水泥混凝土路面提升改造方案技術(shù)研究

摘要 文章以水泥混凝土路面提升改造的技術(shù)方案為研究對象，通過對道路路面評價體系的分析，針對不同的路面損壞情況制訂了不同的提升改造方案與措施，并通過實例研究，探討了不同的提升改造方案。通過對改造道路運營的跟蹤，效果良好，對今后的水泥路面改造提升具有借鑒意義。

關(guān)鍵詞 水泥混凝土路面；提升改造；瀝青罩面

中圖分類號 U491 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）20-0158-03

0 引言

20世紀(jì)50年代以來，水泥路面廣泛應(yīng)用于國內(nèi)各大城市公路、市政道路、機場及收費站道路。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，水泥路面的缺點逐漸放大開來，如容易產(chǎn)生斷板、裂縫等病害，維修困難，行車不舒適等，在大部分地區(qū)已不太適應(yīng)當(dāng)前的行車質(zhì)量要求，特別難以適用部分城鎮(zhèn)道路靜態(tài)的交通要求。當(dāng)前的道路修建已逐漸從水泥路面向瀝青路面傾斜，大部分地區(qū)也已開展大量的水泥混凝土路面提升改造工程，即“白改黑”工程。

在原來的水泥路面上加鋪瀝青層并不能從根本上解決水泥路面的結(jié)構(gòu)損壞問題，其主要目的是改善路面通行質(zhì)量、延長路面的使用壽命：（1）修復(fù)路面，保證路面平整度及行駛平順。（2）減少行車荷載對原有路面的沖擊。（3）作為表面防護層，減少對路面的水損害，維護路基路面。（4）減少車行噪聲，創(chuàng)建寧靜化交通。

1 路面評價體系

1.1 城鎮(zhèn)道路路面評價體系

（1）根據(jù)《城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》（CJJ 36—2016），主要的評價指標(biāo)包括路面行駛質(zhì)量指數(shù)（RQI）、路面狀況指數(shù)（PCI）、路表回彈彎沉值、抗滑系數(shù)（TD）和綜合指數(shù)評價（PQI）[1]。

（2）路面養(yǎng)護策略：根據(jù)PCI、RQI等指標(biāo)制定不同的路面養(yǎng)護策略，如表1所示：

1.2 公路路面評價體系

根據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 5210—2018），公路技術(shù)狀RtORpcrZSs8YA1Zn4HdgOA==況分為優(yōu)、良、中、次、差五個等級[2]，如表2所示：

通過對城鎮(zhèn)道路路面及公路路面的評價分析，制訂以下提升改造方案：4knXD3DmIoOQ6LisDG3etQ==

（1）路面評價處于A、B級或優(yōu)、良狀態(tài)，可采用保養(yǎng)小修或預(yù)防性養(yǎng)護，主要為病害整治。常見的維修措施有換板、局部基層處理、錯臺維修、構(gòu)造縫維修、板塊脫空處治、灌縫等。

（2）路面評價處于B、C級或良、中狀態(tài)，可采用中修或局部大修養(yǎng)護。常見的措施可采用在水泥路面病害整治的基礎(chǔ)上加鋪瀝青罩面。

（3）路面評價處于D級或次、差狀態(tài)，可采用大修或改擴建工程。常見的措施可采用把板塊破碎（打裂壓穩(wěn)或共振碎石化），然后再攤鋪瀝青層或重建水泥路面。

2 水泥混凝土路面提升改造方案

以某雙向四車道次干路為例，該道路全長5.893 km，機動車道寬16 m，非機動車道寬2.5 m，人行道寬4.5 m。

原有道路為水泥混凝土路面，人行道采用透水磚、水泥彩磚及花崗巖進行鋪裝。

（1）原有機動車道路面結(jié)構(gòu)

