城市道路加鋪瀝青罩面設計初探

■張國兵

（中鐵隧道勘察設計院有限公司廈門分公司，廈門 361004）

1 前言

目前，在現有城市道路水泥混凝土路面中，有相當一部分已經超過設計年限，有的由于交通量劇增、汽車軸載日益重型化或施工方面等原因，出現路面破損、使用品質下降的情況，影響著道路使用功能，面臨著修復工作。在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青罩面可以改善道路使用品質，延長路面使用壽命。由于瀝青罩面能有效的改善舊水泥路面的使用功能，同時充分利用舊水泥混凝土路面，造價低，施工方便且對交通、環境影響小。因此在國內外舊水泥混凝土路面改造工程中應用最廣。本文以廈門市南山路改造工程為例，探討城市道路瀝青罩面設計。

2 工程概況

廈門市南山路為城市次干路，原為水泥混凝土路面，設計時速30km/h。隨著廈門市的經濟快速發展，交通量劇增，該道路出現了大量混凝土裂縫、破碎、沉陷等病害。

根據現場調查和道路彎沉檢測資料（南山路代表彎沉值為28.96mm）,原道路結構為24cm 厚C30 砼+20cm厚4%水泥穩定碎石+20cm 級配碎石厚，已使用6 年,現狀道路普遍存在錯臺、斷板、唧泥、接縫破壞等病害，需要換板補強約占道路總面積的15.6%。現狀調查照片見圖1 和圖2。

圖1 南山路現狀機動車道路面圖

圖2 南山路現狀機動車道路面

3 設計思路

3.1 道路現狀調查及分析

在開展瀝青罩面結構設計之前,需要對道路路面現狀進行調查及分析，評估現有路面結構狀態和結構能力。它和交通量都是路面結構設計的主要輸入參數,是瀝青罩面結構選擇和最終成敗的關鍵。其主要工作包括：路面破壞類型和數量的調查；在設計基準期內需承擔交通量的預估(必須包括總的交通量和單獨大型客、貨車的交通量）；結構能力評價（通常采用全路段的彎沉檢測)。

3.2 路段劃分

路段劃分的目的是使每一個施工路段只有一種相應的設計方案。路段劃分應考慮同一路段內的路基路面結構、使用性能、交通狀況基本相同，且各路段最小長度與施工方法相適應。

3.3 現有路面狀況的評定方法

對于水泥混凝土路面上瀝青加鋪層設計，舊路面使用狀況可使用路面狀況指數PCI、板下脫空度V 和接縫性能指數S 來評定。

3.4 原有混凝土路面病害的處理措施

3.4.1 原有混凝土板塊的修復處理

（1）斷裂板塊處理

針對出現交叉貫穿全板的裂縫板塊，嚴重破碎、完全斷裂及錯臺的斷裂板塊，板底唧泥并出現活動的板塊，均采取挖除舊板和澆筑新板的處理措施。

（2）板邊、板角錯臺處理

當錯臺≤5mm 時，可采用機器磨平或人工鑿；當錯臺＞5mm 時，可采用先鑿平處理，再加鋪調平層，或局部翻挖新建的方法進行處理。

（3）板塊坑洞處理

對個別坑洞修補，清除洞內雜物，用水泥砂漿等材料填充，達到平整密實。對較多坑洞且連成一片的，應采取薄層修補方法進行修補。將坑洞切割深度為6cm以上的槽，并將切割面內的光滑面鑿毛。用混凝土拌和物填入槽內，振搗密實，并保持與原混凝土面板齊平。

（4）原水泥混凝土板塊翻挖換板處理

根據業主提供的板塊實測彎沉資料，現場確定翻挖換板處理范圍。損壞嚴重及交叉口范圍內加罩厚度不到10cm 的板塊，均進行板塊翻挖處理，舊板鑿除應注意對相鄰板塊的影響，盡可能保留原有拉桿或傳力桿，宜用液壓鎬鑿除破碎混凝土，應及時清運混凝土碎塊，并用C35 混凝土更換被翻挖板塊（抗折強度達到4.5MPa)。基層損壞部分應予清除，采用25cmC35 混凝土將路面基層補強，若基層損壞較深，則采用級配碎石，其補強混凝土頂面標高應與舊路面基層地面。

3.4.2 拓寬車道板處理

開挖清除后，內側混凝土面板下舊基層則暴露出來。在開挖時應用鐵鎬進行開鑿，去除疏松的舊基層和附粘在其表面的土塊、雜物，保留堅硬的路基。開鑿出的廢棄料可平鋪在土路基頂面，但不可堆聚在搭接處。開鑿后的原有基層應形成新鮮鑿開表面并挖成臺階狀，以利新舊基層的搭接。

3.4.3 接縫處理

（1）橫向縮縫、施工縫、脹縫處理

拓寬的水泥混凝土結構層，橫向縮縫、施工縫、脹縫設置位置與原板塊位置一致，填縫料的要求也相同。設置脹縫的相鄰三條縮縫和板自由端的三條縮縫要設傳力桿。傳力桿采用Φ28 螺紋鋼筋，長50cm，間距30cm。

