鄭 苗

（中國市政工程西南設計研究總院有限公司，四川 成都610081）

1 概 述

隨著?？谑薪鼛啄陙淼目焖侔l(fā)展，大量人流涌入城中，使得城區(qū)區(qū)域不斷向外擴張，現有的基礎設施條件已不能滿足人們的需要。特別是許多老城區(qū)的基礎設施嚴重老化，嚴重影響了城市整體面貌。因此，對其進行改造提升已迫在眉睫。

同時，為創(chuàng)建全國文明城市及國家衛(wèi)生城市，提高?？谑谐鞘杏绊懥褪忻裥腋８?，?？谑杏媱澑脑斓缆?1 條，均位于老城區(qū)，其中秀英區(qū)4 條，龍華區(qū)6 條，瓊山區(qū)6 條，美蘭區(qū)5 條。

2 道路現狀條件及檢測分析

本次改造部分道路基礎現狀調查如下：

（1）瓊山區(qū)某道路：1994年建設，道路全長7264.52 m，橫斷面寬度為42 m，原路面結構為水泥混凝土路面，局部路段為瀝青混凝土加鋪。主要問題為：路面積水；車行道下陷、網裂等；人行道破損嚴重、盲道不連續(xù)；排水管道嚴重錯位，部分段漏水，井蓋沉陷嚴重。

（2）龍華區(qū)某道路：1994年建設，道路全長3229.087 m，橫斷面寬度為42 m，原路面結構為水泥混凝土路面，局部路段為瀝青混凝土加鋪。主要問題為：車行道路面部分毀壞、平整度不佳；人行道部分損壞；盲道缺失或者不連續(xù)；路燈陳舊、燈桿銹蝕，亮度滿足不了照度標準；檢查井沉降；果皮箱不夠完善；缺少消防栓；道路標志標線不夠完善；部分路段綠化達不到標準。

（3）美蘭區(qū)某道路：1996年建設，道路全長2873.16 m，橫斷面寬度為45 m，原路面結構為水泥混凝土路面，局部路段為瀝青混凝土加鋪。主要問題為：行車道缺少雨水口，雨天時積水嚴重；人行道不連續(xù)，有破損、下陷及部分缺失等病害，盲道被截斷不連通；行車道缺少雨水口，雨天時積水嚴重。

通過路面病害調查、鉆芯取樣、路面雷達、彎沉、路面抗滑5 個方面的專業(yè)機構檢測工作，根據路面狀況指數（PCI）確定路面損壞量，采用平整度來評價路面行駛質量指數（RQI），路表回彈彎沉值確定現狀道路路面的承載能力，橫向力系數（SFC）來評價抗滑系數（BPN 或SFC）。結合以上指標確定路面綜合評價指數（PQI）。

以龍華區(qū)為例，表1 為龍華區(qū)某道路路面狀況調查評定表；圖1、圖2 為龍華區(qū)部分路面出現的板塊破碎、錯臺、坑槽現象。

表1 龍華區(qū)某道路路面狀況調查評定表

圖1 板塊破碎、錯臺

改造項目道路病害情況小結：

（1）機動車道路面結構為水泥混凝土基層+ 級配碎石底基層。通過彎沉檢測對機動車道路面結構強度進行評定，評定結果為足夠和臨界；使用路面雷達對行車道進行檢測，檢測結果為機動車道水泥混凝土路面的結構層中出現輕微程度的破損狀況。

圖2 坑槽

（2）機動車道為舊水泥混凝土路面，局部路段進行過多次修補，路段交通流量大，損壞嚴重，主要病害為為脫皮露骨、坑洞、錯臺、接縫破損、積水等。

（3）根據路網現狀及存在病害情況，建議對彎沉特異點路段的基層、底基層進行補強后新加鋪結構層，以確保路面整體穩(wěn)定及延長使用年限。

3 道路路面結構計算及改造方案

3.1 路面結構計算

由于水泥混凝土路面損壞嚴重，本次設計采用修補原水泥混凝土路面后鋪筑瀝青路面的方式進行路面改造。

經過核實資料，原混凝土板已使用8 a，剩余設計基準期為7 a。原混凝土板厚度為0.26 m，板塊長度5 m，彎拉強度為4.5 MPa，彈性模量29000 MPa，材料疲勞指數為0.057，舊面層接縫應力折減系數為0.87，基層頂面當量回彈模量ET=100 MPa。?？谑械貐^(qū)公路自然區(qū)劃為Ⅳ區(qū)，面層最大溫度梯度為86 ℃/m，混凝土線膨脹系數采用10×10-6/℃。