22 cm厚的C35水泥混凝土面層+20 cm厚的5%水泥穩(wěn)定碎石基層+18 cm厚填隙碎石墊層，總厚度為60 cm。

（2）原有人行道路面結(jié)構(gòu)

人行道路面鋪裝主要為透水磚、花崗巖、水泥彩磚，具體詳見相關(guān)設(shè)計圖。

（3）原有側(cè)、平石

原有側(cè)、平石材料主要為花崗巖。

2.1 道路平縱橫設(shè)計

（1）該工程為舊路改造，道路中心線與現(xiàn)狀行車道中心線基本吻合；保證與已建（或在建）道路合理連接；滿足交通功能，保證主流交通的快速、連續(xù)、安全、順暢。

（2）加鋪罩面時，路線縱斷面應(yīng)遵循縱斷面線形設(shè)計的一般原則，以盡可能滿足規(guī)范要求、縱斷面順暢和行車舒適性?？v斷面設(shè)計以全線一般罩面厚度為10 cm為控制條件，在實測標(biāo)高基礎(chǔ)上擬合縱面標(biāo)高。對于局部凹凸不平路段，采用AC-20C中粒式瀝青混凝土進行調(diào)平。對于縱斷面有異常的個別點或路段，在施工時必須重新測量、校正，根據(jù)實際情況妥善解決。

（3）該項目為舊路改造工程，應(yīng)保持原有道路標(biāo)準(zhǔn)橫斷面的組成。

2.2 瀝青加鋪厚度的確定

水泥混凝土路面的瀝青加鋪厚度應(yīng)主要結(jié)合道路縱斷面設(shè)計、道路兩側(cè)居民地坪高度、道路耐久性和使用壽命、施工工藝及道路排水等因素綜合考慮。

（1）在道路養(yǎng)護情況良好的情況下，水泥路面加鋪瀝青可采用等厚加鋪。然而，大部分情況下原水泥路面經(jīng)過長久使用，路基產(chǎn)生不均勻沉降，導(dǎo)致部分道路縱斷面不符合規(guī)范或排水不暢，應(yīng)重新調(diào)整縱斷面。

（2）考慮道路的耐久性，正常情況下的瀝青加鋪不小于10cm，并增設(shè)調(diào)平層和應(yīng)力吸收層。瀝青加鋪應(yīng)重點考慮如何預(yù)防反射裂縫。增加瀝青加鋪層厚度和增設(shè)應(yīng)力吸收層可有效預(yù)防反射裂縫的產(chǎn)生。

（3）瀝青的加鋪將會導(dǎo)致道路標(biāo)高的提高，需要考慮與周邊居民房地坪標(biāo)高的銜接，應(yīng)盡量不高于地坪標(biāo)高，防止引發(fā)糾紛而導(dǎo)致變更或排水困難。在困難條件下，可采用超薄罩面或增設(shè)雨水篦解決標(biāo)高銜接和排水問題。

2.3 機動車道路面提升改造方案

目前該路段經(jīng)過多年的使用，原混凝土路面已經(jīng)出現(xiàn)裂縫、斷板、板角斷裂、沉陷、接縫破碎、填縫材料破損、唧泥、網(wǎng)裂、磨損、露骨等多種損壞形式，導(dǎo)致道路使用品質(zhì)下降，嚴(yán)重影響道路使用功能和周邊居民生活品質(zhì)，為推進鄉(xiāng)村振興，提升道路環(huán)境，決定對其進行路面提升改造。為合理確定水泥路面的改造方案，首先對路面損壞原因進行分析：

（1）該項目本身路基承載力相對較低，沿線運輸車輛又逐年增加，由于水泥混凝土路面剛度高、變形能力小，對荷載及變形非常敏感，所以路面產(chǎn)生極限破壞且病害發(fā)展迅速。從調(diào)查結(jié)果可以看出，超載車輛是導(dǎo)致水泥混凝土路面破壞的重要原因之一。

