陳俊山

（揭陽市揭西建筑集團(tuán)公司，廣東 揭陽515400）

揭陽市揭西縣自成立縣以后，對(duì)于地方公路的建設(shè)，政府一直都在加大投入和規(guī)劃，近年來，隨著我縣部分早期修建的水泥混凝土路面和部分近期修建的但已出現(xiàn)不同程度的早期損壞的水泥混凝土路面，已達(dá)到需要改造翻修的程度，如何改造翻修的問題已日益成為公路部門必須面對(duì)和必須解決的技術(shù)問題?；谏鲜銮闆r，本文以揭西縣境內(nèi)某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 舊路面板損壞原因分析

1.1 路面損壞類型

該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，通過現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)水泥混凝土路面的損壞有四種類型：a.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；b.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；c.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。

1.2 路面損壞原因

1.2.1 路面結(jié)構(gòu)層因素

由于中間主車道的破壞下沉造成路面橫坡小于設(shè)計(jì)橫坡，在雨量充沛的雨季中，雨水沿著縱縫、橫縫、土路肩、破碎板的裂縫處等部位滲入到主車道混凝土板與基層灰土之間，滲入到基層表面的雨水，在車輛荷載重復(fù)作用下，使得聚水變成了有壓水，有壓水在板底流動(dòng)，對(duì)基層產(chǎn)生沖刷，并同基層沖刷出來的細(xì)料攪成懸液，在外在條件下沿著輔道與混凝土板之間的縫隙噴濺出來，形成唧泥病害。唧出的泥漿帶走大量的基層材料，導(dǎo)致混凝土板形成脫空，周而復(fù)始，破壞了混凝土面板與基層密貼的設(shè)計(jì)機(jī)理，最終導(dǎo)致混凝土板過早地發(fā)生斷裂和嚴(yán)重破碎。

1.2.2 重交通荷載因素

該路段交通量增長迅猛，尤其是重型載貨集裝汽車增長迅速。交通流量又以大型貨運(yùn)車輛及拖掛車所占比例最大，車輛超載的現(xiàn)象十分普遍，由于重交通和汽車超載，造成了水泥混凝土路面早期損壞，使路面使用壽命大大縮短，路面使用性能衰減加快，同時(shí)加劇了其他路面損壞形式的程度，如地基脫空、接縫破壞、路面接縫唧泥等。

1.2.3 路面基層材料因素

該路段段基層材料為水泥穩(wěn)定天然粒料，這種材料強(qiáng)度低，抗沖刷性能差，因自身的抗剪切強(qiáng)度不足，就很難抵抗壓路機(jī)的剪應(yīng)力，致使基層在施工中發(fā)生松散及推移等問題。通車后隨著雨水的滲入，進(jìn)一步變松、變軟，并在面層底部形成2.0an～3.0OTI厚的軟弱夾層，從而使水泥混凝土路面較早地出現(xiàn)基層唧泥現(xiàn)象，而使路面板和基層之間出現(xiàn)空洞，基層變軟，必然導(dǎo)致水泥混凝土面板的斷裂損壞。此外，路面基層因受溫度應(yīng)力及其他因素的影響，基層澆筑好后，在一定范圍內(nèi)會(huì)出現(xiàn)自然斷裂，由于基層的裂縫沒有進(jìn)行及時(shí)處理，而反射到面層，使面層斷裂。

2 路面改造結(jié)構(gòu)方案比較（白加白方案）

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)無法滿足未來行車荷載的要求（如大量新?lián)Q過的路面板已經(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 普通混凝土面層

普通混凝土面層即常規(guī)素混凝土面層，在國內(nèi)外大量使用于道路面層，考慮到混凝土結(jié)構(gòu)的溫度收縮特性，面板均需按一定間距設(shè)縱、橫向接縫。

路面結(jié)構(gòu)為：26水泥砼面層+1cm瀝青表處封層+15～30cm（一般按20cm控制）5%水泥穩(wěn)定碎石基層+經(jīng)處理后的舊板（注：砼面層設(shè)計(jì)抗彎拉強(qiáng)度為5.0Mpa）。普通混凝土面層的優(yōu)點(diǎn)：國內(nèi)外大量使用，施工工藝成熟，有大規(guī)模鋪筑的經(jīng)驗(yàn)而且造價(jià)便宜。普通混凝土面層的缺點(diǎn)：接縫較多，行車舒適性差，且易引起接縫病害。路面整體性差。

2.2 連續(xù)配筋混凝土路面

國內(nèi)一些省份近年來也開始在高速公路上嘗試采用連續(xù)配筋水泥混凝土結(jié)構(gòu)，湖南省已經(jīng)建成了益長和耒宜高速公路100km連續(xù)配筋混凝土路面，廣東省第一個(gè)連續(xù)配筋混凝土路面結(jié)構(gòu)試驗(yàn)段2003年7月在325國道恩平段完成。

連續(xù)配筋混凝土路面設(shè)計(jì)時(shí)，路面板厚度由荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力確定，應(yīng)力分析可以近似地按普通混凝土路面的各項(xiàng)設(shè)計(jì)參數(shù)和規(guī)定進(jìn)行，基本與普通混凝土路面等厚或稍薄。其配置的鋼筋主要用于消除接縫，提高路用品質(zhì)，并不計(jì)鋼筋對(duì)路面承載能力的增強(qiáng)作用。連續(xù)配筋混凝土路面的優(yōu)點(diǎn)：路面接縫少，行車舒適平順。耐久性好，極少養(yǎng)護(hù)，年養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用低。增加了板的整體強(qiáng)度，提高了路面的承載能力?？梢詾閷淼恼置婕愉佁峁┝己玫闹螚l件，不存在反射裂縫等接縫混凝土路面加鋪罩面常見的問題。

