陳 濤

江西省高速公路工程有限公司（330000）

目前，隨著重載交通的增大，在舊水泥路面上加鋪瀝青層越來(lái)越多。這是設(shè)計(jì)人員經(jīng)常遇到的問(wèn)題。通常采用利用舊板、破碎舊板以及完全去除舊板三種方式來(lái)處理。常規(guī)的設(shè)計(jì)總是考慮白改黑道路如何防止反射裂縫的出現(xiàn)，卻較少考慮到其對(duì)于重載的適應(yīng)性。實(shí)際上很多白改黑的道路在通車后不久，往往由于重載導(dǎo)致因結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足出現(xiàn)破壞的現(xiàn)象，如龜裂等。為此，需要通過(guò)在不同結(jié)構(gòu)組合情況下對(duì)白改黑道路進(jìn)行受力分析，研究其受力特性，從而為加鋪層的結(jié)構(gòu)選擇提供依據(jù)。

1 主要計(jì)算參數(shù)

現(xiàn)有的瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范以路表容許彎沉值作為路面整體強(qiáng)度的控制指標(biāo)，但在實(shí)際道路的破壞過(guò)程中，彎沉僅僅是路面結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度的表征,無(wú)法區(qū)分路面的損壞究竟發(fā)生在結(jié)構(gòu)的何處。能夠反映路面結(jié)構(gòu)破壞機(jī)理的是各個(gè)結(jié)構(gòu)層的底面彎拉應(yīng)力，當(dāng)該彎拉應(yīng)力超過(guò)了該層材料的彎拉疲勞強(qiáng)度時(shí)，路面就會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞。因而以結(jié)構(gòu)層的彎拉應(yīng)力作為驗(yàn)算指標(biāo)比較合適。材料參數(shù)根據(jù)有關(guān)調(diào)查以及相關(guān)設(shè)計(jì)資料，確定見(jiàn)表1。

表1 材料設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研及相關(guān)資料,在一些運(yùn)煤的主要通道,重車往往都會(huì)嚴(yán)重超載,其軸載甚至超過(guò)100 t。因此，在論文的計(jì)算分析中，對(duì)于路段超重車軸載選取為400 KN。驗(yàn)算在超重車軸載作用下，各結(jié)構(gòu)層層底拉應(yīng)力能否承受材料的疲勞強(qiáng)度。

2 路面結(jié)構(gòu)類型

在實(shí)際路面結(jié)構(gòu)類型選擇時(shí)，需要考慮舊水泥混凝土路面的沉降。在舊水泥混凝土路面基本沒(méi)有沉降的情況下,也即舊路的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較高時(shí)，可以采用如表2最左邊所示的路面結(jié)構(gòu);當(dāng)沉降較小時(shí)，即舊水泥路面強(qiáng)度稍顯不足時(shí)，可以采用表2中間欄所示的路面結(jié)構(gòu)；而當(dāng)舊水泥混凝土路面強(qiáng)度不足，舊路沉降較大時(shí)，可以采用表2最右邊所采用的路面結(jié)構(gòu)?？梢钥闯鰜?lái)，隨著沉降的增大，需要加厚的路面結(jié)構(gòu)層厚度也越厚。

表2 路面結(jié)構(gòu)類型

分析中，在處理舊水泥混凝土路面時(shí)，采用兩種方案∶①對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行簡(jiǎn)單維修后作為整體板塊采用；②對(duì)舊水泥混凝土路面板塊進(jìn)行破碎，破碎成10～30 cm粒徑的路面，經(jīng)過(guò)壓實(shí)后作為底基層。在計(jì)算中主要計(jì)算瀝青下面層以及基層的層底拉應(yīng)力，判斷路面出現(xiàn)損壞的可能性。

3 計(jì)算結(jié)果與分析

對(duì)于基本無(wú)沉降下,考慮400 KN荷載作用時(shí)的路面各結(jié)構(gòu)層層底的拉應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表3。

從表3中的計(jì)算結(jié)果可以看出，當(dāng)采用板塊破碎以后，水泥穩(wěn)定碎石基層底面的拉應(yīng)力達(dá)到0.63MPa,在重復(fù)重載的作用下,基層將會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞；而在舊路面板整體利用時(shí)，則路面結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞。對(duì)于沉降較小的情況下，考慮400 KN荷載作用時(shí)的路面各結(jié)構(gòu)層層底的拉應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 沉降較小時(shí)路面結(jié)構(gòu)各層層底彎拉應(yīng)力（MPa）

從表4中的計(jì)算結(jié)果可以看出，當(dāng)采用板塊破碎以后,水泥穩(wěn)定碎石底基層底面的拉應(yīng)力達(dá)到0.41MPa，在重復(fù)重載的作用下，基層將會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞；而在舊路面板整體利用時(shí)，則路面結(jié)構(gòu)不會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞。對(duì)于沉降較大的情況下,考慮400 KN荷載作用時(shí)的路面各結(jié)構(gòu)層層底的拉應(yīng)力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。

從表5中的計(jì)算結(jié)果可以看出，當(dāng)采用板塊破碎以后,水泥穩(wěn)定碎石底基層底面的拉應(yīng)力達(dá)到0.52MPa，在重復(fù)重載的作用下，基層將會(huì)出現(xiàn)疲勞破壞；而在舊路面板整體利用時(shí)，底基層底面的拉應(yīng)力也達(dá)到0.23MPa，同樣可能在重復(fù)重載作用下出現(xiàn)疲勞破壞。由此可以看出，由于沉降較大，使得舊水泥混凝土路面的整體強(qiáng)度較低，即使采用較厚的加鋪層，也難以解決路面結(jié)構(gòu)對(duì)于超重載的適應(yīng)性問(wèn)題。在路基過(guò)于軟弱的條件下，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)于舊路的整體處治后再進(jìn)行結(jié)構(gòu)加鋪。

表5 沉降較大時(shí)路面結(jié)構(gòu)各層層底彎拉應(yīng)力（MPa）

4 結(jié)論與建議

1）在舊水泥板打碎為10～30 cm路段，在超重車軸載作用下，水泥穩(wěn)定碎石基層/底基層的層底彎拉應(yīng)力可能會(huì)超過(guò)材料疲勞強(qiáng)度,從而造成開(kāi)裂。因此對(duì)于白加黑改造時(shí)，應(yīng)該采用破碎板的工藝再生利用舊路并重視對(duì)舊路強(qiáng)度的檢測(cè)。2）在舊水泥板保持完整路段，提高瀝青路面結(jié)構(gòu)的剛度，使得在超重車軸載作用下，結(jié)構(gòu)層能夠滿足強(qiáng)度要求?？梢?jiàn)，充分利用舊水泥混凝土板塊的整體強(qiáng)度在路面白改黑中應(yīng)得到充分重視。3）在白改黑的超重載交通道路中，如果舊有水泥混凝土板塊已經(jīng)損壞嚴(yán)重，往往說(shuō)明其下層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度已經(jīng)不足，此時(shí)如果僅僅對(duì)于舊水泥混凝土板本身進(jìn)行破碎后壓實(shí)，通常難以滿足超重交通的要求，這種情況下，應(yīng)該對(duì)于舊水泥混凝土路面進(jìn)行挖除后，整體維修。

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