舊水泥混凝土路面瀝青加鋪設計探討

潘翀

（海南佳風工程設計有限公司 海南省海口市 570100）

1 項目概況

玉荷路位于連江縣，西接104國道，東接北江濱東路，地處連江縣中心商業街繁華路段，周邊商鋪林立，特別是隨著農貿市場及實驗小學的入駐，產生和吸引的交通量日益增長，現狀水泥路面破損嚴重，嚴重影響行車的安全性及舒適性；現狀道路交通組織混亂，機動車、非機動車與密集的人流交叉混行對交通通行造成重大影響，已無法滿足正常使用條件，鑒于以上情況，對玉荷路的改造迫在眉睫。

2 舊水泥混凝土路面調查及評價

在進行瀝青混凝土加鋪設計前，應對舊水泥混凝土路面進行調查評價，確定其使用性能和結構性能，用以指導舊路板塊處理和瀝青加鋪層設計。

本次分別從舊路修建和養護技術資料、路面損壞情況、路面結構強度、現狀和遠期交通量等方面對舊水泥混凝土路面進行調查和評價。

2.1 舊路修建和養護技術資料調查

本項目地處商業街，投入使用已逾10年，由于管理原因，養護資料已不可考，隨著經濟高速發展，消費水平提高，交通量日益增長，現狀路面破損情況嚴重，影響使用性能和城市美觀，已不滿足城區發展的需求。

2.2 路面損壞情況調查

現狀路面經過調查，主要存在以下幾種破損形式：

2.2.1 水泥混凝土面層斷裂類病害

（1）縱向裂縫

現場縱向裂縫分布比較普遍，主要表現為平行或近于平行路面中心線的縱向裂縫。主要產生原因為路基不均勻沉降及基礎強度不足。

（2）橫向裂縫

現場橫向裂縫分布比較廣泛，表現形式為垂直或斜向路面中心線的橫向或斜向裂縫，主要原因為長期承受飽和交通量，累積荷載大于路面結構設計的承載力。

（3）角隅斷裂

現場角隅斷裂較少，表現形式為從板角到斜向裂縫兩端的距離小于1.8m的角隅斷裂。此類破壞只要原因是在行車荷載和水的綜合作用下，基層或基礎形變逐漸累積，使板角應力增加，導致斷裂。

（4）交叉裂縫和斷裂板

現場交叉裂縫和斷裂板主要集中在農貿市場及實驗小學出入口等車流量和人流量較大的位置，主要表現為兩條以上裂縫交叉，將一個完整板塊分裂成3塊以上不同大小的板塊。

2.2.2 水泥混凝土面層斷裂類病害

（1）接縫填縫料損壞

填縫料損壞全路段分布，表現形式為接縫內無填料，填料破損及接縫內混雜砂石等。破壞主因為填縫料在長期外界環境作用下老化，脆裂，或由于混凝土路面板受熱膨脹，擠壓脹縫，致使填縫料被擠出，不能正常復原等。

（2）板底脫空

板底脫空主要是由“水-路基-路面-行車荷載”相互作用造成的。由于基層的剛度遠小于混凝土面板的剛度，在行車荷載的作用下，基層產生塑性變性，同時溫度及濕度的變化引起板的翹曲，這些都為水的侵入創造了條件。水的滲入和荷載的作用逐漸形成板底脫空。

（3）錯臺

現場錯臺主要存在于機動車道和非機動車道連接處，主要表現為在路面的接縫或裂縫處，兩板體產生相對豎向位移的現象。

（4）接縫碎裂

接縫碎裂主要是指由于填縫料損壞，泥、砂等雜物侵入脹縫，導致路面板再次膨脹時受阻，或雨水滲入基層和墊層，使基層強度降低，從而導致路面接縫處的變形和破損。主要存在于路面設置脹縫處。

2.2.3 水泥混凝土面層表層類病害

（1）磨損和露骨

磨損和露骨主要指水泥混凝土板塊磨損露出碎石集料，從而影響行車舒適性，主要是由車輪反復作用形成。

（2）坑洞

坑洞在全線少量存在，主要是由施工、養護不當等原因造成。

2.3 路面結構強度調查

路面結構強度調查采用無破損試驗和破損試驗兩者結合的方式進行。無破損試驗主要指采用落錘式彎沉儀，每塊板選一測點，測定彎沉以全面了解水泥混凝土路面的承載能力情況；破損試驗主要指鉆孔取芯測定結構層強度和厚度，經過實測，路面結構層厚度大于設計厚度的占96.7%，芯樣強度大于設計強度的占98.9%，結果滿足要求。

2.4 交通量調查

考慮本項目在城區路網中的地位、作用、功能，綜合資金、施工技術等因素進行交通量預測和服務水平分析，該路段遠期小客車的單向高峰小時交通量為1521pcu，服務水平為C級，滿足交通量需求。

2.5 舊水泥混凝土路面評價

舊水泥路面狀況采用斷板率（DBL）指標進行評定，根據《公路養護技術規范》（JTGH10-2009）對斷板率進行調查和計算，得出全線斷板率為10%，評定路面損壞狀況等級為中等標準。

經過現場調查和檢測，舊水泥混凝土路面狀況良好，路面結構承載能力和路面結構強度基本滿足設計要求，但局部路段存在病害，多存在于交通量較大的路段，對舊水泥混凝土路面整治后進行瀝青罩面能有效改善路面使用性能，提升服務水平。

