舊路路面結(jié)構(gòu)改造的研究

鄧廣輝，梁茂平

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州510010）

舊路路面結(jié)構(gòu)改造的研究

鄧廣輝，梁茂平

（廣東省建筑設(shè)計(jì)研究院，廣東 廣州510010）

伴隨我國(guó)城市的擴(kuò)張及快速發(fā)展，道路交通流量的增加，城市道路運(yùn)營(yíng)臨近或者超過路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期，城鄉(xiāng)公路的市政化改造，現(xiàn)階段我國(guó)老舊道路路面改造問題突出。為有效地解決舊路路面結(jié)構(gòu)改造問題，結(jié)合現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)、路面病害調(diào)查、交通流量、道路周邊邊界控制條件等控制因素，分別針對(duì)現(xiàn)狀水泥混凝土路面改造加鋪瀝青混凝土，現(xiàn)狀瀝青混凝土路面改造加鋪瀝青混凝土進(jìn)行研究，提出了不同適用條件下的路面結(jié)構(gòu)加鋪方案。

舊路路面結(jié)構(gòu)改造、應(yīng)力吸收層、瀝青混凝土加鋪層

0 引言

國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，中國(guó)城鎮(zhèn)化率2016年已達(dá)到56%，并且逐年穩(wěn)步上升，進(jìn)入城鎮(zhèn)化的后半程。經(jīng)過將近四十五余年的高速發(fā)展，中國(guó)的城市結(jié)構(gòu)、社會(huì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、文化形態(tài)都發(fā)生了根本性變化。城市的快速發(fā)展，帶動(dòng)了城市交通需求的高速增長(zhǎng)，大規(guī)模的城市路網(wǎng)建設(shè)。至今我國(guó)主要城市路網(wǎng)已基本完成，主要城市道路、城鄉(xiāng)公路營(yíng)運(yùn)期均超過20 a，期間大城市機(jī)動(dòng)車擁有量以高于10%的速度增加，交通需求大幅增加。我國(guó)城市道路負(fù)荷日益加重，城市道路路面結(jié)構(gòu)使用超過設(shè)計(jì)年限，基本養(yǎng)護(hù)維護(hù)成本增加，效果降低，各種路面病害頻發(fā)，進(jìn)一步加劇道路擁擠、交通堵塞、行車混亂、影響行車安全及舒適性。近年來針對(duì)城鄉(xiāng)公路市政化改造、老舊城市道路改造、舊路大中修，尤其是舊路路面改造工程如雨后春筍般出現(xiàn)。為此，針對(duì)現(xiàn)狀城鄉(xiāng)公路及老舊城市道路路面結(jié)構(gòu)改造進(jìn)行研究，提出具有針對(duì)性、建議性、指導(dǎo)性的路面結(jié)構(gòu)改造方案。

1 影響舊路改造路面結(jié)構(gòu)選取的主要因素

考慮到城鄉(xiāng)公路、老舊城市道路營(yíng)運(yùn)期一般大于15 a，特殊路基在長(zhǎng)期車輛動(dòng)載作用下趨于穩(wěn)定，因此可認(rèn)為老舊道路路基狀況基本滿足承載力及抗變形要求，如若情況特殊，應(yīng)首先針對(duì)路基進(jìn)行處理，再進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)改造。當(dāng)路基滿足道路使用性能要求，影響舊路改造路面結(jié)構(gòu)選取的主要因素主要為以下幾個(gè)因素：（1）現(xiàn)狀路面結(jié)構(gòu)形式（常用結(jié)構(gòu)為水泥混凝土路面或?yàn)r青混凝土路面）；（2）現(xiàn)狀道路病害情況及檢測(cè)成果（彎沉、脫空、外觀病害、鉆芯取樣、PCI等）；（3）是否改造現(xiàn)有道路下埋管線、其種類及埋深；（4）現(xiàn)狀道路標(biāo)高及周圍建筑地坪標(biāo)高等。其次考慮到城鎮(zhèn)居民對(duì)道路低噪音、高舒適性等要求，加鋪路面一般選擇瀝青路面。

