水泥混凝土旧路面“白加黑”改建方案探讨

摘要：以某主干道为实例，根据原有水泥混凝土路面检测结果，分析原因理论加工程实际情况相结合进行“白加黑”改建方案设计。

关键词：水泥混凝土旧路面；路面检测；“白加黑”改建方案

中图分类号：TU375 文献标识码：A 文章编号：

“十一五”以来，城市建设发展速度如“神九、神十”载人火箭一飞冲天。城市道路基本都采用沥青混凝土作为路面面层，水泥混凝土旧路面进行“白加黑”改建越来越多。下面以株洲市某主干道为实例，探讨如何水泥混凝土旧路面进行“白加黑”改建。

1、项目概况

实例中该道路为城市主干道，道路路幅宽40m，中央分隔带宽5.0m，车行道宽2x11.5m，双向六车道。现状为水泥砼路面，交通流量较大，重车率高，加上货车超载现象十分普遍，造成水泥混凝土路面局部破损、断板，部分路段结构承载力不足。

现状照片

2、老路路面状况调查

依据JTG H20-2007《公路技术状况评定标准》，对全线水泥混凝土路面损坏状况采用人工调查，原水泥砼路面进行检测，检测结果如下。

（1）路面状况调查

旧混凝土路面损坏状况指数PCI值及断板率DBL统计表

路面调查照片

根据以上调查统计表，说明该路面总体使用性能较好，路面损坏形式主要为纵横向裂缝、板角断裂、边角剥落、修补、露骨等。

3、路面结构检测

（1）结构层厚度检测

通过随机选取位置钻芯取样测量原面层厚度平均值和标准值，具体检测结果如下表。

原面层厚度平均值和标准值

（2）弯拉强度检测

原面层面板弯拉强度标准值和弯拉弹性模量

钻芯照片

4、弯沉检测

检测中心采用落锤式弯沉仪对水泥砼路面进行检测。结果表明弯沉值均L＜0.20mm。

弯沉检测照片

5、板底脱空状况判断

通过一定时期的弯沉检测和研究发现水泥混凝土面板的弯沉值变异性受基层的强度、路面结构、路面板厚度、相邻板的传荷能力及类型和测试季节等因素影响非常大，所以不能仅仅凭单个弯沉值来判定板底的脱空状态。根据JTG D40-2003《公路水泥混凝土路面设计规范》的相关规定，水泥混凝土板底脱空可根据面板角隅处的多级荷载弯沉测试结果，并综合考虑唧泥和错台发展程度以及接缝传荷能力进行判断。

接缝传荷能力表

6、检测结论

按照《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）、《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007）、《公路路基路面现场测试规程》（JIG E60-2008）、《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1-2001）及《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）等规范要求，结合该道路的路面工程的工程实体质量和外观质量检测结果，评价结果：该路段路面质量较好，建议对其破损部分进行修补，以满足沥青加铺层设计对原路面的技术要求。

7、旧路路面修复方案

根据《公路混凝土路面养护技术规范》及相关经验，结合该工程的实际和路面检测结果与病害分布状况，确定如下修复方案：当板边实测弯沉值L≤0.20mm，板缝弯沉差L≤0.05mm，接缝传荷系数≥60%时不做处理，否则应认定为面板脱空必须进行压浆稳板。注浆孔每块混凝土板布5个，按梅花桩布置，间距1.5m，距离板边应大于0.5m，钻孔直径50mm，深度1m左右，局部位置可根据现场实际情况适当加深。

当面板错台、沉陷时按相关要求进行压浆处理，错台、沉陷严重时应换板处理，同时挖除基层采用抗弯拉强度4.5Mpa的混凝土补强。

裂缝（伸缩缝）主要是由水泥砼面板所引起，应根据其损坏程度等具体情况进行处理，一般面板断裂成2块，缝隙宽度小于3mm的细裂缝采取补缝或压注灌浆修补，采用清缝机清缝，选用性能良好的密封材料机械嵌缝。