根據相關參數，采用HDPS 2011 版計算軟件對舊混凝土路面加鋪層進行設計計算。其中，變異水平的等級為中級，可靠度系數取值為1.05，加鋪層類型為瀝青混凝土。

計算路面承受的交通荷載等級時，行駛方向分配系數采用0.5，車道分配系數采用0.6，輪跡橫向分布系數采用0.35，交通量年平均增長率為4%。交通量計算情況見表2。

表2 交通量計算情況

根據HDPS 軟件計算的舊路面剩余設計基準期內設計車道上設計軸載累計作用次數為37069 次，路面承受的交通荷載等級為中等交通荷載等級?？紤]可靠度系數后, 舊混凝土面層綜合疲勞應力為2.35 MPa，該值小于或等于舊面層混凝土彎拉強度；舊混凝土面層最大綜合應力為2.02 MPa，該值小于或等于舊面層混凝土彎拉強度。因此未破碎的混凝土板可以提供相應的承載能力，滿足路面結構極限狀態(tài)要求的瀝青混凝土加鋪層為100 mm 設計厚度。

3.2 路面結構改造方案

根據以上計算，瀝青混凝土加鋪層設計厚度為100 mm。結合當地高溫多雨，全年日照時間長的氣候，以及水文、地質、材料等因素，本工程設計了3 種瀝青路面結構形式進行比選。

方案一：瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）路面結構。SMA 是含有粗集料、細集料、礦粉的間斷級配混合物，三者占比為70%：20%：10%。粗集料相互接觸，構成骨架；瑪蹄脂填充骨架內空隙，形成不透水的密實結構[1]。但相較普通瀝青混合料，SMA 瀝青混合料的瀝青用量多了1%以上，礦粉用量多1～2倍。道路面結構由上至下依次為：4 cm 改性瀝青混凝土SMA-13、乳化瀝青黏層油（PC-3）、6 cm 中粒式瀝青混凝土AC-20C、1 cm 橡膠瀝青應力吸收層、經機械銑刨舊路瀝青面板找平并打毛清洗后的舊水泥混凝土路面板（補強后）。

方案二：傳統改性瀝青混凝土（AC）路面結構。AC 是密實-懸浮結構，其中細集料占主要部分，粗集料懸浮其中，馬歇爾穩(wěn)定度較高[2]。道路面結構由上至下依次為：5 cm 中粒式改性（SBS）瀝青混凝土（AC-16）、乳化瀝青黏層油（PC-3）、8 cm 粗粒式瀝青混凝土（AC-25C）、1 cm 橡膠瀝青應力吸收層、經機械銑刨舊路瀝青面板找平并打毛清洗后的舊水泥混凝土路面板（補強后）。

方案三：新型橡膠瀝青混凝土（AR-AC）路面結構。AR-AC 是用橡膠粉粒與瀝青在高溫（180 ℃以上）條件下進行混合，并添加高聚合物作為改性劑的新型材料。橡膠瀝青不僅具有高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗老化性、抗疲勞性、抗水損壞性等性能[3]，同時可以將廢舊輪胎作為橡膠膠粒，實現廢物利用，具有環(huán)保性，是較為理想的環(huán)保型路面材料。AR-AC 主要應用于道路結構中的應力吸收層和表面層中。道路面結構由上至下依次為：5 cm 橡膠瀝青AR-AC-13、1 cm 橡膠瀝青應力吸收層、經機械銑刨舊路瀝青面板找平并打毛清洗后的舊水泥混凝土路面板（補強后）。

3 種方案對比見表3。

表3 綜合性能及單位造價比較表

綜合以上要素，SMA 混合料路面較傳統瀝青混凝土路面的車轍量少、受水侵害少，在提供良好抗滑表面的同時，還可以降低行車產生的噪音，且鋪裝厚度薄，有較好的經濟性。橡膠瀝青混凝土是近年來國內才開始應用的新型路面改造技術，其厚度薄，施工速度快，各項性能較SMA 及AC 均有優(yōu)勢，是今后路面改造技術發(fā)展的新方向。但因橡膠瀝青混凝土施工技術含量高及需要專門拌合站，導致目前該類型路面質量差距較大，建造風險較大。因此本工程推薦使用SMA 混合料進行路面改造和加鋪。

為延緩或避免原水泥混凝土路面裂開后影響至后加鋪的瀝青面層上，產生反射裂縫，對舊水泥混凝土路面均設置橡膠瀝青應力吸收層。

其相關指標如下：

（1）橡膠瀝青技術要求：所用基質瀝青、膠粉及成品的各技術要求與AC 相同。

（2）集料技術要求：采用破碎后的玄武巖作為集料并控制相關顆粒含量，以確保集料質量，若集料含有灰土，必須預先以水清洗潔凈并干燥。 粒徑為9.5～13.2 mm。為加強與橡膠瀝青的結合，碎石需預先裹附，且儲存不超過2 周。

