城市在役道路路面病害和改建工程實踐

夏 寅（江西中煤建設集團有限公司，江西 南昌 1330001）

城市在役道路路面病害和改建工程實踐

夏 寅（江西中煤建設集團有限公司，江西 南昌 1330001）

針對城市在役道路路面病害種類多，處治工作緊迫的特點，本文通過對國內外城市在役道路路面病害分類、分級的基礎上，對在役舊路路面改建施工技術進行了分析。以福州市道路改造工程為工程實例，進行了實例分析，對現狀路面開展了調查，提出了詳細改造設計方案，能為同類工程提供借鑒。

在役道路；路面病害；改建；處治

1 引 言

在我國，道路路面改建技術正處于研究、試驗階段，尚沒有成熟的理論、標準、方法可供直接使用，許多道路工程因此造成了較大浪費，政府及企業都在尋找科學的辦法或者可靠的經驗來指導施工[1-4]。本文在對國內外城市在役道路路面病害分類、分級的基礎上，對福州市道路改造工程進行了實例分析，針對城市道路交通量大，大量使用中的道路即將進入改造期這一特點，特別是對舊水泥混凝土路面復雜的破壞現狀，提出了相應的改建措施，并對施工注意事項進行了說明。

2 水泥混凝土路面病害類型和分級

2.1 斷裂類病害

1）根據裂縫出現的位置、裂縫大小以及板斷裂的數量，分為下列4種病害[5]：

①橫、斜向裂縫：裂縫方向垂直或斜向道路中心線的裂縫；

②縱向裂縫∶裂縫方向平行或近似平行道路中心線的裂縫；

③角隅裂縫：分布在板的角隅處至斜向兩端的距離小于1.5m的裂縫；

④交叉裂縫和斷裂板：兩條及兩條以上裂縫相互交叉，使板斷裂成2-5塊以上的。

2）按照裂縫縫隙寬度大小以及程度，可分為下列3種輕重程度：

①輕微：在裂縫邊緣沒有碎裂或只有細微的錯臺，且裂縫小于3mm；

②中等：裂縫邊緣的碎裂程度（或錯臺）小于l0mm的，且裂縫小于15mm；

③嚴重：裂縫邊緣產生嚴重的碎裂，其大小大于l0mm的，且裂縫大于15mm。

2.2 豎向位移病害

豎向位移病害包括由于沉陷和脹起所造成的病害，按照此類病害對行車的影響程度大小，我們可以分為以下3個輕重程度等級[6]：

①輕微：當車輛以限速駛過時，車輛僅輕微跳動，而司機和乘客沒有不舒服感；

②中等：當車輛駛過時，車輛有較大的跳動，司機和乘客產生不舒服感；

③嚴重：當車輛駛過時，車輛產生過大的跳動，司機和乘客引起嚴重的不舒服感。

2.3 接縫類病害

1）這個類型病害主要根據路面破壞形態以及影響范圍，分為以下6種病害[7]：

①板塊間接縫縱向張開；

②板塊間接縫填縫料損壞；

③唧泥和板底脫空；

④板塊錯臺；

⑤板塊接縫碎裂；

⑥板塊拱起。

2）板塊間縱向接縫產生開裂病害，按接縫的開裂大小，主要分為2個輕重程度等級：

①輕微程度：裂縫開裂大小為l0mm以下；

②嚴重程度：裂縫開裂大小為l0mm以上。

3）板塊間接縫填縫料損壞，根據填縫料老化、擠壓出以及缺損的情況，分為以下3個輕重等級：

①輕微：整個路段所有的接縫填縫料僅有少量的接縫出現老化、擠出、缺損的情況；

②中等：整個路段接縫填縫料1/3以下的接縫長度出現上述情況；

③嚴重：接縫填縫料情況很差，填縫料需立即更換。

4）板塊唧泥和板底脫空類病害，分為2個輕重等級：

