舊水泥混凝土路面瀝青加鋪設(shè)計探討

潘翀

（海南佳風工程設(shè)計有限公司 海南省?？谑?570100）

1 項目概況

玉荷路位于連江縣，西接104國道，東接北江濱東路，地處連江縣中心商業(yè)街繁華路段，周邊商鋪林立，特別是隨著農(nóng)貿(mào)市場及實驗小學的入駐，產(chǎn)生和吸引的交通量日益增長，現(xiàn)狀水泥路面破損嚴重，嚴重影響行車的安全性及舒適性；現(xiàn)狀道路交通組織混亂，機動車、非機動車與密集的人流交叉混行對交通通行造成重大影響，已無法滿足正常使用條件，鑒于以上情況，對玉荷路的改造迫在眉睫。

2 舊水泥混凝土路面調(diào)查及評價

在進行瀝青混凝土加鋪設(shè)計前，應(yīng)對舊水泥混凝土路面進行調(diào)查評價，確定其使用性能和結(jié)構(gòu)性能，用以指導舊路板塊處理和瀝青加鋪層設(shè)計。

本次分別從舊路修建和養(yǎng)護技術(shù)資料、路面損壞情況、路面結(jié)構(gòu)強度、現(xiàn)狀和遠期交通量等方面對舊水泥混凝土路面進行調(diào)查和評價。

2.1 舊路修建和養(yǎng)護技術(shù)資料調(diào)查

本項目地處商業(yè)街，投入使用已逾10年，由于管理原因，養(yǎng)護資料已不可考，隨著經(jīng)濟高速發(fā)展，消費水平提高，交通量日益增長，現(xiàn)狀路面破損情況嚴重，影響使用性能和城市美觀，已不滿足城區(qū)發(fā)展的需求。

2.2 路面損壞情況調(diào)查

現(xiàn)狀路面經(jīng)過調(diào)查，主要存在以下幾種破損形式：

2.2.1 水泥混凝土面層斷裂類病害

（1）縱向裂縫

現(xiàn)場縱向裂縫分布比較普遍，主要表現(xiàn)為平行或近于平行路面中心線的縱向裂縫。主要產(chǎn)生原因為路基不均勻沉降及基礎(chǔ)強度不足。

（2）橫向裂縫

現(xiàn)場橫向裂縫分布比較廣泛，表現(xiàn)形式為垂直或斜向路面中心線的橫向或斜向裂縫，主要原因為長期承受飽和交通量，累積荷載大于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的承載力。

（3）角隅斷裂

現(xiàn)場角隅斷裂較少，表現(xiàn)形式為從板角到斜向裂縫兩端的距離小于1.8m的角隅斷裂。此類破壞只要原因是在行車荷載和水的綜合作用下，基層或基礎(chǔ)形變逐漸累積，使板角應(yīng)力增加，導致斷裂。

（4）交叉裂縫和斷裂板

現(xiàn)場交叉裂縫和斷裂板主要集中在農(nóng)貿(mào)市場及實驗小學出入口等車流量和人流量較大的位置，主要表現(xiàn)為兩條以上裂縫交叉，將一個完整板塊分裂成3塊以上不同大小的板塊。

2.2.2 水泥混凝土面層斷裂類病害

（1）接縫填縫料損壞

填縫料損壞全路段分布，表現(xiàn)形式為接縫內(nèi)無填料，填料破損及接縫內(nèi)混雜砂石等。破壞主因為填縫料在長期外界環(huán)境作用下老化，脆裂，或由于混凝土路面板受熱膨脹，擠壓脹縫，致使填縫料被擠出，不能正常復原等。

（2）板底脫空

板底脫空主要是由“水-路基-路面-行車荷載”相互作用造成的。由于基層的剛度遠小于混凝土面板的剛度，在行車荷載的作用下，基層產(chǎn)生塑性變性，同時溫度及濕度的變化引起板的翹曲，這些都為水的侵入創(chuàng)造了條件。水的滲入和荷載的作用逐漸形成板底脫空。

