戴小惠

（揭東縣振通水電工程建設(shè)有限公司，廣東 揭東 515500）

隨著，我市部分早期修建的水泥混凝土路面已出現(xiàn)不同程度的損壞，個(gè)別路線已達(dá)到了非修不可的地步，需要重新改造翻修，但如何改造翻修、如何恢復(fù)路面行車質(zhì)量等問(wèn)題，已成為公路部門必須面對(duì)和解決的當(dāng)務(wù)之急?；谏鲜銮闆r，本文以國(guó)道G206線曲溪至小坑段路面改善工程路面大修工程為依托，結(jié)合該段路面的具體情況，對(duì)舊路面的病害及其形成機(jī)理進(jìn)行研究，并提出舊路面處治措施和新路面結(jié)構(gòu)形式。

1 舊路面板損壞類型

國(guó)道G206線曲溪至小坑段路面改善工程原有路面結(jié)構(gòu)為水泥混凝土路面，損壞嚴(yán)重，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，發(fā)現(xiàn)水泥混凝土路面的損壞有四種類型：（1）面板破碎、裂縫類——貫通面層厚度的斷裂裂縫，把板分為數(shù)塊，破壞了面層結(jié)構(gòu)的完整性。裂縫類的損壞形式有：橫向裂縫、縱向裂縫、交叉裂縫和板角斷裂等；（2）變形類——面層板的整體性未破壞，但出現(xiàn)較大的豎向位移，影響行車舒適性。變形類形式有；錯(cuò)臺(tái)、層陷、和拱起等；（3）接縫損壞類——橫縫和縱縫填縫料的喪失或失效。如板縫處填縫料剝落；（4）表面損壞類——非結(jié)構(gòu)性損害，發(fā)生在面層的局部損壞。如露骨、坑洞等。

2 舊路改造方案分析（白加黑方案）

鑒于本項(xiàng)目舊混凝土路面破損嚴(yán)重，對(duì)特別是普遍存在板底脫空現(xiàn)象的路段，舊混凝土路面進(jìn)行大面積灌漿、換板等修復(fù)無(wú)法滿足未來(lái)行車荷載的要求（如大量新?lián)Q過(guò)的路面板已經(jīng)發(fā)生斷裂），或者大面積修復(fù)后再鋪筑加鋪層也不是一種經(jīng)濟(jì)有效的技術(shù)措施。因此，維修改造方案對(duì)不同路段采用不同的處理方法，其中部分路段考慮對(duì)舊混凝土路面進(jìn)行破碎（壓裂）和壓實(shí)穩(wěn)定處理，用于作為新加鋪面層的底基層，其上再加鋪基層、面層。這樣既可以減少大量廢料對(duì)環(huán)境的不利影響，又可以保留舊路面一定程度的結(jié)構(gòu)完整性。

加鋪基層的方案，其優(yōu)點(diǎn)是可利用半剛性基層來(lái)對(duì)破損嚴(yán)重、凹凸不平的舊路面提供一個(gè)補(bǔ)強(qiáng)整平層。此種結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)及省內(nèi)已有大規(guī)模應(yīng)用的并成功的實(shí)例。

2.1 SMA-16II上面層（改性瀝青瑪蹄脂碎石）

上面層是車輛直接作用的結(jié)構(gòu)層，本設(shè)計(jì)除了考慮混凝土的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定外，主要還應(yīng)考慮抗滑、降噪、防止眩光等。

SMA混合料為間斷級(jí)配，粗集料多，細(xì)集料少，礦粉用量多，瀝青用量也多。粗集料顆粒石-石接觸，形成骨架結(jié)構(gòu)，由瀝青礦粉和纖維組成的瑪蹄脂填充其空隙，成為一種密實(shí)結(jié)構(gòu)的瀝青混合料。SMA路面使用的實(shí)踐表明，它與傳統(tǒng)瀝青路面相比較，具有以下特點(diǎn)：

2.1.1 優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性。SMA混合料由于粗集料石-石接觸形成骨架結(jié)構(gòu)，能夠支承車輪荷載，并將荷載傳遞至下層路面，路面能夠承受大的車輪荷載而不大容易產(chǎn)生擠壓變形，始終保持良好的平整度，表現(xiàn)出優(yōu)良的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的瀝青路面由于粗集料成懸浮狀態(tài)，不能有效的起到支承荷載的作用，荷載主要由細(xì)集料和瀝青組成的砂漿所承受，自然路面容易產(chǎn)生變形。

