農村公路白加白改造舊水泥砼路面設計探討

屈永強+劉春峰

摘 要：本文結合新建縣東崗橋至義渡三級公路改建工程，從設計角度對農村公路采用舊水泥路面碎石化加鋪混凝土路面結構（白加白）的方法和理論進行研究探索， 找出該技術的適用條件和設計要點。農村公路白加白改造舊水泥砼路面技術有效解決了新鋪路面出現反射裂縫等問題。同時該技術減少了環境污染、工程費用較低，是農村公路改造舊水泥砼路面的理想方法。

關鍵詞：農村 公路 改造 水泥

2003年以來，國家加大農村基礎設施建設實施村村通公路，水泥混凝土路面因為施工工藝操作簡單、施工設備投入少等優點，在廣大農村地區得到廣泛應用，成為我國農村公路路面的主要結構形式。

然而隨著使用時間的推移，在交通量大幅度增長、超載嚴重和施工技術等因素影響下，很多水泥混凝土道路出現了不同程度斷板、錯板、裂縫等結構性破壞等病害，嚴重影響了正常的交通運輸。我國在改造水泥混凝土路面方面進行了許多嘗試和探索，舊水泥混凝土路面碎石化處理后，直接在其上加鋪厚度瀝青混凝土面層（白加黑）的方法已經較為成熟。但是舊水泥路面碎石化加鋪混凝土路面結構（白加白）的方法還處于探索階段。下面本文從設計的角度對白加白改造舊水泥砼路面的使用和設計要點進行探討。

1.白加白改造舊水泥砼路面技術的優勢

1.1碎石化技術

碎石化技術就是使混凝土路面就地再生，綠色環保無污染。將破碎后的碎塊直接做為基層或底基層，節約了路基材料及運輸成本，大大降低了工程費用，同時經過碎石化技術改造后的水泥混凝土不需清除也解決了丟棄水泥碎塊垃圾的環保問題。

1.2白加白技術

當前在國內舊水泥混凝土路面改造中比較成熟的做法是對舊水泥混凝土路面碎石化處理后，直接在其上加鋪厚度在12cm以上的瀝青混凝土面層（白加白）。但瀝青混凝土路面投資相對較大，對于我國農村公路改造建設來說，資金的來源存在很大的缺口。大部分以村鎮政府為業主的農村公路資金來源由國家政策補助及財政自籌兩種方式籌措，財政自籌資金往往難以保證。同時瀝青路面存在壽命較短、后期養護成本較大等問題。

舊水泥路面碎石化加鋪混凝土路面結構泥輪路面（白加白），具有造價低，路面結構強度高、施工要求較低、機具施工工藝流程簡易，使用耐久性好等優點。因而相對于白加黑，白加白技術更適合農村公路舊混凝土路面改造。

2.白加白技術改造舊水泥砼路面技術的設計要點

2.1適用條件

作為一種有效環保的新技術，白加白改造舊水泥砼路面相對于挖除就有路面新建一條新的公路來說，具有非常多的優點。但是在適用這項技術做設計的方案時要注意適用的條件，不能盲目碎石化。

我國農村水泥混凝土路面的修筑，由于設計、施工以及資金短缺等原因，已不同程度地存在一些“硬傷”。很多農村公路的的平縱技術指標過低，甚至談不上技術指標只是簡單的對原有土路基進行了硬化處理。對于技術指標不能達到等級公路最低標準要求的農村公路不適合白加白改技術的應用。部分不滿等級要求的路段要局部改造使其滿足技術要求。不能把節省資金放在第一位，因為老百姓的出行安全大于一切。

目前我國對于農村公路的建設標準沒有全國性的統一標準，各個省份的要求不統一。2012年《安徽省農村公路條例》就要求“縣道按照一般不低于三級公路技術標準建設，鄉道、村道按照不低于四級公路技術標準建設”。過去的地低標準導致非常嚴重的重復性建設問題，導致投資資金的巨大浪費。經常是不按照設計標準修建了混凝土路面，在使用兩三年后又重復性建設。一般混凝土路面設計使用年限在20年以上，實際使用過程中經常是使用不到3年就出現大量的病害，又要進行重復性建設。同時為了降低造價很多農村公路不修筑路基，直接沿就混凝土路面“爬”。這樣導致過去不滿足規范要求的一些小半徑急彎、小偏角、長陡坡等安全隱患繼續存在。近年來因為農村公路轉彎半徑不夠、長陡坡等原因而引發交通事故比比皆是。盲目碎石化的后果嚴重，并且是對社會資源的一種浪費。

