夏 寅（江西中煤建設(shè)集團(tuán)有限公司，江西 南昌 1330001）

城市在役道路路面病害和改建工程實踐

夏 寅（江西中煤建設(shè)集團(tuán)有限公司，江西 南昌 1330001）

針對城市在役道路路面病害種類多，處治工作緊迫的特點，本文通過對國內(nèi)外城市在役道路路面病害分類、分級的基礎(chǔ)上，對在役舊路路面改建施工技術(shù)進(jìn)行了分析。以福州市道路改造工程為工程實例，進(jìn)行了實例分析，對現(xiàn)狀路面開展了調(diào)查，提出了詳細(xì)改造設(shè)計方案，能為同類工程提供借鑒。

在役道路；路面病害；改建；處治

1 引 言

在我國，道路路面改建技術(shù)正處于研究、試驗階段，尚沒有成熟的理論、標(biāo)準(zhǔn)、方法可供直接使用，許多道路工程因此造成了較大浪費(fèi)，政府及企業(yè)都在尋找科學(xué)的辦法或者可靠的經(jīng)驗來指導(dǎo)施工[1-4]。本文在對國內(nèi)外城市在役道路路面病害分類、分級的基礎(chǔ)上，對福州市道路改造工程進(jìn)行了實例分析，針對城市道路交通量大，大量使用中的道路即將進(jìn)入改造期這一特點，特別是對舊水泥混凝土路面復(fù)雜的破壞現(xiàn)狀，提出了相應(yīng)的改建措施，并對施工注意事項進(jìn)行了說明。

