浅谈城市道路旧路面改造方案设计

摘要：随着城市交通的发展、随着道路使用年限的接近，旧路改造工程越来越多，我们应该越来越重视。旧路改造工程考虑的因素有很多，包括如何利用旧路，如何提高旧路的荷载等级，如何使旧路与城市周围的建筑物、排水管线相协调，如何选择路面结构和处置方法。

关键词： 加铺 水泥砼 沥青砼 钢钎维砼

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：

一、工程概况

本工程全线旧路均为水泥砼路面。旧路面状况主要通过调查现场的路面破损状况、BZZ-100标准轴载实测弯沉、路面钻芯取样等方法进行检测。

通过对路面病害详细调查，旧行车道路面主要病害是破碎、板角断裂、裂缝、接缝坏烂、错台、脱空等病害；调查结果显示：旧路面断板率（分段计算）在9%～13%之间；路面状况指数（PCI）评定为优；旧路面计算弯沉值（分段计算）在32.2～44.8（1/100mm）之间。

通过抽芯，K0~K1路段砼面层平均厚度为25cm，最小厚度为22cm，最大厚度为33.5cm。K1~K2路段砼面层平均厚度为18cm，最小厚度为15.5cm，最大厚度为22.5cm。原基层基本未能成型。

二、 路面设计

1、 路面类型的比较

A、面层

通常公路路面类型主要有水泥混凝土路面和沥青混凝土路面两种。

水泥混凝土路面强度高，耐久性好，适宜重交通。优点：①设计使用年限长，所需材料中水泥、石料等可充分利用当地的材料，对当地相关行业及地方经济的发展有促进作用；②施工工艺和铺筑技术较为简单，材料来源广，易于就地取材；③强度高，耐久性好，维修次数少，废渣无毒，不具化学活性，可以再生利用；④反光较强，有利于夜间行车。

沥青砼路面，对变形适应性强，平整度好，行车舒适，噪音小，便于维修。主要优点：①路面对变形适应性较强，路面平整，行车舒适；②路容美观，反光较小；③维修施工较容易、快捷，影响交通时间较短；④对不均匀沉降的适应性较强，下沉较容易调整；⑤行车噪音小，对环境有利。

B、基层：

通常公路基层类型有水泥稳定碎石、水泥粉煤灰稳定碎石、沥青稳定碎石三种水泥稳定碎石：水泥稳定碎石是高速公路中常用的一种半刚性基层，其强度和抗压回弹模量都较高、水稳性好，但抗疲劳性差。

水泥粉煤灰稳定碎石：水泥粉煤灰稳定碎石是高速公路中常用的一种半刚性基层，其抗疲劳性和干缩性都较好，整体性好，但项目区粉煤灰活性较高，早期强度较大，容易开裂。

沥青稳定碎石：刚度较小，其较好的板体性和柔韧性使路面结构受力更加均匀；强度形成快，可有效缩短工期；水稳定性好；能防止和减缓反射裂缝；路用性能较好。但承载能力低；施工工艺有待进一步提高。

C、底基层：

通常公路基层类型有级配碎石、低剂量水泥稳定碎石二种

级配碎石：其优点是施工简单，能兼顾排水，但其强度较低，对路面的整体承载能力不利。

低剂量水泥稳定碎石：为近年来被广泛应用的一种高速公路底基层结构，其掺灰配合比一般为3~3.5%，其强度高、水稳性好，但价格相对较高。

2、路面材料的确定

A、面层

本项目所涉及到的道路主要为城市道路，城市道路受到的影响比较多。1、根据旧路抽芯取样：旧路为砼面层和沙石土基层构成且基层取芯基本无法成型，根据地质钻探可知旧路面以下2~14m大部分路段有淤泥质土，说明原来旧路基层基本是潮湿状态，如果挖除旧路新建路面结构，势必基层处理是比较困难的。2、旧路下分布着较多的城市电力、通讯、煤气、排水管线如果挖除旧路新建旧路这些管线的迁移涉及的部门很多，也非常复杂。目前旧路断板率较低，路面状况指数评定为优。故建议利用旧路原水泥砼路面直接加铺面层。

在没有建成本路段主要支线道路交通量还不是很大，重车交通量较少，但建成本路段会变成南北两岸主要的交通主线，交通量会增加很多，势必重车交通量也会急剧增加。虽然原旧路面状况基本较好但是根据抽芯取样旧路面结构层还是较薄，特别是K1到建设路路段砼面层平均厚度为18cm，最小厚度为15.5cm，最大厚度为22.5cm。可能无法承项目建成通车后的荷载等级。

