韶關東出口道路改造提升工程設計方案分析

李 鏗

(福州市規劃設計研究院，福建 福州 350001)

水泥混凝土路面向瀝青混凝土路面的轉化具有快速、經濟、環保的特點。將白混凝土路面改為黑瀝青混凝土路面，克服了水泥路面的缺陷，大大節約了成本。然而，許多道路建成后，路面出現反射裂縫或網狀裂縫。如何避免這種現象，本文結合具體工程實例，論述了設計施工過程中應注意的細節。

1 工程概況

韶關東出口及大學路道路改造提升工程為舊路改造工程。擬建場地位于韶關市湞江區，國道323線東南面，本項目位于韶關市湞江區，起點為京廣鐵路橋，終點至X847,X312與大學路三叉路口處。項目改造總里程8 887.987 m，原道路雙向四車道改為雙向六車道，采用瀝青混凝土路面。按雙向六車道城市主干路標準，保留現狀車行道并進行市政化改造，同時增設綠化帶及人行道，改造后道路紅線分別為：樁號K0+000～K0+440路段寬度為32 m(京廣鐵路橋—韶大韓家山校區)；樁號K0+440～K2+320路段寬度為33 m(韶大韓家山校區—蓮花大道)；樁號K2+320～K8+887.987路段寬度為41 m(蓮花大道—X847，X312與大學路交叉口)；道路等級為城市主干道，設計速度為50 km/h，局部受限路段(樁號K8+440～K8+640)設計時速為40 km/h。

大學路現狀斷面分為兩種：1)京廣鐵路橋至韶大韓家山校區為雙向四車道，兩側硬路肩設置停車帶，無中央分隔帶，道路兩側未設置專用非機動車道，機非混行，人行道較窄，慢行空間舒適性差，景觀效果一般。2)韶大韓家山校區至X847，X312與大學路三叉路口處為雙向四車道，設置有中央分隔帶和非機動車道，但無人行道和連續側分帶，行人安全和景觀效果都得不到保障。

現狀道路為水泥路面，路面狀況良好，主要存在以下病害：裂縫、板塊破碎、錯臺、斷角、坑洞，破損率為3.6%。

根據對現狀舊路鉆芯取樣檢測的結論，舊路機動車道路面結構層為：25 cm厚C35水泥混凝土+15 cm厚5%水泥穩定碎石層+20 cm厚級配碎石；舊路非機動車道(硬路肩)路面結構層為：20 cm厚C35水泥混凝土硬化層。

2 水泥混凝土路面白改黑方案分析

當前，有兩種選擇(四種結構)可以將混凝土路面從白色更改為黑色：

方案1：挖出所有舊水泥混凝土板，加固路基，然后鋪設瀝青混凝土路面；方案2：在充分利用現有水泥混凝土路面的基礎上，提高瀝青混凝土路面結構層的發黑效果。顯然，第一個項目投資大，建設周期長，對正常交通影響很大。另外，混凝土塊的開挖和堆放很可能對環境產生一定的影響。但是，將其視為設計考慮因素可能相對簡單。在第二種方案中，主要有三種路面結構：舊水泥混凝土板開裂，沖擊壓實+增強層+瀝青混凝土覆蓋層；舊水泥混凝土路面+增強層+瀝青混凝土覆蓋層；舊水泥混凝土路面病害處理+細粒瀝青混凝土流平+土工合成材料+瀝青混凝土覆蓋層。以下是四種瀝青混凝土外墻結構的優缺點和適用條件。

1)新建路面結構。

新建路面結構如圖1所示。

2)舊水泥混凝土板+增強層+瀝青混凝土蓋的開裂和沖擊壓實。

該路面結構適用于路面嚴重破損，路面強度低，瀝青混凝土罩面厚度過大的情況。該結構可以提高路面的整體強度，延緩或防止由舊水泥混凝土板的裂縫向上形成的反射裂縫。但是，舊混凝土板的開裂和沖擊壓實會影響沿途村莊，房屋和其他建筑物的安全。此外，由于高程控制或橋梁荷載的影響，在建造村莊，房屋，橋頭和其他建筑物的部分時，應設置過渡部分，以免損壞其他結構，如圖2所示。

3)舊水泥混凝土路面+增強層+瀝青混凝土覆蓋層的處理。

該混凝土路面結構適用于路面輕微受損，路面強度低，瀝青混凝土外層太厚以及村級路面改造項目的情況。該結構主要用于處理舊水泥混凝土板的破壞，沉降，氣蝕等破壞現象(加固，灌漿等)，處理要求不高。由于它不使用機械破碎或混凝土板破碎，因此不會影響沿線村莊和房屋的安全，施工方便。節省混凝土板的破碎和沖擊壓實的成本，并降低工程成本。然而，由于農村地區的海拔控制或橋梁的負荷，農村地區與橋頭之間的連接部分的結構仍需要設置過渡部分，導致縱向破壞，如圖3所示。

