復合式路面結構在重載交通道路中的應用

金明，應偉鋒

（1.浙江中路交通設計有限公司，浙江 嘉 興 3 14000；2.中國華西工程設計建設有限公司，杭州 310000）

1 既有路面結構分析

以浙江中北部紹興海涂地區的工業區道路為例，通過分析路面結構的現狀和存在的問題，從而尋求合理的復合式路面結構組合方案，達到研究及探索長壽命復合性路面結構的目的。

1.1 典型路面結構形式及病害情況

袍江工業區和濱海工業區均位于紹興北部的海涂地區，由于社會經濟的迅速發展，使得工業區內入駐企業數量不斷增加，區內道路交通量，特別是重載交通量不斷增加。由于該地區以沖海積平原與海積平原區為主，地勢平坦，路基含水量高，軟土分布廣泛，路基力學性質較差。

既往設計中，主要以水泥混凝土面層加水泥穩定碎石基層為主，經過多年的使用后，出現了板塊斷裂，破碎，翻漿、錯臺，不均勻沉降等病害，兩條道路均于2013年前后進行了第一輪維修改造，并在局部路段中采用復合路面結構的嘗試，采用22cm水泥板塊+20cm水泥穩定碎石基層+10cmAC瀝青層，將水泥板塊置于半剛性基層之下。該類結構可有效提高底基層的強度和平整度，在使用初期效果良好，但隨著時間的推移，開始出現反射裂縫，并愈演愈烈，最終形成了規則的貫穿式反射裂縫，接縫處跳車現象明顯，行駛效果較差。究其原因主要在于混凝土板塊之間剛度過大，縱橫縫極易出現張開錯臺等病害，經過車輛的反復碾壓與地下水的綜合影響后，發生貫穿式裂縫，最終穿透半剛性基層，發展至瀝青面層，嚴重影響行車的舒適性。實踐證明該類路面結構，雖然在前期效果較好，但無法長期保證路面結構的整體穩定，難以滿足工業區重載車輛的行駛要求。

1.2 復合式路面結構的發展

由于上述路面結構的缺點較為明顯，在后期設計中，逐步用鋼筋水泥混凝土板塊代替原有普通水泥混凝土板，使得下基層強度整體強度提高，接縫間距也由原來的5m加長到9m左右，使早期的反射裂縫問題得到改善。然而9m的接縫間距雖比普通混凝土板的接縫間距有所提高，但對于道路而言，接縫依舊過多，反射裂縫只能延緩無法消除。且依據現有理論計算單層半剛性的疲勞開裂強度也無法滿足長壽命路面結構使用的需求；若采用雙層半剛性結構，則半剛性厚度需達到30cm以上，與鋼筋混凝土組合后，依然無法減薄路面結構，過于浪費。綜上所述，雖然該類路面結構可滿足日常的交通量需求，但與長壽命重載交通路面結構仍存在一定的差距，性價比較低，仍需要定期對半剛性基層進行養護和重建。

2 CRC+AC復合式路面的優勢與影響因素

根據以上分析結果，推薦采用連續配筋鋼筋混凝土路面（CRC）+瀝青混凝土（AC）的復合式結構作為工業區長壽命重載交通的路面結構[1]。該類路面結構具有整體強度高，使用壽命長，行車舒適性高、維修成本低等優點，它也是國內長壽命路面結構的研究方向之一。

2.1 CRC+AC復合式路面結構的主要優勢

①路面結構強度高，能適應大負荷重載交通的需求，耐久性好。通常混凝土結構擁有較強的抗壓強度，但混凝土的抗拉強度較低，任何顯著的拉彎作用都會使其微觀晶格結構開裂和分離，從而導致結構的破壞。而路面結構有時候必須承受拉應力，而且彎拉強度也是混凝土路面設計的重要指標之一。而相較于混凝土，鋼筋抗拉強度非常高，故采取在混凝土中加入鋼筋與之共同作用，由鋼筋承擔拉應力，混凝土承擔壓應力。兩者結合后，可大大增強路面的整體承載能力與耐久性。②良好的行駛效果，較低的養護成本。連續配筋鋼筋混凝土路面本身就擁有良好的行駛性能，但相對于瀝青路面結構，混凝土的表面反光率高、行駛噪音大等缺點不可避免。在CRC上加鋪AC瀝青結構后，可使CRC表面由于結構產生的微小裂縫封閉，這樣既可以減少雨水滲入，又可以減小溫度應力對混凝土的影響，從而提高路面結構的整體耐久性。

2.2 CRC+AC復合式路面結構的影響因素

①由于紹興地區存在軟土路基，路基不均勻沉降現象明顯，故在采用CRC+AC結構時，應做好地基處理，確保路基穩定，減少由不均勻沉降造成的板底脫空。②為抵抗板塊脫空引起的正負彎矩過大，CRC應采用雙層鋼筋網結構。③道路采用該結構后，應做好管線綜合規劃。合理地布置各類橫穿管的位置，做好相應的預留工作。對于無法避免的管線，應設置在非機動車道、人行道、綠化帶等位置，盡量保證主車道“無井化”，為將來瀝青面層的快速化養護提供條件。

3 結論

結合各類復合式路面結構的應用情況，并分析CRC+AC結構的特點，得出結論如下：①既往設計的AC+半剛性基層+普通混凝土結構，經過實踐證明無法有效控制反射裂縫的發生和發展，在建成初期效果較好，但后期會形成貫穿路面結構的反射裂縫，嚴重影響行車的舒適性。②對于AC+半剛性基層+鋼筋混凝土路面結構組合，雖然普通鋼筋混凝土板塊的接縫減少，結構也進行了加強，但相對于路線長度而言，板塊的接縫仍然過多，隨著時間的推移，反射裂縫的出現不可避免，且單層半剛性也無法滿足長壽命路面的要求。③AC+CRC結構符合長壽命重載交通的大部分要求，具有結構強度高，耐久性好、養護便捷、行車舒適度高等優點，可以作為工業區長壽命重載的路面結構形式。④對于軟土地區采用CRC+AC復合式路面結構時，應注意對路基沉降情況的控制，采用雙層鋼筋網，以解決板底脫空導致板塊彎矩過大的問題。