周小雄

摘要: 近年來，城市道路現(xiàn)有的水泥混凝土路面，有相當一部分己經(jīng)接近甚至超過設(shè)計年限，其使用性能和承載能力不斷降低，不能滿足日益增長的交通及經(jīng)濟要求。當原有路面需要提高等級時，對不符合技術(shù)標準的路段應(yīng)進行路面加寬、提高路基強度、調(diào)整縱坡等路線改造處理。本文以株洲市茶陵縣城市主要干線犀城大道為工程實例，具體分析在這些改造處理上原有水泥混凝土老路路面檢測、補強措施及相應(yīng)的路面加鋪方案。

關(guān)鍵詞:水泥混凝土舊路;檢測;舊路面修復;加鋪方案

1老路檢測

株洲市茶陵縣城市主要干線犀城大道原水泥混凝土老路為二級公路標準，全長6 km,行車道為雙向四車道。相應(yīng)的輔道及人行道由于路面拓寬需挖除重做，行車道部分根據(jù)檢測資料做相應(yīng)補修處理。老路水泥混凝土路面調(diào)查檢測情況如下：

（1)水泥混凝土路面狀況整體良好，PCI范圍值為82. 71 ~93. 97 ,平均值為89. 00，達到JTG H20-2007《公路技術(shù)狀況評定標準》中“良”的評價等級，說明該路面總體使用性能良好。路面破損形式主要為縱橫向裂縫、板角斷裂、邊角剝落、修補、露骨等。

(2)板塊脫空較為嚴重的是人行道水泥板塊的脫空，其上行脫空率達26.0%，下行較為嚴重，脫空率達39.7%;上行超車道和行車道水泥板塊脫空率分別為2.6%、2.9%，下行超車道水泥板塊脫空率為2. 3%, 下行行車道水泥板塊脫空率為17. o%，有一定程度的脫空現(xiàn)象;對板塊脫空較嚴重的路段在路面改造前可采用注漿加固法予以處理。

(3)上下行超車道和行車道代表彎沉大小基本相近，上行超車道和行車道代表彎沉均值分別為24. 49、24. 98(0.01 mm)，下行超車道和行車道代表彎沉均值分別為24.59、24.69(0.01 mm);而上下行人行道代表彎沉相對較大，上行、下行人行道代表彎沉分別為32. 45、29. 39(0. 01 mm)。

(4)上行超車道、行車道及人行道水泥混凝土路面基層頂面當量回彈模量分別為117、127、110 MPa,下行超車道、行車道及人行道水泥混凝土路面基層頂面當量回彈模量分別為132、129、112 MPa，數(shù)值在-定范圍內(nèi)波動，且波動幅度不大，分析認為基層總體狀況較好。

(5)取芯厚度測試中，水泥混凝土面板上行層厚波動程度小于下行，平均厚度為22. 4 cm，標準厚度為20. 5 cm,整個檢測段落所取芯樣完整。

2舊路路面修復方案

借鑒湖南省舊水泥混凝土路面修復處理的成功經(jīng)驗和相關(guān)技術(shù)規(guī)范，結(jié)合該工程的實際和路面檢測結(jié)果與病害分布狀況，確定如下修復處理方案:當板邊實測彎沉值L≤0. 20 mm，板縫彎沉差L≤0. 05 mm時不做處理，否則應(yīng)認定為面板脫空必須進行壓漿穩(wěn)板。當板邊彎沉值0.20 mm0. 40 mm時，將面板破除換板。當面板錯臺、沉陷時應(yīng)按有關(guān)要求進行壓漿處理;當面板錯臺、沉陷嚴重時應(yīng)予以換板處理，同時應(yīng)挖除基層，用C20混凝土補強。對舊水泥路面斷板、裂縫、嚴重脫空及嚴重錯臺及不適合灌漿補強的面板進行換板處理，所有換板均采用現(xiàn)澆素混凝土板?；鶎記]有開裂現(xiàn)象，表面平整、無松散、整體結(jié)構(gòu)較好時應(yīng)利用。當基層有嚴重裂縫、松散等病害時，應(yīng)挖除基層用C20混凝土予以補強基層。

