水泥混凝土路面改造

李華平 何鵬程

（江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司，江蘇 南京 210000）

在高級路面中，水泥砼路面是一種重要的結(jié)構(gòu)形式，其優(yōu)勢主要表現(xiàn)為強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、使用壽命長，以及前期養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等。 但是，交通量不斷增加，汽車軸載加重，加上設(shè)計(jì)、施工等因素的影響，在一定程度上使得路面出現(xiàn)露骨、開裂、斷板、沉陷等現(xiàn)象，進(jìn)一步影響制約道路的使用功能。水泥砼路面與瀝青路面相比，修復(fù)的難度比較大。 對于舊水泥砼路面來說，通過加鋪瀝青砼面層可以有效改善其使用性能， 并且可以充分利用舊水泥砼路面，一方面造價(jià)低廉，施工方便，另一方面對交通、環(huán)境產(chǎn)生的影響比較小。 因此，在國內(nèi)外，改造舊水泥砼路面的工程比較普遍。

1 舊水泥混凝土路面改造設(shè)計(jì)

1.1 病害調(diào)查與分析

詳實(shí)的板塊病害調(diào)查和分析是“白改黑”工程的基礎(chǔ)。 水泥板塊的病害受到氣候、車輛荷載、排水狀況、基層強(qiáng)度等影響，出現(xiàn)斷板、裂縫、錯(cuò)臺(tái)、板角脫空、沉陷、坑洞等現(xiàn)象，只有正確判別現(xiàn)有板塊的病因才能提出科學(xué)合理的加鋪方案。

1.2 道路處理方案

針對病害特點(diǎn)，提出道路處理措施。 “白改黑”工程的板塊處理方案總體可分為板塊的移除、修補(bǔ)、破碎、再生四種，需要綜合考慮板塊的破損情況和道路特點(diǎn)選用適合的種類， 且每種方案的處理標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)與道路和氣候特點(diǎn)緊密相關(guān)。

1.3 防止反射裂縫措施

“白改黑”的關(guān)鍵技術(shù)是防止反射裂縫措施。 現(xiàn)有多條道路“白改黑”反射裂縫處理效果不明顯，裂縫較多，路面滲水，影響工程質(zhì)量。反射裂縫主要受交通荷載和溫度應(yīng)力影響，必須結(jié)合道路和氣候特點(diǎn)合理采用處理措施。

2 水泥砼板塊處理

在目前的水泥砼路面改造中，通常采用的板塊處理方式有以下四種。

2.1 修補(bǔ)方案

先修復(fù)舊水泥砼板塊，然后在其上加鋪瀝青砼面層。 該方法適用于路面破損不嚴(yán)重、斷板率較低、脫空等路面病害較少的情況，采用灌縫、壓漿、換板等方式進(jìn)行板塊維修。

2.2 破除方案

破碎并移走舊水泥砼板塊，然后再加鋪新面層。 該方法適用于路面破壞過于嚴(yán)重或路面高程受限的情況。

2.3 破碎方案

先破碎舊水泥砼板塊，然后在其上加鋪瀝青砼面層。 該方法適用于路面破損比較嚴(yán)重，并且有明顯的板底脫空、錯(cuò)臺(tái)的情況。 根據(jù)破碎工藝的不同，通常又分為打裂與碎石化。 該法是最有應(yīng)用前景的一種處置方法。

2.4 再生方案

采用合適的破碎機(jī)械和破碎工藝，將舊砼板破碎為再生集料。 采用廠拌法或冷再生法將再生集料混合部分天然集料拌合成為再生基層，然后加鋪瀝青面層。

3 瀝青加鋪層設(shè)計(jì)

3.1 瀝青路面加鋪厚度設(shè)計(jì)

我國舊水泥砼路面改造工程日益增多，但目前尚沒有明確的理論設(shè)計(jì)方法，現(xiàn)行的《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》、《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》 中均提出對各級道路罩面厚度的最小要求。 實(shí)際設(shè)計(jì)中，水泥砼路面加鋪層厚度更多地是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和實(shí)體工程實(shí)踐結(jié)果來確定。

