城市道路水泥混凝土路面改造加鋪設計研究

溫斌強

摘要：本文結合工程實例，總結舊水泥路面加鋪的設計思路。介紹舊混凝土路面的檢測評價過程，歸納水泥混凝土病害處理及利用方法，闡述加鋪路面結構的設計思路，為其他實際工程設計提供參考。

Abstract： This article combines engineering examples to summarize the overlay design ideas of the old cement pavement， introduces the process of testing and evaluation of old concrete pavement， sums up the method of treatment and utilization of cement concrete disease， explains the design ideas of pavement overlay structure， to provide reference for other practical engineering design.

關鍵詞：舊路面檢測評價；病害處治；加鋪路面結構設計

Key words： old pavement detection and evaluation；disease treatment；pavement overlay structure design

中圖分類號：U416.216 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）25-0216-02

0 引言

隨著中國社會經濟的不斷發展和交通流量增長，社會對道路交通運輸要求不斷提高，現有道路需要大規模地進行改造。水泥混凝土作為舊道路路面的主要材料，在開展道路改造工程時，必須對其詳細調查分析，結合新建路面進行合理設計利用。文章結合工程實例，進行詳細闡述。

隨著中國社會經濟的不斷發展，道路交通流量隨之增長，社會對道路交通運輸要求不斷提高，導致現有眾多道路需要大規模地進行改造。水泥混凝土作為舊道路路面的主要材料，在開展道路改造工程時，必須對其詳細調查分析，結合新建路面進行合理設計利用，方可做到資源節約。文章結合工程實例，進行詳細闡述。

1 工程項目概述

本項目位于江門新會區，現狀道路始建于2010年，隨著城市的快速發展，交通運輸需求量越來越大，同時前期道路路基并未進行軟基處理導致路面沉降嚴重，影響行駛速度和行車穩定，原有道路交通通行能力已經無法滿足道路服務水平等級要求，急需對道路進行改造。

改造項目采用城市次干道標準進行設計，設計時速V=60km/h，路線總長約為4km，道路基寬度為32m。

根據預測交通量對各級軸載進行換算得出，15年設計年限內一個車道上的累計當量軸次為1.07×107次，交通荷載等級屬于重交通。

因現狀道路使用年限較長，道路路基在長時間的重交通荷載下，路基沉降趨于穩定，如清除現狀路面結構再新建路面會造成現有已趨于穩定的路基破壞及增加改造工程成本。根據以往工程經驗，如利用現狀路面結構為基礎加鋪新混凝土路面，效果較為明顯。

本文將按此思路進行研究分析，總結工程經驗。

2 現狀舊路使用狀況調查

現狀道路使用狀況調查是舊路改造重要步驟之一，只有對現狀道路的使用性能和路面結構強度等了解、調查、分析、評定，才能擬定舊路面的處治原則及提出針對性的改造方案，使新舊路面結構融合，性能發揮極致。

舊路面病害調查主要包括：路面結構調查、路面破損調查、路面檢測、道路現狀及病害評價、路面主要病害及原因分析等。

2.1 現狀路面結構調查

經過現場鉆孔勘探，路面結構表現為：面層為25cm 厚水泥砼面層；基層為18cm厚5%水泥穩定石屑基層；墊層為30cm級配碎石。

2.2 道路現狀評定

基于現狀數據收集處理經驗，本項目將路面破損調查、路面檢測、道路現狀及病害評價一并合為道路狀況評價。

本項目現狀路面為水泥混凝土，評價指標主要包括：路面損壞（PCI）路和結構強度（PSSI）。

根據《公路技術狀況評定標準》（JTG H20-2007）要求，經現場數據采集，路段路面狀況評定分析如表1。

2.3 路面主要病害及原因分析

從評定結果看，病害產生主因是前期道路軟基處理不完全，道路路面在車輛重載的作用下，路面破損嚴重，主要病害表現為縱向裂縫、橫向裂縫、板塊破損、邊角損壞等。

另外，道路基礎在長期荷載作用下沉降已經趨于穩定。檢測報告中路基（SCI）評價指標為良好。

2.4 調查結論

檢測調查結果分析，路段路基符合道路交通運輸承載要求。路面結構破損較多，路面結構承載力不能滿足道路服務水平等級要求。

根據《公路路面養護技術規范》DB31T489-2010規定路面結構承載能力不滿足現有交通的要求時，應鋪筑瀝青砼或水泥砼加鋪層措施提高其承載能力。本項目通過方案比選，選用水泥混凝土路面作為加鋪路面類型。

3 舊水泥混凝土路面病害處治

現狀評定結果顯示，道路路基滿足使用要求，可以保持現狀進行利用。同時對道路進行縱斷拉坡，使路面結構合理分段利用。設計原則：輕微破損板塊可以處治后作為道路基層使用，破損較嚴重的路段處理后成為墊層使用。

3.1 破損輕微病害處治方法

①對普通裂縫，未形成碎塊的病害，采用瀝青填縫處理。

②對于已形成碎塊、板塊折斷的嚴重裂縫采用更換面板處理。破除舊水泥路面時，應沿著指定橫向和縱向邊界進行全深度切割，鑿除去舊路面，使用C25修復基層，重新澆筑破損位置混凝土面層，并于面層內按規范設置傳力桿和拉桿。

③對于非結構破壞，如表面起皮、露骨、剝落、麻面等，可將麻面、嚴重脫皮處雜質清洗干凈，然后再灑上改性瀝青油一層，用量為0.6～0.8kg/m，再用改性瀝青補平（厚度小于5mm）。