（3）錯臺

現(xiàn)場錯臺主要存在于機動車道和非機動車道連接處，主要表現(xiàn)為在路面的接縫或裂縫處，兩板體產(chǎn)生相對豎向位移的現(xiàn)象。

（4）接縫碎裂

接縫碎裂主要是指由于填縫料損壞，泥、砂等雜物侵入脹縫，導致路面板再次膨脹時受阻，或雨水滲入基層和墊層，使基層強度降低，從而導致路面接縫處的變形和破損。主要存在于路面設(shè)置脹縫處。

2.2.3 水泥混凝土面層表層類病害

（1）磨損和露骨

磨損和露骨主要指水泥混凝土板塊磨損露出碎石集料，從而影響行車舒適性，主要是由車輪反復作用形成。

（2）坑洞

坑洞在全線少量存在，主要是由施工、養(yǎng)護不當?shù)仍蛟斐伞?/p>

2.3 路面結(jié)構(gòu)強度調(diào)查

路面結(jié)構(gòu)強度調(diào)查采用無破損試驗和破損試驗兩者結(jié)合的方式進行。無破損試驗主要指采用落錘式彎沉儀，每塊板選一測點，測定彎沉以全面了解水泥混凝土路面的承載能力情況；破損試驗主要指鉆孔取芯測定結(jié)構(gòu)層強度和厚度，經(jīng)過實測，路面結(jié)構(gòu)層厚度大于設(shè)計厚度的占96.7%，芯樣強度大于設(shè)計強度的占98.9%，結(jié)果滿足要求。

2.4 交通量調(diào)查

考慮本項目在城區(qū)路網(wǎng)中的地位、作用、功能，綜合資金、施工技術(shù)等因素進行交通量預測和服務(wù)水平分析，該路段遠期小客車的單向高峰小時交通量為1521pcu，服務(wù)水平為C級，滿足交通量需求。

2.5 舊水泥混凝土路面評價

舊水泥路面狀況采用斷板率（DBL）指標進行評定，根據(jù)《公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（JTGH10-2009）對斷板率進行調(diào)查和計算，得出全線斷板率為10%，評定路面損壞狀況等級為中等標準。

經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)查和檢測，舊水泥混凝土路面狀況良好，路面結(jié)構(gòu)承載能力和路面結(jié)構(gòu)強度基本滿足設(shè)計要求，但局部路段存在病害，多存在于交通量較大的路段，對舊水泥混凝土路面整治后進行瀝青罩面能有效改善路面使用性能，提升服務(wù)水平。

3 舊水泥路面病害的處理

在舊水泥路面上進行瀝青加鋪，最關(guān)鍵的對舊水泥路面病害的處理，根據(jù)不同的病害采取相應(yīng)的處理方法，具體處理措施如下：

3.1 裂縫維修

裂縫的具體維修需要分情況處理，如果是輕微裂縫（＜2mm），維修直接可以采用灌漿法；如果是中等裂縫（2mm＜裂縫＜15mm），在具體維修的餓時候可以使用擴縫補缺這種方法，在此方法的利用中需要注意擴縫補缺的寬度不能夠小于10mm。對于大裂縫，具體的維修需要采用挖補法。

3.2 板邊、板角修補

在處理混凝土面板輕度剝落的時候需要先進行剝落表面的處理，當表面處理干凈之后利用瀝青混合料或者是接縫材料做具體的修理，實現(xiàn)其平整。當剝落比較嚴重的時候，需要按照破裂的面做具體的切割范圍確定，進而實現(xiàn)針對性的修補。

3.3 接縫維修

在接縫維修的時候首先要做的工作是實現(xiàn)雜物的清除，因為接縫內(nèi)要保證清潔。在做膨脹處理的時候先要利用熱的瀝青對壁縫做涂刷，之后將接縫板壓入到縫內(nèi)，縫內(nèi)的具體間隙可以采用瀝青或者是其他的調(diào)料做處理，為了保證處理效果，如果上部使用了膨脹版，需要及時的做嵌縫條的嵌入。在具體的維修中如果使用加熱式填縫料，需要將填縫料加熱到要求的溫度，之后再進行填灌，在氣溫較低時，應(yīng)先將接縫預熱；在常溫式填縫料修補時，除無須加熱外其施工方法與加熱式填縫料相同。

縱向接縫張開寬度在10mm以下時，采用聚氯乙烯膠泥、焦油類填縫料和橡膠瀝青等加熱施工式填縫料；當縱向接縫張口寬度在10mm以上時，采用聚氨酯類常溫施工式填縫料進行維修。

