摘要：隨著道路的使用，路面不可避免地要涉及到路面銑刨維修、加鋪維修，存在新舊路面結(jié)構(gòu)層間的粘結(jié)問題，而目前在路面維修設(shè)計(jì)中對(duì)新舊路面粘結(jié)強(qiáng)度對(duì)路面使用壽命的影響評(píng)價(jià)方面不夠重視，未提出明確的指標(biāo)供施工承包人進(jìn)行自檢，施工承包人也沒有明確的檢測(cè)方法。本文通過分析影響層間粘結(jié)強(qiáng)度的因素，同時(shí)探討了路面維修中新舊路面結(jié)構(gòu)層層間粘結(jié)性能的檢測(cè)問題，論述了路面維修層間粘結(jié)性能評(píng)價(jià)的重要性和可行性。
　　關(guān)鍵詞：路面維修；粘結(jié)強(qiáng)度；檢測(cè)
　　中圖分類號(hào)：TU
　　1.前言
　　近年來，隨著我國部分早期修建的路面有相當(dāng)一部分已接近或超過設(shè)計(jì)年限，有的雖未達(dá)到設(shè)計(jì)年限，但由于交通量劇增，汽車軸載日益重型化或設(shè)計(jì)、施工方面等種種原因，而出現(xiàn)不同程度損壞，路面養(yǎng)護(hù)維修范圍、維修規(guī)模不斷擴(kuò)大，相當(dāng)一部分已達(dá)到需要大修的程度。路面如何維修及其中的一些參數(shù)的設(shè)計(jì)檢測(cè)方法已日益成為公路部門必須面對(duì)和必須解決的技術(shù)問題。
　　其中，維修中不可避免存在新舊結(jié)構(gòu)層粘結(jié)，其粘結(jié)性能的好壞現(xiàn)未有明確的檢測(cè)方法及標(biāo)準(zhǔn)，但其可直接影響路面的使用壽命。許多研究表明設(shè)置粘結(jié)層及評(píng)價(jià)粘結(jié)部位的粘結(jié)強(qiáng)度非常重要，佛羅里達(dá)州交通局在規(guī)范中明確規(guī)定路橋工程中要使用粘結(jié)層。粘結(jié)層的作用是把上下層粘結(jié)起來，使荷載傳遞到下層的同時(shí)沒有層間滑移或分層現(xiàn)象發(fā)生[1]。
　　2.維修中路面層間粘結(jié)的現(xiàn)狀
　　從有些營(yíng)運(yùn)項(xiàng)目路面取芯情況看，路面的層間粘結(jié)能力不夠好，層間較易脫離，部分芯樣在取芯過程中即已分離。層間粘結(jié)能力的不足，使路面的整體性不佳，造成了路面病害的增多。目前，對(duì)瀝青路面的維修一般是對(duì)裂縫、擁包、沉陷、車轍、坑槽、泛油等病害的維修及瀝青路面加鋪結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)等。《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ073.2-2001）[2]中對(duì)車轍、擁包、沉陷、車轍、坑槽、泛油中的處理都含有挖補(bǔ)重鋪新瀝青路面材料的維修方法。因此，在瀝青路面維修和瀝青加鋪方面都存在有新舊瀝青結(jié)構(gòu)層間粘結(jié)的問題。規(guī)范中特別在7.2.1瀝青路面罩面的施工中提到“罩面前必須噴灑粘層瀝青，確保新老瀝青層結(jié)合……有條件時(shí)，灑粘層瀝青前最好用機(jī)械拉毛處理”及對(duì)舊路面要求及施工條件等相應(yīng)注意事項(xiàng)。該種維修方法由于材料性能相差不大，且使用前需對(duì)原瀝青層進(jìn)行銑刨吹塵（挖補(bǔ)維修方式）及灑布粘層油（挖補(bǔ)或加鋪方式），有工程研究表明維修中影響新舊瀝青結(jié)構(gòu)層的層間粘結(jié)性能主要有粘層油材料特性、用量及舊瀝青路面的表面干濕狀況及紋理、新瀝青材料的壓實(shí)度。
　　國外現(xiàn)對(duì)舊瀝青路面的維修開始采用瀝青路面層間熱粘結(jié)技術(shù)，“層間熱粘結(jié)技術(shù)再生罩面”的施工工藝為：對(duì)原路面進(jìn)行加熱；加熱后對(duì)原路面進(jìn)行耙松；在已經(jīng)加熱并耙松的路面上添加瀝青混合料；對(duì)路面進(jìn)行碾壓。該技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)是：無弱接縫、弱界面，修補(bǔ)后新舊路面結(jié)合大大增強(qiáng)，把雨水封住，可有效緩解裂縫問題，施工效率高；環(huán)保、經(jīng)濟(jì)。按美國聯(lián)邦運(yùn)輸部（UnitedStatesDepartmentofTransportation）設(shè)計(jì)指南，熱再生1英寸（2.5cm）路面后，再在其上進(jìn)行1英寸（2.5cm）厚的罩面工程，質(zhì)量比直接在原有路面上進(jìn)行2.5英寸（6.3cm）厚的重鋪更佳，其原理就是增強(qiáng)路面的整體性，減少層間弱結(jié)合面。
