新市南路“白加黑”工程技術(shù)設(shè)計分析

黃 鑫 （福建省東南建筑設(shè)計院，福建 三明 365000）

1 引言

水泥混凝土路面在使用過程中，由于各種因素的影響，導致路面出現(xiàn)各種病害，對于這些病害，若不及時進行處理，路面性能將會下降，影響行車的舒適性。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對城市生活環(huán)境要求的提高以及水泥混凝土路面缺點的一一顯露，城市道路越來越多的采用瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)。因此有必要對“白加黑”工程進行深入的研究。本文結(jié)合新市南路（三元路至育才路）“白加黑”實例，對道路“白加黑”過程中產(chǎn)生的一些技術(shù)問題進行分析探討。

2 項目概況

本項目位于三明市三元區(qū)，設(shè)計起點位于三元路，設(shè)計終點位于育才路，道路設(shè)計全長1980m，實際施工全長1748.895m（樁號K0+71.105-K1+820），按主干路標準設(shè)計，設(shè)計行車速度40km/h，原路面結(jié)構(gòu)為水泥混凝土，路面結(jié)構(gòu)層由上到下依次為：24cm水泥混凝土面層、20cm水泥穩(wěn)定碎石基層、15cm級配碎石墊層。本項目按雙向4車道布置，道路紅線寬度26m，其中瀝青路面寬度14m，人行道寬度6m（含自行車道及人行道）。雖然道路使用時間較長，但由于該條道路為市區(qū)主干道，養(yǎng)護修復及時到位，路況較好，適合采用“白加黑”加鋪模式。

圖1 現(xiàn)狀路面破損情況

3 “白加黑”工程的技術(shù)問題

城市道路“白加黑”工程關(guān)鍵性技術(shù)主要包括如下兩個方面的內(nèi)容。

①現(xiàn)狀混凝土面板的處治。由于現(xiàn)狀水泥混凝土道路已經(jīng)有了一定的使用年限，水泥混凝土面板也出現(xiàn)了不同程度的破壞。例如，裂縫、錯臺、露骨、板底脫空等病害，對現(xiàn)狀面板處理的好壞直接關(guān)系到后期道路使用壽命及性能。

②預(yù)防反射裂縫的產(chǎn)生。在原水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層（剛性路面結(jié)構(gòu)上加鋪柔性路面），在行車荷載及溫度應(yīng)力等外界環(huán)境作用下，必然會產(chǎn)生反射裂縫，如何最大程度地減少反射裂縫的發(fā)生，也是道路“白加黑”過程中面臨的重要技術(shù)問題。

3.1 現(xiàn)狀混凝土面板檢測及病害分級評定

通過對現(xiàn)狀道路資料的收集，在掌握基礎(chǔ)資料的基礎(chǔ)上，然后進行路面病害狀況的分級評定。

3.1.1 路面損害評定

舊路面損害評價采用斷板率和平均錯臺量兩項指標評價，其分級標準如表1。

路面損害狀況分級標準 表1

3.1.2 接縫傳荷能力與板底脫空狀況評定

舊混凝土面板接縫和底部的撓度應(yīng)通過撓度試驗來評價。根據(jù)板角處的多級載荷撓度試驗結(jié)果判斷板的底部空間，考慮粘泥和錯臺的發(fā)展程度和接頭承載能力。

接縫傳荷能力分級標準 表2

3.1.3 評定結(jié)論

通過對現(xiàn)狀道路資料分析，路面損害、接縫傳荷能力與板底脫空狀況評定為優(yōu)良。

3.2 現(xiàn)狀水泥混凝土面板處治

本項目主要病害為破碎板（含板角破碎）、裂縫等。

3.2.1 破碎板+板角破碎換板處理

①判定破碎板

破碎板換板判斷原則：a.板塊路面有一條連續(xù)發(fā)育裂縫，且寬度大于1cm；b.板塊路面裂縫有兩條以上（即被裂縫分割成4塊或以上）；c.兩年內(nèi)新修補的路面板，如果出現(xiàn)貫穿板厚兩道縱縫或橫縫；d.舊路面中板塊上存在有貫穿的交叉裂縫。

②鑿除舊板

應(yīng)先鑿除原有破碎水泥混凝土面板，清除干凈，并及時運走混凝土碎塊，鑿除時不得擾動相鄰板塊，造成鄰板的破損、錯位，并保留原有拉桿。如果原有拉桿折斷時，應(yīng)更換。如果挖除舊板后，發(fā)現(xiàn)基層有破壞，應(yīng)換C15素混凝土，最少厚度15cm。

③澆筑水泥混凝土面層

在基層頂面澆筑22cm厚抗折4.5MPa水泥混凝土(C35)面層，人工攤鋪，采用插入式振搗器振搗，振動梁刮平提漿，人工抹平。

3.2.2 原有水泥混凝土路面接縫處理

對于原有水泥混凝土路面的一切橫縫、縱縫、脹縫和施工縫，須進行以下處理。

①對于縫寬≤1cm的橫縫和縱縫：首先清除縫內(nèi)的一切雜物，清除縫內(nèi)深度至少5cm，然后采用改性瀝青進行灌縫，灌縫必須飽滿，然后灑布改性乳化瀝青粘層。

②對于縫寬＞1cm的其他接縫：首先清除縫內(nèi)的一切雜物，清除縫內(nèi)深度至少5cm，然后采用環(huán)氧砂漿進行填充，填充必須飽滿，然后灑布改性乳化瀝青粘層。