3.2 破損嚴重板塊病害處理

舊路改造中路面結構破損嚴重，無法達到行車使用時，主要是將其作為道路墊層使用。道路墊層主要起到路基排水和承載路面結構重量的作用。此類型墊層技術指標主要考慮穩定性和顆粒半徑大小，打裂壓穩成為首選施工方法。

打裂壓穩適用于原水泥混凝土路面板脫空及板塊松動明顯，出現普遍的橫向、縱向或斜向裂縫，唧泥、錯臺等病害；有明顯的不均勻沉降，原路基密度不足；路基較為穩定，沒有大量的水滲入，只有一部分板塊碎裂嚴重，并出現沉降。

①打裂是指使用配有板式沖擊錘的破碎機錘擊舊混凝土路面，使其產生全深度的開裂，該技術可以延緩水泥路面反射裂縫的出現，并能充分利用原路面的強度根據交通量和道路等級的不同鋪筑不同厚度的水泥混凝土面層。

水泥路面的打裂程度應占整個路面的75%以上，且相鄰裂縫圍成的面積為0.4～0.6mm2，最大邊長不得大于1米。沖擊強度由錘頭高度和錘頭間距確定，根據試驗段結果，錘頭間距一般不大于60cm。打裂時應避免路面板產生過大位移，且不能產生大量碎屑，以免過度破壞，如發生上述問題應及時調整錘頭高度及打裂頻率。

②壓穩是采用規定壓路機對打裂路面進行碾壓以使破碎舊路面達到路基的使用要求。

壓穩時宜使用膠輪壓路機對路面進行壓穩，根據試驗段結果壓穩遍數一般為3～5遍。破碎后壓穩前應先對施工路段按規范規定間距進行水準測量。在整個壓穩過程中，記錄每次壓穩的沉降量變化，當每次壓穩后最大沉降變化量小于5mm時，則認為壓穩施工達到要求。

值得注意的是在混凝土路面打裂后，應清除表面所有的松散、破碎的混凝土及雜物。對于壓穩過程中發現有彈簧現狀的軟弱板塊或損壞基層的板塊以及彎沉代表值≥60（0.01mm），極值≥90（0.01mm）的板塊，應采用全深度回填處理路基。

4 加鋪水泥路面結構設計

舊水泥混凝土加鋪混凝土路面，需要解決的重要技術問題除原路面的病害處理之外，反射裂縫不可忽視。在廣東多雨地區，一般會采用加鋪水泥穩定碎石層，既可以解決道路路面結構承載力也可以解決反射裂縫影響。水泥穩定碎石厚度最少16cm才可以達到較理想效果。

道路設計可以根據水泥穩定層厚度要求調整道路縱斷面高程，再加鋪水泥混凝土路面。

①當設計道路縱斷面與現狀路面高高差不滿足一層水泥穩定碎石厚度時，可以采用低強度混凝土進行調平后鋪設連續配筋混凝土路面結構。

項目交通量等級為重交通，路面結構可以采用22cm厚水泥砼面層，縱向配筋率0.7%～0.8%，采用單層16mmHRB400級鋼筋，縱向鋼筋間距為12cm，橫向鋼筋間距30cm。配筋混凝土面板與相鄰混凝土面板之間設置傳力桿縮縫。鋼筋網與拉桿或傳力桿相互干擾時，應酌情調整。

縱向鋼筋設置于面板頂面以下8cm處，橫向鋼筋位于縱向鋼筋之下。縱向鋼筋搭接長度一般不小于35倍鋼筋直徑，搭接位置應錯開，各搭接端連線與縱向鋼筋的夾角應小于60°。邊緣鋼筋至縱縫或自由邊距離一般不小于10cm，縱橫鋼筋兩端頭保護層厚5cm。

②當道路縱斷標高與現狀道路高差大于一層而又少于兩層水泥穩定碎石層的時候。

原路面采用打裂壓穩作為墊層后按標高加鋪水泥穩定碎石基層，然后加鋪26cm水泥砼面層。

③當道路縱斷標高與現狀道路高差大于兩層水泥穩定碎石層的時候。原道路結構通常可以作為一個穩定的路基來看待，此時如果采用打裂壓穩會破壞原路面結構，反而降低原道路作為基礎的承載力。因此，可以對原路面作現狀調查，挖除唧泥或脫空板塊后回填符合規范要求的片石作為路基。在處理后的路基加鋪兩層水泥穩定碎石，然后加鋪26cm水泥砼面層。

水泥混凝土路面強度要求，28d彎拉強度≥5.0MPa，抗折強度≥7.5MPa。水泥穩定碎石基層水泥劑量參考值為5.5%，7d無側限抗壓強度不小于3.5MPa，按重型擊實標準其壓實度不小于98%，回彈模量不低于1400MPa。

5 結束語

本項目現已竣工驗收完畢，舊路面結構融合新路面結構設計使項目各項技術指標得到有效的保證，有效地控制工程成本，提高了工程的使用價值。

經濟飛速發展，大批城市初期建設的道路已經處于設計期限末期。合理地利用舊路面結構、優化路面結構才可以更好地發揮資源利用。城市提質要求的不斷提高，道路改造的性價比要求越來越高，市政道路改造技術總結尤其重要，只有不斷地從工程實踐中總結規律，才能進一步提高工程的價值。

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