8、旧路加罩沥青方案

根据项目的功能、使用要求、交通特点以及所处地区的气候、水文、土质等自然条件，结合本地区旧水泥砼路面加罩建设经验等情况，加罩路面采取“力学—经验法”进行设计，采用力学模型分析比较。

（1）计算模型

力学模型按冲击断裂法分析。冲击断裂后混凝土路面加铺新路面，加铺层、原路面和原路面基层成协同工作状态，不同于新建水泥混凝土路面或沥青路面的工作特性，可以看做一种介于刚性路面和柔性路面之间的非常规路面。

结构和荷载布置图

（2）计算假设

1）冲击断裂后混凝土路面分裂成较小的板块，板块尺寸一般达到“亚米”级，没有整体刚度。

2）断裂板块之间可以是完全不连续的或具有弹性嵌锁弹簧。

3）加铺沥青混凝土与混凝土断裂板块之间可能会承受一定的剪力，最终是可以滑动的；其次，在板块裂缝两侧由于错台或转角不连续，可导致与混凝土断裂板块之间脱空，两者之间粘结力会失效。

（3）加铺层

在板边边缘双轮荷载作用下，加铺沥青混凝土层在面积上弯矩几乎为零，说明加铺沥青混凝土层是刚性板上受压层，但是，跨越下层板块裂缝的加铺层中有沿缝分布的弯矩，其量级与下层板块中弯矩相当。增加沥青混凝土层厚度对应力影响不大。加铺沥青混凝土层的弯折疲劳集中在板块裂缝处。接缝处的剪力是导致加铺层开裂的关键因素。

本项目路段交通量中载重货车比例较高，且超载情况严重；项目所在地区属亚热带季风性湿润气候，四季分明，雨量充沛，四季分明，夏多暑热，严寒期短，雨水集中充沛，涝重于旱的气候特点，历年平均降雨量1422.4mm。因此在进行加罩设计时除了考虑加罩层的抗反射裂缝能力外，还需充分考虑加罩层路面结构与材料的高温抗车辙性能和抗水损害能力。

在材料选择上，上面层采取改性沥青砼AC-13，具有良好的抗车辙、抗裂、抗滑、抗老化等性能，以及防水、噪音小等优点。中面层、下面层采用普通沥青砼，为提高加罩路面结构的防反射裂缝的能力和层间粘结力，要求在加罩前对旧混凝土路面表面进行机械拉毛处理，然后铺设两层土工布防裂层。

加罩沥青砼路面结构具体为：4cm厚改性沥青砼AC-13C+

沥青粘层油（0.5L/㎡）+4cm厚中粒式沥青砼AC-16C+沥青粘层油（0.5L/㎡）+聚酯长丝单面烧毛土工布（满铺）+沥青粘层油（0.5L/㎡）+5cm厚中粒式沥青砼AC-20C+沥青粘层油（0.5L/㎡）+聚酯长丝单面烧毛土工布（接缝条铺）+沥青粘层油（0.5L/㎡）+旧水泥砼路面（修补）

9、结论

（1）采用越先进的检测设备及标准越好，如探地雷达检测，探明道路结构中的脱空位置及脱空程度具有较高的准确性，但费用相对较高。

（2）旧路加罩关键是板底脱空及伸缩缝的处理，要根据现场实际情况及检测资料结合经验，进行有针对性处理。

（3）在旧路加罩前，一定要对处理后的路面再进行检测，达到设计要求后再实施加罩。

（4）竣工后应定期进行路面检查及维护，达到使用效果更好，使用时间更长。

参考文献：

水泥混凝土路面改建技术[M] 北京： 人民交通出版社

JTG 073.1-2001《公路混凝土路面养护技术规范》

JTG H20-2007《公路技术状况评定标准》

邓学钧 路基路面工程[M] 北京：人民交通出版社

文登科等 旧水泥混凝土路面压浆处置技术应用[J]中外公路，2003（8）