2 水泥混凝土路面病害類型和分級

2.1 斷裂類病害

1）根據(jù)裂縫出現(xiàn)的位置、裂縫大小以及板斷裂的數(shù)量，分為下列4種病害[5]：

①橫、斜向裂縫：裂縫方向垂直或斜向道路中心線的裂縫；

②縱向裂縫∶裂縫方向平行或近似平行道路中心線的裂縫；

③角隅裂縫：分布在板的角隅處至斜向兩端的距離小于1.5m的裂縫；

④交叉裂縫和斷裂板：兩條及兩條以上裂縫相互交叉，使板斷裂成2-5塊以上的。

2）按照裂縫縫隙寬度大小以及程度，可分為下列3種輕重程度：

①輕微：在裂縫邊緣沒有碎裂或只有細(xì)微的錯臺，且裂縫小于3mm；

②中等：裂縫邊緣的碎裂程度（或錯臺）小于l0mm的，且裂縫小于15mm；

③嚴(yán)重：裂縫邊緣產(chǎn)生嚴(yán)重的碎裂，其大小大于l0mm的，且裂縫大于15mm。

2.2 豎向位移病害

豎向位移病害包括由于沉陷和脹起所造成的病害，按照此類病害對行車的影響程度大小，我們可以分為以下3個輕重程度等級[6]：

①輕微：當(dāng)車輛以限速駛過時，車輛僅輕微跳動，而司機(jī)和乘客沒有不舒服感；

②中等：當(dāng)車輛駛過時，車輛有較大的跳動，司機(jī)和乘客產(chǎn)生不舒服感；

③嚴(yán)重：當(dāng)車輛駛過時，車輛產(chǎn)生過大的跳動，司機(jī)和乘客引起嚴(yán)重的不舒服感。

2.3 接縫類病害

1）這個類型病害主要根據(jù)路面破壞形態(tài)以及影響范圍，分為以下6種病害[7]：

①板塊間接縫縱向張開；

②板塊間接縫填縫料損壞；

③唧泥和板底脫空；

④板塊錯臺；

⑤板塊接縫碎裂；

⑥板塊拱起。

2）板塊間縱向接縫產(chǎn)生開裂病害，按接縫的開裂大小，主要分為2個輕重程度等級：

①輕微程度：裂縫開裂大小為l0mm以下；

②嚴(yán)重程度：裂縫開裂大小為l0mm以上。

3）板塊間接縫填縫料損壞，根據(jù)填縫料老化、擠壓出以及缺損的情況，分為以下3個輕重等級：

①輕微：整個路段所有的接縫填縫料僅有少量的接縫出現(xiàn)老化、擠出、缺損的情況；

②中等：整個路段接縫填縫料1/3以下的接縫長度出現(xiàn)上述情況；

③嚴(yán)重：接縫填縫料情況很差，填縫料需立即更換。

4）板塊唧泥和板底脫空類病害，分為2個輕重等級：

①輕微：車輛駛過時，在板接（裂）縫表面殘留少量溢出的沉淀物；

②嚴(yán)重：車輛駛過時，水泥路面板塊有明顯的抖動，并殘留有大量溢出的材料沉淀物。

5）水泥板塊錯臺根據(jù)相鄰板之間的邊緣高差大小，分為3個輕重等級。

①輕微：水泥板之間的錯臺量小于5.5mm；

②中等：水泥板之間的罐臺量在5.5～l2mm之間；

③嚴(yán)重：水泥板之間的錯臺量大于l2mm。

6）接縫碎裂病害，分為3個輕重等級：

①輕微：碎裂在接縫或裂縫兩側(cè)小于8cm的范圍內(nèi)出現(xiàn)；

②中等：碎裂裂縫兩側(cè)大于8cm的范圍內(nèi)出現(xiàn)，并且出現(xiàn)部分碎塊松動或散失現(xiàn)象；

③嚴(yán)重：嚴(yán)重影響行車安全。

2.4 表層類病害

1）根據(jù)水泥混凝土面層的表層破損情況，可分為以下5種病害[8]：

①面層板塊的磨損以及露骨；

②面層板塊的紋裂、網(wǎng)裂和起皮；

③面層板塊的粗集料凍融裂紋；

④面層板塊的坑洞。

2）磨損以及露骨病害可分為2個輕重等級：

①輕微：深度不大于3mm；

②嚴(yán)重：深度大于3mm。

3）紋裂、網(wǎng)裂以及起皮等病害，根據(jù)病害的面積，可分為3個輕重等級：

①輕微：板的大部分表面狀況良好，沒有起皮現(xiàn)象，只出現(xiàn)少量的紋裂或者網(wǎng)裂；

②中等：板出現(xiàn)破損的面積不大于整塊混凝土板面積的10%；

③嚴(yán)重：板出現(xiàn)破損的面積大于整塊混凝土板面積的10%。

4）集料凍融裂紋病害可分為3個輕重等級[9]：

①輕微：出現(xiàn)裂紋但是未發(fā)生碎裂；

②中等：裂紋范圍大于0.3m，受影響區(qū)范圍內(nèi)出現(xiàn)中等碎裂；

③嚴(yán)重：裂紋影響區(qū)范圍內(nèi)材料散失，出現(xiàn)嚴(yán)重碎裂。

5）坑洞病害分為3個輕重等級：

①輕微：板塊邊緣處有輕微碎裂；

②中等：板塊出現(xiàn)l0mm以下的錯臺；

③嚴(yán)重：出現(xiàn)嚴(yán)重的裂縫及車轍，需要進(jìn)行重新加固和修補(bǔ)。

3 施工技術(shù)要求

在實際施工中，施工技術(shù)及質(zhì)量控制更是整個項目中重要的一環(huán)，嚴(yán)格控制質(zhì)量能提高道路的使用壽命，反之就會前功盡棄。當(dāng)然也要在管理方面作好工作，如施工后期的養(yǎng)護(hù)，封閉道路交通等等。

3.1 維修機(jī)械

用于本工程施工的一切施工機(jī)械，必須配套完整，最好采用容易維修的機(jī)械，而且能滿足施工實際情況，包括施工質(zhì)量和進(jìn)度的要求，還要注意機(jī)械的安全度。破碎機(jī)具：現(xiàn)場要加快施工進(jìn)度同時能夠避免損壞相鄰板塊混凝土,應(yīng)采用撞擊式破碎機(jī)（適用于大面積破除）與人工鑿除小型機(jī)具（如7.5kw自動切割、機(jī)風(fēng)鎬等）相互配合。拌和運(yùn)輸機(jī)械：現(xiàn)場宜采用小型且強(qiáng)制式混凝土拌和機(jī)械，并配合機(jī)動翻斗運(yùn)輸車將混凝土碎石外運(yùn),需要拆除的混凝土板則采用挖掘機(jī)。

3.2 填縫料施工

在實際施工中，路面舊的填縫先采用切縫機(jī)切割縫隙，再用清縫機(jī)清除水泥路面接縫。在實際施工運(yùn)行過程中路面縫隙里會夾雜一些細(xì)小的砂石和一些凝結(jié)的無法容易清除的泥漿也要按規(guī)定清洗掉，再采用不小于0.6～1.2MPa壓力水沖洗，以保證舊路與新路具有良好的銜接。灌縫深度應(yīng)大于設(shè)計深度，如果不滿足要求，可以采用切割機(jī)切割。

