水泥砼路面改建为沥青路面结构的方案探讨

摘 要：在一段时间内，水泥混凝土路面在我国公路和城市道路中得到了广泛的应用。但是随着时间的推进，一些水泥路面已经不适合交通事业发展的需要，同时相当一部分的水泥混凝土路面已经到了使用年限，其承载能力在不断下降，急需要对这一部分水泥混凝土路面进行改造。就水泥混凝土路面加铺改建为沥青路面展开了探讨。

关键词：水泥砼路面 沥青路面 改建加铺

中图分类号：TU7 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）002-009-02

1 引言

采用水泥混凝土作为面层材料铺筑的路面就是水泥混凝土路面。水泥混凝土路面具有较强的刚度和承受汽车荷载的能力。由于我国国情和石油沥青资源的限制，我国的石油资源很大一部分需要进口并且国内的石油沥青的品质不好。所以一段时间内发展了大量的水泥混凝土路面。我国的水泥的质量经过几十年的发展也有了很大的提高。水泥路面的施工方法也相对简单，水泥路面的应用范围很关，可以涵盖高速公路到低等级公路。但是随着我国经济社会的不断发展，我们在看到水泥路面这些优势的同时，水泥路面也暴露出一些自身的缺陷，在一些地区和路段如果继续使用水泥混凝土路面的话已经不符合时展的要求，急需要对其进行加铺改建为沥青路面结构。

2 我国水泥混凝土路面的不足

2.1 水泥混凝土路面寿命短

我国高速公路水泥混凝土路面的设计年限一般为30年，但是在实际的使用过程中却并不尽如人意。很多水泥混凝土路面在建成通车后，经过5-10年左右的使用就出现了一些比较严重的道路病害，常见的如错台、断板、沉陷等。水泥混凝土路面过早出现病害也是有很多原因的，主要有：(1)水泥混凝土路面的排水系统设计不合理，水泥混凝土路面有大量的接缝，如果路面再出现开裂的话，沿着这些缝隙进入路面内部的水分就会很多，水泥混凝土路面内部的积水如果得不到及时的排除，在车辆荷载的反复作用下水会不断的对水泥混凝土路面的基层和垫层造成侵蚀，如果这种情况持续发展下去就会导致水泥混凝土路面出现错台和唧泥。(2)水泥混凝土路面结构设计不够合理，路面结构设计不合理主要出现在基层。如果基层的细料过多，在车辆荷载和水的共同作用下，基层容易出现脱空的现象造成基层的承载能力不足。(3)水泥混凝土的面层设计厚度不够，不适合现在的大交通量和过多的超重汽车在路面上的运行，造成水泥混凝土路面出现大范围的开裂。

2.2 水泥混凝土路面的行车舒适性差

由于水泥混凝土路面的施工技术多种多样，铺筑路面的技术性质也有所差别。如果不注重施工质量，路面的平整度就得不到保障，路基发生塑性累积位移。邻板之间的传荷能力不断下降，再加上侵入路面内部的水，在汽车运行的时候就会产生泵吸的现象，在水动耦合荷载在的作用下路面内部的碎石会被带出路面，容易引起错台。同时在滑膜施工的过程中插入的传力杆如果直径过大也会影响水泥路面的平整度。

2.3 抗滑性能不足

由于缺少对水泥混凝土路面的定期养护，粗集料如果暴露出来在车辆荷载的反复作用下，就会使得路面粗集料的磨光值不断降低，路面的抗滑性能也不断减低，如果遇到雨雪天气就会严重危害到行车的安全。

2.4 开放交通慢和维修困难

在通常情况下，水泥路面在铺筑完成之后必须要进过28天的养生，待水泥混凝土的强度达到规定值之后才能开放交通，这就无形中影响到了水泥混凝土路面的使用。如果对水泥混凝土路面进行维修，由于其具有较强的刚度，进行开挖路面就比较困难，进行维修养护之后的水泥混凝土也需要进行养生，也影响到了交通的正常通行。

2.5 容易造成视觉疲劳

我们通常把水泥混凝土路面叫做白色路面，把沥青混凝土路面叫做黑色路面。水泥混凝土颜色偏白这种特性，使得其具有较强的反射光和反射热的能力，如果铺筑在高速公路等高等级公路上，长时间驾驶极易引起驾驶人员的视觉疲劳和眩光。

2.6 对水泥和水的需求量大

铺筑水泥混凝土路面需要消耗大量的水和水泥，有统计表明每修筑1公里的水泥混凝土路面就会消耗掉400～500t水泥和约250t水，尚不包括养生用的水在内，这给水泥运输和缺水地区的修筑带来较大困难。

3 水泥路面的调查与评定

在对水泥路面加铺改建为沥青路面时首先需要对旧水泥混凝土路面进行调查和评定，以便为改建提供依据。

3.1 路面损害状况调查

路面损坏状况检测，宜采用自动化的快速检测方法，条件不具备时，可人工检测。

采用快速检测设备检测路面损坏时，应纵向连续检测，横向检测宽度不得小于车道宽度的70%。检测设备应能够分辨1mm 以上的路面裂缝，检测结果宜采用计算机自动识别，识别准确率应达到90%以上。水泥混凝土路面损坏类型：

