城市路面維修改造技術(shù)應(yīng)用

容 榮

（海口市市政工程設(shè)計(jì)研究院，海南海口 570100）

隨著城市的快速發(fā)展、汽車保有量快速提升，越來越多的城市水泥混凝土路面不堪重負(fù)，出現(xiàn)許多病害，對(duì)原有路面的改造需求日益提升。水泥混凝土路面加鋪瀝青面層（俗稱“白改黑”）技術(shù)能夠極大地節(jié)約工程投資，縮短施工周期，對(duì)減少城市交通的影響具有重要意義。經(jīng)過多年發(fā)展，許多舊有路面已進(jìn)行過“白改黑”改造，文章介紹“白改黑”改造后運(yùn)行多年并出現(xiàn)病害的瀝青路面的維修改造方式。

1 “白改黑”路面病害成因分析

交通動(dòng)荷載變化及溫度應(yīng)力變化是造成“白改黑”路面出現(xiàn)反射裂縫的兩大關(guān)鍵性因素。交通動(dòng)荷載主要引起罩面層的剪切型反射裂縫，道路接縫兩側(cè)在車輪荷載的作用下出現(xiàn)較大的變形差，引起罩面層的剪切破壞。

溫度應(yīng)力變化主要造成罩面層張開型反射裂縫，可以使道路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生兩種形式的變形。溫度變化使路面板產(chǎn)生比較大的溫縮而造成路面板接縫處張開變形；晝夜溫差導(dǎo)致溫度應(yīng)力在各個(gè)結(jié)構(gòu)層中不均勻分布，材料之間存在不同的熱膨脹系數(shù)使得路面板收縮及翹曲，導(dǎo)致路面板接縫處罩面層張開變形[1]。

2 國(guó)內(nèi)延緩反射裂縫病害的工程措施

現(xiàn)階段，反射裂縫病害只能通過措施延緩，不能徹底解決。國(guó)內(nèi)比較常用的延緩反射裂縫病害的措施包括增加瀝青厚度、設(shè)置大粒徑瀝青碎石、設(shè)置應(yīng)力吸收、添加土工格柵和土工布、設(shè)置抗裂貼[2-6]。

（1）增加瀝青層的厚度。

增加瀝青層厚度可以延長(zhǎng)反射裂縫的路徑長(zhǎng)度，延緩反射裂縫到達(dá)表面層的時(shí)間，還可以減少車輛荷載的剪切應(yīng)力。但僅增加瀝青層厚度只會(huì)影響反射裂縫的位置和形狀，不能有效防止反射裂縫發(fā)生。

（2）設(shè)置大粒徑瀝青碎石層。

大粒徑瀝青碎石層的混合料具有高孔隙率，其位于瀝青下面層，可以消除裂縫對(duì)應(yīng)位置處的變形及應(yīng)力，有效減少及延緩反射裂縫的產(chǎn)生和傳播反射裂縫的速度。

（3）設(shè)置應(yīng)力吸收層。

應(yīng)力吸收層具有高彈性、不滲透性、強(qiáng)附著力和良好抗裂性的優(yōu)點(diǎn)。在礦物骨料的組成方面，應(yīng)力吸收層屬于懸浮-密實(shí)結(jié)構(gòu)。

應(yīng)力吸收層具有一定厚度，可以隔離和分散靜載荷。對(duì)于動(dòng)載荷，應(yīng)力吸收層主要利用低模量吸收振動(dòng)能，可以有效地避免裂縫尖端的應(yīng)力集中，抗裂效果相對(duì)明顯。

（4）添加土工格柵或土工布。

加鋪層底部的土工格柵或土工布可以加固瀝青層，作為防水層，但對(duì)載荷型反射裂縫的作用比較有限，工程實(shí)踐效果不強(qiáng)。

（5）在瀝青加鋪層及水泥混凝土面板之間設(shè)置抗裂貼。

抗裂貼具有高拉伸強(qiáng)度、良好的韌性和表面黏度，可以防止溫度影響及垂直荷載造成的裂縫反射到面層。

3 前期主要參考資料收集

在“白改黑”路面上無法直觀觀察水泥混凝土基層的情況，其主要病害處理一般根據(jù)路面檢測(cè)報(bào)告，依據(jù)多年實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)實(shí)施，“白改黑”路面的彎沉值可以作為維修改造的主要設(shè)計(jì)依據(jù)。

前期搜集的資料主要為路面檢測(cè)報(bào)告，包括“白改黑”路面病害及破損程度調(diào)查、路面雷達(dá)掃描檢測(cè)、彎沉檢測(cè)、瀝青路面的平整度檢測(cè)、瀝青路面的抗滑性能檢測(cè)和路面板強(qiáng)度、厚度的檢測(cè)等。

4 “白改黑”路面維修改造重點(diǎn)

對(duì)“白改黑”病害成因進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，“白改黑”道路維修改造的重點(diǎn)是對(duì)水泥混凝土基層進(jìn)行維修改造，對(duì)瀝青混凝土罩面層材料性能（高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及耐久性）要求較高。

