淺談城市舊水泥混凝土路面加鋪瀝青罩面設計
--以安吉路路面改造工程為例

吳錦程

（中國市政工程東北設計研究總院有限公司廈門分公司， 福建 廈門 361000）

0 前言

近40 年來隨著我國經濟建設快速發展，交通量也在快速增長，車行荷載和周圍環境因素不斷作用，城市許多道路受到很大程度的破壞，不能適應于當前城市建設發展的需要。瀝青路面平整性好、柔性好，車輛行駛噪音小、平穩舒適，且產生的灰塵相比水泥路面少，此外瀝青路面維護便捷，可以做到瀝青攤鋪完成即可開放交通。舊水泥混凝土路面加鋪瀝青罩面，已經逐漸成為城市建設發展的趨勢。

1 安吉路概況

1.1 建設背景

安吉路位于泉州市洛江區，道路等級為城市主干路，北起國道324，由北向南依次經過萬發街、萬祥街、萬榮街、萬興街、萬賢街、萬智街，南至金莊街交叉口，改造路段長1669.054m，道路紅線標準寬度為50m。現狀為水泥混凝土路面，始建于1998 年，道路已投入使用近20 年，隨著近年來經濟高速發展，交通量也在不斷增長，路面局部出現一些病害，對車輛通行產生了一定影響；本道路位于洛江核心區域，隨著洛江區的快速發展，對區域的整體形象要求也在不斷提高，在此背景下安吉路路面改造迫在眉睫。

1.2 現狀路面結構層

原有機動車道路面結構： 24cm 厚C35 水泥混凝土面層+15cm 厚6%水泥穩定碎石上基層+15cm 厚3%水泥穩定碎石下基層，總厚度54cm。原有非機動車道路面結構：18cm厚C35水泥混凝土面層+25cm 厚6%水泥穩定碎石基層，總厚度43cm。

2 舊水泥混凝土路面改造加鋪瀝青罩面設計重點

舊水泥混凝土路面加鋪瀝青罩面，設計重點主要為舊水泥混凝土路面病害處治、加鋪層瀝青混合料類型的設計、路面反射裂縫的防治等。

（1）舊水泥混凝土路面病害處治，在設計瀝青加鋪層結構之前，必須要做好路面調查，包括路面破損程度、路面彎沉及接縫傳荷能力調查等。掌握舊水泥混凝土路面的整體結構特征、破損情況等內容。以舊水泥路面為基礎，有效利用其承載力，對原路面水泥混凝土進行有效處理。根據各種病害，采取相應的處理措施主要有：①更換破碎板與重裂縫板；②修補開裂板與灌注漿脫空板；③植筋增加傳力桿，以補接縫傳荷能力不足；④打裂壓穩或碎石化處理，消除板底脫空。

（2）加鋪層瀝青混合料類型的選擇，隨著城市交通量不斷增長及車輛軸載不斷提高，我國的大部分地區夏季酷熱、冬季嚴寒，溫差變化很大，瀝青砼鋪筑的路面需考慮交通流對其粘結力、高低溫穩定性、抗老化及耐久性的要求；另外，普通瀝青砼路面不能很好解決路面防滑和防滲水問題，新建路面使用一段時間后就會變得十分光滑，如追求粗糙度，又會出現滲水，導致早期松散損壞。故如何選擇合適的路面材料，對因改善瀝青路用性能，延長其使用壽命至關重要，當前瀝青路面選用的瀝青混合料類型主要有普通瀝青混合料、SBS 改性瀝青混合料、SMA 混合料。

（3）路面反射裂縫的防治，反射裂縫主要有荷載和溫度型兩種反射裂縫，瀝青加鋪層和舊水泥混凝土層的物理性能上存在很大的差異性，受到溫度和荷載應力的雙重作用，在舊路面板接縫、裂縫產生較大位移，引起上方瀝青加鋪層產生位移產生反射裂縫。減緩防治反射裂縫的措施主要有：設置應力吸收層、聚酯玻纖布或者土工織物夾層。

3 安吉路設計方案比選

3.1 面層瀝青混合料類型的比選

混合料類型主要有普通瀝青混合料、SBS 改性瀝青混合料、SMA 混合料等，安吉路設計對這三種路面材料進行比選。

（1）使用性能比較，①AC 混合料：AC-C 型瀝青混合料是AK-A 瀝青混合料的改進型。將AK 型瀝青混合料空隙率由 4%～10%降低為3%～5%，將馬歇爾試驗擊實次數從50 次提高到75 次，現場空隙率要求小于7%，這些改變使AK 型級配的滲水性大大減小。②SBS 改性瀝青混合料：SBS 是一種熱塑性橡膠，又稱熱塑性彈性體，兼具有橡膠和熱塑性塑料特性，在常溫下顯示橡膠彈性，受熱時呈可塑性的高分子材料。SBS 改性瀝青是在瀝青粘合劑中添加SBS，SBS 固有的廣泛可塑性、強韌彈性，能有效地提高瀝青在高溫下抗變形和低溫下抗裂、抗松散能力和改善抗車轍性能。③SMA 混合料：即瀝青瑪蹄脂碎石混合料，它是按照內摩擦角最大的原則，以間斷級配的粗集料形成相互嵌擠的礦料骨架；然后按照空隙率較小的原則，以瀝青瑪蹄脂填充骨架的空隙，形成一種骨架密實結構的瀝青混合料。SMA 的級配組成特點：三多一少，即粗集料用量多：70～80%；瀝青用量多：6%；礦粉用量多：8%；細集料用量少：15～20%。SMA 瀝青混合料的特點：a.嵌擠的骨架，高溫穩定性好，抗車轍能力強；b.粗集料用量多，路表粗糙抗滑、行車安全；c.空隙率較小，抗水害、耐老化；d.瀝青用量多，抗裂性好，耐久性好。

