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介绍水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土的一些做法，并对水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层中涉及的有关问题提出探讨

     　　关键词：水泥路面；加铺；沥青混凝土；工艺 　　引言 　　在旧水泥路面上加铺沥青混凝土，是在水泥路面的基础上改造成沥青路面的一种比较经济的方式，这种方式无论是在公路还是在城市道路改造中都采用得比较多，尤其是在现阶段我国石油工业的发展，沥青产品质量提高，国产石油沥青满足道路规范要求，且有相当多的旧水泥路面由于使用年限较长，路面状况恶化，需要进行改造

    此时，水泥路面上加铺沥青面层快速、经济的优点就凸现出来

    因此，越来越多的地方选择加铺沥青面层的改造方式

     　　水泥路面上加铺的沥青面层这种结构形式在使用过程中，它的缺点和弊端也随着使用期限的延长不断出现，反射裂缝、水泥路面板的错台等病害日趋严重

    如何抑制水泥路面众多的接缝反射到沥青面层上，这个问题一直以来成为人们探索、研究的重要课题

    通过前一段时期的研究和实践，目前已经具备了一些较好的解决方法

    但同样的方法并不是在每一个工程当中都会取得理想的效果

    在工程实施中，如何制定合理的方案，如何控制工程质量是取得良好效果的关键

    本文将以长沙市岳麓大道的旧水泥路面改造成沥青路面为例进行阐述

     　　1、几种不断进步的加铺处理方案及其适应性 　　过去，无论是公路还是城市道路，都是以水泥路面为主

    刚性路面改柔性路面的过程中，有的是挖除重修，这样既浪费又拉长工期，在路幅宽度、线形变化不大的情况下，采取不挖除老水泥路面而直接加铺的方式，使工程变得快速、节约，不失为一种好的选择，从最开始这种方案的运用到目前经历了如下几种处理方案： 　　方案一：直接加铺沥青混凝土

     　　最初的处理方式是：清理老混凝土路面接缝并重新灌缝，将混凝土板清洗干净并洒布粘层沥青，然后铺筑沥青混凝土面层

    在使用过程中，人们发现这种结构形式的路面几乎每一条混凝土板接缝均反射到沥青面层上来了，继而局部出现错台，反射裂缝处沥青混合料脱落，形成坑槽，加之当时沥青材料性能不过关，出现推挤、拥包等现象，路面外观变得很差，路况严重恶化

     　　方案二：在沥青面层间加铺纤维材料抑制反射裂缝

     　　采用玻璃纤维铺筑在沥青面层的两结构层之间，通过玻璃纤维的高抗拉性能抑制反射裂缝，这种结构形式在第一种方式的基础上有很大的进步，如湖南长永高速公路就是采用的这样一种处理方式

    玻璃纤维对延缓反射裂缝的出现起到了显著的作用，但在一定的使用期限后反射裂缝仍然发生，其效果仍然不是十分理想

     　　方案三：在老水泥路面的基础上加铺一层连续配筋混凝土路面，然后再铺筑沥青面层

     　　这种方法十分有效，能从根本上解决反射裂缝问题

    湖南长潭高速公路采用的就是这种方式对老路面进行改造，取得了良好的效果，但成本显著提高，工期明显延长

     　　方案四采用防水抗拉卷材对接缝进行条铺，然后铺筑沥青混凝土找平层，再铺筑玻璃纤维格栅，铺筑沥青混凝土面层

    上面层以下采用较大粒径的沥青混凝土材料铺筑

    此种与前三种方法相比效果不是最优，但能有效抑制反射裂缝，而工程造价较第三种显著降低，对于工期要求较快、质量要求较高的工程合适采用此方案

     　　2、下面介绍第四种方案施工方法及问题处理 　　2.1 施工方法： 　　①原有的水泥路面处理：严重错台、沉降或破裂的混凝土面板采取破除后重新处理基层，浇筑面层；断角、局部损坏的混凝土面板采取凿除损坏部位并重新浇筑混凝土的办法处理：路面接缝填缝料缺失或出现裂缝的采取清缝并重新灌满改性沥青的方式处理