2.2技術要點

（1）對于處理軟土路基及彈簧土路基的前期處理。路基設計要重視路基的加固。軟土路基及彈簧土路基必須在碎石化前處理，因為碎石化不能消除路基的病害問題。碎石化只是針對反射裂縫有效，路基的病害還是存在的。

（2）路基加寬部分新舊路基搭接處理措施。路基加寬時由于新舊路基的不均勻沉降，產生以縱向裂縫為代表的病害，從而對公路產生破壞。因此，應該加強公路路基加寬時處理措施，使沉降量降低，從而保證公路的質量。

拓寬原有路堤最常用最經濟的方法是在原有路基坡面開挖臺階，現行公路設計規范規定：二級及二級以下公路路基拓寬原有路堤時，應在原有路基坡面開挖臺階，臺階寬度不應小于1.0m，當加寬拼接寬度小于0.75m時，可采取超寬填筑或翻挖原有路基等工程措施。高速公路、一級公路原有路基的拓寬改建當路堤高度超過3m時，可在新老路基間橫向鋪設土工格柵，以提高路基的整體性。筆者認為路基沉降量的產生是和路基的填土高度有關，不能因為公路等級而改變設計方案。隨著農村公路交通量的增加和載重車輛的增多，相應的設計標準也要提高。設計標準較低是導致大量農村白加白改造舊路面失敗的重要原因。

2.3工程實例

新建縣東崗橋至義渡公路改建工程是新建縣的一條農村通鄉公路，本項目為三級公路設計速度30km/h，路基寬7.5m，路面寬6.5m，平曲線半徑一般值65m，最大縱坡不大于8%。原道路線性較好，路面破損較為嚴重。老路面為6米寬混凝土路面，原路基寬為6.5m～7.0m。

（1）道路設計方案。根據外業調查，原水泥混凝土路面板板塊松動明顯，出現普遍的橫向、縱向或斜向裂縫、錯臺等病害，據統計該路段60.24%的路面出現嚴重破損或中等以上的破壞， 96%的路面有輕度破損，路面整體損壞狀況等級為差。舊水泥混凝土路面大面積破壞而喪失整體承載能力，并且通過局部的挖除，壓漿等處理方式已不能恢復其使用功能。

經過反復論證計算，本設計對原路面采用白加白改造舊水泥砼路面技術方案。路面設計標準軸載為BZZ-100，路面面層為水泥混凝土，厚度22cm，面層設計彎拉強度不小于4.5Mpa，用C35混凝土試配；基層為18cm水泥穩定碎石，原路面碎石化以后做墊層，破碎壓穩后面層頂面當量回彈模量均應不小于80Mpa。路基拓寬部分墊層用20cm未篩分碎石做墊層。

（2）路面結構計算。①基本參數。公路自然區劃：區；公路等級：三級公路；公路安全等級：四級；設計基準期（年）：20；目標可靠度（%）：80；目標可靠指標：0.84；變異水平等級：中～高；標準軸載累計作用次數Ne： 805604.4；交通等級：中等；混凝土彎拉強度標準值（MPa）：4.5。②路面結構及參數。面層厚度（m）：0.22，面層彎拉彈性模量（MPa）：29000；基層厚度（m）：0.18，基層回彈模量（MPa）：1300；墊層厚度（m）：0.20，墊層回彈模量（MPa）：170；路基回彈模量（MPa）：35 應力折減系數Kr：0.87；疲勞應力系數Kf：2.170946；綜合系數Kc：1.1；最大溫度梯度Tg（℃/m）：88；溫度應力系數Bx：0.65；可靠度系數：1.07；計算所得基層頂面當量回彈模量Et（MPa）：154.5509；計算所得混凝土面層的相對剛度半徑r（m）：0.614865；荷載疲勞應力pr（MPa）：2.987167；溫度疲勞應力tr（MPa）：0.7496385。③判斷結果：r（pr+tr）=1.07（2.987167+0.7496385）=3.998382MPafr=4.5MPa，滿足設計要求。

新建縣東崗橋至義渡公路改建工程2011年5月交付使用，目前道路使用狀況良好，未出現反射裂縫。實踐證明，該技術的在滿足一定的技術指標的條件下，把握好設計的技術要點，是可以取得良好經濟效益和社會效益的。該技術充分利用舊路面廢料、減少環境污染、工程費用較低。該方案技術上可行經濟上合理，是農村公路改造舊水泥砼路面的理想方法。

參考文獻：

韓冰，廖述清.“白加黑”路面罩面改造設計要點.公路與汽運.2012.