　　對(duì)水泥路面的維修除破碎板更換、裂縫修補(bǔ)、填縫料更換、脫空板處治等日常養(yǎng)護(hù)維修外，國內(nèi)采用的水泥混凝土路面大修結(jié)構(gòu)主要有以下幾種形式：
　　（1）采用水泥混凝土加鋪，俗稱“白+白”，即舊水泥混凝土路面加鋪后仍保持水泥混凝土路面形式；
　　（2）采用瀝青混凝土加鋪，俗稱“白+黑”，即舊水泥混凝土路面加鋪后采用瀝青路面；
　　（3）水泥混凝土路面翻修改建，為不加高標(biāo)高，從路基開始重新鋪筑全新的路面。
　　其中“白+白”路面結(jié)構(gòu)中的結(jié)合式加鋪對(duì)新舊路面的聯(lián)結(jié)處理要求特別嚴(yán)格，其要求新筑混凝土路面與原路面成為一個(gè)整體，受力要均勻連續(xù)，不出現(xiàn)層間剝離。“白+黑”路面結(jié)構(gòu)能吸收水泥瀝青兩種材料的優(yōu)點(diǎn)“剛?cè)嵯酀?jì)”，即舊水泥路面提供了穩(wěn)定、堅(jiān)實(shí)的基層，瀝青罩面提供了一個(gè)摩擦系數(shù)較高、平整度好的面層，大大改善了路面的使用性能。然而這種復(fù)合結(jié)構(gòu)涉及剛性、柔性兩種路面結(jié)構(gòu)形式，材料差異大，如果層間粘結(jié)性能不好若再加上瀝青本身的材料性能不佳，使用條件苛刻，將出現(xiàn)大量擁包推移，導(dǎo)致加鋪層壽命縮短。但在《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD40-2002）[3]中“8加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”和《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ073.1-2001）[4]中“8水泥混凝土路面改善”中均未提及瀝青加鋪層與舊水泥面板之間的粘結(jié)性問題。有工程研究表明，影響復(fù)合路面結(jié)構(gòu)層間粘結(jié)性能的主要因素是舊路面的表面紋理和粘結(jié)層材料的性能，其中表面紋理相對(duì)更重要。在“白+黑”路面結(jié)構(gòu)中，為延緩反射裂縫的出現(xiàn)，往往在層間添加了土工布、土工格柵等，其對(duì)層間連續(xù)起了反作用。
　　3.工程實(shí)例及探討
　　在實(shí)際加鋪工程使用中，新鋪瀝青層與舊路面的粘結(jié)性能好壞與路面的破損狀況有直接聯(lián)系。以本人參與的部分路面性能評(píng)價(jià)為例：
　　（1）廣州機(jī)場(chǎng)高速公路進(jìn)入北二環(huán)高速公路的匝道橋面鋪裝結(jié)構(gòu)為4cm改性瀝青SMA-16+6cm改性瀝青AC-20I+防水層。施工完匝道橋面后未進(jìn)行銑刨，由于轉(zhuǎn)彎半徑較小，貨車較多，路面結(jié)構(gòu)受到車輛荷載的橫向剪切力大，通車后該段橋面鋪裝瀝青層出現(xiàn)了推移擁包，局部位置露出橋面鋪裝砼。由于匝道僅設(shè)置了一條車道且位置重要，不能封閉施工，故現(xiàn)在進(jìn)入了不斷修補(bǔ)又不斷破壞的惡性循環(huán)狀態(tài)。該匝道的匝道口減速位置和彎道位置瀝青路面推移特別嚴(yán)重，而彎道結(jié)束后的下坡路段瀝青路面相對(duì)較好。
　　（2）佛山南海區(qū)永安路為市政道路，采用舊水泥砼+兩層共7cm瀝青混凝土罩面層，加鋪瀝青面層大大改善了城市面貌和行車舒適性。加鋪前對(duì)水泥面板進(jìn)行了病害處理，灑布了粘層油，但未進(jìn)行銑刨拉毛。該路交通量較小且主要為城市混合交通，經(jīng)過短期使用后，在公交車站及交叉路口停車線前的路面出現(xiàn)嚴(yán)重推移，露出光滑的原水泥砼表面。現(xiàn)路面瀝青已多處磨損，車輛為避開坑道而緊急改道，極易引發(fā)交通事故。