3舊水泥混凝土路面加鋪方案

路面設(shè)計根據(jù)項目的功能、使用要求、交通特點以及所處地區(qū)的氣候、水文、土質(zhì)等自然條件，結(jié)合該地區(qū)高等級公路舊水泥路面罩面建設(shè)經(jīng)驗以及沿線筑路材料的供應(yīng)情況，進行路基、路面綜合設(shè)計。設(shè)計中遵循技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、因地制宜、合理選材、安全適

用、方便施工和利于養(yǎng)護的原則，進行路面結(jié)構(gòu)方案的多方案技術(shù)經(jīng)濟綜合比選。

該項目具有如下特點：1) 該路段為株洲市茶陵縣犀城大道主要干線道路，據(jù)路段交通量調(diào)查，其載重貨車比例高達40%，且超載情況嚴重； 2)該地區(qū)氣候溫暖，氣溫較高，雨量充沛，因此在進行加鋪設(shè)計時除了考慮加鋪層的抗反射裂縫能力外，必須充分考慮加鋪路面結(jié)構(gòu)與材料的高溫抗車轍性能和抗水損害的能力。

在材料選擇上，對于上面層:SMA-13改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料，采用骨架密實結(jié)構(gòu)，具有良好的抗車轍、抗裂、抗滑、抗老化等性能，以及防水、噪音小等優(yōu)點，雖然造價略高，但使用質(zhì)量好，養(yǎng)護費用低。經(jīng)過多年的實踐、研究和應(yīng)用，SMA改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料良好的路用性能己經(jīng)得到大家的認可;而AC-13細粒式瀝青混凝土，施工工藝成熟，采用新的密實一骨架型級配，表面摩阻系數(shù)大，抗滑性能好，價格較低，但高溫穩(wěn)定性能略差;故推薦采用SMA- 13作上面層。對于中、下面層:AC-C型瀝青混凝土，改進傳統(tǒng)的AC型混合料級配，可調(diào)試出能明顯改善中、下面層抗車轍能力的改進型AC-20C和AC-25C,使用效果良好，技術(shù)成熟;Superpave型瀝青混凝土，呈骨架嵌擠結(jié)構(gòu)，具有良好的抗車轍性能，同時材料均勻密實，抗水損性能較好，能有效解決路面級配離析問題。Superpave是美國公路戰(zhàn)略研究計劃(SHRP)的瀝青課題研究成果，近幾年來中國也開始在瀝青質(zhì)量檢驗、瀝青混合料配合比設(shè)計中應(yīng)用。而該改造段所處地區(qū)在AC結(jié)構(gòu)的配合比設(shè)計、施工管理方面都較為成熟，因此推薦中面層采用改性瀝青AC-20C、下面層采用普通瀝青AC-25C。為進一步提高中面層的抗車轍能力，中面層可考慮摻加聚酯纖維。

根據(jù)交通量、道路等級對路面結(jié)構(gòu)強度的要求，結(jié)合沿線工程地質(zhì)條件、材料來源、施工特點、投資規(guī)模、維修養(yǎng)護以及使用性能以及湖南省舊水泥混凝土路面加鋪的成功經(jīng)驗，瀝青混凝土路面對現(xiàn)實具有行車舒適、噪音小、維修養(yǎng)護方便等優(yōu)點，在高等級公路中得到廣泛應(yīng)用，因此決定采用瀝青混凝土路面加鋪方案，其加鋪瀝青結(jié)構(gòu)方案見圖1。 水泥混凝上路面加鋪瀝青結(jié)構(gòu)圖

圖1中，方案一為一般路段的加鋪方案，對于局部調(diào)坡引起調(diào)平層過厚的路段，為節(jié)省造價，改用水泥穩(wěn)定碎石作為調(diào)平層，如方案二;為提高加鋪路面結(jié)構(gòu)的防反射裂縫的能力和層間粘結(jié)力，要求在加鋪前首先對舊混凝土路面表面進行機械拉毛，然后滿鋪土工布防裂層。

4加鋪后使用效果評價

路面使用性能包括功能、結(jié)構(gòu)和安全3個方面，目前國內(nèi)外路面使用性能一般從這3方面來進行評價。

4. 1路面功能評價(路面行使質(zhì)量評價)