③混凝土板因斷裂產(chǎn)生的縱縫和橫縫：如果此時混凝土板穩(wěn)定，無沉降發(fā)生，則首先清除縫內(nèi)的一切雜物，并擴縫至2～4cm寬，深度至少5cm，然后采用環(huán)氧砂漿進行填充，填充必須飽滿，然后灑布改性乳化瀝青粘層。

3.2.3 反射裂縫防治措施

借鑒三明市已實施“白加黑”工程，考慮到本項目施工長度為1748.895m，因此對該條道路分成2段進行試驗，采用2種方式減小和延緩反射裂縫的產(chǎn)生，分別為橡膠應(yīng)力吸收層及雙向玻纖土工格柵進行處理。

①橡膠應(yīng)力吸收層

橡膠瀝青應(yīng)力吸收層采用碎石封層模式：用熱橡膠瀝青噴灑在現(xiàn)有的道路表面，然后立即撒布一定量粒徑（9～12mm）的封層集料，再進行碾壓，將集料嵌入瀝青膜，成1cm左右厚度的橡膠瀝青應(yīng)力吸收層，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

a.減少路面反射裂縫。橡膠應(yīng)力吸收層能有效地封閉原路面表面的微裂紋和空隙。同時，對半剛性基層的收縮和干縮裂縫以及水泥混凝土路面的裂縫有良好的密封效果，從而有效地減少了路面表面反射裂縫。

b.應(yīng)力吸收作用。采用橡膠瀝青作為固井材料，整個結(jié)構(gòu)是一個柔性系統(tǒng)，是一個柔性系統(tǒng)。它對半剛性基層和水泥混凝土路面的集中應(yīng)力具有明顯的緩沖和吸收作用。它可以有效地緩解應(yīng)力對路面的反射，同時，橡膠應(yīng)力吸收層的應(yīng)力吸收和橡膠應(yīng)力吸收層的應(yīng)力吸收。緩沖作用可以均勻地將荷載作用在路面上，減少和緩沖路面底部的拉應(yīng)力，延長路面的使用壽命。

②雙向玻纖土工格柵

雙向玻璃纖維土工格柵是一種優(yōu)良的土工合成材料，用于路面加固、舊路加筋、加固路基和軟土地基。玻璃纖維土工格柵高強度無堿玻璃纖維是由網(wǎng)底材料制成的半剛性制品，經(jīng)國際先進的經(jīng)編工藝經(jīng)表面處理處理而成，其優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

a.減緩反射裂縫。由于土工格柵的模量很大，它達到了67 GPa。作為一種具有較大剛性的硬夾層，它被用于瀝青覆蓋層。其作用是抑制應(yīng)力并釋放應(yīng)變。同時，作為瀝青混凝土的增強材料，提高了疊層結(jié)構(gòu)的抗拉和抗剪能力，從而減少了裂縫。

b.抗疲勞開裂。在瀝青覆蓋層中，玻璃纖維土工格柵可以分散上述應(yīng)力和拉應(yīng)力，并形成兩個力之間的緩沖區(qū)。應(yīng)力逐漸突變而非突變，減少了應(yīng)力突變對瀝青覆蓋層的破壞。同時，玻璃纖維土工格柵的低伸長率降低了路面的撓度，并保證不會發(fā)生過度變形。

c.耐高溫車轍。玻璃纖維土工格柵用于瀝青加鋪層，在瀝青路面上起著骨架作用。瀝青混凝土中的骨料貫穿格柵，形成復合機械鎖系統(tǒng)，它限制了骨料移動，并增加了瀝青覆蓋層中的側(cè)向結(jié)合力。瀝青表面各部分相互作用，防止瀝青表面移動，起到抵抗車轍的作用。

4 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計

新市南路作為三明市一條南北向主干道，必然成為居民出行的重要通道，隨著交通量的增加，局部現(xiàn)狀路面出現(xiàn)了不同程度的病害，同時周邊的山水御園、左岸名都等新建小區(qū)日漸成熟，道路沿線立面改造，現(xiàn)狀水泥路面與繁華的居民居住氛圍顯得極不協(xié)調(diào)，新市南路改造不僅能帶動三元區(qū)經(jīng)濟發(fā)展，并能進一步改善居民的生活環(huán)境及出行條件。

在路面設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)《城鎮(zhèn)道路路面設(shè)計規(guī)范》（CJJ 169-2012）的有關(guān)規(guī)定，按照國家技術(shù)標準，按技術(shù)可靠、施工方便、造價低、利于養(yǎng)護、使用壽命長、綜合效益好的原則，因地制宜的進行設(shè)計。本次面層加鋪分兩層加鋪，設(shè)計采用橡膠應(yīng)力吸收層及雙向玻纖土工格柵作為反射裂縫的預(yù)防措施。

5 結(jié)語

本文以新市南路（三元路至育才路）“白加黑”工程為實例，通過對“白加黑”改造工程的分析，提出了“白加黑”工程項目所需解決的關(guān)鍵技術(shù)問題：舊水泥混凝土路面的處治和反射裂縫的預(yù)防。結(jié)合工程實際情況，選擇合適的路面加鋪結(jié)構(gòu)，減緩或消除了道路后期運營所可能產(chǎn)生的道路病害，提高了道路的行車舒適性，且延長道路使用壽命。