幾種舊混凝土路面改造方案的使用效果分析

莆田市公路局秀嶼分局 福建莆田 351100

摘要：現有的水泥混凝土路面，相當一部分已接近或超過設計年限，再加上近年來車輛超載超限現象的影響，部分路段路面出現不同程度損壞、道路運輸能力下降的情況。近幾年，根據道路的實際和交通量增長情況，對破損的舊水泥混凝土路面采用重鋪、加鋪水泥混凝土路面和“白加黑”、“白改黑”等不同的改造方案進行改造。本文結合對幾條省道路面采用不同方案改造后的使用情況，探討不同結構路面在當前超載超限現象嚴重的運輸交通環境下的使用效果。

關鍵詞：舊水泥混凝土路面；路面改造；方案；使用效果

1 前言

隨著我國經濟的高速增長，公路建設也得到較大的發展，據有關數據顯示，截止2012年底，全國公路總里程達423.75萬公里，其中水泥混凝土路面165.32萬公里?，F有的水泥混凝土路面，有相當一部分已經達到或超過設計年限，另有一部分雖然還未達到設計年限，但受近年來交通運輸量劇增，車輛超載超限現象嚴重的影響，部分水泥混凝土路面的病害非常嚴重，已到了非修不可的地步。為此，從2008年起，我省對部分國省干線公路舊水泥混凝土路面，采用重鋪、加鋪水泥混凝土路面和“白加黑”、“白改黑”等不同方案進行改造?，F對采用不同方案進行改造的路段的使用效果和養護情況進行分析，為今后路面改造提出一些建議和參考。

2 舊水泥混凝土路面所采用的幾種不同的路面改造方案

我省有相當一部分國省干線是20世紀90年代初中期建設的水泥混凝土路面，主要存在裂縫、破碎、沉陷、啃邊和脫皮等病害，這些病害影響道路運輸能力，存在著一定的安全隱患。而多年的養護經驗表明，小面積的零星修補無法從根本上改善道路的通行條件，必須對路面進行集中改造。在2009至2011年，我局根據各路段的實際情況和交通量增長情況，按重交通等級路面進行設計，對管轄的不同路段的路面分別采用重鋪、加鋪水泥混凝土路面和“白加黑”、“白改黑”等不同的改造方式。路面改造后經過三年多的通行，在日常養護中發現各路段都出現了不同程度的病害，這些病害影響路面的正常使用，需要在日常養護中采取適當的措施，盡量延緩病害的發展。

2.1 改造方案一：挖除舊水泥混凝土路面并重鋪水泥穩定碎石基層和水泥混凝土路面的改造方案，即重鋪水泥混凝土路面。S306線K0+000-K5+600、S201線K370+200-K378+300路段進行水泥混凝土路面挖除重鋪改造，路面行車道寬度為24.4m，雙向六車道，結構形式為：挖除舊路面+平均10cm厚填隙碎石調整層+15cm厚5%水泥穩定碎石層+25cm厚抗折5.0水泥混凝土面層。該路段對舊混凝土路面板進行破碎回收，利用回收的材料進行水泥穩定碎石基層拌和施工，經試驗檢測，穩定層質量符合要求，并有效降低了工程成本，減少建筑垃圾對環境的影響。以上路段于2010年4月開工至10月完工。改造完工并投入使用后，除部分路段出現縱向啃邊現象，此外未出現其他嚴重病害。這些啃邊病害多在道路通車后1-2年內形成，經分析，出現啃邊病害的路段多是歷年來多次修補過的路段，這些路段大多排水不暢，造成路基較軟弱，施工中忽視對混凝土板邊沿覆蓋養護工作，再加上重載車輛運輸的影響，產生較嚴重啃邊病害。病害出現后，及時用瀝青、環氧樹脂等材料進行灌縫修補，目前道路運行狀況較好，病害未出現明顯增長。

2.2 改造方案二：舊水泥混凝土路面擊實破碎處理后做為底基層，并在上面加鋪水泥穩定碎石基層和水泥混凝土路面的改造方案，即加鋪水泥混凝土路面。S306線K12+000-K24+200路段進行水泥混凝土路面加鋪改造，路面行車道寬度為9m，雙向二車道，結構形式為：舊水泥混凝土路面擊實破碎處理+平均15cm厚5%水泥穩定碎石層+24cm厚抗折5.0水泥混凝土面層。這個路段于2009年7月開工至12月完工。改造完工并投入使用后，加鋪路面因沒有對底基層進行破壞，路基穩定性較好，路面使用情況較好。

2.3 改造方案三：舊水泥混凝土路面進行加固修補處理（壓漿或挖補）后做為基層，再加鋪瀝青混凝土面層，即“白加黑”。S202線K480+800～K491+808.418路段路面進行“白加黑”改造，路面行車道寬度為22.5m，雙向六車道，結構形式為：舊水泥混凝土板補強整治+ 2cm橡膠瀝青應力吸收層+6～8cm厚AM-20瀝青穩定碎石混合料+4cm厚AC-13 SBS改性瀝青混凝土。該路段于2010年5月開工至2010年9月完工。在通車一年半以后，部分路段陸續出現輕微的裂縫，K480+900～K487+150路段的病害較嚴重，該路段車流量較大，部分舊面板也是歷年多次進行過零星修補，部分板塊存在脫空現象。反射裂縫在2013年春季后有較大的發展，2013年9月利用開槽灌縫機對較嚴重的裂縫進行瀝青灌縫處理，在灌縫處理后，原反射裂縫周邊再次出現細微裂縫，但至今沒有較大變化。部分板底脫空路段也進行了注漿處理，經彎沉檢測，檢測值符合要求，該路段病害也未出現明顯變化。