（2）由于沿線路面灰塵較重，排水不通暢，邊溝淤塞，雨水滲入路面結(jié)構(gòu)中，使路基、基層長期受到水的浸泡導(dǎo)致其強度降低。水泥混凝土路面在行車作用下，其板角及板邊在交通荷載作用下易使基層產(chǎn)生變形，引起唧泥、脫空、沉陷等，最終導(dǎo)致面板的斷裂破壞，以及路基沉陷。

經(jīng)過對路面的調(diào)查及數(shù)據(jù)分析，路面已出現(xiàn)不同程度的破壞，路基及路基排水系統(tǒng)已出現(xiàn)不同程度的損壞，路面存在很多潛在的隱患。根據(jù)技術(shù)狀況評定，大多數(shù)路段評定等級為“良或中”，局部路段為“差”，為保證道路的長期正常使用，消除道路的潛在隱患，需對水泥混凝土路段進行路面改造整治，現(xiàn)提出三種方案進行方案比選：

（1）方案一：路面“白改黑”

方案一適用于斷板率≥10%的水泥路面加鋪，首先將舊水泥混凝土路面震動碎石化，再鋪封層、透層。接著再鋪8～18 cm密級配瀝青碎石層作為基層，可有效防止反射裂縫。當(dāng)加鋪厚度大于30 cm時，可考慮采用水泥穩(wěn)定碎石層作為基層。最后再加鋪面層，詳細的加鋪路面結(jié)構(gòu)依次為：

1）上面層：4 cm厚的5% SBS改造瀝青混凝土（AC-16C）。

2）黏層：PC-3型乳化瀝青黏層油。

3）下面層：8 cm厚的 SBS中粒式改性瀝青混凝土（AC-20C）。

4）黏層：PC-3型乳化瀝青黏層油。

5）基層：8～18 cm厚的密級配瀝青碎石（ATB-25）（加鋪厚度超過30 cm采用8 cm厚的ATB-25+15～30DDdH2JSR+UT9Agd5xj9oA==0 cm厚的5%水泥穩(wěn)定碎石層）。

6）透層：PC-2型乳化瀝青透層油。

7）封層：ES-3型稀漿封層。

8）舊水泥混凝土路面震動碎石化。

（2）方案二：路面“白加黑”

方案二適用于路面病害較少，斷板率<10%的水泥路面加鋪。在舊水泥混凝土路面進行病害處置后，加鋪應(yīng)力吸收層后再加鋪瀝青罩面。加鋪厚度大于20 cm可采用ATB-25密集配瀝青碎石調(diào)平。詳細路面加鋪結(jié)構(gòu)如下：

1）上面層：4 cm厚的5% SBS改造瀝青混凝土（AC-16C）。

2）黏層：PC-3型乳化瀝青粘層油。

3）下面層：8～16 cm厚的SBS中粒式改性瀝青混凝土（AC-20C）（加鋪厚度超過20 cm采用8 cm厚的SBS AC-20C+8～16 cm厚的ATB-25密集配瀝青碎石）。

4）應(yīng)力吸收層：1 cm厚的橡膠瀝青應(yīng)力吸引層。

5）透層：PC-3型乳化瀝青透層油。

6）病害處治后的舊水泥混凝土路。

（3）方案三：路面“白加白”

基本相當(dāng)于重建道路，首先將舊水泥混凝土路面震動碎石化或打裂壓穩(wěn)，再鋪筑水泥穩(wěn)定基層和水泥面層，適用于重車較多的路段。

2.4 提升改造方案比選

（1）方案一：路面“白改黑”

優(yōu)點：因?qū)υ嗦访嫠槭?，不受原水泥路面病害影響，可相?dāng)于常規(guī)瀝青路面的重塑。瀝青罩面基本無反射裂縫的問題，且不用對原有水泥路面病害進行處理，施工速度較快。