連續(xù)配筋混凝土路面的缺點(diǎn)：與普通混凝土路面相比造價(jià)高。所用鋼筋所量多。施工工序多，且要求嚴(yán)格。路面端部、與橋梁及其他結(jié)構(gòu)物連接的部位需進(jìn)行特殊錨固處理。國內(nèi)未有大規(guī)模鋪筑的經(jīng)驗(yàn)及長期使用的效果評(píng)價(jià)。

2.3 鋼纖維混凝土路面

鋼纖維混凝土就是在普通混凝土中摻配一定數(shù)量的短而細(xì)的鋼纖維所組成的一種新型高強(qiáng)復(fù)合混凝土材料(簡稱SFRC)。由于鋼纖維阻滯基體混凝土裂縫的產(chǎn)生，它不但具有普通混凝土的優(yōu)良性能，而且具有良好的抗彎拉、抗沖擊、抗疲勞以及收縮率小、韌性好、耐磨能力強(qiáng)等特性。鋼纖維混凝土在路面工程中應(yīng)用可以明顯減薄路面厚度，改善路用性能。國外發(fā)達(dá)國家主要用于公共汽車站、收費(fèi)站、和行駛重型汽車的路面以及舊路面的加鋪層。考慮其造價(jià)比普通混凝土路面為高和我國的具體情況，我國《公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D40-2002）規(guī)定其一般用于標(biāo)高受限制路段、收費(fèi)站、混凝土加鋪層和橋面鋪裝。國內(nèi)一些省份從上世紀(jì)20世紀(jì)80年代中期，開始短路段的試驗(yàn)研究，近年來也開始在一些在高速公路上嘗試采用。鋼纖維混凝土路面設(shè)計(jì)時(shí)，鋼纖維混凝土面板厚度按鋼纖維摻量確定，鋼纖維體積率為0.6%～1.0%時(shí)，其厚度為普通混凝土面層厚度的0.65～0.75倍。并且其計(jì)算厚度還應(yīng)按規(guī)范規(guī)定的荷載疲勞應(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力分析方法計(jì)算，結(jié)果應(yīng)滿足規(guī)范要求。

鋼纖維混凝土路面的優(yōu)點(diǎn)：抗彎拉強(qiáng)度高(6Mpa)，面層可減薄，其厚度約為普通混凝土路面的0.65～0.75倍。延長了縮縫間距，使橫向接縫少，其橫向縮縫間距一般按6～10m設(shè)置。由于厚度減薄，接縫減少可使施工工期縮短。在一定程度上提高了行車舒適性?？箾_擊、耐疲勞性能強(qiáng)，耐久性好，可延長路面的使用壽命。

鋼纖維混凝土路面的缺點(diǎn)：造價(jià)高，單方混凝土造價(jià)比普通混凝土要翻倍，其造價(jià)比普通混凝土面層高約20%。原材料要求嚴(yán)格，如碎石最大粒徑不超過2cm，鋼纖維單價(jià)高。施工工藝復(fù)雜，施工控制要求嚴(yán)格。否則易出現(xiàn)鋼纖維成團(tuán)，或表面易露出鋼纖維，拌和物工作性差，泌水等問題。使用中、后期，表面經(jīng)磨耗，易露出鋼纖維扎穿輪胎。國內(nèi)未有大規(guī)模鋪筑的經(jīng)驗(yàn)及長期使用的效果評(píng)價(jià)。

3 舊板破碎穩(wěn)固處理

由于舊混凝土面層的結(jié)構(gòu)損壞較嚴(yán)重，斷板率較高，對(duì)破損板塊進(jìn)行常規(guī)處理已不經(jīng)濟(jì)的情況。根據(jù)對(duì)路況調(diào)查結(jié)果的分析，將斷板率大于40%、連續(xù)長度大于500m的路段的舊混凝土板進(jìn)行破碎處理作為基層。破碎的目的是穩(wěn)固混凝土板，并使其破碎塊緊密嵌鎖，與原路面基層一起形成穩(wěn)固厚實(shí)的基層，有效減少和緩解反射裂縫。與此同時(shí)，為保障破碎質(zhì)量，破碎后的混凝土碎塊控制在8cm以下。灑布的瀝青應(yīng)滿足相關(guān)要求。

4 結(jié)束語

從上述可知，舊路改造的方案，具有多種比選性，由于舊路破損程度和遠(yuǎn)期規(guī)劃的不同，在改造方案確定時(shí)，側(cè)重點(diǎn)往往會(huì)有所不同。然而，無論以哪種改造方案作為實(shí)施類型，對(duì)于質(zhì)量的控制，無論是設(shè)計(jì)質(zhì)量的管理，或是施工過程的實(shí)施，是絲毫不容忽視的。我們只有抓好設(shè)計(jì)、施工管理，嚴(yán)格控照設(shè)計(jì)規(guī)范實(shí)施控制，才能為改造質(zhì)量提供牢固保障，才能為公路的改造質(zhì)量保駕護(hù)航。

[1]鐘建安.《現(xiàn)行公路施工及驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范大全》.2001年