(1)破碎板，以板块裂缝3块为临界点，三块以上为重度破坏以下为轻度破坏。

(2)裂缝，常见的裂缝破坏类型为横向、纵向和网状斜裂缝等。

(3)板角断裂，在裂缝与纵横接缝相交的位置，如果两者相交的交点和板角之间的距离不大于板边长度的1/2时就称为板角断裂。

(4)错台，在两块相邻板的接缝处，如果缝隙两边的高差大于出现的高差大于5mm，就出现了错台病害损坏。

(5)唧泥，在车辆通过水泥混凝土路面之后，在板间接缝的位置有基层泥浆出现，这就是发生了唧泥。

(6)边角剥落，沿接缝方向的板边碎裂和脱落，裂缝面与板面成一定角度。

(7)接缝料损坏，由板间接缝的填充料在长时间使用后出现老化现象，导致其从缝内剥落出来，转而板间接缝被一些杂物填满，从而影响到接缝的寿命。

(8)坑洞，水泥混凝土路面出现有效直径大于30mm、深度大于10mm的坑洞。

(9)拱起，横缝两侧的板体都发生比较明显的向上抬高现象，一般抬高的高度在10cm以上。

(10)露骨，如果水泥混凝土本身的强度不足或者是交通量很大，在车荷载的作用下路面表面的细集料被汽车轮胎带走，粗集料暴露在路表。

3.2 路面平整度调查

对于路面平整度的检测要尽量采用自动检测设备以节省人力，在检测平整的同时可以对路面车辙进行同步检测。检测路面平整度的设备要定期进行校准检测。

3.3 路面强度调查

可以采用自动的检测设备，例如FWD，在实测之后按照我国现行的规范进行单位值的转换。当用贝克曼梁法进行路面弯沉值检测时测时，检测数量应不小于20点/（km・车道）。

3.4 交通状况调查

在对旧的水泥混凝土路面进行改建之前必须要对现在的交通量状况进行详细的调查，以便合理的确定沥青路面加铺层的厚度，主要调查的对象是该路段的交通量、车辆的组成类型和预期的交通增长率。这些数据都直接关系到改建成沥青路面结构的服务能力水平和使用的寿命。

4 水泥砼路面改建为沥青路面结构方案

4.1 挖除旧水泥混凝土路面

挖除旧水泥混凝土路面虽然可以消除水泥路面原有的病害，但是从目前采用的水泥混凝建技术来看，挖除式的改建方法已经很少采用。因为水泥路面的强度大，完全挖除将耗费大量的人力和物力，同时挖除的废旧水泥混泥土如果得不到合理的处理也会对环境造成污染。

4.2 柔柔式改建方案

通过一定的柔化处理措施，将水泥混泥土路面进行柔化处理，之后铺筑沥青混凝土面层。这种处理方法适用于旧水泥混凝土路面出现了较大程度上的损害，因为对旧水泥混凝土路面的柔化处理可以消除掉很大一部分的路面病害。旧水泥混凝土路面进行柔化处理后，再进行沥青混合料加铺。高速公路和一级公路的加铺沥青层厚度一般在10cm以上。

4.3 刚柔式改建方案

刚柔式加铺也可以叫做直铺式，这种改建方案不需要对旧水泥混凝土路面进行破坏式的处理，这在很大程度上保留了水泥混凝土路面的强度和刚度，只需要对旧水泥混凝土路面的路表病害进行相应的处理即可。

4.4 防止反射裂缝出现的措施

将水泥混凝土路面改建为沥青路面结构，可以提高原有路面的路用性能，同时可以最大程度上将旧水泥混凝土路面利用起来，使得水泥混凝土较好的强度和刚度特性有很好的发挥，造价低，施工方便，并且对交通和环境影响小，因此在国内外旧水泥路面改造工程中应用最多。无论采用哪种措施将水泥混凝土路面改建成的沥青路面结构，对沥青面层的反射裂缝的处理都显得极为重要。防止反射裂缝的措施大致可分为改善沥青罩面层性能、设置中间加筋层和增设补强层三类。

合理确定沥青面层的厚度，有效的沥青面层厚度也可以抑制裂缝的发展。但是目前我国的设计规范没有将这种情况考虑进来，为此我们可以参考国外一些比较成功的经验。目前已形成的ARE设计法、美国沥青协会（AI）法、AASHTO罩面设计方法、美国工程兵团和联邦航空局(FAA)法四种相对成熟的沥青混凝土罩面设计方法。

为防止反射裂缝向沥青面层的扩展，国内外大多都是采用加厚沥青加铺层的方法，但是单纯的加厚沥青层厚度也提高了改建路面的造价成本，并且在夏季高温条件下容易发生车辙病害，也不符合“强基薄面”的设计理念。针对这一情况近年来发展起了一种加铺应力吸收层技术，通过在旧水泥混凝土路面和新建沥青面层之间的加铺应力吸收层，可以很好的将基层的反射应力吸收和消散掉。从实际应用来看取得了很好的效果。

5 结论

水泥混凝土路面改建为沥青路面结构，在很大程度上改善了道路的使用状况和水泥混凝土路面的噪音和扬尘现象。同时也将这一部分旧水泥混凝土充分利用了起来，节约了能源资源。但是还需要进一步完善将水泥砼路面改建为沥青路面结构的技术方案，以便更好的服务于我国的公路建设事业。

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