（2）使用壽命比較，SBS 改性瀝青砼、SMA 改善了瀝青路面路用性能，延長其使用壽命。根據以往工程實踐數據顯示：同普通瀝青砼相比，SBS 改性瀝青砼可延長路面使用壽命3 年以上，SMA 可延長路面使用壽命5 年以上。

（3）瀝青路面養護費用比較，普通瀝青砼路面一般3 年左右就要進行中修，平均年養護費約為2 元/m2。SBS 改性瀝青砼路面由于路況保持得很好，在同樣的時間內維修次數大大減少，因此，維修費用估計只需普通瀝青砼路面的一半。SMA路面性能又有所提高，根據已有的經驗，SMA 路面的養護費用又將減少一半。

（4）施工工藝比較，同普通瀝青砼相比，SBS 改性瀝青砼、SMA 路面施工工藝較為復雜，其中一個顯著特點是溫度敏感性，降溫速度快，成型溫度高，施工時溫度控制要求非常嚴格。

3.2 防治反射裂縫措施的比選

防治反射裂縫主要類型有橡膠瀝青應力吸收夾層、土工織物夾層。

（1）玻璃纖維土工格柵+SBS 防水卷材，其防反機理是土工織物和纖維格柵內應力通常隨著降溫速率的減少而增大；自身具有較高的抗拉模量，可以消散裂縫尖端的應力集中。玻纖土工格柵+SBS 防水卷材有較高的彈性和耐疲勞性，操作較簡單，不需要什么貴重設備，相對造價較低。缺點是對路面要求較高，較易遭到破壞，造成結構漏水。

（2）橡膠瀝青應力吸收層，是將單一粒徑的石料均勻的滿鋪在橡膠瀝青層上，用膠輪壓路機進行嵌擠碾壓，橡膠瀝青被擠壓到石料高度的約3/4，石料嵌鎖形成后將構成結構性支撐，從而形成碎石封層模式的路面。其優點主要為：①抗反射裂縫：在橡膠瀝青應力吸收層中，高用量的橡膠瀝青與單一粒徑的碎石強力粘結，形成約1cm 厚的裂縫反射結構層，水穩層或舊水泥路面的各種裂縫將很難穿透該層，可以有效遏制裂縫的反射。②抗水損壞：橡膠瀝青用量較大（2.3kg/m2），在路面上會形成約3mm 厚度的瀝青膜，可以防止雨水的向下滲透，對路基起到保護作用。其次，在上面攤鋪瀝青混合料時，橡膠瀝青應力吸收層頂部的橡膠瀝青會二次熔化，經路面壓實后會充分填充其面層混合料底部的縫隙，從而排除了層間存水的可能，起到防止水損壞的作用。③粘結作用：橡膠瀝青具有超強的粘性，它可以非常牢固的吸附粘結在水穩層或舊水泥路面上，從而提高瀝青路面與舊混凝土路面的粘結性。其缺點主要為：造價較高，施工要求較高。

4 安吉路改造設計

4.1 舊水泥混凝土路面病害處治設計

安吉路設計舊水泥混凝土路面病害處治主要根據《城鎮路面設計規范》表5.6.2中的要求進行處理，根據建設單位委托檢測評估，路面破損情況評價等級為優良，板塊平均彎沉值多在20（0.01mm）以內，局部有大于20（0.01mm）的板塊采用更換或修補板塊處理。

4.2 加鋪層瀝青混合料類型的選擇

經比選，SBS 改性瀝青砼抗變形能力、穩定性、耐久性、平整度、抗滑降噪、養護等均良好，投資較為適中，各方面較為均衡。安吉路設計采用AC-13C(5%SBS改性)瀝青砼上面層；下面層采用AC-20C 普通瀝青砼。

4.3 路面反射裂縫的防治

經比選，橡膠應力吸收層雖造價較高、施工要求較高，但其在抗反射裂縫、抗水損壞等方面效果優良，且粘結性好，設計采用橡膠瀝青應力吸收層。規范要求在穩定的舊水泥混凝土板上加鋪瀝青層時，對快速路、主干路厚度不宜小于10cm，其他道路不宜小于7cm，結合地區經驗并綜合考慮，安吉路路面加鋪層厚度設計為機動車道12cm，非機動車道10cm，均采用上下面層，采用1cm 厚的橡膠瀝青應力吸收層防治反射裂縫。安吉路設計最終采用的路面結構層圖：

5 安吉路瀝青罩面的實施效果

安吉路施工期間封閉交通的時間短，路面施工時分幅攤鋪，單幅封閉攤鋪碾壓后，即可開放交通。相對其他路面改造方式，施工期間對現有交通及周邊居民的出行影響很小。經歷時45 天的施工，安吉路于2018 月12 月竣工驗收，參與驗收各方均認為改造效果顯著，相比較原來的水泥混凝土路面，瀝青加罩路面整潔美觀，行車平穩舒適安全，交通噪音和灰塵也減少，安吉路的路面改造后提供了更加安全通暢的出行環境，也進一步提升了市容市貌。

機動車路面結構圖

非機動車路面結構圖

6 結語

舊水泥混凝土路面加鋪瀝青罩面是近些年來福建地區常見路面改造方式，這項技術對舊水泥路面改造起著不可替代的作用，它不僅有效利用舊水泥路面結構強度，減少了工程垃圾，且工期短，開放交通時間早，路面有品質上的提升，這也有利于城市整體形象的提升。加鋪瀝青罩面是城市舊水泥混凝土路面改造的一大趨勢，我們需要不斷的學習、研究，進而在使用中不斷優化設計，從而使這一技術更加完善。