為保證工程質(zhì)量、節(jié)約工程造價(jià)，主要改造思路為先銑刨現(xiàn)狀瀝青，修復(fù)現(xiàn)狀水泥混凝土基層，沿裂縫張貼抗裂貼，加鋪材料性能較好的瀝青混凝土。

“白改黑”路面水泥混凝土基層板塊的病害形式有兩種，分別為現(xiàn)狀水泥混凝土板塊完好，基層出現(xiàn)脫空及板塊間不均勻沉降引起的剪切破壞；現(xiàn)狀水泥混凝土板塊已破損，無法為基層起到持力層作用引起的病害。

5 “白改黑”路面改造方案

根據(jù)路面檢測(cè)報(bào)告，25（0.01 mm）≤水泥混凝土面板彎沉值≤45（0.01 mm）時(shí)，銑刨后表觀出現(xiàn)裂縫、板邊剝落、板角斷裂時(shí)，需要將現(xiàn)狀水泥混凝土板塊清掃干凈。

通過高壓注漿、對(duì)板塊裂縫（或縮縫）進(jìn)行灌縫、采用C30混凝土進(jìn)行板角修補(bǔ)等方式處理現(xiàn)狀水泥混凝土板塊，沿裂縫張貼抗裂貼，清掃干凈路面并灑布黏層油，采用瀝青砂找平水泥混凝土面層，再按照設(shè)計(jì)厚度要求進(jìn)行瀝青混凝土罩面。

根據(jù)路面檢測(cè)報(bào)告，面板彎沉值>45（0.01 mm）時(shí)，銑刨后表觀出現(xiàn)網(wǎng)裂、龜裂、不規(guī)則裂縫、斷板、板塊錯(cuò)臺(tái)沉陷及板塊網(wǎng)狀破碎時(shí)，需要破除現(xiàn)狀出現(xiàn)病害的水泥混凝土板塊。

采用級(jí)配碎石找平夯實(shí)底基層，再按照現(xiàn)狀水泥混凝土的厚度恢復(fù)水泥混凝土基層，沿裂縫合理張貼抗裂貼，清掃干凈路面并灑布黏層油，按照設(shè)計(jì)厚度的要求進(jìn)行瀝青混凝土罩面。

裂縫分布如圖1所示。

圖1 裂縫分布示意圖

水泥混凝土基層應(yīng)采用矩形切假縫分塊，其橫縫應(yīng)與現(xiàn)狀板塊劃分一致，縱向和橫向接縫應(yīng)垂直相交，縱縫兩側(cè)的橫縫不得相互錯(cuò)位。

水泥混凝土板塊裂縫處治設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 水泥混凝土板塊裂縫處治設(shè)計(jì)

混凝土板長(zhǎng)宜為4～6 m，板的長(zhǎng)寬比不宜超過1.35，平面的面積不宜大于25 m2，對(duì)新舊水泥砼面板采用植筋處理，對(duì)縮縫應(yīng)進(jìn)行瀝青灌縫。

水泥混凝土板塊注漿布置如圖3、圖4所示。

圖3 水泥混凝土板塊注漿布置（車道注漿）

圖4 水泥混凝土板塊注漿布置（單塊板塊注漿）

修復(fù)路面步驟如圖5所示。

圖5 修復(fù)路面步驟示意圖

6 “白改黑”路面維修改造控制因素

“白改黑”路面維修改造中，施工工藝、施工管理、施工機(jī)械、基層施工質(zhì)量、車流量大小、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料性能、材料組成、材料配合比設(shè)計(jì)及當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鞯缺姸嘁蛩鼐鶗?huì)影響“白改黑”路面的使用壽命，需要做好控制，加強(qiáng)維修改造后的使用效果。路面維修改造需要以路面檢測(cè)報(bào)告作為工作前期必須收集的設(shè)計(jì)依據(jù)及工程質(zhì)量驗(yàn)收的重要驗(yàn)算依據(jù)，設(shè)計(jì)前做一次檢測(cè)，竣工時(shí)做一次檢測(cè)，共兩次檢測(cè)。實(shí)際實(shí)施時(shí)，常會(huì)忽略竣工時(shí)的檢測(cè)，造成這種情況的原因主要為經(jīng)濟(jì)因素，在項(xiàng)目前期實(shí)施時(shí)應(yīng)及時(shí)與業(yè)主溝通，為后期檢測(cè)預(yù)留合理費(fèi)用空間。

7 應(yīng)用實(shí)例及成果

海口市地區(qū)內(nèi)的眾多道路均采用以上維修改造方式，取得了較好的效果。南海大道及文明路作為海口市重要的主、次干路，車流量較大，重載車輛較多，且地處多雨地區(qū)，能夠較好反映改造方案成效。南海大道改造已完成超過5年，道路改造效果優(yōu)良，未發(fā)現(xiàn)反射裂縫。本文應(yīng)用方案能夠較好地適應(yīng)海口地區(qū)，為往后工程案例提供成功經(jīng)驗(yàn)。