市政舊水泥砼路面改造方案淺議

戴小惠

（揭東縣振通水電工程建設有限公司，廣東 揭東 515500）

隨著，我市部分早期修建的水泥混凝土路面已出現不同程度的損壞，個別路線已達到了非修不可的地步，需要重新改造翻修，但如何改造翻修、如何恢復路面行車質量等問題，已成為公路部門必須面對和解決的當務之急。基于上述情況，本文以國道G206線曲溪至小坑段路面改善工程路面大修工程為依托，結合該段路面的具體情況，對舊路面的病害及其形成機理進行研究，并提出舊路面處治措施和新路面結構形式。

1 舊路面板損壞類型

國道G206線曲溪至小坑段路面改善工程原有路面結構為水泥混凝土路面，損壞嚴重，通過現場調查，發現水泥混凝土路面的損壞有四種類型：（1）面板破碎、裂縫類——貫通面層厚度的斷裂裂縫，把板分為數塊，破壞了面層結構的完整性。裂縫類的損壞形式有：橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫和板角斷裂等；（2）變形類——面層板的整體性未破壞，但出現較大的豎向位移，影響行車舒適性。變形類形式有；錯臺、層陷、和拱起等；（3）接縫損壞類——橫縫和縱縫填縫料的喪失或失效。如板縫處填縫料剝落；（4）表面損壞類——非結構性損害，發生在面層的局部損壞。如露骨、坑洞等。

2 舊路改造方案分析（白加黑方案）

鑒于本項目舊混凝土路面破損嚴重，對特別是普遍存在板底脫空現象的路段，舊混凝土路面進行大面積灌漿、換板等修復無法滿足未來行車荷載的要求（如大量新換過的路面板已經發生斷裂），或者大面積修復后再鋪筑加鋪層也不是一種經濟有效的技術措施。因此，維修改造方案對不同路段采用不同的處理方法，其中部分路段考慮對舊混凝土路面進行破碎（壓裂）和壓實穩定處理，用于作為新加鋪面層的底基層，其上再加鋪基層、面層。這樣既可以減少大量廢料對環境的不利影響，又可以保留舊路面一定程度的結構完整性。

加鋪基層的方案，其優點是可利用半剛性基層來對破損嚴重、凹凸不平的舊路面提供一個補強整平層。此種結構在國內及省內已有大規模應用的并成功的實例。

2.1 SMA-16II上面層（改性瀝青瑪蹄脂碎石）

上面層是車輛直接作用的結構層，本設計除了考慮混凝土的結構穩定外，主要還應考慮抗滑、降噪、防止眩光等。

SMA混合料為間斷級配，粗集料多，細集料少，礦粉用量多，瀝青用量也多。粗集料顆粒石-石接觸，形成骨架結構，由瀝青礦粉和纖維組成的瑪蹄脂填充其空隙，成為一種密實結構的瀝青混合料。SMA路面使用的實踐表明，它與傳統瀝青路面相比較，具有以下特點：

2.1.1 優良的高溫穩定性。SMA混合料由于粗集料石-石接觸形成骨架結構，能夠支承車輪荷載，并將荷載傳遞至下層路面，路面能夠承受大的車輪荷載而不大容易產生擠壓變形，始終保持良好的平整度，表現出優良的穩定性。傳統的瀝青路面由于粗集料成懸浮狀態，不能有效的起到支承荷載的作用，荷載主要由細集料和瀝青組成的砂漿所承受，自然路面容易產生變形。

2.1.2 良好的耐久性。SMA混合料集料所形成的大空隙由瀝青、礦粉和纖維組成的瑪蹄脂所填充，成為密實結構，空隙率小，集料顆粒表面的瀝青膜厚，不僅使混合料具有很好的耐疲勞性能，而且所鋪路面具有良好的耐久性。

2.1.3 良好的表面特性。SMA混合料粗集料多，所用石料質量好，路面表面構造深度大，這就賦予了良好的抗滑性能，同時雨天高速行車時的濺水現象減輕，提高了行車的安全性。SMA路面良好的宏觀構造和高的瀝青含量，還賦予SMA路面吸收車輪滾動噪聲的性能。

2.1.4 良好的低溫抗裂性。SMA混合料骨架空隙中所填充的瀝青瑪蹄脂，使混合料具有良好的柔韌性，增強了低溫抗裂性能。

2.2 AC-20I下面層（改性瀝青混凝土）

本層是瀝青路面結構層中非常重要的層次，主要考慮它的強度和穩定性，采用中粒式，并設計成I型密級配結構，瀝青采用改性重交通瀝青，即AC-20I（改性瀝青混凝土）。在投資許可的條件下，可以考慮采用美國、西歐均有成功案例的橡膠瀝青混凝土或經常采用的SMA-19I、SMA-25I。橡膠瀝青混凝土作為下面層有如下優點：（1）由于橡膠瀝青混凝土具有的高彈性，可以延緩和減少反射裂縫。（2）由于橡膠瀝青混凝土具有較好的高溫穩定性，放在路面的第二層，能夠起到及好的抵抗車轍作用。（3）橡膠瀝青混凝土比一般瀝青混凝土具有更好的粘性，與舊板的黏結更好。（4）橡膠瀝青混凝土具有比較好的耐久性，有利于養護。（5）橡膠瀝青混凝土比一般混凝土更加環保。