     　　②对老路面进行清洗，将路面上所有的杂物、泥土、灰尘等；中洗干净，采用1m宽防水卷材将所有的横纵接缝粘贴，这样可以有效防止透过路面下渗的雨水渗入裂缝，从而避免板下路基受雨水浸泡而软化

     　　③老水泥路面上洒布粘层沥青（改性乳化沥青），然后再在老路面上铺筑找平层沥青混凝土（加铺路面以前进行标高调整而铺筑的沥青混凝土）

    然后在调平层上洒布改性沥青

     　　④铺自粘式玻璃纤维格栅

    玻璃纤维格栅必须带粘胶的一面朝下，平顺、牢固地粘贴于基面上

     　　⑤铺筑10cm厚AC-30粗粒式沥青混凝土下面层

    此种粒径较粗的沥青混凝土具有良好的骨架性，能有效地防止沥青混合料流变

     　　⑥洒布改性乳化沥青粘层

     　　⑦铺筑SBS改性沥青玄武岩细粒式沥青混凝土地（AC-13）上面层

     　　2.2 此方案在施工中几个关键问题的处理 　　2.2.1 破损面板的处理

    水泥混凝土路面板在使用过程中，由于板底路基的局部沉降等方面的原因，导致板底支撑力不均匀或支撑力不够，使板在车辆作用下的应变较大，所受的拉应力超过板所能承受的弯拉强度，从而出现断裂现象

    对于破裂严重或虽破裂不严重但裂缝宽度有开展，说明其下的基层乃至路基都有破坏或大的形变

    此种情况若不加处理，加铺沥青混凝土面层将在此处受到反复的剪切、拉伸，继而在相同位置出现裂缝并继续恶化

    对于未发展张开的裂缝，可以采取树酯胶进行封闭处理

     　　2.2.2 接缝处理

    水泥路面众多的接缝是加铺层路面产生反射裂缝的主要原因，处理好该问题至关重要，主要有如下几种措施： 　　①清缝、灌缝：水泥路面填缝料的作用是防水与防止杂物掉入接缝影响混凝土板自由伸缩，在水泥路面上加铺沥青面层后，虽然不会再有落物，但防水的作用仍然很重要，因此，采用改性沥青甚至普通沥青灌缝即可，但重要的是要清理干净，缝隙要灌满，不要留有空隙

     　　②接缝处铺设防水抗裂材料采用高强度抗拉防水卷材跨缝条铺，可以进一步对接缝进行封闭，以防止水份渗入，并起到一定的抗拉作用，一定程度上抑制反射裂缝出现

     　　③铺设土工格栅：采用自粘型高强度玻璃纤维格栅满铺，利用土工格栅抗拉性能抑制反射裂缝

     　　④脱空板的处理：部分路面板与基层之间、基层与土路基之间出现了脱空现象，这将是导致路面破坏、变形的重要因素

    对于脱空面板，采取钻孔、压力灌注水泥浆的措施使面板底部重新获得密实均匀的支承

     　　⑤路面的清洗：在洒布粘层沥青前，采用高压水彻底将路表面；中洗一次，将灰尘、松散的颗粒等全部；中洗掉，以使粘层沥青能很好地附着于水泥混凝土路面，使粘层能更好地发挥其在刚、柔两种结构之间的粘结作用

     　　3、总结 　　水泥路面上加铺是一项技术难度大且稍有不慎就容易出问题的工作

    虽然该工艺不是什么新工艺，但不同的工程均有值得总结的经验与教训

    总结起来有如下几个值得注意： 　　3.1 支承基面的处理：加铺面层是直接铺筑在老水泥路面上，水泥路面上已经或正在发生的病害将直接反映在加铺层上，因此，将水泥路面己发生的病害处理并把将来可能导致病害的因素消除十分重要