4)舊水泥混凝土路面+土工合成材料+瀝青混凝土找平+瀝青混凝土路面的處理。

瀝青混凝土路面結構適用于損傷小，強度高的舊混凝土板路面的改建。瀝青混凝土的表面層應直接放在舊的水泥混凝土板上。應加強對舊水泥混凝土板的處理，尤其是對空隙和位錯等疾病的處理，并應盡量減少反射裂縫的發生。鋪設土工合成材料(例如玻璃纖維土工格柵)等效于創建應力吸收層。鋪設地板接縫區域可以減少木板在垂直和水平方向上的相對位移和壓力，延遲反射裂縫的產生和發展，并抵抗疲勞裂縫。耐高溫車轍，低溫收縮開裂，從而延長了瀝青混凝土路面的使用壽命，如圖4所示。

3 防止道路反射裂縫的措施

反射裂縫的發生有很多原因，其預防和控制應是一個綜合過程。瀝青混凝土路面或表層的抗裂設計與反射裂縫發生后的維護相結合。只有通過常規維護，表面處理，薄層密封和其他措施才能維護表面。因此，有必要防止和控制瀝青混凝土路面(或人行道)的反射裂縫，并在設計，施工，材料選擇等方面充分考慮反射裂縫。幾十年來的實踐，國內外研究人員進行了研究。進行了廣泛的實驗，并嘗試了各種預防措施。這些措施涉及不同水平的瀝青混凝土路面結構。根據等級不同，可將其大致分為三類：提高瀝青混凝土路面(或路面)的性能，設置中間層并處理舊路面。

3.1 新型瀝青混凝土路面

對于新型瀝青混凝土路面，為了防止反射裂縫，主要考慮的是結構和材料。根據反射裂縫的機理，可以采取以下措施：1)確保表層厚度大于15 cm，有效防止因拉伸疲勞引起的裂縫，并減輕車輛載荷引起的剪切應力。2)在材料設計中，適當增加瀝青的用量，以減少混合物的孔隙率，延緩裂紋的擴展，并延長瀝青混凝土路面(或覆蓋層)的使用壽命。3)設計應力吸收層。土工布和瀝青橡膠膜對常用材料具有良好的效果。4)當SMA用作改性劑時，同時使用一種或多種橡膠。SBS和PE是一種經濟高效的方法。

3.2 瀝青混凝土表面

在某些環境條件下在舊瀝青混凝土路面上鋪設瀝青覆蓋層時，可以采取以下措施來延遲反射裂縫的產生：1)加熱舊瀝青路面并添加新的瀝青混合料層；2)聚合物改性瀝青混凝土中間層(剪應力/應力吸收膜中間層)，聚合物瀝青或其他優質瀝青混凝土保護層；3)分級礫石中間層；4)某些土工布夾層具有延遲反射裂縫，但無溫度裂縫；5)增加覆蓋層的厚度；6)當舊瀝青混凝土路面的基本強度或撓度值滿足要求時，請使用聚合物改性的瀝青混凝土進行單層或雙層表面處理(即密封面)。

在某些環境條件下，將瀝青混凝土覆蓋層鋪設在舊混凝土路面上時，可以采取以下措施來延遲反射裂縫的產生：1)高質量瀝青混凝土覆蓋層的厚度(>150 mm);2)預制薄膜膠帶;3)90 mm厚的瀝青混凝土底部混合料；4)金屬網或玻璃網可以改善瀝青混凝土的位移(抗剪強度)性能。瀝青混凝土的表面由優質瀝青(包括聚合物改性瀝青)制成。此外，應加強施工控制，以確保在制備瀝青混合料(控制瀝青加熱溫度和加熱時間)和碾壓(如瀝青混凝土路面裂縫)時，應及時保持并控制裂縫的進一步發展。防止早期損壞瀝青混凝土路面。

4 結語

“白改黑”路面改造工藝過程在韶關東出口及大學路道路改造提升工程中得到了較好的驗證，改造后路面質量完全滿足設計及使用功能要求。大規模轉換和城市瀝青路面的廣泛使用,合理、有效地利用舊路面的道路建設可以節省投資,減少大量的舊混凝土廢棄物對環境的污染,加快道路重建的過程中,在經濟、環境保護、市政道路建設方面有極大的好處。