3 舊水泥路面病害的處理

在舊水泥路面上進行瀝青加鋪，最關鍵的對舊水泥路面病害的處理，根據不同的病害采取相應的處理方法，具體處理措施如下：

3.1 裂縫維修

裂縫的具體維修需要分情況處理，如果是輕微裂縫（＜2mm），維修直接可以采用灌漿法；如果是中等裂縫（2mm＜裂縫＜15mm），在具體維修的餓時候可以使用擴縫補缺這種方法，在此方法的利用中需要注意擴縫補缺的寬度不能夠小于10mm。對于大裂縫，具體的維修需要采用挖補法。

3.2 板邊、板角修補

在處理混凝土面板輕度剝落的時候需要先進行剝落表面的處理，當表面處理干凈之后利用瀝青混合料或者是接縫材料做具體的修理，實現其平整。當剝落比較嚴重的時候，需要按照破裂的面做具體的切割范圍確定，進而實現針對性的修補。

3.3 接縫維修

在接縫維修的時候首先要做的工作是實現雜物的清除，因為接縫內要保證清潔。在做膨脹處理的時候先要利用熱的瀝青對壁縫做涂刷，之后將接縫板壓入到縫內，縫內的具體間隙可以采用瀝青或者是其他的調料做處理，為了保證處理效果，如果上部使用了膨脹版，需要及時的做嵌縫條的嵌入。在具體的維修中如果使用加熱式填縫料，需要將填縫料加熱到要求的溫度，之后再進行填灌，在氣溫較低時，應先將接縫預熱；在常溫式填縫料修補時，除無須加熱外其施工方法與加熱式填縫料相同。

縱向接縫張開寬度在10mm以下時，采用聚氯乙烯膠泥、焦油類填縫料和橡膠瀝青等加熱施工式填縫料；當縱向接縫張口寬度在10mm以上時，采用聚氨酯類常溫施工式填縫料進行維修。

接縫出現碎裂時，先擴縫補塊后進行接縫處理。

3.4 錯臺維修

錯臺的處置根據錯臺的輕重程度有磨平法和填補法兩種方法。當高差小等于10mm的錯臺時，采用磨平機處理；高差大于10mm的錯臺，采取瀝青砂進行填補處理。要求處理后相鄰板的相對高差控制在5mm內。

3.5 板塊脫空維修

根據彎沉實測結果確定修補方案，彎沉超過0.2mm確定為面板脫空，當彎沉值在0.2～1.00mm時，采用灌漿法進行處理；當彎沉值大于1.00mm時，采用全深度補強法。

無論是采用何種方法進行處理，最終在處理后混凝土板的彎沉度不能超過20（0.01mm），具體的彎沉差不能夠超過6（0.01mm）。

3.6 坑洞修補

在坑洞修補的時候需要做具體情況分析，如果坑洞數量比較多但是均小于30mm，那么在修補的時候可以利用瀝青混凝土。如果坑洞的深度超過了30mm，那么需要做局部的鑿除，再對面層進行修補。要求修補后與原混凝土齊平。

3.7 斷板、板塊破碎、沉陷維修

在維修的時候如果遇到的是損壞比較嚴重的混凝土路面，需要做全深度的補強，即將舊的板塊進行鑿除之后再做重新的澆筑。在舊版清除的時候，最小的單位以一塊路面板為標準。在鑿除的時候需要對基層和周邊混凝土路面做保護，而在新板進行澆筑的時候，需要注意其強度不能夠小于舊板。在維修的過程中如果傳力桿和相鄰的板塊黏結的比較牢固，需要盡可能的減少舊板拆除對其的影響，如果黏結發生了松動或者是嚴重扭曲，對其進行更換或者是恢復即可。

4 瀝青加鋪層結構設計

基于交通量預測，運用HPDS路面計算軟件進行計算，本項目瀝青加鋪結構層采用5cmSMA-13瀝青瑪蹄脂碎石+6cmAC-20C中粒式瀝青混凝土，同時在瀝青面層和水泥路面板之間加鋪一層橡膠應力吸收層。

在水泥路面上進行瀝青加鋪，反射裂縫的處理是不可避免的難題，由于水泥路面接縫的存在，在接縫附近不可避免地產生應力集中，在交通荷載和溫度荷載的重復作用下產生疲勞開裂，裂縫向上發展最終貫穿整個路面，最終形成反射裂縫。發射裂縫的存在，破壞了路面整體性，易導致路面水滲入，產生唧泥、板塊脫空和沉陷等路面病害，最終導致路面結構性破壞，使道路逐漸喪失承載能力。

本項目采用橡膠應力吸收層來延緩和減少反射裂縫的產生，橡膠瀝青在瀝青面層和水泥路面間形成一層高粘彈性軟介層，通過粒料的嵌鎖作用，使路面形成整體共同發揮作用；應力吸收層能將裂縫周圍的應變消散在夾層范圍內，有效緩解裂縫向面層的擴展，同時填充層間縫隙，防止水分下滲，起到封層的作用。

5 結束語

綜上所訴，在進行瀝青混凝土加鋪設計前，應對舊水泥混凝土路面進行詳細的調查和評價，根據不同的路面病害采取對應的措施進行整治，舊路面病害整治是進行瀝青加鋪的基礎，也是決定工程是否成功的關鍵。其次應采取有效措施延緩和減少反射裂縫，提高瀝青路面的使用壽命。

本文中的玉荷路已于2017年順利竣工，從投入使用一年多的運營情況來看，路面狀況良好，未出現明顯裂縫，使用性能得到了較大改善，受到建設單位和周邊群眾的一致好評。