①輕微：車輛駛過時，在板接（裂）縫表面殘留少量溢出的沉淀物；

②嚴重：車輛駛過時，水泥路面板塊有明顯的抖動，并殘留有大量溢出的材料沉淀物。

5）水泥板塊錯臺根據相鄰板之間的邊緣高差大小，分為3個輕重等級。

①輕微：水泥板之間的錯臺量小于5.5mm；

②中等：水泥板之間的罐臺量在5.5～l2mm之間；

③嚴重：水泥板之間的錯臺量大于l2mm。

6）接縫碎裂病害，分為3個輕重等級：

①輕微：碎裂在接縫或裂縫兩側小于8cm的范圍內出現；

②中等：碎裂裂縫兩側大于8cm的范圍內出現，并且出現部分碎塊松動或散失現象；

③嚴重：嚴重影響行車安全。

2.4 表層類病害

1）根據水泥混凝土面層的表層破損情況，可分為以下5種病害[8]：

①面層板塊的磨損以及露骨；

②面層板塊的紋裂、網裂和起皮；

③面層板塊的粗集料凍融裂紋；

④面層板塊的坑洞。

2）磨損以及露骨病害可分為2個輕重等級：

①輕微：深度不大于3mm；

②嚴重：深度大于3mm。

3）紋裂、網裂以及起皮等病害，根據病害的面積，可分為3個輕重等級：

①輕微：板的大部分表面狀況良好，沒有起皮現象，只出現少量的紋裂或者網裂；

②中等：板出現破損的面積不大于整塊混凝土板面積的10%；

③嚴重：板出現破損的面積大于整塊混凝土板面積的10%。

4）集料凍融裂紋病害可分為3個輕重等級[9]：

①輕微：出現裂紋但是未發生碎裂；

②中等：裂紋范圍大于0.3m，受影響區范圍內出現中等碎裂；

③嚴重：裂紋影響區范圍內材料散失，出現嚴重碎裂。

5）坑洞病害分為3個輕重等級：

①輕微：板塊邊緣處有輕微碎裂；

②中等：板塊出現l0mm以下的錯臺；

③嚴重：出現嚴重的裂縫及車轍，需要進行重新加固和修補。

3 施工技術要求

在實際施工中，施工技術及質量控制更是整個項目中重要的一環，嚴格控制質量能提高道路的使用壽命，反之就會前功盡棄。當然也要在管理方面作好工作，如施工后期的養護，封閉道路交通等等。

3.1 維修機械

用于本工程施工的一切施工機械，必須配套完整，最好采用容易維修的機械，而且能滿足施工實際情況，包括施工質量和進度的要求，還要注意機械的安全度。破碎機具：現場要加快施工進度同時能夠避免損壞相鄰板塊混凝土,應采用撞擊式破碎機（適用于大面積破除）與人工鑿除小型機具（如7.5kw自動切割、機風鎬等）相互配合。拌和運輸機械：現場宜采用小型且強制式混凝土拌和機械，并配合機動翻斗運輸車將混凝土碎石外運,需要拆除的混凝土板則采用挖掘機。

3.2 填縫料施工

在實際施工中，路面舊的填縫先采用切縫機切割縫隙，再用清縫機清除水泥路面接縫。在實際施工運行過程中路面縫隙里會夾雜一些細小的砂石和一些凝結的無法容易清除的泥漿也要按規定清洗掉，再采用不小于0.6～1.2MPa壓力水沖洗，以保證舊路與新路具有良好的銜接。灌縫深度應大于設計深度，如果不滿足要求，可以采用切割機切割。

3.3 防水卷材施工

路面基層的處理：應保持找平層平整；基層冷底油涂刷次數不得小于2次，而且每次要重疊5cm。

搭接縫處理：在實際施工中，應先燒掉隔離紙（下層卷材表面），再熱熔粘結接縫，這樣有利于搭接，短邊搭接寬度為120mm，長邊搭接寬度為80mm，搭接要牢固嚴密，而且不能遺漏，需要專門檢查。