2.1.2 良好的耐久性。SMA混合料集料所形成的大空隙由瀝青、礦粉和纖維組成的瑪蹄脂所填充，成為密實(shí)結(jié)構(gòu)，空隙率小，集料顆粒表面的瀝青膜厚，不僅使混合料具有很好的耐疲勞性能，而且所鋪路面具有良好的耐久性。

2.1.3 良好的表面特性。SMA混合料粗集料多，所用石料質(zhì)量好，路面表面構(gòu)造深度大，這就賦予了良好的抗滑性能，同時(shí)雨天高速行車時(shí)的濺水現(xiàn)象減輕，提高了行車的安全性。SMA路面良好的宏觀構(gòu)造和高的瀝青含量，還賦予SMA路面吸收車輪滾動(dòng)噪聲的性能。

2.1.4 良好的低溫抗裂性。SMA混合料骨架空隙中所填充的瀝青瑪蹄脂，使混合料具有良好的柔韌性，增強(qiáng)了低溫抗裂性能。

2.2 AC-20I下面層（改性瀝青混凝土）

本層是瀝青路面結(jié)構(gòu)層中非常重要的層次，主要考慮它的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，采用中粒式，并設(shè)計(jì)成I型密級(jí)配結(jié)構(gòu)，瀝青采用改性重交通瀝青，即AC-20I（改性瀝青混凝土）。在投資許可的條件下，可以考慮采用美國(guó)、西歐均有成功案例的橡膠瀝青混凝土或經(jīng)常采用的SMA-19I、SMA-25I。橡膠瀝青混凝土作為下面層有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）由于橡膠瀝青混凝土具有的高彈性，可以延緩和減少反射裂縫。（2）由于橡膠瀝青混凝土具有較好的高溫穩(wěn)定性，放在路面的第二層，能夠起到及好的抵抗車轍作用。（3）橡膠瀝青混凝土比一般瀝青混凝土具有更好的粘性，與舊板的黏結(jié)更好。（4）橡膠瀝青混凝土具有比較好的耐久性，有利于養(yǎng)護(hù)。（5）橡膠瀝青混凝土比一般混凝土更加環(huán)保。

橡膠瀝青混凝土作為下面層的缺點(diǎn)是前期投資會(huì)高一些。

2.3 上面層采用AK-16B

上面層采用AK-16B，跟普通瀝青混凝相比，具有抗滑性好，降噪效果良，抗車轍良，路面水排除快等優(yōu)點(diǎn)；只是空隙稍大，路面水容易下滲。下面層主要考慮它的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，采用中粒式，并設(shè)計(jì)成I型密級(jí)配結(jié)構(gòu)，瀝青采用重交通瀝青，即AC-20I（瀝青混凝土）。抗車轍能力稍差，水穩(wěn)定稍差，抗反射裂縫差，造價(jià)低。

根據(jù)路面改造以往經(jīng)驗(yàn)，在舊水泥混凝土路面損壞后的養(yǎng)護(hù)修復(fù)有幾種方法，第一種為，把原路面損壞的地方挖除，再修回同樣結(jié)構(gòu)層的路面，適用于路面損壞不多的日常養(yǎng)護(hù)；第二種是，全路段挖除面板，重新做路面結(jié)構(gòu)，適用于路面破損嚴(yán)重的路況，效果較好，壽命長(zhǎng)，只是工時(shí)較長(zhǎng)，對(duì)交通影響太大，沿線社會(huì)、經(jīng)濟(jì)負(fù)面影響大，造價(jià)比較高；第三種就是加鋪水泥混凝土面板，效果不錯(cuò)，壽命長(zhǎng)，缺點(diǎn)是加鋪層比較厚，對(duì)標(biāo)高受限制的路段不適用，由于水泥砼面板需要養(yǎng)護(hù)，加鋪后開(kāi)放交通時(shí)間比較長(zhǎng)，對(duì)沿線交通影響也相對(duì)大些；第四種也就是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)外比較常用的加鋪瀝青路面，即白加黑，這種維修方法的優(yōu)點(diǎn)是工時(shí)短，加鋪后基本不需要養(yǎng)護(hù)，冷卻后即可開(kāi)放交通，甚至可以晚上攤鋪，白天開(kāi)放交通，鋪裝層厚度薄，最薄可達(dá)10cm，造價(jià)適中，缺點(diǎn)是施工受雨季影響較大。由于G206線交通流比較大，且該路在路網(wǎng)中的重要地位，使得該路不能長(zhǎng)時(shí)間的封閉或半封閉交通，盡早通車為宜，原路橋涵比較多，且大部分為過(guò)城鎮(zhèn)路段，標(biāo)高受限制因素比較多，并且結(jié)合當(dāng)?shù)貐^(qū)域交通規(guī)劃，機(jī)場(chǎng)連接線配套，從城市美觀角度出發(fā)，宜選用厚度較薄的鋪裝層，比較后選用白加黑方案。