從路面狀況的角度，影響路面行駛質(zhì)量的主要因素是路面平整度，常用行駛質(zhì)量指數(shù)RQI來評價。整理各評分路段的主觀評分和客觀量測結(jié)果后，通過回歸分析可建立線性或非線性的評價模型如式(1): RQI=11.5一0. 75IRI

（1）式中:RQI為行駛質(zhì)量指數(shù)，數(shù)值范圍為0~10，如出現(xiàn)負值，則RQI取0，如計算結(jié)果大于10，則RQI值取10;IRI為國際平整度指數(shù)(m/km)。

利用評價模型可以對路面行駛質(zhì)量的好壞做出相對的評價。

4. 2路面結(jié)構(gòu)承載能力和路面結(jié)構(gòu)損壞狀況評定

(1)路面結(jié)構(gòu)承載能力的評定

瀝青路面采用強度指數(shù)SSI作為評價指標，SSI=路面設(shè)計彎沉值/路面代表彎沉值。山于該路段為剛性路面上加鋪沏青路而，不對彎沉進行檢測，此項不進行檢測，定為1。

(2)損壞狀況評價

通常采用的是扣分法，如式(2)所示。

(2) 式中:PCI為路面狀況指數(shù);C為初始(無損壞時)評分值，百分制時一般用C=100；i,j為相應(yīng)的損壞類型數(shù)(共n種)和嚴重程度等級數(shù)(共m級);DPijk為i種損壞、j級嚴重程度和k范圍的扣分值;Wij為多種損壞類型和嚴重程度時的權(quán)函數(shù)。

PCI的數(shù)值范圍為0~100，其值越大，表明路況越好。

4. 3路面安全評定(抗滑性能的評價)

路面的安全性主要指路面的抗滑能力，可通過路面抗滑指數(shù)作為評價指標。抗滑指數(shù)以擺式儀的擺值（BPN)表示，擺值BPN則用擺式儀法測得，對瀝青路面具體使用性能評價標準見表1。

4. 4路面使用性能綜合評價

路面使用性能有多方面屬性?？刹捎孟蛄啃问椒从硨β访媸褂眯阅艿木C合評價，選擇影響路面使用狀況的因素作為向量的元素。即把路面狀況看作是由幾項使用性能屬性組成的維向量，每一項使用性能數(shù)值的變化范圍劃分為若干個等級，通過調(diào)查和測定，確定各項使用性能所處的級位(即向量值)。

該加鋪道路對原路面進行病害處理，通過銑刨或者拆除舊水泥混凝土路而破損部位、重新修補、灌縫，鋪設(shè)土工布、加鋪瀝青混凝土面層，達到縱斷面設(shè)計要求。該路段使用1年后末發(fā)現(xiàn)有明顯病害產(chǎn)生，各檢測指標如表2所示。參照各評價等級表，可知該路段

使用狀況優(yōu)良，說明該路面加鋪是可行的。

表2路面使用狀況指標檢測值

5結(jié)論

(1)采用先進的檢測手段和標準，全面檢測和判定原有水泥混凝土老路的使用性能和使用狀態(tài)，根據(jù)現(xiàn)場實測資料，對原有水泥混凝土老路病害做針對性修補處理。對舊水泥路面斷板、裂縫、嚴重脫空及嚴重錯臺及不適合灌漿補強的面板進行換板處理，所有換板均采用現(xiàn)澆素混凝土板。當基層有嚴重裂縫、松散等病害時，應(yīng)挖除基層用C15混凝土予以補強基層。

(2)基于現(xiàn)場檢測多組彎沉值，計算原水泥混凝土路面當量回彈模量。將老路水泥混凝土部分替代原有土基部分，再根據(jù)瀝青路面設(shè)計計算理論，選用合適的路面結(jié)構(gòu)及路面材料方案，確定了基本的老路加鋪方案。

(3)根據(jù)選用的合適的舊路加鋪結(jié)構(gòu)進行了施工及檢測，使用效果良好。

參考文獻:

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注：文章內(nèi)所有公式及圖表請以PDF形式查看。