故采用直接加铺路面结构同时也要考虑提高旧路的荷载等级，但是城市道路如果加铺较高，1、旧路两边要改建很多水沟才解决加铺后的路面排水问题。2、旧路两边有很多商铺和民房，加铺过高，人行道边将高出商铺或民房门口标高，周边民众意见比较大，施工干扰会很大。故我们采取的加铺方案的思路是：既能提高旧路荷载等级又尽量减少加铺高度。（根据实际调查我们得出：旧路最大加铺高度为40cm）同时考虑到相接道路均为沥青路面，所有采用复合路面加铺是比较合适。

K0~K1路段旧砼面层平均厚度为25cm，直接加铺沥青面层，K1~K2路段旧砼面层平均厚度为18cm，采用复合路面加铺，由于直接采用普通砼复合路面加铺高度要大于40cm，为了减少加铺高度推荐采用钢纤维砼+沥青面层复合路面的。从沥青面层的性能来看，推荐采用细粒式沥青砼SMA－13上面层。

B、基层

考虑项目区石料供应丰富、方便，基岩大多为优质花岗岩、角岩等硬质岩，选用水泥稳定级配碎石做基层材料。

C、底基层

底基层材料采用水泥稳定粒料，主要考虑就地取材，储量丰富，施工简单。

三、路面结构设计

A、主要设计参数

① 自然区划：IV7 。

② 设计基准期：行车道沥青砼路面15年。

③ 标准轴载：双轮组单轴100kN。

④ 沥青砼路面设计基准期内设计车道上的累计当量标准轴次为1612615次。

⑤ 沥青面层设计弯沉LD≤21.1（1/0.01mm）。

⑥ 水泥砼设计弯拉强度：5.0MPa。

⑦ 钢纤维砼设计弯拉强度：6.0MPa。

B、路面结构划分

①直接加铺沥青路面结构（K0~K1路段）

4cm细粒式沥青砼SMA－13抗滑表面层

6cm中粒式沥青砼AC－20中面层

8cm粗粒式沥青砼AC-25下面层

处置后旧砼路面

②加铺复合路面结构（K1~K2）

4cm细粒式沥青砼SMA－13抗滑表面层

6cm中粒式沥青砼AC－20中面层

8cm粗粒式沥青砼AC-25下面层

20cm钢纤维砼

处置后旧砼路面

③拓宽机动车道路面结构（适用于拆除旧路花基、人行道拓宽机动车道路面结构）

4cm细粒式沥青砼SMA－13抗滑表面层

6cm中粒式沥青砼AC－20中面层

8cm粗粒式沥青砼AC-25下面层

20cm钢纤维砼

30cmC20砼换填

8cm填隙碎石调平层

④辅道、混合车道路面结构

4cm细粒式沥青砼SMA－13抗滑表面层

6cm中粒式沥青砼AC－20中面层

8cm粗粒式沥青砼AC-25下面层

24cm水泥砼

15cm 5%水泥稳定碎石

15cm 3.5%水泥稳定碎石

⑤人行道、自行车道路面结构

6cm 花岗岩石板

3cm M10水泥砂浆铺砌

12cm C15砼基层

10cm 5%水泥稳定碎石调平层

⑥桥面铺装

4cm细粒式沥青砼SMA－13抗滑表面层

6cm中粒式沥青砼AC－20中面层

防水层

四、 旧路处治

对于原水泥砼路面板中轻微裂缝、轻微破碎、轻微断角、接缝严重剥落、填缝料损失、纵缝张开等采用灌缝处理。对于原水泥砼路面板中严重裂缝、严重破碎、严重拱胀起的应进行换填C35砼路面板处理；要求处理后板边测点弯沉不大于20（0.01mm）；达不到要求的需增加补灌浆，直至满足要求为止。对开挖原路面板后板下存在较差基层时需换填C20砼基层。

对于板角修补处，需对中等及严重断角进行换填水泥砼路面板处理。切缝后，凿除破损部分时，应凿成规则的垂直面，对原有的钢筋不应切断，如果钢筋难以全部保留，至少也要保留20~30cm长的钢筋头；原有滑动传力杆，如果有缺陷应予以更换，与原有路面板的接缝面，应涂刷沥青；如为胀缝，应设置接缝板；对于板角修补处的旧砼面板及原基层的处理要求；原砼路面板宜采用液压镐凿除，凿除原砼路面板时应注意对相邻板块的影响，不应破坏原有接缝钢筋，原砼面板没有接缝钢筋或接缝钢筋折断时，应采用植筋增设。基层为软弱层（全板厚的板角断裂）时，采用C20砼换填。

五、结束语

对于旧路面比较薄，旧路不能开挖，又要提高道路荷载等级的改造工程，应该考虑采用钢纤维砼加铺是比较适合的方案。对于城市道路中的各个位置应根据不同的功能、荷载等级因地制宜分别设计相应的路面结构。

参考文献

【l】王应良，高宗余，欧美桥梁设计思想【M】，北京：中国铁道出版社，2008。

【2】乔伊夫，严酷环境下混凝土结构的耐久性设计【M】北京：中国建材工业出版社，2010。