3.4 改性乳化瀝青粘層施工

改性乳化瀝青粘層油是灑布在新舊路面之間，也有灑布在瀝青混凝土層間，這樣做法可以保證界面結合比較好，在實際應用中較為廣泛。在灑布過程中，設計允許范圍內，應控制好粘層油的灑布量，再驗收合格原有水泥混凝土路面，而且保持干凈干燥，才能施工改性乳化瀝青粘層灑布到水泥路面上。在施工現場改性乳化瀝青灑布水泥路面的時候，不得污染環境，施工時要注意環境的保護，在有噪音的時候不得在深夜施工，不能干擾周邊居民的休息。

各項改性瀝青粘層材料指標性能必須滿足設計圖紙的要求以及和施工規范的規定?；鶎訃姙⑦^后，粘層油應該形成均勻的迷霧形態，在路面總寬度范圍內均勻的攤鋪分布，厚度稍微薄，約1cm。不得將粘結層漏空或形成一條條的形狀，堆積現象也不應該有。如果路面基層噴灑不足的話，要進行補充灑布，應刮除造成噴灑過量的地方，灑布不得污染與道路銜接的其他構造物。

在乳化瀝青生產過程中，應對原材料進行抽樣檢驗，必須按表1規定的檢查項目進行檢驗。

表1 施工過程中材料質量檢查的項目與頻度

4 工程應用實踐

4.1 項目概況

福州鼓樓區五一路（東大路-新玉環）、五四路（東大路-華林路）、六一路（華林路-閩江大橋）這三條道路均位于福州市中心，是福州市中心城區的主要干道。三條道路均為南北走向，其中五一路和五四路首尾相連，六一路緊鄰五一路和五四路，與五一路和五四路平行（如圖1紅線所示，左邊為五四路和五一路，右邊為六一路）。三條道路穿過福州市的核心城區，道路兩側商賈云集，人流集中，是福州市最重要的商業中心，福建省人大政協等政府機關也位于道路兩側，項目路段交通地位非常重要。因而，本次加鋪工程不僅需要保證道路的使用功能，同時還要考慮道路的景觀功能，提升福州市的市容形象。

本項目三條道路橫斷面均為雙向六車道加兩條非機動車道，路面結構主要以水泥路面上加鋪瀝青路面的復合式路面為主。由于上次瀝青路面加鋪后已運行多年，且所承受的城市交通量非常大，因此，近年來，道路服務水平有所下降，出現了反射裂縫、網裂、麻面等不同程度病害，給城市交通帶來了諸多不便，也影響了福州市的城市形象；且目前采用的普通瀝青面層的行車噪音較大，影響道路兩側群眾的工作和休息，因此，對本項目路段的改造迫在眉睫。

圖1 項目地理位置圖

4.2 現狀道路調查

1）調查目的與內容

路基橫斷面調查的目的是通過斷面調查，明確現有道路的路基路面寬度、道路等級，為改造工程量的估算、道路現狀通行能力的分析提供基礎數據，通過對道路兩側障礙物（路側余寬）的調查，路面破損情況等等為道路加鋪方案的確定提供決策依據。

2）路面狀況調查

通過對老路竣工資料的查閱得知，五一路、五四路以及六一路經過多次改造，路面結構比較復雜，涉及的路面結構形式較多，其中最主要的路面結構如下：

五一路機動車道路面結構為：結構一：22cm水泥混凝土面層+土工布貼縫+5cmAC-16+4cm改性瀝青SMA13；結構二：25cm-30cm水泥穩定砂礫基層+8cmAC-25+4cm改性瀝青SMA13。

五一路非機動車道路面結構為：結構一：22cm水泥混凝土面層+土工布貼縫+5cmAC-16+4cmAC-13；結構二：25cm水泥穩定砂礫基層+8cmAC-25+4cmAC-13。