2 現(xiàn)狀水泥混凝土路面改造

上世紀(jì)80年代到90年代末期是我國(guó)道路建設(shè)采用水泥混凝土路面的高峰期，路面結(jié)構(gòu)一般采用20～30 cm半剛性基層加20～30 cm水泥混凝土。該路面結(jié)構(gòu)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間服役，一般易發(fā)展以下病害：接縫料損壞、交叉裂縫或破碎板、修補(bǔ)路面板、坑洞、線裂、板角斷裂、板角剝落、錯(cuò)臺(tái)、板塊凸起、脫空，以及基層強(qiáng)度不足等。

水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)改造方案的選取需著重考慮彎沉、脫空檢測(cè)并結(jié)合路面病害調(diào)查結(jié)果進(jìn)行研究，選擇易于實(shí)施、經(jīng)濟(jì)合理的方案。

首先根據(jù)路面彎沉檢測(cè)判斷原有路面強(qiáng)度是否滿足加鋪要求、探地雷達(dá)檢測(cè)路面板塊脫空情況，結(jié)合工程經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)路段代表彎沉值≥45（0.01 mm），或現(xiàn)狀彎沉值大于 20（0.01 mm）且彎沉差≥6（0.01 mm）的脫空板塊≥45%，并伴隨有大面積破碎板或裂縫發(fā)展較為嚴(yán)重的路段可考慮采用多錘頭碎石化技術(shù)對(duì)現(xiàn)狀水泥混凝土路面進(jìn)行碎石化后作為路面底基層（見圖1），采用半剛性基層進(jìn)行調(diào)平過度后加鋪瀝青混凝土面層。

圖1 多錘頭碎石化設(shè)備施工實(shí)景

當(dāng)現(xiàn)狀路面強(qiáng)度滿足加鋪層使用要求時(shí)，對(duì)現(xiàn)狀水泥混凝土進(jìn)行病害處置后，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)狀道路標(biāo)高及周圍建筑地坪標(biāo)高等邊界條件進(jìn)行精細(xì)化的加鋪道路豎向設(shè)計(jì)，原則上應(yīng)盡量降低加鋪厚度，同時(shí)控制銑刨深度，結(jié)合加鋪厚度，加鋪路面結(jié)構(gòu)一般可分為以下幾種類別（見表1）。

結(jié)合近年來白加黑加鋪路面使用情況，瀝青加鋪層反射裂縫擴(kuò)展問題較為突出。瀝青加鋪層產(chǎn)生反射裂縫的主要成因?yàn)椋航煌ê奢d及溫度循環(huán)作用下引起路面材料和結(jié)構(gòu)疲勞損傷逐漸發(fā)展，（1）偏荷載引起的剪切型反射裂縫；（2）降溫引起的張開型反射裂縫；（3）板翹曲引起的張開型反射裂縫（見圖2）。

圖2 瀝青加鋪層反射裂縫擴(kuò)展形式示意圖

為有效控制反射裂縫的擴(kuò)展，應(yīng)力吸收層或剛?cè)徇^渡層的設(shè)置尤為重要，當(dāng)前較為流行的控制反射裂縫的應(yīng)力吸收層主要有半剛性基層、柔性基層、聚酯玻纖布或土工格柵、瀝青碎石、防裂鋼筋網(wǎng)結(jié)合橡膠瀝青同步碎石封層等（見表2）。不同的應(yīng)力吸收層選擇，應(yīng)該基于充分的舊路病害檢測(cè)調(diào)查，結(jié)合交通量，病害控制，標(biāo)高控制，排水通暢，投資適宜的原則進(jìn)行選擇。

3 現(xiàn)狀瀝青混凝土路面改造

首先，半剛性基層瀝青混凝土路面的養(yǎng)護(hù)決策，在很大程度上，取決于對(duì)瀝青混凝土路面使用性能的合理評(píng)價(jià)。對(duì)于瀝青混凝土路面使用性能，主要從路面強(qiáng)度、破損狀況、行駛質(zhì)量、抗滑性能，以及車轍狀況等方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。

瀝青路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度判斷：根據(jù)《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（CJJ 36-2006）關(guān)于瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評(píng)價(jià)，對(duì)于半剛性基層，在很輕、輕、中、重、特重交通量下，瀝青路面路表回彈彎沉值界限值分別為77、56、42、31、21（0.01 mm）。