（3）材料用量：宜通過試驗路確定，集料和橡膠瀝青灑布量一般是（14±2）kg/m2和2.4～2.6 kg/m2。

（4）為保證連續(xù)施工，SAM I 層施工過程中至少需要2 臺瀝青灑布設備和2 臺集料灑布設備。

4 道路病害處理方案

4.1 原瀝青路面病害處理設計

但現有瀝青路面為原路面損壞時直接加鋪，面積較小，且目前大部分已出現車轍、坑槽等病害；對原瀝青路面進行刨除，再加鋪瀝青面層。

（1）裂縫處理。采用毛刷、小錘等處理干凈瀝青兩側，再采用乳化瀝青進行灌封，用于封閉裂縫。

（2）下陷、網裂等病害。經專業(yè)檢測機構，產生病害的原因分為基層和面層兩方面，需采取不同方式進行處理。對于原瀝青面層破壞：刨除原瀝青面層，并采用水泥穩(wěn)定碎石找補，使其與現狀路面齊平。對于路面基層破壞：挖除老路瀝青面層及基層，修復基層后，最后整體加鋪瀝青面層及基層。基層回填材料由施工現場確定，若面積較小，無法采用大型機械進行壓實時，選用C15 貧混凝土，否則應采用水泥穩(wěn)定碎石，大型機械進行壓實。

4.2 原水泥混凝土路面病害處理設計

水泥混凝土路面病害類型主要有4 類：

（1）斷裂型（包括縱向裂縫、橫斜向裂縫、角隅，交叉裂縫或斷裂板）：本項目中出現較多的為斜向裂縫，且寬度不一致，故對于寬度小于3 mm 的裂縫采用瀝青材料灌注；大于3 mm 的裂縫采用環(huán)氧樹脂等直接灌漿；對于貫穿性裂縫，則采用條帶罩面。

（2）豎向位移型（沉陷、脹起）：本項目主要表現為沉陷，由于數量較少且范圍較小，本次設計采用拆除相應板塊，對路基采用C15 混凝土補強后，進行換板處理。

（3）接縫型（包括填料破壞、縱縫張開、唧泥脫空、錯臺、接縫碎裂、拱起）：本項目出現該類型較多，主要為唧泥脫空、錯臺以及填料破壞等。對于唧泥脫空，需要依據專業(yè)機構的彎沉檢測為基礎，對彎沉差0.2～0.4 mm 的板塊采用淺層壓漿，對彎沉差0.4～0.6 mm 的板塊采用深層壓漿。對于板底脫空，需根據板塊大小和沉陷大小進行判斷，板小、沉陷大采用換板處理，板大、沉陷小采用壓注水泥漿液進行處理。對于錯臺，本項目現場出現范圍較小，磨平法可適用，即將兩側板塊中高的一側采用機械進行削磨，直至兩板標高一致，并進行此處填縫料的養(yǎng)護。

（4）表面型（包括磨損和露骨、紋網裂和起皮、活性集料引起得網裂、坑洞）[4]：由于舊水泥混凝土路面表面的起皮和麻面增加了摩擦性，有利于瀝青與其表面的結合，在加鋪瀝青面層的項目中，可不予單獨處理。

4.3 舊路面挖除或拼接設計

（1）新舊路面板的銜接。新建路面板以接順原有路面板的標高為原則，新建路面板的橫、脹縫應與舊路面板劃分一致。為增強新舊板塊之間的協同工作性，需要在新舊路面板銜接處進行縱向植筋處理。

（2）路面橫向銜接過渡。原路面加鋪罩面施工，與橫向相接的一般路段產生高差，需要進行銜接過渡。如與瀝青混凝土路面相接，采取刨除被銜接路段4 cm 的面層，分層攤鋪過渡；如與水泥混凝土路面相接，采取挖除部分被銜接路段的水泥混凝土板10 cm，分層攤鋪過渡。

（3）兩側分隔帶。對于需要挖除側分隔帶的路段，應首先拆除路緣石，然后移栽花木，挖除填土至設計標高，如該范圍內路基填土不滿足要求，應進行處理之后再鋪筑面層結構。

（4）人行道挖除。人行道全線挖除重建。

（5）其他設施挖除。原有行道樹、交通標志、路燈等需要相應的挖除或遷移。

5 結 語

市政道路舊路面提升改造是現階段提高城市形象，增加市民幸福感的一種重要形式，不同路面病害處治需從路基根源著手，采用不同的處治方法，才能保證道路使用壽命，滿足道路交通運行能力的基本需求。