原路面的處理方案,除一般的處理措施外,強(qiáng)調(diào)對(duì)橋頭沉陷、板底脫空、板的不均勻沉陷(包括嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái))及個(gè)別彎沉較大的地方,采用壓漿處理。處理的方法主要有：沖擊破碎，多錘頭破碎，換板等。為方便機(jī)械施工，分段長(zhǎng)度不宜小于1000米，特殊情況可以適當(dāng)降低標(biāo)準(zhǔn)。

2.4 結(jié)構(gòu)受力分析

水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土為復(fù)合式結(jié)構(gòu)，上層的瀝青混凝土彈性模量一般為1000～2000MPa，而下層水泥砼板的彈性模量一般為30,000MPa左右。上下剛度相差很大，在汽車或溫度荷載的作用下會(huì)對(duì)瀝青混凝土加鋪層帶來(lái)許多不利的影響。為保證加鋪層的質(zhì)量，為加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)，進(jìn)行瀝青混凝土加鋪層內(nèi)部的受力分析十分必要。

水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土分為上下兩層，各層的厚度及彈性模量從上至下依次為4cm、6cm、25cm，上面層抗壓回彈模量取1600MPa，下面層 AC20 取 1400MPa，水泥砼板取32000MPa，土基模量E0。以E0為變量，分析各層層間連續(xù)和層間滑動(dòng)兩種情況下加鋪層中的拉應(yīng)力、剪應(yīng)力和變形，計(jì)算點(diǎn)選擇在第一層底面、第二層底面和第三層頂面的荷載圓中心及輪隙中心處。（荷載圓半徑10.65cm，壓強(qiáng)0.7MPa）

2.5 瀝青混凝土加鋪層最小厚度的確定

在原有混凝土板上加鋪瀝青混凝土面層,加鋪層的最小厚度是一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。主要考慮以下問(wèn)題。首先，從揭陽(yáng)當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和交通量情況,為防止產(chǎn)生比較嚴(yán)重的車轍,加鋪的瀝青混凝土面層也不宜太厚。再者，根據(jù)路線的縱斷面設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)高程與原有路面高程差一般在10cm左右,為避免過(guò)多地破碎和替換原混凝土板,加鋪瀝青混凝土面層的最小厚度一般為10cm～12cm。最后，還要考慮減少反射裂縫、預(yù)防水破壞、提高瀝青混凝土的高溫強(qiáng)度等等。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在市政道路改造實(shí)施中，改造方案制訂的合理與否離不開(kāi)對(duì)路面病害類型與損壞程度的正確判斷，我們只有摸清了舊路破損的病癥所在，才能為方案的制訂提供準(zhǔn)確的信息來(lái)源，才能使改造方案的篩選更具針對(duì)性、更具科學(xué)性。此外，為了確保舊路改造質(zhì)量，在工程實(shí)施過(guò)程中，應(yīng)嚴(yán)格按圖規(guī)范施工，不可擅自修改設(shè)計(jì)，以確保工程滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

[1]朱峰.路橋工程施工技術(shù).人民交通出版社，2005.

[2]文德云.公路工程施工現(xiàn)場(chǎng)控制要點(diǎn).人民交通出版社，2003