3.2 路面材料設(shè)計(jì)

SMA+Superpave 結(jié)構(gòu)：SMA+Superpave 結(jié)構(gòu)是目前在江蘇省公路、市政工程中應(yīng)用越來越多的路面結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)成熟。

上面層SMA-13 表面性能優(yōu)越，骨架嵌擠，使其具備較好的高溫穩(wěn)定性和抗車轍能力；粗集料用量多，壓實(shí)后構(gòu)造深度較大，表面粗糙抗滑，有利行車安全；空隙率較小，抗水損害，同時(shí)較厚的瀝青膜也保證了路面的耐久性；瀝青用量多，瀝青瑪蹄脂具備良好的柔韌性，與集料粘結(jié)較好，提高了路面的抗裂與抗疲勞性能。 使用SMA 路面能夠減少養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用，延長使用壽命，對于多雨地區(qū)的重及超重交通高速公路，SMA 路面是較好的選擇。

AC 結(jié)構(gòu)：對傳統(tǒng)AC 型結(jié)構(gòu)改進(jìn)后，使級配呈“S”型，瀝青混合料施工中較少離析，礦料間隙率VMA 較大，混合料呈嵌擠結(jié)構(gòu)，提高了路面抗車轍能力。 但其高溫穩(wěn)定性相對欠佳，在炎熱氣候及渠化、超重交通荷載的作用下路面可能出現(xiàn)車轍現(xiàn)象。

4 舊水泥混凝土路面改造施工方法

4.1 處理原有舊水泥砼路面

4.1.1 灌縫

采用新型改性瀝青材料對原有的舊水泥砼路面的接縫進(jìn)行灌縫處理，進(jìn)一步確?；鶎佑凶銐虻膹?qiáng)度和穩(wěn)定性。

4.1.2 修補(bǔ)嚴(yán)重破碎板

（1）由于沖擊錘沖擊力影響周圍板塊基層，所以在選擇破碎機(jī)械時(shí)，最好通過人工配合空壓機(jī)的方式進(jìn)行破碎。 （2）與原來板塊的設(shè)計(jì)強(qiáng)度相比，新澆筑的混凝土板塊的強(qiáng)度比較小。因此，需要按照有關(guān)設(shè)計(jì)與施工規(guī)范的規(guī)定要求，進(jìn)一步確定材料要求、配合比、施工工藝質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等。（3）保留或恢復(fù)行車道與超車道之間縱縫內(nèi)的傳力桿鋼筋。 （4）對于連續(xù)換板需要舊板留出縱、橫縫。 （5）將早強(qiáng)劑加入到混凝土配比中。

4.1.3 修補(bǔ)一般斷板

對于板塊來說，如果斷裂情況較輕，對裂縫開槽通過注膠的方法來處理。

4.1.4 處理脫空板塊

通過板底壓漿的方式對脫空板塊進(jìn)行處理。 通過預(yù)先鉆好的孔洞，將水泥漿液借助灰漿泵的壓力直接壓入板下，進(jìn)而在一定程度上增加基層的穩(wěn)定性。

4.1.5 其他形式損壞

表面起皮、露骨、剝落、麻面等其他一些非結(jié)構(gòu)性破壞，通常情況下，只對原有路面行車的舒適性產(chǎn)生影響。 當(dāng)對老路進(jìn)行改建時(shí)，這些損壞對整個(gè)路面結(jié)構(gòu)承載力、行車舒適性產(chǎn)生的影響比較小，因此，對于這些損壞不予以特殊的處理。

5 加鋪瀝青砼面層施工

5.1 土工布施工

將瀝青混凝土這種路面結(jié)構(gòu)加鋪到水泥混凝土路面上時(shí)，反射裂縫及其產(chǎn)生的反射應(yīng)力會(huì)對瀝青加鋪層產(chǎn)生不同程度的影響。

