超薄罩面在農(nóng)村公路水泥混凝土路面“白改黑”設(shè)計中的應(yīng)用

摘要 為處治農(nóng)村公路水泥混凝土路面病害，提高路面平整度及行車舒適性，提升道路服務(wù)水平，越來越多的農(nóng)村公路水泥混凝土路面進行了“白改黑”的路面改造。文章結(jié)合工程實例，根據(jù)舊水泥混凝土路面狀況的評定結(jié)果，對“白改黑”路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進行了比較，推薦采用超薄罩面作為加鋪瀝青面層，通過工程實例檢驗，效果良好，可為農(nóng)村公路水泥混凝土路面“白改黑”設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞 超薄罩面；農(nóng)村公路；水泥混凝土路面；白改黑

中圖分類號 U416 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）22-0060-03

0 引言

水泥混凝土路面因其強度高、穩(wěn)定性好、耐久性好、前期養(yǎng)護費用少、經(jīng)濟效益高等優(yōu)點，被廣泛地運用于農(nóng)村公路的建設(shè)。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通量急劇增長，導(dǎo)致農(nóng)村公路原水泥混凝土路面出現(xiàn)了不同程度的病害，而水泥混凝土路面行車噪聲大、平整度差、行車舒適性差等缺點也日益凸顯，嚴(yán)重影響道路的通行質(zhì)量和交通安全。為深入貫徹“四好農(nóng)村路”的創(chuàng)建，全面推動農(nóng)村交通服務(wù)鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，不斷滿足人民群眾日益增長的美好生活需要，促進鄉(xiāng)村經(jīng)濟社會發(fā)展，迫切需要對農(nóng)村公路破舊水泥混凝土路面進行升級改造。目前，常采用路面“白改黑”技術(shù)對現(xiàn)狀破舊水泥混凝土路面進行提檔升級。如何合理選擇“白改黑”瀝青面層材料，延緩反射裂縫的產(chǎn)生，是路面“白改黑”設(shè)計的重點。該文結(jié)合工程實例，對超薄罩面在農(nóng)村公路水泥混凝土路面“白改黑”設(shè)計中的應(yīng)用進行介紹。

1 工程概況

東平路為南通市通州區(qū)境內(nèi)的一條南北走向的四級公路，設(shè)計速度為20 km/h，始建于2012年，水泥混凝土路面，道路南起S335，北至新福路，路線長約1.93 km，路基寬6.5 m，路面寬5 m。經(jīng)過8年的運營，現(xiàn)狀水泥混凝土路面出現(xiàn)了不同程度的病害，如裂縫、破碎板、板角斷裂、錯臺等病害，如圖1所示。為提高原路面的綜合使用性能，提高行車舒適性，提升道路服務(wù)水平，需對老路進行修建。根據(jù)該項目老路檢測評定結(jié)果、交通量及使用功能，采用路面“白改黑”技術(shù)，將現(xiàn)狀水泥混凝土路面改造為噪聲低、平整度好、行車舒適性高的瀝青混凝土路面。

2 舊水泥混凝土路面狀況評定及病害維修處治

對舊水泥混凝土路面進行“白改黑”設(shè)計前，需對舊混凝土路面的損壞狀況和接縫傳荷能力進行檢測及評定，并對舊混凝土路面的病害進行維修處治。

2.1 舊水泥混凝土路面損壞狀況評定

依據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 5210—2018）中路面損壞狀況指數(shù)PCI，對水泥混凝土路面的損壞狀況進行評價，其計算公式如下：

PCI=100?a0DRa1

DR=100×∑ i0 " i=1wiAi " " " " A " " " （1）

式中，PCI——路面損壞狀況指數(shù)；DR——路面破損率（%）；a0——修正指數(shù)一，水泥混凝土路面一般采用10.66；ai——修正指數(shù)二，水泥混凝土路面采用0.461；Ai——第i類路面損壞的累計面積（m2）；A——路面檢測或調(diào)查面積（m2）；wi——第i類路面損壞的權(quán)重或換算系數(shù)；i——路面損壞類型，包括損壞程度（輕、中、重）；i0——損壞類型總數(shù)，水泥混凝土路面取20[1]。

根據(jù)現(xiàn)狀調(diào)查，該項目路段水泥混凝土路面主要病害為裂縫、破碎板，局部存在板角斷裂、錯臺、接縫料損壞等病害。通過檢測計算，該項目路段PCI指數(shù)為82.7，評定等級為“良”。

2.2 舊水泥混凝土路面接縫傳荷能力評定

舊混凝土面板的接縫傳荷能力應(yīng)采用彎沉測試法進行調(diào)查評定，依據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D40—2011）中接縫傳荷系數(shù)kj進行評價，其計算公式如下：

kj=wu "wl×100 （2）

式中，kj——接縫傳荷系數(shù)（%）；wu——未受荷板接縫邊緣處的彎沉值（0.01 mm）；wl——受荷板接縫邊緣處的彎沉值（0.01 mm）[2]。

通過檢測計算，該項目路段接縫傳荷能力評定等級為“次～中”。

2.3 舊水泥混凝土路面病害維修處治

對于舊水泥混凝土路面的病害，應(yīng)根據(jù)不同的病害類型及破損程度，采取不同的方法進行病害的維修處治。

（1）裂縫維修處治

針對裂縫寬度小于3 mm的輕微裂縫，應(yīng)采用擴縫灌漿法進行維修處治；而針對裂縫寬度大于3 mm且無破裂的裂縫，則采用直接灌漿法進行維修處治。

（2）破碎板維修處治

針對破碎板，應(yīng)采用換板進行維修處治。將老路破碎混凝土面板挖除后，新建19 cm水泥混凝土面板（fr≥4.5 MPa），若挖除水泥混凝土面層后發(fā)現(xiàn)基層損壞松散，應(yīng)繼續(xù)挖除老路16 cm的基層，采用C20混凝土回填。