接縫出現(xiàn)碎裂時，先擴縫補塊后進行接縫處理。

3.4 錯臺維修

錯臺的處置根據(jù)錯臺的輕重程度有磨平法和填補法兩種方法。當高差小等于10mm的錯臺時，采用磨平機處理；高差大于10mm的錯臺，采取瀝青砂進行填補處理。要求處理后相鄰板的相對高差控制在5mm內(nèi)。

3.5 板塊脫空維修

根據(jù)彎沉實測結(jié)果確定修補方案，彎沉超過0.2mm確定為面板脫空，當彎沉值在0.2～1.00mm時，采用灌漿法進行處理；當彎沉值大于1.00mm時，采用全深度補強法。

無論是采用何種方法進行處理，最終在處理后混凝土板的彎沉度不能超過20（0.01mm），具體的彎沉差不能夠超過6（0.01mm）。

3.6 坑洞修補

在坑洞修補的時候需要做具體情況分析，如果坑洞數(shù)量比較多但是均小于30mm，那么在修補的時候可以利用瀝青混凝土。如果坑洞的深度超過了30mm，那么需要做局部的鑿除，再對面層進行修補。要求修補后與原混凝土齊平。

3.7 斷板、板塊破碎、沉陷維修

在維修的時候如果遇到的是損壞比較嚴重的混凝土路面，需要做全深度的補強，即將舊的板塊進行鑿除之后再做重新的澆筑。在舊版清除的時候，最小的單位以一塊路面板為標準。在鑿除的時候需要對基層和周邊混凝土路面做保護，而在新板進行澆筑的時候，需要注意其強度不能夠小于舊板。在維修的過程中如果傳力桿和相鄰的板塊黏結(jié)的比較牢固，需要盡可能的減少舊板拆除對其的影響，如果黏結(jié)發(fā)生了松動或者是嚴重扭曲，對其進行更換或者是恢復即可。

4 瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計

基于交通量預測，運用HPDS路面計算軟件進行計算，本項目瀝青加鋪結(jié)構(gòu)層采用5cmSMA-13瀝青瑪蹄脂碎石+6cmAC-20C中粒式瀝青混凝土，同時在瀝青面層和水泥路面板之間加鋪一層橡膠應(yīng)力吸收層。

在水泥路面上進行瀝青加鋪，反射裂縫的處理是不可避免的難題，由于水泥路面接縫的存在，在接縫附近不可避免地產(chǎn)生應(yīng)力集中，在交通荷載和溫度荷載的重復作用下產(chǎn)生疲勞開裂，裂縫向上發(fā)展最終貫穿整個路面，最終形成反射裂縫。發(fā)射裂縫的存在，破壞了路面整體性，易導致路面水滲入，產(chǎn)生唧泥、板塊脫空和沉陷等路面病害，最終導致路面結(jié)構(gòu)性破壞，使道路逐漸喪失承載能力。

本項目采用橡膠應(yīng)力吸收層來延緩和減少反射裂縫的產(chǎn)生，橡膠瀝青在瀝青面層和水泥路面間形成一層高粘彈性軟介層，通過粒料的嵌鎖作用，使路面形成整體共同發(fā)揮作用；應(yīng)力吸收層能將裂縫周圍的應(yīng)變消散在夾層范圍內(nèi)，有效緩解裂縫向面層的擴展，同時填充層間縫隙，防止水分下滲，起到封層的作用。

5 結(jié)束語

綜上所訴，在進行瀝青混凝土加鋪設(shè)計前，應(yīng)對舊水泥混凝土路面進行詳細的調(diào)查和評價，根據(jù)不同的路面病害采取對應(yīng)的措施進行整治，舊路面病害整治是進行瀝青加鋪的基礎(chǔ)，也是決定工程是否成功的關(guān)鍵。其次應(yīng)采取有效措施延緩和減少反射裂縫，提高瀝青路面的使用壽命。

本文中的玉荷路已于2017年順利竣工，從投入使用一年多的運營情況來看，路面狀況良好，未出現(xiàn)明顯裂縫，使用性能得到了較大改善，受到建設(shè)單位和周邊群眾的一致好評。