缺點：造價較高，原板塊基層需要打裂壓穩(wěn)，對周邊環(huán)境影響較大，特別是震動產(chǎn)生的噪聲易造成擾民。

適用范圍：舊水泥路面破損嚴(yán)重，病害較多，產(chǎn)生大面積損壞，適用大修養(yǎng)護。

（2）方案二：路面“白加黑”

優(yōu)點：在原水泥路面病害較少的情況下，可充分利用原有的水泥路面，造價較省。水泥路面病害處治完成后可快速施工。

缺點：需要委托第三方進行路面病害檢測，再針對檢測結(jié)果進行病害處理。檢測和病害處理需占用較長一段時間。水泥路面屬于剛性材料，直接加鋪易產(chǎn)生反射裂縫。雖然目前有一系列防止反射裂縫的技術(shù)，但仍然需要后續(xù)的頻繁養(yǎng)護。

適用范圍：舊水泥路面狀況良好，適用小修或中修養(yǎng)護。

（3）方案三：路面“白加白”

優(yōu)點：1）水穩(wěn)定性高。2）溫度穩(wěn)定性高，無車轍現(xiàn)象。3）造價最低。

缺點：1）在不均勻沉降的情況下，易脫空。2）行車舒適性差，噪聲大。3）后期養(yǎng)護難度大。4）加鋪厚度高，對村莊路段影響較大。

適用范圍：舊水泥路面破損嚴(yán)重，適用大修養(yǎng)護及重車較多的路段。

通過方案的比較，方案二較方案一更加經(jīng)濟，可有效改善道路環(huán)境，延長道路壽命；方案一的震動碎石化對周邊環(huán)境影響較大，且適用于病害較多的路段；而方案三新鋪筑水泥面板的養(yǎng)護時間長。

結(jié)合現(xiàn)狀路面調(diào)查，大多數(shù)路段評定等級為B或C級，且考慮鄉(xiāng)村振興、改善環(huán)境及道路周邊民房等情況，結(jié)合建設(shè)方意見，推薦采用方案二。

3 原水泥混凝土路面的維修設(shè)計

在舊混凝土路面上加鋪瀝青路面，舊水泥混凝土路面的處理往往是影響工程成敗的關(guān)鍵。為使加鋪后的瀝青處于穩(wěn)定基礎(chǔ)上，避免出現(xiàn)反射裂縫和后期病害，加鋪之前應(yīng)對舊水泥路面進行維修和處治。

水泥混凝土路面的維修設(shè)計主要包括破碎板塊的處理、板角斷裂維修、裂縫維修、構(gòu)造縫維修，以及錯臺板和脫空板的注漿處理。

（1）破碎板塊的處理。主要針對混凝土破損面積較大，或者板角彎沉值大于40（0.01 mm）的情況，應(yīng)將板塊整體破除，重新鋪設(shè)混凝土板，再加鋪瀝青層。

（2）板角斷裂維修。按照破裂范圍切割其維修范圍，切割范圍最小為0.5 m×0.5 m，在切割過程中應(yīng)防止破壞原有板塊。切縫后，在原板縫處加裝拉桿，澆筑混凝土后再加鋪瀝青。

（3）混凝土路面的構(gòu)造縫包括縱向施工縫、縱向縮縫、橫向施工縫、橫向縮縫、橫向脹縫等。加鋪瀝青前應(yīng)進行清縫和灌縫處理，再加鋪抗裂貼。

（4）脫空板和錯臺板應(yīng)進行灌漿處理。從沉陷量大的灌漿孔開始，呈梅花形布置。灌漿液應(yīng)滿足早期強度高、不易收縮等要求。

4 反射裂縫的處理

水泥路面瀝青加鋪有其局限性：（1）加鋪瀝青并不能修復(fù)水泥路面的結(jié)構(gòu)損壞，因為在加鋪之前應(yīng)進行水泥路面的病害檢測及修復(fù)。（2）易產(chǎn)生反射裂縫。反射裂縫是由于瀝青下面層裂縫的垂直或水平移動傳播的裂縫，主要影響因素是由下面層的裂縫、縱橫向接縫、路基土的收縮、混凝土板的溫度及疲勞應(yīng)力等引起的開裂等。

