舊水泥混凝土路面的加鋪與拓寬設(shè)計(jì)

黃學(xué)華

(太原市市政工程設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030002)

目前，國(guó)家已經(jīng)推出了關(guān)于舊路加鋪瀝青層以及舊路拓寬改造的相關(guān)技術(shù)規(guī)程，本文旨在介紹具體工程設(shè)計(jì)實(shí)例，將城市舊有道路加鋪及拓寬改造進(jìn)行具體的闡述。

1 工程概況

該道路位于大同市口泉區(qū)，設(shè)計(jì)全長(zhǎng)1.16 km，設(shè)計(jì)速度30 km/h。道路規(guī)劃紅線15 m，采用兩塊板形式，具體布置為中間9 m寬機(jī)非混行車道，兩側(cè)3 m寬路側(cè)帶(含1.45 m寬樹(shù)穴帶，1.55 m 寬人行道)。

本條道路屬于連接同煤棚戶區(qū)至校南街(Ⅰ級(jí)主干道)之間的一條城市Ⅰ級(jí)支路。該道路的建設(shè)將會(huì)大大縮短口泉區(qū)至市區(qū)的行程時(shí)間，對(duì)促進(jìn)口泉區(qū)的經(jīng)濟(jì)、文化建設(shè)與發(fā)展起到了關(guān)鍵性的作用。

2 道路現(xiàn)狀

道路現(xiàn)狀為7 m寬的水泥路，于2009年修建。由于連接口泉區(qū)至校南街的道路目前只有兩條，本條道路交通量非常大，且重型車輛較多，現(xiàn)狀路面狀況較差，多處接縫破損，局部板塊出現(xiàn)脫空，脫皮現(xiàn)象。但本條道路修建年代較短，絕大部分路段結(jié)構(gòu)層較完整，故本次設(shè)計(jì)考慮利用舊有水泥混凝土板塊，同時(shí)，對(duì)其進(jìn)行加寬處理，以滿足交通量增長(zhǎng)的需要。

3 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

主車道的現(xiàn)狀水泥路面保存較為完好，本次設(shè)計(jì)將現(xiàn)有水泥路面進(jìn)行拓寬，并在原有舊水泥混凝土路面經(jīng)修復(fù)后加鋪兩層瀝青層。以雙圓均布垂直荷載和水平荷載作用下的三層彈性體系理論為基礎(chǔ)，并以路表容許回彈彎沉、容許彎拉應(yīng)力及容許剪應(yīng)力三項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo)為控制進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。荷載標(biāo)準(zhǔn)采用準(zhǔn)軸載100 kN的雙輪組單軸，設(shè)計(jì)年限為15年。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下:

對(duì)于行車道改建部位，瀝青罩面前需先銑刨1 cm厚水泥混凝土板，對(duì)于局部加鋪厚度不大于11 cm的部位應(yīng)加大銑刨厚度，以保證加鋪厚度不小于11 cm。對(duì)于局部加鋪厚度大于11 cm的部位，加厚瀝青下面層的厚度以達(dá)到設(shè)計(jì)高程。瀝青層從上而下結(jié)構(gòu)層依次為4 cm厚細(xì)粒式瀝青混凝土(混合料級(jí)配采用AC-13，石料選用抗滑、耐磨石料)、改性乳化瀝青粘層油、7 cm厚粗粒式瀝青混凝土(混合料級(jí)配采用AC-25)、混凝土面板上滿鋪粘層油+玻璃纖維土工格柵。結(jié)構(gòu)總厚11 cm。

對(duì)于拓寬的行車道路面結(jié)構(gòu)層，結(jié)構(gòu)總厚81 cm，其中11 cm厚瀝青混凝土面層、20 cm厚鋼筋水泥混凝土(拉毛)、15 cm厚現(xiàn)澆水泥混凝土、15 cm厚現(xiàn)澆水泥混凝土、20 cm厚天然砂礫底基層。瀝青混凝土面層采用4 cm厚細(xì)粒式瀝青混凝土(混合料級(jí)配采用AC-13、石料選用抗滑、耐磨石料)，改性乳化瀝青粘層油;7 cm厚粗粒式瀝青混凝土(混合料級(jí)配采用AC-25)，混凝土面板上滿鋪粘層油+玻璃纖維土工格柵。面層混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)不小于4.5 MPa;基層和底基層混凝土彎拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值應(yīng)不小于 3.5 MPa，路表容許回彈彎沉 0.034 cm。

路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖見(jiàn)圖1。

圖1 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

舊水泥混凝土面層上滿鋪?zhàn)哉呈讲ＡЮw維土工格柵，以增強(qiáng)瀝青混凝土結(jié)構(gòu)抗反射裂縫的能力。自粘式玻璃纖維土工格柵采用的型號(hào)為“BJG60X60-2”，技術(shù)指標(biāo)如下:斷裂強(qiáng)度(kN/m):經(jīng)向:≥60，緯向:≥60;伸長(zhǎng)率(%):≤4;單位面積質(zhì)量(g/m2):≥350;彈性模量(GPa):67;網(wǎng)眼尺寸(mm × mm):25.4 ×25.4;幅寬:≥6 m。

