楊亦丁
(重慶市設(shè)計院,重慶 400015)
從我國交通體系發(fā)展情況來看,交通量劇增的同時,超載、超限運輸問題長期存在,這在一定程度上直接加劇了不少早期修建的水泥混凝土路面破壞,大大縮短了道路使用壽命。因此,加強舊水泥混凝土路面維修改造方法研究十分必要。加鋪瀝青層這一處理方法施工便捷、經(jīng)濟性好,可有效改善路面使用性能,已成為水泥混凝土路面大中修的主流方法,文章主要圍繞其具體設(shè)計問題展開分析,確保路面改造質(zhì)量可靠。
我國水泥混凝土道路里程居于世界首位,水泥混凝土道路具有剛度大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點。但是早期修建的不少道路,因接近設(shè)計年限,或是受到劇增的交通量和車輛荷載的影響,出現(xiàn)了路面破損等問題,相關(guān)改建任務(wù)越加繁重。
根據(jù)實踐經(jīng)驗總結(jié)歸納可得,舊水泥混凝土路面修復(fù)改造方法主要可以分為三種:(1)清除重鋪;(2)直接加鋪面層,包括瀝青、水泥混凝土兩種路面;(3)舊水泥路面破碎穩(wěn)固后加鋪瀝青面層。
當(dāng)路面破損較輕時,可選擇直接加鋪面層的處理方法;當(dāng)路面破損嚴(yán)重時,可采取舊水泥路面破碎穩(wěn)固加鋪瀝青面層方法,甚至是清除重鋪,確保道路質(zhì)量滿足現(xiàn)代交通運行要求。在條件允許的情況下,加鋪瀝青面層這一改造方法更加高效、便捷,可充分利用舊水泥混凝土路面,在改善路面性能的同時,節(jié)約了一定的資源與成本,應(yīng)優(yōu)先考慮。
舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層方法在各大改擴建項目中應(yīng)用較多,其是一種特殊路面結(jié)構(gòu),在應(yīng)力、應(yīng)變方面與一般彈性層狀體系存在較大差異,因此加強相關(guān)設(shè)計研究具有重要意義。下文主要從舊路調(diào)查評價、加鋪方法選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計三個方面展開分析。
舊水泥混凝土路面損壞情況調(diào)查評價結(jié)果,是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)。根據(jù)相關(guān)理論與實踐經(jīng)驗總結(jié),文章將其調(diào)查評價內(nèi)容歸納為兩大部分:(1)路面損壞狀況,如表1所示;(2)接縫傳荷能力、板底脫空狀況,如表2所示。
表1 路面損壞狀況評價標(biāo)準(zhǔn)
表2 接縫傳荷能力評價標(biāo)準(zhǔn) 單位:%
(1)上述調(diào)查評價結(jié)果均顯示為優(yōu)良或中等,可在適當(dāng)處理后直接加鋪瀝青面層。
(2)上述調(diào)查評價結(jié)果顯示為次或差,考慮采用破碎加鋪方案,確保路面質(zhì)量滿足要求。
(1)瀝青加鋪層厚度計算。舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層結(jié)構(gòu)設(shè)計中,加鋪層厚度的確定是關(guān)鍵,其主要受到行車荷載、反射裂縫等因素的影響。①對原路面當(dāng)量回彈模量進(jìn)行計算分析。結(jié)合《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D50—2017)確定路面計算彎沉值,通過擬合試算確保路面計算彎沉值滿足規(guī)范值,初步確定瀝青加鋪層厚度;②考慮反射裂縫問題,瀝青加鋪層厚度需≥70mm;③當(dāng)計算所得瀝青加鋪層厚度>180mm,需合理增加基層厚度,減小加鋪層厚度值,保證結(jié)構(gòu)合理受力。
(2)夾層設(shè)計。在加鋪瀝青層結(jié)構(gòu)設(shè)計時,為避免發(fā)射裂縫的發(fā)生,夾層設(shè)計發(fā)揮著重要作用,其主要包括橡膠瀝青應(yīng)力吸收夾層、聚酯玻纖布夾層、玻璃纖維格柵夾層,可結(jié)合項目特點、施工條件、造價情況合理選擇。從工程實踐來看,玻璃纖維格柵+防水封層應(yīng)用較多,此方案施工便利,放射裂縫控制效果良好。
文章以某水泥混凝土道路改建工程為例展開分析。此道路位于校區(qū)內(nèi),修建較早,目前已經(jīng)出現(xiàn)局部斷板、坑槽、裂縫等問題。部分路段曾經(jīng)采取水泥混凝土面層加鋪維修方法,存在銜接不順暢、高差的情況,道路美觀度差、行車舒適性差,為改善路面質(zhì)量,決定統(tǒng)一進(jìn)行舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層處理。
該項目在對舊水泥混凝土路面病害情況進(jìn)行全面調(diào)查評價的基礎(chǔ)上,將其分為3種類型,分別提出相應(yīng)的處理方案。
方案一:舊水泥混凝土路面破損程度輕,主要病害為少量裂縫,采取灌縫處理方案。
方案二:舊水泥混凝土路面破損程度中等,主要病害為裂縫、局部破碎、斷角,采取橫向切除損壞混凝土面板+18cm水泥混凝土處理方案。
方案三:舊水泥混凝土路面破損程度重,主要病害為大面積破碎、貫通斷裂、錯臺、脫空等,采取整塊板清除+18cm水泥混凝土處理方案。
(1)設(shè)計指標(biāo)。該項目為校區(qū)道路,路面結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)如表3所示。
表3 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)
(2)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方案?;诼访婺途眯浴⒔?jīng)濟性綜合分析,該項目車行道路面加鋪結(jié)構(gòu)設(shè)計方案為3cm厚AC-13C型細(xì)粒式SBS改性瀝青混凝土+5cm厚AC-16C型中粒式瀝青混凝土+防裂貼處理。
(3)抗裂貼設(shè)計方案。該項目嚴(yán)格根據(jù)路面裂(接)縫情況選擇抗裂貼規(guī)格,具體性能指標(biāo)要求如表4所示。設(shè)計方案:①裂(接)縫寬度1~3mm,抗裂貼寬度24cm;②裂(接)縫寬度3~5mm,抗裂貼寬度32cm;③裂(接)縫寬度5~19mm,抗裂貼寬度48cm。
表4 抗裂貼性能指標(biāo)要求
綜上所述,舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層是一種高效、環(huán)保、經(jīng)濟的道路維修改造方法,為保證路面性能改善效果,必須全面開展舊水泥路面的調(diào)查評價工作,明確舊路面破損程度,并由此合理選擇加鋪方案,如直接加鋪瀝青層、水泥板破碎后加鋪瀝青層等。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時,應(yīng)充分考慮現(xiàn)有路面狀況、反射裂縫問題,科學(xué)確定加鋪層厚度與夾層方案,保證路面結(jié)構(gòu)受力合理、質(zhì)量可靠。