橡膠瀝青混凝土作為下面層的缺點是前期投資會高一些。

2.3 上面層采用AK-16B

上面層采用AK-16B，跟普通瀝青混凝相比，具有抗滑性好，降噪效果良，抗車轍良，路面水排除快等優點；只是空隙稍大，路面水容易下滲。下面層主要考慮它的強度和穩定性，采用中粒式，并設計成I型密級配結構，瀝青采用重交通瀝青，即AC-20I（瀝青混凝土）。抗車轍能力稍差，水穩定稍差，抗反射裂縫差，造價低。

根據路面改造以往經驗，在舊水泥混凝土路面損壞后的養護修復有幾種方法，第一種為，把原路面損壞的地方挖除，再修回同樣結構層的路面，適用于路面損壞不多的日常養護；第二種是，全路段挖除面板，重新做路面結構，適用于路面破損嚴重的路況，效果較好，壽命長，只是工時較長，對交通影響太大，沿線社會、經濟負面影響大，造價比較高；第三種就是加鋪水泥混凝土面板，效果不錯，壽命長，缺點是加鋪層比較厚，對標高受限制的路段不適用，由于水泥砼面板需要養護，加鋪后開放交通時間比較長，對沿線交通影響也相對大些；第四種也就是現在國內外比較常用的加鋪瀝青路面，即白加黑，這種維修方法的優點是工時短，加鋪后基本不需要養護，冷卻后即可開放交通，甚至可以晚上攤鋪，白天開放交通，鋪裝層厚度薄，最薄可達10cm，造價適中，缺點是施工受雨季影響較大。由于G206線交通流比較大，且該路在路網中的重要地位，使得該路不能長時間的封閉或半封閉交通，盡早通車為宜，原路橋涵比較多，且大部分為過城鎮路段，標高受限制因素比較多，并且結合當地區域交通規劃，機場連接線配套，從城市美觀角度出發，宜選用厚度較薄的鋪裝層，比較后選用白加黑方案。

原路面的處理方案,除一般的處理措施外,強調對橋頭沉陷、板底脫空、板的不均勻沉陷(包括嚴重錯臺)及個別彎沉較大的地方,采用壓漿處理。處理的方法主要有：沖擊破碎，多錘頭破碎，換板等。為方便機械施工，分段長度不宜小于1000米，特殊情況可以適當降低標準。

2.4 結構受力分析

水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土為復合式結構，上層的瀝青混凝土彈性模量一般為1000～2000MPa，而下層水泥砼板的彈性模量一般為30,000MPa左右。上下剛度相差很大，在汽車或溫度荷載的作用下會對瀝青混凝土加鋪層帶來許多不利的影響。為保證加鋪層的質量，為加鋪層結構設計提供理論依據，進行瀝青混凝土加鋪層內部的受力分析十分必要。

水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土分為上下兩層，各層的厚度及彈性模量從上至下依次為4cm、6cm、25cm，上面層抗壓回彈模量取1600MPa，下面層 AC20 取 1400MPa，水泥砼板取32000MPa，土基模量E0。以E0為變量，分析各層層間連續和層間滑動兩種情況下加鋪層中的拉應力、剪應力和變形，計算點選擇在第一層底面、第二層底面和第三層頂面的荷載圓中心及輪隙中心處。（荷載圓半徑10.65cm，壓強0.7MPa）

2.5 瀝青混凝土加鋪層最小厚度的確定

在原有混凝土板上加鋪瀝青混凝土面層,加鋪層的最小厚度是一個關鍵技術問題。主要考慮以下問題。首先，從揭陽當地的氣候條件和交通量情況,為防止產生比較嚴重的車轍,加鋪的瀝青混凝土面層也不宜太厚。再者，根據路線的縱斷面設計,設計高程與原有路面高程差一般在10cm左右,為避免過多地破碎和替換原混凝土板,加鋪瀝青混凝土面層的最小厚度一般為10cm～12cm。最后，還要考慮減少反射裂縫、預防水破壞、提高瀝青混凝土的高溫強度等等。

結語

綜上所述，在市政道路改造實施中，改造方案制訂的合理與否離不開對路面病害類型與損壞程度的正確判斷，我們只有摸清了舊路破損的病癥所在，才能為方案的制訂提供準確的信息來源，才能使改造方案的篩選更具針對性、更具科學性。此外，為了確保舊路改造質量，在工程實施過程中，應嚴格按圖規范施工，不可擅自修改設計，以確保工程滿足設計及規范要求。

[1]朱峰.路橋工程施工技術.人民交通出版社，2005.

[2]文德云.公路工程施工現場控制要點.人民交通出版社，2003