3.3 防水卷材施工

路面基層的處理：應(yīng)保持找平層平整；基層冷底油涂刷次數(shù)不得小于2次，而且每次要重疊5cm。

搭接縫處理：在實際施工中，應(yīng)先燒掉隔離紙（下層卷材表面），再熱熔粘結(jié)接縫，這樣有利于搭接，短邊搭接寬度為120mm，長邊搭接寬度為80mm，搭接要牢固嚴(yán)密，而且不能遺漏，需要專門檢查。

3.4 改性乳化瀝青粘層施工

改性乳化瀝青粘層油是灑布在新舊路面之間，也有灑布在瀝青混凝土層間，這樣做法可以保證界面結(jié)合比較好，在實際應(yīng)用中較為廣泛。在灑布過程中，設(shè)計允許范圍內(nèi)，應(yīng)控制好粘層油的灑布量，再驗收合格原有水泥混凝土路面，而且保持干凈干燥，才能施工改性乳化瀝青粘層灑布到水泥路面上。在施工現(xiàn)場改性乳化瀝青灑布水泥路面的時候，不得污染環(huán)境，施工時要注意環(huán)境的保護(hù)，在有噪音的時候不得在深夜施工，不能干擾周邊居民的休息。

各項改性瀝青粘層材料指標(biāo)性能必須滿足設(shè)計圖紙的要求以及和施工規(guī)范的規(guī)定?；鶎訃姙⑦^后，粘層油應(yīng)該形成均勻的迷霧形態(tài)，在路面總寬度范圍內(nèi)均勻的攤鋪分布，厚度稍微薄，約1cm。不得將粘結(jié)層漏空或形成一條條的形狀，堆積現(xiàn)象也不應(yīng)該有。如果路面基層噴灑不足的話，要進(jìn)行補(bǔ)充灑布，應(yīng)刮除造成噴灑過量的地方，灑布不得污染與道路銜接的其他構(gòu)造物。

在乳化瀝青生產(chǎn)過程中，應(yīng)對原材料進(jìn)行抽樣檢驗，必須按表1規(guī)定的檢查項目進(jìn)行檢驗。

表1 施工過程中材料質(zhì)量檢查的項目與頻度

4 工程應(yīng)用實踐

4.1 項目概況

福州鼓樓區(qū)五一路（東大路-新玉環(huán)）、五四路（東大路-華林路）、六一路（華林路-閩江大橋）這三條道路均位于福州市中心，是福州市中心城區(qū)的主要干道。三條道路均為南北走向，其中五一路和五四路首尾相連，六一路緊鄰五一路和五四路，與五一路和五四路平行（如圖1紅線所示，左邊為五四路和五一路，右邊為六一路）。三條道路穿過福州市的核心城區(qū)，道路兩側(cè)商賈云集，人流集中，是福州市最重要的商業(yè)中心，福建省人大政協(xié)等政府機(jī)關(guān)也位于道路兩側(cè)，項目路段交通地位非常重要。因而，本次加鋪工程不僅需要保證道路的使用功能，同時還要考慮道路的景觀功能，提升福州市的市容形象。

本項目三條道路橫斷面均為雙向六車道加兩條非機(jī)動車道，路面結(jié)構(gòu)主要以水泥路面上加鋪瀝青路面的復(fù)合式路面為主。由于上次瀝青路面加鋪后已運(yùn)行多年，且所承受的城市交通量非常大，因此，近年來，道路服務(wù)水平有所下降，出現(xiàn)了反射裂縫、網(wǎng)裂、麻面等不同程度病害，給城市交通帶來了諸多不便，也影響了福州市的城市形象；且目前采用的普通瀝青面層的行車噪音較大，影響道路兩側(cè)群眾的工作和休息，因此，對本項目路段的改造迫在眉睫。

圖1 項目地理位置圖

4.2 現(xiàn)狀道路調(diào)查

1）調(diào)查目的與內(nèi)容

路基橫斷面調(diào)查的目的是通過斷面調(diào)查，明確現(xiàn)有道路的路基路面寬度、道路等級，為改造工程量的估算、道路現(xiàn)狀通行能力的分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，通過對道路兩側(cè)障礙物（路側(cè)余寬）的調(diào)查，路面破損情況等等為道路加鋪方案的確定提供決策依據(jù)。

2）路面狀況調(diào)查

通過對老路竣工資料的查閱得知，五一路、五四路以及六一路經(jīng)過多次改造，路面結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，涉及的路面結(jié)構(gòu)形式較多，其中最主要的路面結(jié)構(gòu)如下：

五一路機(jī)動車道路面結(jié)構(gòu)為：結(jié)構(gòu)一：22cm水泥混凝土面層+土工布貼縫+5cmAC-16+4cm改性瀝青SMA13；結(jié)構(gòu)二：25cm-30cm水泥穩(wěn)定砂礫基層+8cmAC-25+4cm改性瀝青SMA13。