　　（3）廣東深汕高速公路東段大修項(xiàng)目中，先對(duì)舊水泥砼路面進(jìn)行處治后，采用舊水泥砼（處治后）+應(yīng)力吸收膜+6cm改性瀝青AC-20+4cm改性瀝青AC-13路面結(jié)構(gòu)，在灑布應(yīng)力吸收膜（改性熱瀝青1.8Kg/m2+S12碎石）前先對(duì)處治后的舊水泥砼路面進(jìn)行銑刨拉毛，通過增加舊路表面紋理增強(qiáng)新鋪瀝青結(jié)構(gòu)層與原面層的聯(lián)結(jié)性能，為防止反射裂縫，在橫縫位置鋪設(shè)了寬1米的玻纖格柵。經(jīng)過近三年的運(yùn)營(yíng)，加鋪面層除局部位置因?yàn)r青混凝土熱穩(wěn)定性不佳出現(xiàn)了輕微車轍外，未出現(xiàn)推移擁包病害。
　　通過以上幾個(gè)實(shí)例，本人總結(jié)出以下幾點(diǎn)看法：
　　①在加鋪層與原結(jié)構(gòu)層層間界面的粘結(jié)性能規(guī)范未作出強(qiáng)制要求，設(shè)計(jì)人員對(duì)層間粘結(jié)性能重視程度不同，有工程人員認(rèn)為加鋪結(jié)構(gòu)關(guān)鍵在結(jié)構(gòu)厚度和對(duì)舊路的病害處治方面，忽略了層間粘結(jié)的設(shè)計(jì)，往往只是簡(jiǎn)單地灑布粘層油，更談不上如何檢測(cè)評(píng)價(jià)。
　　②通過對(duì)舊路面的銑刨，即增加舊路面的表面構(gòu)造紋理深度可大大增強(qiáng)層間粘結(jié)性能，加鋪層厚度的變化對(duì)層間粘結(jié)性能的影響甚微。
　　③對(duì)不同交通荷載，不同路面使用環(huán)境和使用條件，例如彎道位置、剎車位置、上坡位置等都是剪切力特別大的地方，對(duì)這些不利位置的路面材料、路面粘結(jié)處理應(yīng)特別重視，提高對(duì)粘結(jié)性能和瀝青材料要求。
　　④隨著路面機(jī)械的發(fā)展，路面銑刨機(jī)可以對(duì)道路路面進(jìn)行均勻的銑刨拉毛而不擾動(dòng)原路面結(jié)構(gòu)，僅通過較小的費(fèi)用增加，大大減小加鋪層與原路面結(jié)構(gòu)層層間剝離的幾率，使各結(jié)構(gòu)層充分發(fā)揮其作用。
　　可知，保證良好的結(jié)合面粘結(jié)性能能充分發(fā)揮路面的整體性能，從維持路面使用壽命而言具有重要意義。既然路面在不同使用條件、不同材料之間對(duì)路面結(jié)構(gòu)層間粘結(jié)性能有不同的使用要求，那就需要對(duì)其粘結(jié)性能進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)。
　　4路面層間粘結(jié)性能的檢測(cè)評(píng)價(jià)
　　4.1檢測(cè)原理
　　粘結(jié)性能可通過測(cè)定粘結(jié)強(qiáng)度來評(píng)價(jià)，目前還沒有標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)定粘結(jié)位置粘結(jié)強(qiáng)度的設(shè)備，但多數(shù)都是應(yīng)用鉆芯芯樣的直剪原理得到層間粘結(jié)的剪切強(qiáng)度，通過剪切強(qiáng)度大小評(píng)價(jià)粘結(jié)性能優(yōu)劣。也可制作與加鋪路面粗糙度相當(dāng)新舊混凝土的立方體或圓柱體試件，再按《公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE30-2005）中圓柱體（T0561）與立方體（T0560）劈裂抗拉強(qiáng)度進(jìn)行劈裂試驗(yàn)評(píng)價(jià)路面結(jié)構(gòu)抗剪強(qiáng)度。
　　4.2檢測(cè)儀器
　　檢測(cè)設(shè)備可以是原理簡(jiǎn)單且參數(shù)可以改變的直剪儀器，這種設(shè)備還要求可以用來方便的測(cè)試路面鉆芯和實(shí)驗(yàn)室制備的圓柱體試件。下面是一種可在MTS上操作的簡(jiǎn)單直剪儀器（圖1）。這個(gè)剪切儀器的兩個(gè)剪切套具間的間距可調(diào)，并且利用MTS可以方便地以控制應(yīng)變或控制應(yīng)力的模式加載，荷載的大小和試驗(yàn)溫度也可調(diào)整。儀器通過剪切套具下的支撐的偏移來實(shí)現(xiàn)剪切。這個(gè)儀器操作簡(jiǎn)便，試驗(yàn)數(shù)據(jù)由軟件自動(dòng)采集和輸出。