     　　3.2 防水的问题：混凝土路面的接缝、裂缝是水容易渗入的薄弱环节，沥青路面并不是完全不透水的，相反，雨水透过接缝渗入后，因沥青面层的覆盖更难散发，长久积累极易导致接缝处路面不均匀沉降，从而导致错台等问题发生

    因此做好接缝防水处理十分关键

     　　3.3 防裂：路面反射裂缝的出现主要是因为接缝处的沥青面层经反复拉伸错动而产生疲劳破坏，使该处产生断裂

    断裂初期并不明显影响路面使用功能，它的危害是继发性的，断裂部位雨水下渗产生错台、材料脱落流失等破坏可能相继发生，使路面状况日益恶化

    因此它的危害很大，有必要加铺高强度纤维对材料可能发生的反射裂缝进行有效抑制

    即采取措施提高沥青混凝土抗拉性能以提高其疲劳强度

     提倡采用概念设计思想来促进结构工程师的创造性，推动结构设计的发展

    所谓的概念设计一般指不经数值计算，尤其在一些难以作出精确力学分析或在规范中难以规定的问题中，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制

     　　关键词： 建筑设计 概念设计 　　在不断的结构设计研究与实践中，人们积累了大量有益的经验，并体现在设计规范、设计手册、标准图集等等

    随着计算机技术和计算方法的发展，计算机及其结构程序在结构工程中得到大量地应用，每个设计单位都在为彻底甩掉图板而做努力

    结果给部分结构工程师造成一种错觉，觉得结构设计很简单，只需遵循规范、手册、图集，等待建筑师给出一个空间形成的方案（非结构的），使用计算机，然后设法去完成它，自己只不过是一个东拼西凑的计算机画图匠而已

    这不仅不能有效地运用他们的知识、精力和时间，而且还会与建筑师的交流中产生分歧与矛盾

     　　我国结构计算理论经历了经验估算，容许应力法，破损阶段计算，极限状态计算，到目前普遍采用的概率极限状态理论等阶段

    现行的《建筑结构设计统一标准》（GBJ68-84）则采用以概率理论为基础的结构极限状态设计准则，以使建筑结构的设计得以符合技术先进、经济合理、安全适用

    概率极限状态设计法更科学、更合理

    但该法在运算过程中还带有一定程度的近似，只能视作近似概率法

    并且光凭极限状态设计也很难估计建筑物的真正承载力的

    事实上，建筑物是一个空间结构，各种构件以相当复杂的方式共同工作，且都并非是脱离总的结构体系的单独构件

    目前，人们在具体的空间结构体系整体研究上还有一定的局限性，在设计过程中采用了许多假定与简化

    作为结构工程师不应盲目的照搬照抄规范，应该把它作为一种指南、参考，并在实际设计项目中作出正确的选择

    这就要求结构工程师对整体结构体系与各基本分体系之间的力学关系有透彻的认识，把概念设计应用到实际工作中去

     　　所谓的概念设计一般指不经数值计算，尤其在一些难以作出精确理性分析或在规范中难以规定的问题中，依据整体结构体系与分体系之间的力学关系、结构破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的基本设计原则和设计思想，从整体的角度来确定建筑结构的总体布置和抗震细部措施的宏观控制