為加強(qiáng)新舊路面的銜接，在交接處設(shè)置拉桿與水泥混凝土墊塊。拉桿施工時(shí)先在舊面板1/2板厚處，每隔600 mm鉆一直徑20 mm、深400 mm水平孔，并用高壓水槍或高壓空氣清除孔內(nèi)雜屑后，壓入環(huán)氧砂漿，再插入φ16 mm，長(zhǎng)800 mm的縱縫拉桿;水泥混凝土墊塊采用C25現(xiàn)澆微膨脹水泥混凝土(內(nèi)摻10%的鋁酸鈣膨脹劑)，施工時(shí)首先清除已松散的基層或底基層，并視基層或底基層松散程度選取適當(dāng)?shù)臐仓穸?，并保證厚度不小于20 cm。

4 舊水泥混凝土路面加鋪前的處理措施

在加鋪瀝青面層前，應(yīng)先對(duì)舊有水泥混凝土路面進(jìn)行檢測(cè)，確定其彎沉值及承載力，并對(duì)破損處、坑洞，及較大裂縫的位置及損壞程度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，然后對(duì)破損的路面進(jìn)行修復(fù)。

首先，填補(bǔ)坑洞，裂縫或水泥路面接縫，若整塊水泥混凝土板有脫空現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行壓漿處理，局部松動(dòng)的地方，應(yīng)進(jìn)行清除或底部灌漿處理。

其次，對(duì)現(xiàn)狀路面的接縫處應(yīng)做如下處理:先用高壓空氣清除接縫內(nèi)碎屑及雜物，并用改性瀝青油進(jìn)行灌縫。

對(duì)原有水泥混凝土及新水泥混凝土路面接縫處采取鋪設(shè)土工布處理。

舊水泥路面加鋪前病害的具體處理方法有:

1)大面積麻面、脫皮路面的處理。

首先將路表處的雜質(zhì)全部清理干凈，然后噴灑一層改性瀝青油后采用改性瀝青砂對(duì)凹槽處修補(bǔ)平。

2)縱縫、橫縫及自由邊斷角的處理。

對(duì)路面結(jié)構(gòu)損壞程度較深的地方，先鑿除深度不小于10 cm的舊路面結(jié)構(gòu)層，然后澆筑C35水泥混凝土。對(duì)于損壞程度較淺的地方，鑿除深度不小于5 cm的舊結(jié)構(gòu)層后采用改性瀝青混凝土填平并壓實(shí)。

3)破碎板的處理。

把破碎的混凝土鑿除并清理干凈，澆筑C35混凝土補(bǔ)平。當(dāng)舊道路板塊損壞較為嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)把整塊全部鑿除，并重新用C35混凝土補(bǔ)齊。

4)脫空處理。

在脫空部位上用沖擊鉆等工具沖出兩個(gè)φ30 mm孔(穿透混凝土板)，間距約為0.8 m～1.5 m。然后用C20高強(qiáng)水泥砂漿高壓灌注，注滿為止。

5)斷板處裂縫的處理。

對(duì)斷板裂縫，先清除裂縫部位的混凝土，然后澆筑C35混凝土，接縫采用貼玻纖格柵的方法處治。

6)活動(dòng)板的處理。

在四個(gè)角上各沖擊鉆一個(gè)φ30 mm孔(穿透混凝土板)，然后用C20高強(qiáng)水泥砂漿高壓灌注，注滿為止。

主要的施工流程如下:舊水泥混凝土路面病害處理→接縫處理→清洗舊路面→滿鋪玻纖格柵→噴灑改性瀝青粘層油→鋪筑改性瀝青混凝土罩面層。

玻纖格柵鋪設(shè)在經(jīng)處理和清潔后的舊有道路面層上。固定好玻纖格柵后，采用膠輪壓路機(jī)碾壓以保證與原有路面面層之間的粘結(jié)性。在施工過(guò)程中，要嚴(yán)格控制各種車輛出入工程場(chǎng)地。為了避免來(lái)往車輛有可能急剎車或急轉(zhuǎn)彎對(duì)玻纖格柵造成直接損傷，必須在保證鋪設(shè)完所有玻纖格柵后，當(dāng)天馬上在舊有面板全寬范圍內(nèi)噴灑粘層瀝青油，然后進(jìn)行瀝青混凝土罩面。瀝青油采用PCR改性乳化瀝青粘層油，每平米用量不小于0.6 kg，其質(zhì)量及技術(shù)指標(biāo)應(yīng)符合《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》和《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中的相關(guān)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

在舊水泥混凝土路面加鋪瀝青結(jié)構(gòu)層的設(shè)計(jì)施工中，關(guān)鍵在于對(duì)舊有水泥混凝土路面病害的治理。舊路拓寬的關(guān)鍵點(diǎn)在于如何處理好新舊路面接縫。因此，在舊路加鋪瀝青層及舊路加寬設(shè)計(jì)施工中，務(wù)必要處理好上述兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，創(chuàng)造優(yōu)秀的舊路改造工程。

［1］JTG D40-2011，公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］JTG D50-2006，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］JTG F30-2003，公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［4］JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.