（3）板角維修處治

針對斷裂板角，應(yīng)根據(jù)破裂面的大小確定切割維修的范圍，鑿除破損部分后采用混凝土（fr≥4.5 MPa）進行修補，如圖2所示：

（4）錯臺維修處治

針對高差小于5 mm的輕微錯臺，可不做處治；針對高差在5～10 mm的錯臺，應(yīng)采用磨平法進行維修處治；而針對高差大于10 mm的錯臺，則采用填補法進行維修處治[3]，如圖3所示：

（5）接縫料損壞維修處治

針對填縫料損壞的接縫，應(yīng)用清縫機清除接縫內(nèi)雜物，并將接縫內(nèi)灰塵吹凈后重新進行灌縫處治。

3 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

通過對舊水泥混凝土路面病害的綜合處治，混凝土路面接縫及裂縫處的板邊彎沉小于0.20 mm，彎沉差小于0.06 mm，錯臺小于5 mm[2]，處治后的舊水泥混凝土路面滿足直接加鋪瀝青混凝土的要求。

根據(jù)《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D40—2011），四級公路舊水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土層的最小厚度宜為8cm[2]；常規(guī)加鋪瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu)為4 cm AC-13C+5 cm AC-16C。該項目采用2 cm厚的超薄罩面作為瀝青加鋪層，路面結(jié)構(gòu)如圖4所示。與常規(guī)的瀝青混凝土加鋪層相比，超薄罩面具有施工快、費用低、節(jié)能環(huán)保、對周邊現(xiàn)狀設(shè)施影響小等優(yōu)勢。

3.1 超薄罩面設(shè)計

超薄罩面，采用具有高黏、高彈特點的特種改性瀝青，并采用獨特的靜音型混合料級配，鋪筑出具有耐高溫、阻裂、抗滑、降噪等特點的高黏彈薄層瀝青罩面，厚度為1～2.5 cm。

超薄罩面瀝青混合料配合比設(shè)計采用馬歇爾配合比的設(shè)計方法，且必須通過目標(biāo)配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比設(shè)計及生產(chǎn)配合比驗證三個階段，從而確定瀝青混合料的材料品種及配合比、礦料級配、最佳瀝青用量。超薄罩面瀝青混合料所用的特種改性瀝青指標(biāo)要求如表1所示，超薄罩面瀝青混合料級配要求如表2所示，超薄罩面瀝青混合料特性及性能要求如表3所示。

3.2 反射性裂縫防控設(shè)計

反射性裂縫是舊水泥混凝土路面“白改黑”后最常出現(xiàn)的病害，如何有效控制、延緩反射性裂縫的產(chǎn)生，是路面“白改黑”設(shè)計的重點。

在鋪設(shè)超薄罩面前，需對舊水泥混凝土路面病害進行綜合處治到位。舊路面裂縫或接縫清縫后，應(yīng)選用性能優(yōu)良的灌縫膠進行灌縫處治，灌縫膠應(yīng)高出路面2～3 mm，寬度須在裂縫或接縫兩邊各寬出1 cm。舊水泥混凝土路面病害進行綜合處治完成后，滿鋪高性能應(yīng)力吸收膜，以緩解舊水泥混凝土路面接縫或裂縫處反射性裂縫的產(chǎn)生。

4 施工主要注意事項

（1）超薄罩面施工現(xiàn)場氣溫不得低于10℃，下雨天不可施工。

（2）舊水泥混凝土路面病害處治完成后，方可進行超薄罩面層施工。

（3）超薄罩面瀝青混合料宜在150～170℃條件下攤鋪。

（4）在表面溫度降至90℃前必須開始碾壓，用兩臺9～12 t的雙鋼輪壓路機碾壓三遍，攤鋪后立刻進行壓實。碾壓應(yīng)以靜態(tài)方式進行，壓路機不能靜止停留在剛鋪好的改性瀝青混合料表面上，根據(jù)現(xiàn)場實際情況確定碾壓操作寬度。

（5）超薄罩面層碾壓完成后，在路面溫度≥50℃之前不能開放交通。

5 改造后效果

東平路路面“白改黑”后，路面平整度及行車舒適性均得到極大的提高、改善，提高了道路的通行質(zhì)量和交通安全性。目前，加鋪的超薄罩面使用狀況良好。

6 結(jié)束語

綜上所述，超薄罩面應(yīng)用于農(nóng)村公路水泥混凝土路面“白改黑”，具有施工快、費用低、節(jié)能環(huán)保、對周邊現(xiàn)狀設(shè)施影響小等優(yōu)勢，改造后使用狀況良好，可為農(nóng)村公路水泥混凝土路面的“白改黑”設(shè)計提供參考。

參考文獻

[1]公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)：JTG 5210—2018[S].北京：人民交通出版社，2018.

[2]公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范：JTG D40—2011[S].北京：人民交通出版社，2011.

[3]公路水泥混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范：JTJ 073.1—2001[S].北京：人民交通出版社，2001.