表3為路面強(qiáng)度評(píng)價(jià)分類表。

表1 白加黑常用路面結(jié)構(gòu)一覽表

長(zhǎng)時(shí)間服役下瀝青混凝土路面易發(fā)生以下病害：（1）裂縫類病害：a.橫向裂縫，b.縱向裂縫；（2）龜裂；（3）松散類病害：a.麻面，b.坑槽；（4）變形類病害：a.車轍，b.沉陷；（5）橋頭跳車等。

表2 應(yīng)力吸收層與加鋪結(jié)構(gòu)組合一覽表

表3 路面強(qiáng)度評(píng)價(jià)分類表

加鋪方案的確定需結(jié)合瀝青路面強(qiáng)度、路面病害的情況、路段的實(shí)施條件，分段進(jìn)行評(píng)價(jià)，再根據(jù)現(xiàn)狀道路標(biāo)高及周圍建筑地坪標(biāo)高等控制加鋪道路豎向設(shè)計(jì)，原則上應(yīng)盡量降低加鋪厚度，控制銑刨深度，分路段進(jìn)行加鋪方案設(shè)計(jì)。當(dāng)路段代表路面回彈彎沉值大于對(duì)應(yīng)交通量下半剛性基層瀝青路面路表回彈彎沉值界限值，并且路段伴隨有大面積龜裂、重度沉陷時(shí)，建議該路段挖除原有路面及基層，最后按照新建路面結(jié)構(gòu)要求新建路面及基層。當(dāng)舊路面使用年限較長(zhǎng)，瀝青上面層污染及老化較為嚴(yán)重，為保證新舊瀝青之間的粘結(jié)性，需對(duì)舊瀝青表面層進(jìn)行刨除，推薦刨除現(xiàn)狀路面面層厚度不小于4 cm，進(jìn)行病害處理后，再根據(jù)道路豎向設(shè)計(jì)標(biāo)高進(jìn)行加鋪瀝青混凝土罩面。

因此，結(jié)合交通量分級(jí)，不同交通量下路面結(jié)構(gòu)加鋪方案應(yīng)有所區(qū)分，一般推薦按照5種類別進(jìn)行區(qū)分（見表4）：（1）特重交通量；（2）重交通量；（3）中等交通量；（4）輕交通量；（5）很輕交通量。

表4 不同交通量下推薦路面加鋪方案一覽表

最后，根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合路段代表彎沉值，不同的加鋪厚度，以重交通量下瀝青路面結(jié)構(gòu)加鋪方案為例：一條道路不同路段加鋪方案如圖3所示（H為加鋪厚度，cm；D為路段代表路面回彈彎沉值，0.01 mm）。

4 結(jié)語

伴隨著城市的發(fā)展，城市道路交通量顯著增加，根據(jù)我國(guó)城市道路的建設(shè)及運(yùn)營(yíng)情況，現(xiàn)階段城鄉(xiāng)公路市政化改造及老舊城市道路路面改造問題突出。結(jié)合城市道路路面結(jié)構(gòu)改造的影響因素，城市道路路面結(jié)構(gòu)改造一般分為兩個(gè)方向：（1）白加黑路面結(jié)構(gòu)改造。根據(jù)舊水泥混凝土路面強(qiáng)度評(píng)價(jià)，指導(dǎo)路面改造方向，著重控制反射裂縫的擴(kuò)展，結(jié)合交通量，病害控制，標(biāo)高控制，排水通暢，投資適宜的原則進(jìn)行應(yīng)力吸收層材料的選擇。（2）黑加黑路面結(jié)構(gòu)改造。應(yīng)著重結(jié)合交通量、路面破損狀況、強(qiáng)度、行駛質(zhì)量、抗滑性能，以及車轍狀況等分類選用經(jīng)濟(jì)技術(shù)合理的瀝青混凝土路面加鋪結(jié)構(gòu)。

圖3 重交通量下瀝青混凝土加鋪路面結(jié)構(gòu)圖示

[1]CJJ 36-2006.城市道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

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

U418.8

B

1009-7716（2017）08-0061-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.019

2017-04-11

鄧廣輝（1987-），男，廣西桂林人，碩士，工程師，從事市政路橋及交通工程設(shè)計(jì)工作。