浅谈城市型道路改造―“白改黑”

地摘要：结合道路改造设计实例，就新老路面结合处裂缝如何处理进行了探讨，对老路面存在的板块破损、裂缝、错台等病害的修补方法作了论述，并对反射裂缝的防治问题进行了研究，从而有效防止不均匀沉降，延长沥青加铺层使用寿命。

关键词：城市道路，改造，病害，反射裂缝，防治

许多早期建设的城市道路一般采用水泥混凝土路面，随着城市交通量和车辆荷载的不断增长，以及自然因素等影响，路面已经逐渐出现病害，不能满通需要。由于沥青混凝土路面具有良好的舒适性、开放时间段和便于维修等特点，旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土在当今城市道路改造工程中应用非常广泛。但由于旧水泥混凝土路面存在纵缝横缝及其他病害，这些裂缝不可避免的会引起加铺层底面对应位置应力集中，从而会导致加铺层的缓慢破坏。因此怎样防止不均匀沉降，如何延长沥青加铺层的使用寿命，如何防治反射裂缝在道路是设计中面临的一大难题。广玉兰路位于中国石油化工上海高桥石化分公司炼油厂内，建于2003年，为水泥混凝土路面，双向四车道，随着炼油厂的建设与发展，道路交通量日益增加，路面经过5年的使用以及改建工程的破坏，目前道路面貌已显老化，随处可见混凝土板块破裂、错台、边角破损，严重影响了道路的使用功能，尤其是道路转弯半径不能满足车行转弯要求，既造成交通的不便，也对整个企业的形象产生负面影响。高桥石化炼油事业部要求将该道路改造成沥青混凝土路面，同时拓宽路面至双向六车道，并完成人行道功能及车行道转弯要求。

1 新老路面结合处的处理

1.1减少拓宽部分路基的沉降

结合不同情况，可采用换填砂砾垫层、粉喷桩等措施，各项技术指标检测合格后，方可进行下道工序。在进行路基填筑的时候，为减小因填筑过快而产生剪切变形引起的沉降量，填筑速率常常需要严格控制。于是，选择何种路基填筑材料非常关键，上海地区以砂土为主，具有松散性，在广玉兰路的改造设计中，对路床翻挖30cm掺灰8%改良处理后，做石灰土、水泥稳定碎石层。

1.2有研究表明，新老路面交接处往往会首先开裂，为了解决这个问题，在本次设计中，设置了新老路面过渡段，利用部分就水泥混凝土板块，将新建混凝土板块与之充分咬合，并在旧混凝土板块中植筋，通过拉杆保证新老路块的连接，最后一同浇筑混凝土面层，以上过渡段长度不得小于5米，在广玉兰路的建设中，利用以上方法，有效地减少了新老路面结合处的路基沉降量，实现了接缝处的零沉降差，以上方法同样适用于拓宽路面处的新老路面结合，过渡段不能满足5米长度要求时，最小过渡段长度不得小于2米（新老路面结合示意图）。

2老路面病害的处理

2.1裂缝

对于表面有小于3mm的纵、横向轻微裂缝，且为出现严重剥落或错台的，可采用扩缝灌浆的方式处理。对于表面有轻微裂缝且同时存在错台或剥落现象的、中等以上的纵横向裂缝的、已经破碎的版块一律给予清除；同时对道路基层进行开挖处理，重新铺筑基层；厚度应与老路基厚度一致。

2.2错台

对于微小错台现象可不处理。对于错台较大的版块，可以将错台高出一侧版块边缘削平至下沉版块边缘平齐。

2.3传荷能力差的接缝

对于相邻两版块传荷能力差的接缝，绝不能直接铺筑沥青混凝土面层。在设计时。可考虑接缝两边板块部分切除，设置拉杆，铺筑混凝土面层。

2.4角隅断裂、接缝碎裂

导致角隅断裂、接缝碎裂的原因绝大部分是局部基层不够稳定、软弱，少数是由于板块的厚度不够。处理方法：围绕裂缝按一定长和宽切割成矩形，破碎并清除碎块，下挖基层，然后重新铺筑新基层，浇筑混凝土面板。新浇筑的混凝土和基层强度不得低于老路面。

2.5脱空板、短板

对于脱空大于0.2mm、有贯穿全板的纵横向裂缝板块，均需破碎面板，清除基层，然后重新铺筑新基层，浇筑混凝土面板。新浇筑混凝土和基层不得低于老路面厚度。

3防治反射裂缝

3.1确定沥青加铺厚度

沥青混凝土加铺层厚度设计由行车荷载和防反射裂缝两个因素决定。由于水泥混凝土面板本身强度较高，故可作为基层。旧路改造一般采用两层密实型沥青混凝土结构，根据JTG D40-2002公路水泥混凝土路面设计规范，高速公路和一级公路的最小厚度宜为10cm，其他等级公路的最小厚度宜为7cm。广玉兰路为上海高桥分公司的主干道，为城市型道路，由于车行量较多，考虑采用4cmAC-16I+8cmAC-25I沥青混凝土。

3.2沥青加铺层性能的改善

采用合适的改性沥青，可以提高沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性，还能保证良好的抗车辙、抗滑、防水等性能。SBS改性沥青SMA（沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)是一种以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料，填充于间断级配的矿料骨架中，所形成的混合料）效果较为明显，能显著改善沥青的性能，有效减少和延缓病害的产生，延长路面使用寿命。另外，沥青混凝土加入纤维，可以提高沥青罩面层的抗拉强度，也可减轻车辙的出现。

3.3设置中间应力吸收层

采用土工布或玻璃纤维格栅作为水泥混凝土路面与沥青混凝土加铺层中间层，可有效的改善路面结构应力分布，抵抗和延缓由路面基层裂缝引起的沥青混凝土路面反射裂缝的发生，从而提高路面的使用寿命，同时具有良好的防水效果，土工合成材料是一种人工合成的高分子聚合物，具有很好的耐热性，优异的耐寒性，良好的整体性、连续性和耐久性。国内外的研究表明，彻底消除反射裂缝是不经济、不现实的，加铺层采用防反射裂缝措施的目的是控制开裂，而不是完全消除开裂。在广玉兰路的设计中，最终采用的罩面结构为：原混凝土病害处理，新筑拓宽部分，清洗灌缝；喷洒粘层油，贴土工布，然后铺8cm厚沥青混凝土（含调平功能），4cm厚AC-16I改性沥青混凝土，面层厚度12cm左右。该加铺层结构中一方面采用了土工布，其作用是降低了旧面层与加铺层之间的粘附阻力，是二者易于蠕动滑移，从而减少温度下降引起的反射裂缝，同时土工布浸透沥青后又防水、加筋作用；另一方面，采用了改性沥青面层，虽然增加了工程造价，但是提高了沥青混凝土面层的抗拉强度，从而减少反射裂缝产生的可能。实践证明。该加铺层结构，对防治反射裂缝效果很好。

4 结语

旧水泥混凝土上加铺沥青混凝土面层，是改造旧水泥混凝土路面行之有效的方法。国内在近年来对这种方法进行了较多的探讨。反射裂缝防治措施只能延缓或减少反射裂缝，不能从根本上消除。从实践经验看，对旧水泥混凝土路面进行调查处理，采用新技术、新材料，可有效防止不均匀沉降，延长沥青加铺层使用年限，延缓反射裂缝的出现，为今后水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层改造积累经验。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。