5.1.1 預(yù)防反射裂縫的措施

在預(yù)防反射裂縫方面，雖然玻璃纖維土工格柵具有較強(qiáng)的抗拉強(qiáng)度，但是其防水性能比較差；對于改性瀝青油毛氈來說，在鋪設(shè)過程中存在一定難度，需要在熔融后進(jìn)行壓粘跨縫粘貼；雖然土工布的抗拉強(qiáng)度相對比較低， 但是綜合性能優(yōu)于改性瀝青油毛氈，因此在目前施工過程中得到廣泛的應(yīng)用。

5.2 瀝青砼面層施工

5.2.1 拌和、運(yùn)輸瀝青混合料

在拌和瀝青混合料的過程中，為了進(jìn)一步提高混合料的攤鋪效果，通常情況下，需要從混合料級配、瀝青用量、拌和溫度等方面進(jìn)行控制。 在運(yùn)輸瀝青混合料的過程中，需要利用遮蓋物對其進(jìn)行充分的覆蓋。

5.2.2 攤鋪瀝青混合料

（1）控制平整度。 在高速公路工程施工過程中，通常采用基準(zhǔn)鋼絲繩法、浮動(dòng)基準(zhǔn)梁法等方法對基準(zhǔn)面（線）進(jìn)行控制。 （2）控制攤鋪溫度。 在施工過程中，可以通過目測的方式判斷攤鋪溫度。 通常情況下，過熱的混合料表面會(huì)冒青煙，并且色澤不均勻；反之表面粗糙，存在結(jié)塊現(xiàn)象等。（3）控制攤鋪速度。利用攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，需要保持勻速緩慢前進(jìn)，中途不得停頓。

5.2.3 碾壓瀝青混和料

（1）在碾壓過程中，需要配有鋼輪壓路機(jī)、大噸位輪胎壓路等設(shè)備，根據(jù)壓實(shí)工藝進(jìn)行碾壓。 （2）完成攤鋪和刮平后，需要檢查路面，及時(shí)用人工的方式對不規(guī)則之處進(jìn)行調(diào)整。 （3）在壓實(shí)時(shí)，如果接縫處的混合料溫度不符合壓實(shí)溫度要求，可通過加熱器提高混合料的溫度，然后再進(jìn)行壓實(shí)處理。（4）處理接縫。①在安排鋪筑工作的過程中，將縱、橫縫控制在最小數(shù)量。 ②對于相鄰兩幅，以及上下層的橫向接縫，通常情況下其錯(cuò)位超過1m 時(shí)，采用垂直的平接縫對橫向接縫進(jìn)行處理。 ③對于平接縫要充分壓實(shí)，可以采用切縫機(jī)對接頭進(jìn)行處理，然后灑粘層油后進(jìn)行鋪設(shè)。 ④利用壓路機(jī)對橫向接縫進(jìn)行橫向碾壓，在碾壓過程中，壓路機(jī)位于壓實(shí)的面層上。⑤當(dāng)縱向冷接縫難以避免時(shí)，需要加設(shè)擋板或者切齊，但是，不能利用切割機(jī)在冷卻后進(jìn)行切縫處理。⑥上下層之間的縱縫， 通常情況下熱接縫 （冷接縫）需要錯(cuò)開150mm（300～400mm），同時(shí)確保表層縱縫的順直性，一般在車道標(biāo)線位置處設(shè)置冷接縫。

6 結(jié)語

“白改黑”施工法從開始到現(xiàn)在已經(jīng)逐漸走向成熟，隨著城建改造規(guī)模的日益擴(kuò)大， 其因施工方便及低廉造價(jià)越來越受到關(guān)注，并被廣泛接受。 通過合理的施工組織與嚴(yán)密的技術(shù)措施，可有力地保證施工質(zhì)量與施工進(jìn)度。 在南京周邊道路的維修工程等已完工程中進(jìn)行了施工探索與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)， 這項(xiàng)技術(shù)逐漸成熟，將促使其得到更加廣泛的應(yīng)用，使人們受益。

[1]中華人民共和國交通部.JTG D40-2011.公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京人民交通出版社.

[2]中華人民共和國交通部.JTG F80/1-2004.公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)[S].北京人民交通出版社.

[3]中華人民共和國交通部.JTG E30—2005.公路工程水泥及水泥混凝土試驗(yàn)規(guī)程[S].北京人民交通出版社.