　　                  
　　                              圖1剪切儀[5]
　　4.3檢測(cè)指標(biāo)
　　通過上面的剪切儀可以計(jì)算得到層間粘結(jié)位置的剪切強(qiáng)度，通過對(duì)不同材料、不同施工工藝攤鋪的試驗(yàn)路進(jìn)行鉆芯取樣或室內(nèi)制件進(jìn)行層間剪切性能的評(píng)價(jià)，以指導(dǎo)施工。不同路面加鋪層的使用效果，其剪切強(qiáng)度的大小與路面性能的關(guān)系還需不斷分析總結(jié)，其評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法也會(huì)不斷更新。有工程表明，僅從路面紋理粗糙程度和粘層油的不同進(jìn)行直剪試驗(yàn)，其剪切強(qiáng)度可能介于0.1～1.1MPa，相差10倍，故應(yīng)從現(xiàn)在開始重視層間粘結(jié)性的評(píng)價(jià)問題，舊路維修中應(yīng)增加結(jié)合面的評(píng)價(jià)指標(biāo)。由于相應(yīng)的規(guī)范未做明確規(guī)定，層間粘結(jié)力評(píng)價(jià)指標(biāo)可根據(jù)路面結(jié)構(gòu)計(jì)算得到的層底拉應(yīng)力乘一定的安全系數(shù)及根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)選取。
　　5結(jié)論和建議
　　由于路面維修中存在較多層間粘結(jié)問題，層間的粘結(jié)性能也影響到路面的耐久性和材料的結(jié)構(gòu)性能的充分發(fā)揮。隨著道路路面維修項(xiàng)目的不斷增多，由于層間粘結(jié)問題造成的路面破損也日益顯現(xiàn)，現(xiàn)有規(guī)范并未對(duì)層間粘結(jié)性能的檢測(cè)評(píng)價(jià)做強(qiáng)制規(guī)定，造成路面維修中存在設(shè)計(jì)盲點(diǎn)。本文通過結(jié)合若干條道路的工程實(shí)際現(xiàn)狀，對(duì)影響新舊路面結(jié)構(gòu)層層間粘結(jié)性能的因素進(jìn)行了探討，并對(duì)采用直剪原理的一種新型剪切儀檢測(cè)方法做了介紹，表明層間粘結(jié)性能評(píng)價(jià)的重要性及可行性。
　　然而，目前國內(nèi)對(duì)于層間粘結(jié)性與路面壽命關(guān)系方面的研究和試驗(yàn)還比較少。因此建議參照國外的經(jīng)驗(yàn)，修筑不同的試驗(yàn)段，并做相關(guān)研究：
　　①不同粘結(jié)材料粘結(jié)不同材料時(shí)及施工方法對(duì)層間粘結(jié)性能的影響；
　　②評(píng)價(jià)鋪設(shè)了不同土工材料時(shí)對(duì)路面層間性能的影響；
　　③維修設(shè)計(jì)時(shí)為提高層間粘結(jié)性能，針對(duì)不同的路面使用環(huán)境提出相應(yīng)的施工要求、檢驗(yàn)評(píng)定指標(biāo)及評(píng)價(jià)方法；
　　④評(píng)價(jià)不同粘結(jié)性能下的路面壽命及進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益分析。
　　
　　
　　
　　參考文獻(xiàn)
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　　[2]《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》JTJ073.2-2001，人民交通出版社，2001.
　　[3]《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD40-2002），人民交通出版社，2002.
　　[4]《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》JTJ073.1-2001，人民交通出版社，2001.
　　[5]劉細(xì)軍，《評(píng)價(jià)瀝青路面粘結(jié)層粘結(jié)強(qiáng)度的新試驗(yàn)方法》，廣州珠江黃埔大橋建設(shè)有限公司，2007.