五一路非機(jī)動車道路面結(jié)構(gòu)為：結(jié)構(gòu)一：22cm水泥混凝土面層+土工布貼縫+5cmAC-16+4cmAC-13；結(jié)構(gòu)二：25cm水泥穩(wěn)定砂礫基層+8cmAC-25+4cmAC-13。

五四路機(jī)動車道路面結(jié)構(gòu)為：22cm水泥混凝土面層+土工布貼縫+5cmAC-16+4cm改性瀝青SMA13。

五四路非機(jī)動車道路面結(jié)構(gòu)為：25cm水泥穩(wěn)定砂礫基層+7cm舊粗粒式瀝青碎石+4cm舊中粒式瀝青混凝土+5cmAC-25+4cmAC-13。

六一路機(jī)動車道路面結(jié)構(gòu)為：結(jié)構(gòu)一：舊水泥混凝土面層+4cm-8cm改性瀝青AC-13；結(jié)構(gòu)二：舊水泥混凝土路面+4cm-8cmAC-16+4cm改性瀝青AC-13；結(jié)構(gòu)三：舊水泥混凝土路面+8cm-50cm水泥穩(wěn)定砂礫基層+5cmAC-16+4cm改性瀝青AC-13；結(jié)構(gòu)四：舊水泥混凝土路面+4cm-8cmAC-16+5cmAC-16+4cm改性瀝青AC-13；結(jié)構(gòu)五：砂基+20cm山皮石基層+30cm水泥穩(wěn)定砂礫+5cmAC-16+4cm改性瀝青AC-13。

3）舊路路面主要病害情況

病害現(xiàn)場情況見圖2、圖3、圖4、圖5，將三條道路的部分路面病害照片列入下文：

圖2 機(jī)動車道反射裂縫圖

圖3 非機(jī)動車道裂縫情況圖

圖4 網(wǎng)裂沉陷圖

圖5 網(wǎng)裂沉陷圖

通過老路病害調(diào)查發(fā)現(xiàn)：六一路老路狀況總體而言較五一路和五四路要差，主要病害為縱橫向反射裂縫、網(wǎng)裂、沉陷、麻面等。而五一路和五四路則主要是橫向反射裂縫，其他病害較少見。因而，對反射裂縫的處治是本項目的重點之一。

4.3 改造設(shè)計方案

1）改造設(shè)計原則

福州市五一路、五四路、六一路路面改造工程必須遵循的原則：①改造目的：五一路、五四路、六一路路面加鋪改造是為改善道路行車的安全性、舒適性，同時可改善道路周邊的噪音狀況，提升福州市城市形象。要求改造后的道路能夠提供快速、安全、舒適的服務(wù)，同時還能起到降噪和與美化環(huán)境的作用；②重視舊路面的病害處理：五一路、五四路、六一路三條道路舊路面主要采用水泥路面加鋪瀝青路面的復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)。由于加鋪時間接近十年，舊路面已出現(xiàn)不同程度病害，特別是由于舊水泥路面損壞反射到瀝青面層的縱橫向裂縫和網(wǎng)狀裂縫，必須徹底處理，方能保證新加鋪瀝青路面的耐久型；③增強(qiáng)新舊路面間的粘結(jié)能力；④提高路面高溫穩(wěn)定性：⑤路面的降噪性能：本工程位于福州市核心城區(qū)，人口稠密，高樓林立，過大的行車噪音將嚴(yán)重影響道路兩側(cè)群眾的生產(chǎn)生活，因而，必須注意路面的降噪功能；⑥減少水損害問題；⑦路面美觀問題：三條道路穿過福州市的核心城區(qū)，道路兩側(cè)商賈云集，人流集中，是福州市最重要的商業(yè)中心，福建省人大政協(xié)等政府機(jī)關(guān)也位于道路兩側(cè)，項目路段交通地位非常重要。因而，本次加鋪工程不僅需要保證道路的使用功能，同時還要考慮道路的景觀功能，提升福州市的市容形象。

2）路面設(shè)計

①原路面頂面當(dāng)量回彈模量

利用東南大學(xué)編制的HPDS2006路面設(shè)計系統(tǒng)軟件，對本次維修工程的舊路面頂面當(dāng)量回彈模量、設(shè)計彎沉、容許拉應(yīng)力、加鋪層厚度進(jìn)行了計算。

