价的影响较小。4 结语通过对旧水泥路面沥青混合料加铺方案中板底压浆的作用进行探讨研究，分析不同地质条件路段、不同交通流量荷载作用下的实际使用效果，得出如下结论。1）通过对反射裂缝的产生机理分析，要解决反射裂缝问题，首先要解决水泥混凝土板块因原始缺陷造成的不稳定状态。尤其是相邻板块由于相对弯沉差异，所造成的路面上下位移，导致反射裂缝加剧。水泥路面板底注浆是有效的方法，能够在水胶支座和适当配筋后，所有墩和桩截面均满足要求，单桩承载力也满足要求。其中 13.0 m 桥宽的桥

15、墩配筋率为 1.5%，25.5 m 桥宽的配筋率为 1.2%； 13.0 m 低墩桥宽桩基础的配筋率为 1%，13.0 m 高墩、25.5 m 桥宽桩基础的配筋率为 1.1%。除采用铅芯橡胶支座以使桥梁各部件结构满足抗震性能目标以外，还需在主梁与主梁或主梁与墩之间采取适当的联接措施以防止落梁。本工程主要采取纵横向挡块防止纵横向落梁问题，梁体与纵横向挡块之间的最小距离需大于 E2 水平地震作用下支座的最大位移。5 结语罗山路快速化改建工程桥梁结构设计在贯彻结构安全、经济合理、满足道路交通功能总体要求的基础上，兼顾桥梁建筑的美观，充分体现以人为本的设计理念。经多方案比选，采用了简支变连续小箱梁的上

16、部结构和正 T 形盖梁接顶部曲线变化的独柱墩的下部结构方案。泥板下形成完整的半刚性板体，使水泥板块整体均匀受力，最大限度解决沉降差的影响。2）沥青加铺工程造价中主要为沥青混合料造价，占工程造价的 70%75%，在沥青混合料加铺施工中，控制工程造价应重点控制沥青混合料的厚度。施工中应重点加强处理水泥板块的承载力，采用板底注浆、路面铣刨、沥青灌缝等措施，提高旧水泥板块的抗变形能力，做到强基薄面，以降低工程造价。参考文献：1 杨斌 . 旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构研究 D. 西安：长安大学 , 20052 刘悦 . 旧水泥混凝土路面沥青加铺层温度应力分析 D. 西安：长安大学 , 20003 陈飞

17、 , 胡光伟 . 旧水泥混凝土路面上沥青加铺层力学分析的有限元法 J. 公路 , 2001(12) ：38-40.4 苗露 , 张传义 . 水泥混凝土路面板底脱空对沥青加铺层反射裂缝的影响分析 J. 森林工程 , 2007(03) ：53-54.14ABSTRACTSA Research of Building Integrated Non-motorized Traffic System of Historic & CulturalBlocksGU Tian-qi(Suzhou Municipal Engineering Design InstituteCo., Ltd., Suzhou 2

18、15125, China) Abstract: In recent years, the re-integrationcases of neighborhood in historical & cultural blocks, industrial rehabilitation and tourism resources have been a gradual increase, but it lacks sufficient attention on traffic organization, traffic control, pedestrian recreation facilities

19、 and other issues. Slow traffi c and motor vehicle traffi c are infl uenced mutually, which is not conducive to form friendly tourism, commercial & residential atmosphere. Taking Suzhou Shantang Street for example, it has built slow traffic system finally through subject judgment, policy analysis an

20、d resources organization. Based on a clear service principal in historical & cultural blocks, the traffi c control policy is determined. Rediscovering space resources by organizing the public space and arranging all kinds of traffi c interchange facilities comprehensively are to form travel scale of

21、 different space, especially the integrated slow traffic system of pedestrian scale.Key words: historic & cultural blocks; integrated non-motorized traffic system;public space;traffic organizationApplication Research of Fuzzy Analytic Hierarchy Process on Traffic Guidance SchemeSelection for Individ

22、ual Traveler WANG Qing-gang, LU Hui-feng Shanghai Municipal Engineering DesignInstitute (Group) Co., Ltd., Shanghai 200092, ChinaAbstract:Traffic guidance service for the individual traveler is an effective means to guide residents travel behavior and to improve transport effi ciency. Fuzzy analytic

23、 hierarchy process (FAHP) is applied in the traffic guidance scheme selection for the individual traveler. Based on the analysis of traffic guidance process, it has established hierarchical structure model of traffic guidance scheme selection for the individual traveler and it has calculated the wei

24、ght value of all influencing factors relative to the overall goal. Using a numerical example by means of the default influencing factors scoring criteria, a number of optional traffic guidance plans can be evaluated and sorted, which is helpful to determine the best plan to meet travel demand and to

25、 reduce effectively the difficulty of choosing traffic guidance plans with multiple influencing factors.Keywords: intelligent transportation;traffic guidance scheme selection;fuzzy analytic hierarchy process(FAHP);individual travel;scheme evaluationConcrete Grouting Technology Applied inReconstructi

26、on of Old Road Asphalt PavingZHU Ning(Qinhuangdao Haigang District Urban & RuralConstruction Bureau, Qinhuangdao 066000,China)Abstract: Concrete grouting technology of old cement pavement asphalt mixture paving plan is discussed and researched. According to the89ABSTRACTSfracture mechanism of asphal

27、t paving pavement and the strengthening mechanism of grouting on the plate bottom, the application effect of grouting on the concrete plate bottom has been given during old pavement asphalt paving reconstruction by comparing and analyzing practical service effects of 2 test roads.Key words: asphalt

28、pavement;paving;refl ective cracks;grouting on the plate bottom.A Design & Research of Main ElevatedBridge of Shanghai Luoshan Rd. RapidnessReconstruction ProjectLI Shu-xun(Shanghai Pudong Engineering Construction &Management Co., Ltd., Shanghai 201203, China)Abstract: Shanghai Luoshan Rd. rapidness

29、 reconstruction project has to build elevated expressway on the current road of significant traffic position, large traffic flow and more heavy vehicles. The main elevated bridge structure design is introduced including the simply supported continuous box girder structure design and the overall elev

30、ated project seismic design.Keywords: rapidness reconstruction project; elevated bridge;simply supported continuous smallbox girder;seismic designA Through Extra-large Concrete Fin-backContinuous Beam Bridge with Wide Deck: Spatial Analysis of Diaphragm for Section Stress InfluenceHE Xiao-guang, FU

31、Mei, ZHOU Cheng (Shanghai Urban Construction Design & Research Institute, Shanghai 200125, China)Abstract: The finite element analysis program, ANSYS, is used to make a spatial stress performance analysis of the construction and the operation of the main bridge of Dazhihe River Bridge on Lianggang Highway: the first through extra-large concrete fin-b