舊水泥混凝土路面改造方案的制定

張日民 梁興勝

（江蘇省交通科學研究院股份有限公司，江蘇 南京 210017）

自20世紀80年代起，水泥混凝土路面作為路面的主要形式之一，在國內開始大規模修建。隨著使用年限的增長和超載車輛的破壞，一些早期修建的水泥混凝土路面不同程度地出現了各種路面病害，急需改造。目前通常采用的改造方案為對原路面病害進行適當處理后，加鋪新的瀝青混凝土面層，一方面充分利用較高強度的水泥混凝土路面作為下承層，另一方面在修復病害的基礎上，提高行車舒適性。

原路面狀況的差異以及方案的適用性是影響改造方案成功與否的關鍵，本文就水泥混凝土路面改造方案的制定過程中相關事項，做一個簡單介紹。

1 病害調查分析

對老路的結構性能進行全面的調查和確切的評價，是進行舊水泥混凝土路面加鋪設計的重要依據。

通常水泥路面出現的主要病害有裂縫、斷裂板、脫空、接縫損壞等，此類病害嚴重影響到水泥路面的使用壽命及車輛行駛質量，對舊路加鋪改造成功與否影響較大，在方案制定階段應調查清楚，對病害產生原因予以分析。現行規范對舊水泥路面評價的指標通常采用路面狀況指數（PCI）及斷板率（DBL），其中路面狀況指數全面反映各類水泥路面病害的分布情況，斷裂率為路面斷裂類病害（裂縫、斷裂板）的評價指標。斷裂類病害的分布是影響水泥路面改造方案制定的重要因素，應重點調查分析。設計過程中還需對路段交通量的分布以及發展趨勢，做準確的調查分析；通過路面彎沉檢測判斷下承層強度及脫空情況。

2 水泥板塊處理方案

舊水泥板塊的處理是水泥混凝土路面加鋪改造的關鍵步驟，其成功與否直接影響改造后路面的使用壽命。現階段通常采用的水泥板塊處理方案有清除后重建、板塊維修以及碎石化處理等。

將舊水泥板塊清除后重建新路面，會造成舊路材料的浪費，不能再生利用，且廢料的堆放占用土地，對環境有一定的影響，一般情況下不推薦采用。水泥路面病害處于初始階段，可通過板塊維修措施恢復其結構性能，重點是通過換板、壓漿、灌縫等措施對水泥板塊進行必要的處理，為加鋪改造提供穩定的基礎。碎石化是將舊水泥路面采用專用設備一次性破碎為碎塊柔性結構，這種結構不僅具有一定的承載能力，而且能夠有效防止或限制反射裂縫發生、發展，在目前來說是水泥混凝土路面維修改造最好的技術之一。采用碎石化方案需要對舊路沿線結構物及建筑物情況做詳細調查，避免碎石化影響造成破壞。碎石化方案施工方便、快捷，能夠更為徹底地消除病害隱患，其工藝應用與原路面修補存在經濟平衡點，國內相關工程經驗表明當修補面積為20%～25時，進行破碎改造更為經濟。水泥板塊處理方案，板塊維修及碎石化均是較可行的方案，在具體方案制定時應綜合考慮板塊狀況、周圍環境、經濟等因素確定。

3 加鋪方案制定

加鋪層結構設計是舊水泥混凝土路面改造方案制定的最終環節，若采用清除后重建方案，可根據實際情況按新建或補強路面進行設計。對于采用板塊維修或碎石化進行加鋪改造，根據其結構特點，參照現行規范及相關工程經驗擬定合適的加鋪材料及結構組合方案。

（1）水泥板塊修復后加鋪方案

在修復好的水泥板塊上加鋪瀝青混凝土，由于水泥混凝土路面本身強度、剛度較高，表面彎沉較小，因此行車荷載控制不是加鋪面層設計的重要因素，防止反射裂縫是加鋪層材料選擇和厚度設計的關鍵。

實際設計中，水泥砼路面加鋪面厚度更多地是依據經驗和實體工程實踐結果來指導。目前國內通常采用加鋪2～3層瀝青面層，并結合舊路面實際狀況采用合適的防止反射裂縫措施。

設置中間夾層

在舊水泥砼路面和加鋪層之間設置夾層，可以使瀝青加鋪層底面的應力和應變因離開應力集中的接縫端部而降低，同時也可改變加鋪層結構的抗拉和抗剪能力。隨著相關材料的研究以及應用，改性瀝青油毛氈、聚酯玻纖布等防止反射裂縫的效果，在工程實踐中得到了證明。而橡膠瀝青應力吸收層結合橡膠瀝青磨耗層，由于其在耐久性以及加鋪厚度上的優勢，也得到越來越多的應用。

設置裂縫緩解層

當加鋪層厚度較厚時，可以加鋪層下部設置瀝青穩定碎石、瀝青碎石組成的裂縫緩解層，使得舊面板接縫處的彎沉差難以影響到瀝青加鋪層的上層，從而減少反射裂縫產生的可能性，如瀝青穩定碎石（ATB）和瀝青處治碎石（AM）。

設置補強層

原水泥砼路面上加鋪半剛性基層補強層，防止舊板裂縫或接縫擴展到瀝青加鋪層形成反射裂縫；同時補強路面結構，提高路面承載能力。此外，補強層還能起到調平層以及剛性、柔性材料之間過渡層的作用。但須采取措施，減小半剛性基層本身的反射裂縫影響。主要適用原水泥路面強度不足，需要補強的情況。

以上是常用的幾種防止反射裂縫方案，實際改造方案的制定，對水泥板塊修復后，綜合考慮水泥砼路面強度及防止反射裂縫的要求進行。

（2）碎石化后加鋪方案

碎石化加鋪層在工程實踐中的加鋪方式有兩種：一種是加設水泥穩定集料基層（單層，15～20cm），頂面作防水處理，將碎石化層作為底基層使用；另一種是碎石化層頂面灑布透層油和黏層油后加鋪薄層封層（厚度2～4cm），在碎石化層頂面上形成一層保護層，然后再鋪筑路面，以防止水分下滲對碎石化層造成影響。相應的路面厚度設計可參考路面加鋪層厚度設計方法，通過承載板測定破碎混凝土路面的彎沉，推算綜合回彈模量，再進行結構厚度計算。

采用碎石化加鋪方案，還需考慮溫度以及降雨量因素的影響。控制最小加鋪層厚度，防止厚度太小不能抵御破碎層溫度變化帶來的溫縮應力而產生面層裂縫，對面層造成早期損壞。考慮各地溫度變化特點，在年最大溫差所要求的極限最小厚度為10～14cm。而對于降雨量因素主要是從結構構造、結構組合上加以考慮，注重防水、排水設施的設置，防止水損害的發生。

在舊水泥砼碎石化后進行加鋪時，對施工后的回彈模量進行實測，在此計算上確定合理的加鋪方案。一般的加鋪方案有以下幾種：

做透層、封層后，直接加鋪瀝青面層；加鋪LSPM，然后采用兩層面層的形式；加鋪抗疲勞層后，再加鋪瀝青面層；加鋪無機結合料穩定類基層，然后加鋪瀝青面層。

4 結語

水泥路面改造方案制定過程中應重視對原路面狀況的調查，針對板塊狀況提出相應的原路面處理方案。原有水泥混凝土板病害較少時，應對其病害處理徹底，穩固基礎后采用合適的加鋪方案，并注意對反射裂縫的防治。而碎石化工藝作為一項路面處理新工藝，其施工進度快、交通干擾小，有利環境保護，有利于延長路面使用壽命，可以逐步推廣應用。

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