2.4 改造方案四：舊水泥混凝土路面擊碎碾壓后做為底基層，而后再加鋪水泥穩定碎石基層和瀝青混凝土路面，即“白改黑”。

2.4.1 S202線K492+170～K508+120路段路面進行“白改黑”改造，路面行車道寬度為24.5m，雙向六車道，結構形式為：舊水泥混凝土板擊實破碎處理+ 18cm厚5%水泥穩定碎石基層+6cm厚AM-20瀝青穩定碎石混合料+4cm厚AC-13 SBS改性瀝青混凝土，部分路段進行加寬改造。這個路段于2010年5月開工至2010年10月完工。改造完工并投入使用后，因該路段有幾個大型工程項目施工，超載車輛往來較多，部分路段出現裂縫和車轍等病害，部分路面還出現較明顯的磨損，但病害不太嚴重；該路段幾處彎道內側排水暗溝處出現了明顯的沉降，影響路面平整度。在病害出現后，利用開槽灌縫機對較嚴重的裂縫進行瀝青灌縫處理，利用瀝青路面熱再生修補車對排水暗溝沉降進行修補，修補后病害沒有明顯發展變化。

2.4.2 S202線K508+120～K513+673.01路段路面進行“白改黑”改造，路面行車道寬度為24m，雙向六車道，結構形式為：舊水泥混凝土板擊實破碎處理+平均23cm厚5%水泥穩定碎石層+6cm厚TLA瀝青穩定碎石混合料AM-20 +4cm厚TLA瀝青混凝土AM-13。這個路段于2010年11月開工至2011年1月完工。改造完工并投入使用后，未發現其他明顯病害。該路段使用特立尼達湖瀝青改性瀝青，特立尼達湖瀝青是一種天然瀝青，其物理和化學特性與常規瀝青完全一致，作為一種瀝青改性劑摻加到石油瀝青中，兩者有良好的混融性，混合后的瀝青能使瀝青路面在抗剪強度、高溫穩定性及低溫性能、水穩定性等方面得到極大的改善。該路段有幾個大型工程施工，工程車輛往來較多，但路面未出現磨損、車轍等病害。

3 采用不同改造方案改造后路面的使用效果分析

通過對以上各改造路段沿線交通量觀測點近些年的觀測數據（詳見表1）分析顯示，各路段除S202線K480+800～K491+808.418路段交通量較大外，其他各路段交通量相近，公路養護水平也相當。但因為各改造路段多處于沿海經濟發達地區，道路運輸量較大，再加上地方工程建設的發展，工程施工車輛較多，造成采用不同改造方案改造后的路面在使用中的效果各有不同，出現不同程度的病害。

3.1 使用同種材料路面的不同使用效果。

3.1.1 對于水泥混凝土路面，方案二（加鋪水泥混凝土路面）優于方案一（重鋪水泥混凝土路面）。采用加鋪方式改造的路面，因其基層所受的擾動較小，其路面穩定性相對于采用重鋪方式施工的路面要好，耐久性較好，養護成本較低。如S306線K12+000-K24+200加鋪路段和S306線K0+000-K5+600、S201線K370+200-K378+300重鋪路段比較，S306線K12+000-K24+200加鋪路段產生的病害較少，有效降低了養護成本。

3.1.2 對于瀝青混凝土路面，方案四（“白改黑”）優于方案三（“白加黑”）。采用“白改黑”方式改造的路面，因其對舊路面進行破碎處理，并加鋪一層半剛性的水泥穩定碎石基層，相對于采用“白加黑”方式改造的路面，有效減少了反射裂縫的產生，降低了養護成本較低；同樣采用“白改黑”方式改造的路面，采用特立尼達湖瀝青改性瀝青的路面比采用SBS改性瀝青的路面穩定性更好。如S202線K492+170～K508+120“白改黑”路段和S202線K508+120～K513+673.01“白改黑”路段比較，S202線K508+120～K513+673.01“白改黑”路段病害較少，有效降低養護成本。

3.2 使用不同種材料路面的不同使用效果。

3.2.1 水泥混凝土路面是剛性路面，相對于瀝青混凝土的優點：一是水穩定性較高，在暴雨及短期浸水條件下可照常通行；二是溫度穩定性高，無車轍現象；三是水泥混凝土耐老化，使用壽命較長。缺點：一是水泥混凝土路面的行車舒適性較差，噪音較大；二是在路基、地基變形或不均勻沉降條件下，易形成脫空，產生斷板，對不均勻沉降的適應性差；三是水泥混凝土路面損壞后，修復難度大，養護時間較長。

3.2.2 瀝青混凝土路面是柔性路面，相對于水泥混凝土的優點：一是行駛舒適性較好、噪音??；二是柔性路面對路基、地基變形或不均勻沉降的適應性強；三是修復速度快，碾壓后即可通車。缺點：一是耐水性差，易產生水損壞，一個雨季就可能造成路面大量破損；二是溫度穩定性差，冬季易脆裂，夏季易軟化，形成車轍；三是瀝青是有機高分子材料，耐久性差，易產生老化龜裂破壞。