五四路機動車道路面結構為：22cm水泥混凝土面層+土工布貼縫+5cmAC-16+4cm改性瀝青SMA13。

五四路非機動車道路面結構為：25cm水泥穩定砂礫基層+7cm舊粗粒式瀝青碎石+4cm舊中粒式瀝青混凝土+5cmAC-25+4cmAC-13。

六一路機動車道路面結構為：結構一：舊水泥混凝土面層+4cm-8cm改性瀝青AC-13；結構二：舊水泥混凝土路面+4cm-8cmAC-16+4cm改性瀝青AC-13；結構三：舊水泥混凝土路面+8cm-50cm水泥穩定砂礫基層+5cmAC-16+4cm改性瀝青AC-13；結構四：舊水泥混凝土路面+4cm-8cmAC-16+5cmAC-16+4cm改性瀝青AC-13；結構五：砂基+20cm山皮石基層+30cm水泥穩定砂礫+5cmAC-16+4cm改性瀝青AC-13。

3）舊路路面主要病害情況

病害現場情況見圖2、圖3、圖4、圖5，將三條道路的部分路面病害照片列入下文：

圖2 機動車道反射裂縫圖

圖3 非機動車道裂縫情況圖

圖4 網裂沉陷圖

圖5 網裂沉陷圖

通過老路病害調查發現：六一路老路狀況總體而言較五一路和五四路要差，主要病害為縱橫向反射裂縫、網裂、沉陷、麻面等。而五一路和五四路則主要是橫向反射裂縫，其他病害較少見。因而，對反射裂縫的處治是本項目的重點之一。

4.3 改造設計方案

1）改造設計原則

福州市五一路、五四路、六一路路面改造工程必須遵循的原則：①改造目的：五一路、五四路、六一路路面加鋪改造是為改善道路行車的安全性、舒適性，同時可改善道路周邊的噪音狀況，提升福州市城市形象。要求改造后的道路能夠提供快速、安全、舒適的服務，同時還能起到降噪和與美化環境的作用；②重視舊路面的病害處理：五一路、五四路、六一路三條道路舊路面主要采用水泥路面加鋪瀝青路面的復合式路面結構。由于加鋪時間接近十年，舊路面已出現不同程度病害，特別是由于舊水泥路面損壞反射到瀝青面層的縱橫向裂縫和網狀裂縫，必須徹底處理，方能保證新加鋪瀝青路面的耐久型；③增強新舊路面間的粘結能力；④提高路面高溫穩定性：⑤路面的降噪性能：本工程位于福州市核心城區，人口稠密，高樓林立，過大的行車噪音將嚴重影響道路兩側群眾的生產生活，因而，必須注意路面的降噪功能；⑥減少水損害問題；⑦路面美觀問題：三條道路穿過福州市的核心城區，道路兩側商賈云集，人流集中，是福州市最重要的商業中心，福建省人大政協等政府機關也位于道路兩側，項目路段交通地位非常重要。因而，本次加鋪工程不僅需要保證道路的使用功能，同時還要考慮道路的景觀功能，提升福州市的市容形象。

2）路面設計

①原路面頂面當量回彈模量

利用東南大學編制的HPDS2006路面設計系統軟件，對本次維修工程的舊路面頂面當量回彈模量、設計彎沉、容許拉應力、加鋪層厚度進行了計算。

根據現場實測回彈彎沉，計算得到五一路、五四路、六一路舊路面頂面當量回彈模量如表2。

表2 舊路面頂面當量回彈模量計算值(單位:MPa)

②設計彎沉

五一路、五四路、六一路均以通行小車為主，大型車倆主要為公交客車。按每天通行2000輛大型客車計算，以設計壽命5年計，設計年限內累計標準軸次約為95萬次，為輕交通道路；以設計壽命10年計，設計年限內累積當量軸次約為200萬次，為輕交通道路。本次設計利用HPDS2006路面設計系統和設計壽命5年和10年的不同條件得到的累積標準軸次作為設計參數，計算得到以上三條道路壽命5年時的設計彎沉為38.2，壽命10年時的設計彎沉為 32.2。

③設計參數及結構厚度計算

各結構層設計參數見表3。

表3 各結構層設計參數取值(單位:MPa)