其主要解決方案有[3]：（1）提高路面的負荷能力，如加厚瀝青罩面的厚度，適當(dāng)修補水泥混凝土以恢復(fù)路面的連續(xù)性。（2）在混凝土路面的縱橫縫處使用抗裂貼。（3）使用十字拼接，以減少裂縫的移動。（4）采用橡膠瀝青作為應(yīng)力吸引層。（5）加鋪土工合成材料。

該工程在病害修復(fù)的基礎(chǔ)上，在原混凝土oZE12j+1CiKyjMc2GQyUhRIl2yXnynujgVW0ieET2V0=板塊縱橫縫處鋪設(shè)抗裂貼，并在加鋪瀝青罩面前增設(shè)一層2 cm厚的橡膠瀝青應(yīng)力吸引層，以有效減少反射裂縫的產(chǎn)生。

5 人行道及附屬設(shè)施

由于該工程對既有路緣石進行調(diào)高處理，且現(xiàn)下人行道破損嚴(yán)重，故該工程將人行道全部拆除進行重建，結(jié)合當(dāng)?shù)鼐坝^要求和周邊的建筑情況，采用強度高的花崗巖鋪裝，結(jié)構(gòu)如下：

（1）新建人oZE12j+1CiKyjMc2GQyUhRIl2yXnynujgVW0ieET2V0=行道路面結(jié)構(gòu)

30×60×6 cm厚的花崗巖鋪裝塊+3 cm厚的1∶3水泥砂漿找平層+15 cm厚的C20水泥混凝土基層+10 cm厚的級配碎石墊層，總厚度為34 cm。

（2）該項目原有路緣石為花崗巖路緣石。由于道路加鋪后，路緣石外露高度僅為5 cm左右，考慮行車安全，將車行道邊的路緣石均做調(diào)高處理，新建路緣石的石料強度不得低于MU40。

（3）該道路下方已鋪設(shè)雨水、污水管道，排水設(shè)施的布設(shè)已能滿足道路的排水需求，但是由于路面不均勻沉降、重車長期碾壓等原因，目視檢查井蓋及雨水口均存在一定程度的損壞，加之該次改造加鋪路面后，檢查井及雨水口也需相應(yīng)加高。因此，該次改造加高雨水、污水檢查井井筒及雨水口，使井蓋或雨水箅與地面齊平，同時拆除現(xiàn)狀檢查井蓋，全部替換為防沉降球墨鑄鐵井蓋；拆除現(xiàn)狀雨水箅，全部替換為球墨鑄鐵箅子。

6 結(jié)束語

為適應(yīng)當(dāng)前城鎮(zhèn)化對道路舒適性、寧靜化等要求，現(xiàn)有水泥路面逐漸提升改造為瀝青路面。該文分析了針對不同路面評價所對應(yīng)的提升改造策略及方案，并通過實例研究，探討研究了病害產(chǎn)生原因、瀝青加鋪方案比選、反射裂縫的處理，以及原水泥混凝土路面的維修設(shè)計。通過跟蹤該改造道路的運營，效果良好，對今后的水泥混凝土路面的改造提升具有借鑒意義。

參考文獻

[1]城鎮(zhèn)道路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范：CJJ 36—2016[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.

[2]公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)：JTG 5210—2018[S].北京：人民交通出版社，2019.

[3]張愛民.公路路面裂縫的養(yǎng)護措施與施工技術(shù)[J].工程管理與技術(shù)探討，2023（22）：49-51.

收稿日期：2024-04-02

作者簡介：方傳武（1991—），男，碩士研究生，工程師，研究方向：路橋設(shè)計。