城市水泥路面加鋪瀝青面層的設計要點

趙士強

（泉州城市規劃設計集團有限公司，福建 泉州 362000）

0 引言

相對于水泥混凝土路面，瀝青路面具有表面堅實、抗滑耐磨、無接縫、行車平穩舒適、養護方便等優點，可以提高車輛的制動性能，提高交通安全指數；同時瀝青路面行車噪音小，景觀效果好，有利于提高城市環境的質量；從而達到環保、防塵、降噪和增添行車舒適性的效果，較適用于城市道路。目前，許多老城區或城區外圍道路仍存在部分水泥混凝土路面，因其路面存在接縫多、行車噪聲和振動大、路面顏色灰白、視覺效果差等缺陷，已無法滿足人們對舒適、美觀、靜謐生活環境的要求，因此對現狀水泥混凝土路面進行加鋪瀝青面層（白改黑）的改造是非常有必要的。本文結合實際工程案例，對路面病害的處理措施和加鋪瀝青方案進行分析總結。

1 項目背景

進入21 世紀以來，泉州中心城區內部的城市建設用地發展空間已相對狹窄，這促使泉州市區的建設空間呈現自西往東由泉州老城、泉州中心城區向泉州灣海灣型大都市核心區邁進的形態。

本次研究的城東片區豐海路位于城東片區東部，是片區內部一條南北向的主干路，主要承擔片區間的過境交通聯系。現狀豐海路為水泥混凝土路面，因道路早于周邊地塊建設，隨著周邊地塊的基坑開挖和土方堆填，擾動豐海路下方的軟弱土層，加上道路承載交通量大、重車多等因素，致使路面產生嚴重的不均勻沉降，2017 年道路管養單位對路面病害較為嚴重的路段進行了面層修復，但經過5 年的行車考驗，路面病害愈加嚴重，嚴重影響了行車安全和城市景觀效果。

2 工程概況及現狀

豐海路的狀況得到相關部門的重視，被列為舊路改造項目。立項時將道路等級定為城市主干路，設計起點為豐海路-金莊街交叉口北側（K0+000），道路由北向南，終點為豐海路-山海路交叉口北側（K3+360.014），道路全長3360.014m，道路紅線寬度為50.0m，橫斷面形式為四幅路形式，雙向六車道規模，設計速度為60km/h。

根據現狀路面運行狀況的不同，因地制宜、分段設計，道路共分兩個標段進行路面改造：

（1）第一標段：起點（K0+000）至豐海路-青蓮街交叉口（K2+590）。

該段現狀道路為水泥混凝土路面，僅局部路面病害較為嚴重，路面整體起伏幅度大、平整度較差，局部不均勻沉降高達50cm，本次擬對道路重新進行豎向設計，豎向設計時盡可能保留利用現狀路面較為完整的部份，重點對不均勻沉降較為嚴重的路段進行調坡。本段路面改造方案采用水泥混凝土路面病害處治后加鋪瀝青面層的方案。

（2）第二標段：豐海路-青蓮街交叉口（K2+590）至終點（K3+360.014）。

現狀機動車道已完成水泥混凝土路面加鋪瀝青層改造，整體路面平整度較好，局部存在路面不均勻沉降、車轍、龜裂等病害，本次擬對現狀路面銑刨4cm 后重新加鋪瀝青面層。

本文主要針對第一標段水泥混凝土路面加鋪瀝青面層進行設計。根據現場調查，第一標段內部分路段路面沉降、破損嚴重，雖經多次修補，路面病害依然較為嚴重，且豐海路多為過境車輛通行，交通流量大、貨車比例高，車輛行駛速度快，路面沉降、破損嚴重影響了行車舒適性，極易引發交通事故，同時也影響城市景觀效果和周邊居民的生活體驗。

現狀路面主要存在平整度差（局部不均勻沉降高程達50cm）、錯臺，板角破碎及裂縫等病害。

3 路面改造方案

3.1 水泥混凝土路面加鋪方案比選

路面設計根據道路的使用功能、等級、特點、使用要求及本地區的自然條件等因素，結合泉州本地路面設計及施工經驗進行綜合設計，本次結合豐海路現狀路面狀況，設計了3 個常用的改造方案進行比選，如表1所示。

表1 舊水泥混凝土路面不同加鋪方案優缺點對比

該項目現狀路面大部分保存較為完整，舊路尚可利用，且現狀道路綠化景觀較好，道路部分路段兩側地塊已建設完成，加鋪厚度過大需同步提升路緣石及綠化帶標高，造成工程量增加較大，易造成工程浪費；同時也會導致路面標高高于地塊標高，不利于人行道及兩側地塊的排水。