根據(jù)現(xiàn)場實測回彈彎沉，計算得到五一路、五四路、六一路舊路面頂面當(dāng)量回彈模量如表2。

表2 舊路面頂面當(dāng)量回彈模量計算值(單位:MPa)

②設(shè)計彎沉

五一路、五四路、六一路均以通行小車為主，大型車倆主要為公交客車。按每天通行2000輛大型客車計算，以設(shè)計壽命5年計，設(shè)計年限內(nèi)累計標(biāo)準(zhǔn)軸次約為95萬次，為輕交通道路；以設(shè)計壽命10年計，設(shè)計年限內(nèi)累積當(dāng)量軸次約為200萬次，為輕交通道路。本次設(shè)計利用HPDS2006路面設(shè)計系統(tǒng)和設(shè)計壽命5年和10年的不同條件得到的累積標(biāo)準(zhǔn)軸次作為設(shè)計參數(shù)，計算得到以上三條道路壽命5年時的設(shè)計彎沉為38.2，壽命10年時的設(shè)計彎沉為 32.2。

③設(shè)計參數(shù)及結(jié)構(gòu)厚度計算

各結(jié)構(gòu)層設(shè)計參數(shù)見表3。

表3 各結(jié)構(gòu)層設(shè)計參數(shù)取值(單位:MPa)

④計算加鋪層厚度

本次設(shè)計采用HPDS2006路面設(shè)計系統(tǒng)，對瀝青加鋪層厚度進(jìn)行了計算，計算結(jié)果如表4。

表4 加鋪層厚度計算結(jié)果(單位:mm)

根據(jù)表4計算結(jié)果可知，為滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求，設(shè)計年限為5年時，五一路、五四路和六一路需要加鋪瀝青層厚度分別達(dá)到96mm、117mm、211mm，設(shè)計年限為10年時，五一路、五四路和六一路需要加鋪瀝青層厚度分別達(dá)到137mm、155mm、249mm。但是，如果僅按計算加鋪厚度進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，路面維修的造價太高，工期太長、對交通影響大，路面標(biāo)高增加太高，對周圍排水造成很不利的影響。因而，本次設(shè)計還考慮到盡量減少對交通干擾、減少對路面排水的不利影響，以及采用不同的層間粘結(jié)材料、防反射裂縫措施、以及是否采用改性瀝青等條件，對設(shè)計厚度進(jìn)行了調(diào)整，并確定了推薦的路面結(jié)構(gòu)組合。

⑤結(jié)構(gòu)組合設(shè)計

五一路、五四路方案：首先對原路面進(jìn)行灌縫處理，并對明顯沉陷翻漿的路段進(jìn)行挖補(bǔ)后，采用50cmSBS改性瀝青防水卷材對舊路面進(jìn)行貼縫處理，然后灑布改性乳化瀝青粘層，最后加鋪4cm改性瀝青SMA-13C。方案優(yōu)點：施工速度快，造價較低。但路面抗裂性、耐久性能較差。

六一路方案：首先對原路面進(jìn)行灌縫處理，并對明顯沉陷翻漿的路段進(jìn)行挖補(bǔ)。對于由綠化帶改為行車道的車道，由于路基差，首先將該車道路面銑刨20cm，然后采用20cmATB-20瀝青混合料進(jìn)行恢復(fù)。然后采用50cmSBS改性瀝青防水卷材對舊路面進(jìn)行貼縫處理，再灑布改性乳化瀝青粘層，最后加鋪6cm改性瀝青AC-20+4cm改性瀝青SMA-13。方案中，方案一施工最簡便，防裂性能、耐久性能好，ATB-25造價略高于C15混凝土，但不需要養(yǎng)生，施工最快，對交通影響小。

5 結(jié) 語

本文在對國內(nèi)外城市在役道路路面病害分類、分級的基礎(chǔ)上，對在役舊路路面改建施工技術(shù)進(jìn)行了分析。以福州市道路改造工程為工程實例，進(jìn)行了實例分析，提出了詳細(xì)改造設(shè)計方案，處治結(jié)果滿足設(shè)計和使用要求，表明提出的改造設(shè)計方案合理可行。

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Study on reconstruction plan and treatment technique of urban road

Aiming at the characteristics of many types of pavement diseases in urban road, the urgency of treatment, based on the classification and classification of road pavement diseases in service in cities at home and abroad, the existing construction technology of old pavement rebuilding in service is analyzed in this paper． More over, the road reconstruction project in Fuzhou city is taken as an example． The investigation of the existing road surface is carried out and a detailed design scheme is provided, which can provide reference for the similar project．

road in service；road disease；alteration；treatment

U412．37

B

1003-8965(2017)01-0076-05