    运用概念性近似估算方法，可以在建筑设计的方案阶段迅速、有效地对结构体系进行构思、比较与选择，易于手算

    所得方案往往概念清晰、定性正确，避免后期设计阶段一些不必要的繁琐运算，具有较好的的经济可靠性能

    同时，也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据

     　　比如，有的设计人员用多、高层结构三维空间分析程序来计算底层框架，还人为的布置一些抗震墙，即不能满足楼层间的合理刚度比，也不能正确地反映底层框架在地震时受力状态

    问题在于结构概念不明确，没考虑这两种结构体系的差异

    软件的选择和使用不当，造成危害是不容忽视的

    美国一些著名学者和专家曾警告工业界：“误用计算机造成结构破坏而引起灾难只是一个时间的问题

    ”然而避免这种情况，概念设计的思想不妨是个好方法

     　　运用概念设计的思想，也使得结构设计的思路得到了拓宽

    传统的结构计算理论的研究和结构设计似乎只关注如何提高结构抗力R，以至混凝土的等级越用越高，配筋量越来越大，造价越来越高

    结构工程师往往只注意到不超过最大配筋率，结果肥梁、胖柱、深基础处处可见

    以抗震设计为例，一般是根据初定的尺寸、砼等级算出结构的刚度，再由结构刚度算出地震力，然后算配筋

    但是大家知道，结构刚度越大，地震作用效应越大，配筋越多，刚度越大，地震力就越强

    这样为抵御地震而配的钢筋，增加了结构的刚度，反而使地震作用效应增强

    其实，为什么不考虑降低作用效应S呢？目前在抗震设计中，隔震消能的研究就是一个很好的例子

    隔震消能的一般作法是在基础与主体之间设柔性隔震层；加设消能支撑（类似于阻尼器的装置）；有的在建筑物顶部装一个“反摆”，地震时它的位移方向与建筑物顶部的位移相反，从对建筑物的振动加大阻尼作用，降低加速度，减少建筑物的位移，来降低地震作用效应

    合理设计可降低地震作用效应达60%，并提高屋内物品的安全性

    这一研究在国内外正广泛地深入展开

    在日本，研究成果已经广泛应用于实际工程中，取得良好的经济、适用效果

    而我国由于经济、技术和人们认识的限制，在工程界还未被广泛地应用

     　　同时，在目前建筑结构抗震鉴定及加固中，概念设计的思想也应得到延伸

    在1976年唐山地震中，天津市加固的2万间民房无一倒塌，但天津第二毛纺厂三层的框架厂房，却因偏重于传统构部件的加固 ，忽视结构总体抗震性能的判断，造成不合理的加固使抗震薄弱层转移，仍然倒塌

     　　概念设计的思想被越来越多的结构工程师所接受，并将在结构设计中发挥越来越大的作用

    然而现在的高校教学中，往往只重视单独构件和孤立的分体系的力学概念讲解

    尤其在专业课教学中，单项计算练习居多，综合练习偏少，并着重体现在考题中，使得相当部分学生养成只知套用公式解题的习惯

    而且近年来强调计算机应用教育，比如，毕业设计用结构设计软件计算、出图

    但由于计算机设计过程的屏蔽，手算过程训练程度的削弱，造成学生产生一定依赖性，结果综合运用能力下降，整体结构体系概念模糊

    这些对于培养具有创造力、未来的工程师是相当不利的

     　　随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，对建筑结构设计也提出了更高的要求

    发展先进计算理论，加强计算机的应用，加快新型高强、轻质、环保建材的研究与应用，使建筑结构设计更加安全、适用、可靠、经济是当务之急

    其中，打破建筑结构设计中的墨守成规，充分发挥结构工程师的创新能力，是相当必要的

    因为他们是结构设计革命的推动者和执行者

    这则需要工程界和教育界进行共同的努力

    推广概念设计思想是一种有效的办法

     　　著名的美国工程院院士林同炎教授在《结构概念和体系》一书中为结构工程师提供了广泛而又有独特见解的结构概念设计基础知识和设计实例

    该书着重介绍用整体概念来规划结果总体方案的方法，以及结构总体系和个分体系尖的相互力学关系和简化近似设计方法

    为结构工程师和建筑师在设计中创造性地相互配合，设计出令人满意的建筑奠定基础

    这本书第二版的出版，为我们更好的加深概念设计的理解，提供有益的帮助

    总之，概念设计必然会成为今后结构设计的主流思想，这就让我们来共同学习、发展它吧，为结构设计的发展作出应有的贡献

     　　参考文献： 　　1.高立人，王跃，结构设计的新思路——概念设计，工业建筑 ，1999（1） 　　2.戴国莹，李德虎，建筑结构抗震鉴定及加固的若干问题，建筑结构，1999（4） 　　3.林同炎，S.D.思多台斯伯利 ，结构概念和体系，中国建筑工业出版社  

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