本次設計從道路現狀出發，結合技術方案施工難易性、經濟合理性及與沿線地塊、相交道路的高程關系等因素綜合考慮，本工程采用方案一（舊板處治后加鋪瀝青面層）。

3.2 路面結構驗算及設計

3.2.1 路面結構驗算

本次路面結構驗算采用《公路路面設計程序系統》HDPS2017軟件計算。

（1）改建路段原路面當量回彈模量計算。根據現狀路面彎沉檢測資料，隨機選取具有代表性的彎沉數據進行驗算，數據選取要每車道平均分布，以保證數據的準確、可靠，本次以選取50 組彎沉數據為例進行驗算，如表2所示。

表2 原路面實測彎沉代表值（0.01mm）

舍去過大或過小彎沉值后，原路面平均彎沉值：11（0.01mm），原路面彎沉值標準差：3（0.01mm）。根據道路等級、季節影響系數、濕度影響系數、溫度修正系數及與保證率有關的系數進行路面彎沉修正，得出原路面的計算彎沉值為25（0.01mm），原路面的當量回彈模量為656MPa。

（2）設計彎沉值和容許拉應力計算。設計采用標準軸載BZZ-100kN進行驗算，根據交通量調查資料，第一年雙向日平均當量軸次為6900，設計年限為15a，交通量平均年增長率5%，計算車道累計當量軸次為1.902096×107，交通等級屬重交通，路面材料參數取值見表3。通過軟件計算后對設計層厚度取整，最后得到中粒式瀝青混凝土結構層厚度為60mm，交工驗收彎沉值和層底拉應力計算結果，見表3。

3.2.2 路面結構設計

根據路面結構驗算結果，機動車道路面結構加鋪方案采用舊板處治后加鋪瀝青面層，其路面結構層自上而下依次為：4cm AC-13C SBS 改性瀝青混凝土+6cm AC-20C 中粒式瀝青混凝土+2cm 橡膠應力吸收層+現狀水泥混凝土舊板處治（銑刨2cm）。

局部路段因道路豎向調整使路面抬升較大時，可根據抬升高度采用ATB-25 或水泥穩定性碎石等材料進行調平，路面彎沉值和容許拉應力可根據上述驗算方法進行計算，故不再贅述。

3.3 現狀路面病害處理

3.3.1 路面病害調查

路面破損狀況是路面的物理狀況和承載能力的外觀反映，其調查結果是確定處理措施的依據。

路面破損狀況調查分類：水泥混凝土路面的損壞類型共分為四大類：裂縫類、接縫破壞類、表面破壞類、其他類。裂縫類可細分為線裂、板角斷裂、邊角裂縫、交叉裂縫和破碎板；接縫破壞類可細分為接縫料損壞、邊角剝落；表面破壞類可細分為坑洞、表面裂紋、層狀剝落；其他類可細分為錯臺、拱脹、唧泥、路框差、沉陷。路面破損狀況可通過現場調查、實測、雨后觀察、彎沉檢測等方法調查，計算斷板率、錯臺高度、板底脫空位置及狀況、路面承載力和接縫傳荷能力。

3.3.2 舊路面病害處理方法

為保證瀝青加鋪層有一個穩定的工作條件，需根據路面破損狀況采用不同的方案進行處理。

（1）裂縫類病害處理方法：根據裂縫寬度可采用直接灌漿法、擴縫補塊法、全深度補塊法處理。

（2）接縫破壞類處理方法：板角斷裂的應先根據斷裂面確定切割范圍，切割后采用混凝土進行補強，并按原路面設置路面接縫。

（3）表面破壞類處理方法：坑洞深度＜30mm 且數量較多時，或成片的坑洞應采用適宜的材料進行修補；坑洞深度＞30mm時，應局部鑿除面層后采用混凝土修補。表面裂紋、層狀剝落深度較淺時，因加鋪瀝青前需對舊路面銑刨10～20mm，這些表層損壞對路面承載力無影響，故無需處理。

（4）其他類處理方法：當板邊彎沉0.2mm＜L＜1.0mm或面板錯臺、沉陷時應進行壓漿處理。壓漿完成3d 后應進行彎沉復測，其板邊彎沉L≤0.2mm，板縫彎沉差不大于0.06mm。當板中彎沉值L＞1.0mm 時，將面板破除換板。對于損壞嚴重的舊板，如板塊出現整板破碎、沉陷＞20mm 等，應換板處理；若因路基、基層破損導致路面破損的，應分別采用深層注漿、路面層全深度切割補塊的方法處理。

4 結束語

舊水泥混凝土路面病害處治及加鋪瀝青方案應根據道路的運行狀況，通過對道路的交通特性、路面病害及病害產生的原因進行綜合分析，結合泉州本地的路面病害處理經驗和建設單位對工期及投資控制要求，本著“安全可靠，經濟合理，施工方便”的設計指導思想，通過不同路面加鋪及病害處治方案的比選，明確各方案的優缺點，綜合專家、市政管理部門意見擇優選取。