④計算加鋪層厚度

本次設計采用HPDS2006路面設計系統，對瀝青加鋪層厚度進行了計算，計算結果如表4。

表4 加鋪層厚度計算結果(單位:mm)

根據表4計算結果可知，為滿足結構強度要求，設計年限為5年時，五一路、五四路和六一路需要加鋪瀝青層厚度分別達到96mm、117mm、211mm，設計年限為10年時，五一路、五四路和六一路需要加鋪瀝青層厚度分別達到137mm、155mm、249mm。但是，如果僅按計算加鋪厚度進行路面結構設計，路面維修的造價太高，工期太長、對交通影響大，路面標高增加太高，對周圍排水造成很不利的影響。因而，本次設計還考慮到盡量減少對交通干擾、減少對路面排水的不利影響，以及采用不同的層間粘結材料、防反射裂縫措施、以及是否采用改性瀝青等條件，對設計厚度進行了調整，并確定了推薦的路面結構組合。

⑤結構組合設計

五一路、五四路方案：首先對原路面進行灌縫處理，并對明顯沉陷翻漿的路段進行挖補后，采用50cmSBS改性瀝青防水卷材對舊路面進行貼縫處理，然后灑布改性乳化瀝青粘層，最后加鋪4cm改性瀝青SMA-13C。方案優點：施工速度快，造價較低。但路面抗裂性、耐久性能較差。

六一路方案：首先對原路面進行灌縫處理，并對明顯沉陷翻漿的路段進行挖補。對于由綠化帶改為行車道的車道，由于路基差，首先將該車道路面銑刨20cm，然后采用20cmATB-20瀝青混合料進行恢復。然后采用50cmSBS改性瀝青防水卷材對舊路面進行貼縫處理，再灑布改性乳化瀝青粘層，最后加鋪6cm改性瀝青AC-20+4cm改性瀝青SMA-13。方案中，方案一施工最簡便，防裂性能、耐久性能好，ATB-25造價略高于C15混凝土，但不需要養生，施工最快，對交通影響小。

5 結 語

本文在對國內外城市在役道路路面病害分類、分級的基礎上，對在役舊路路面改建施工技術進行了分析。以福州市道路改造工程為工程實例，進行了實例分析，提出了詳細改造設計方案，處治結果滿足設計和使用要求，表明提出的改造設計方案合理可行。

[1]倪松．淺議瀝青路面改建工程中的病害處治措施[J]．中國高新技術企業,2008,22:221-222．

[2]侍孝峰．老路改建中路基路面問題探討[J]．交通建設與管理,2014,22:160-162．

[3]張麗華,汪潤新．高速公路路基加寬舊路路面常見病害及處理措施[J]．中國水運(下半月),2015,08:226-227．

[4]尹峰．舊路改造后路面可能產生病害成因淺析[J]．內蒙古公路與運輸,2007,06:5-9．

[5]李衛全．公路路面常見病害及修補措施[J]．交通世界(建養．機械),2014,06:70-71．

[6]周乾,余芳,溫劍啟．南欽高速公路改擴建路面改造方案設計[J]．西部交通科技,2013,06:32-36+90．

[7]郭健彬．舊水泥路面的評價內容和加鋪層設計思路[J]．城市建筑 ,2013,16:241-242．

[8]陳吉文．淺析鄉村公路路面改建工程的質量問題[J]．科技創新導報,2010,01:96-97．

[9]楊春友．公路拓寬改建工程病害及原因分析[J]．山西建筑,2010,16:246-247．

Study on reconstruction plan and treatment technique of urban road

Aiming at the characteristics of many types of pavement diseases in urban road, the urgency of treatment, based on the classification and classification of road pavement diseases in service in cities at home and abroad, the existing construction technology of old pavement rebuilding in service is analyzed in this paper． More over, the road reconstruction project in Fuzhou city is taken as an example． The investigation of the existing road surface is carried out and a detailed design scheme is provided, which can provide reference for the similar project．

road in service；road disease；alteration；treatment

U412．37

B

1003-8965(2017)01-0076-05