（2）縱縫處理

在原水泥混凝土板塊外側中部，每隔50cm，打一個直徑24mm，深25cm 的水平孔；清孔后壓入改性環氧樹脂膠，并插入長70cm 的Φ22 螺紋鋼筋；澆筑拓寬部分混凝土后，按要求灌縫。

3.5 瀝青加鋪層設計

3.5.1 瀝青加鋪層厚度

經過處理的舊水泥混凝土板做瀝青加鋪基層，其剛度一般較大，基層上的彎沉值較小。瀝青面層合理厚度的確定主要是考慮防止反射裂縫，瀝青鋪設太薄容易產生反射裂縫。加鋪太厚，造價又太高。根據國內外經驗，加鋪層厚度取9～18cm。

3.5.2 排水設計

預防水對路面的損害有2 種方案，一是在瀝青加鋪層下加排水系統，二是加鋪層下設置下封層。本次設計方案如下：恢復路面橫坡、噴灑透層瀝青、設置下封層、設置排水底面層。

3.6 防止反射裂縫措施

（1）提高加鋪瀝青的抗裂性。采用低稠度的優質瀝青，在混合料的拌和過程中，保證瀝青不過多氧化，提高瀝青的壓實度，增加瀝青的含量。

（2）處理原有路面裂縫。對于寬度大于6mm 的裂縫進行清縫和灌縫處理，對脫空的水泥混凝土面板進行注漿，對破碎的混凝土面板進行換板處理。

（3）鋪設玻璃纖維格柵。在對既有路面的病害處理完畢后,先灑布一層粘層瀝青,再鋪設玻璃纖維格柵。鋪設玻璃纖維格柵應平整拉緊,并用槍釘固定,鋪滿幅后用壓路機碾壓一遍,使玻璃纖維格柵與粘層瀝青粘結在一起,防止攤鋪罩面時影響施工質量。

4 瀝青罩面設計內容

4.1 設計標準

根據現有城市道路交通量和汽車軸載等情況，采用設計標準：路面設計標準軸載：BZZ-100，路面設計基準期∶15 年。施工前需先對舊路面進行銑刨、拉毛、更換舊板、注漿、瀝青灌縫等措施，之后在舊路面上鋪設瀝青罩面。

4.2 瀝青罩面結構設計

各路段瀝青罩面結構設計分類如下：

（1）縱斷面填高(0～16)cm 路段

瀝青加鋪結構層為：4cm SMA13（改性瀝青混凝土）+5cm AC-16c（AH-70）瀝青混凝土+(0～7)cm AC-25c（AH-70）瀝青混凝土+雙向50kN/m 玻纖土工格柵+粘層油(0.6～0.8)kg/m2+現有水泥砼路面銑刨(2～11)cm。

（2）縱斷面填高(16～19)cm 路段

瀝青加鋪結構層為：4cm SMA13（改性瀝青混凝土）+5cm AC-16c（AH-70）瀝青混凝土+(7～10)cm AC-25c（AH-70）瀝青混凝土+雙向50kN/m 玻纖土工格柵+粘層油(0.6～0.8)kg/m2+現有水泥砼路面銑刨拉毛2cm。

（3）縱斷面填高(20～27)cm 路段

瀝青加鋪結構層為：4cm SMA13（改性瀝青混凝土）+5cm AC-16c（AH-70）瀝青混凝土+7cm AC-25c（AH-70）瀝青混凝土+(4 ～11) cm 瀝青碎石+雙向50kN/m 玻纖土工格柵+粘層油(0.6-0.8)kg/m2+現有水泥砼路面銑刨拉毛2cm。

（4）縱斷面填高大于28cm 路段

瀝青加鋪結構層為：4cm SMA13（改性瀝青混凝土）+5cm AC-16c（AH-70）瀝青混凝土+7cm AC-25c（AH-70）瀝青混凝土+粘層油(0.6-0.8)kg/m2+25cm 水泥穩定碎石（6%）+(0～25)cm 水泥穩定碎石（3%）+修復后的舊水泥路面結構。

4.3 瀝青罩面施工要求

（1）瀝青罩面的壓實度采用雙控指標，要求馬歇爾標準密度的壓實度不小于98%，最大理論密度的壓實度控制在93%～97%，面層實測空隙率應在3%～7%范圍內。

（2）面層平整度是路面質量的主要指標，要求連續平整度儀100m 標準差的合格標準下面層不大于1.6mm，上面層不大于1.0mm。

5 結束語

廈門市南山路地面道路經過改造后，已順利通車。南山路路面的整體強度、表面平整度、表面抗滑性能較以前均有很大的提高。由于通車時間較短，舊路路面的修補和瀝青罩面處理效果有待今后跟蹤觀察。

[1]CJJ169－2011,城鎮道路路面設計規范[S].

[2]JTGD50-2006,公路瀝青路面設計規范[S].

[3]JTGF40―2004,公路瀝青路面施工技術規范[S].

[4]JTJ/T019-98,公路土工合成材料應用技術規范[S].

[5]劉紅剛.水泥混凝土路面瀝青加鋪層的設計方法[J].黑龍江交通科技科技,2011(7).