浅析旧水泥混凝土路面改造方案

李杰峰

【摘要】随着交通流量及其行驶频度的逐渐增长，对城市道路的要求也在逐步的提高，而道路水泥混凝土路面直接影响着城市道路的使用寿命。本文主要分析了水泥混凝土路面的现状及其相应病害的原因，并对于旧水泥混凝土路面的改造方案进行了设计，希望能够产生积极的影响。

【关键词】水泥混凝土；路面改造；方案；病害原因

中图分类号：TU528.45文献标识码： A 文章编号：

1.前言：

水泥混凝土路面具有造价底，施工工艺简单与优点。在我国公路交通运输网中，占有相当重要的位置。但水泥混凝土路面也存在着乘车舒适性差，后期养护工程量大，维修费用高与诸多问题。目前，许昌市区水泥路面约40KM，基本上是上世纪八十年代中期至九十年代初建成的。如今，大部分路段已出现表面磨损，光滑，断角，断板，脱空与病害。市政管养中心普遍采用的是挖除破损板块与快速修补混凝土技术，对于破坏比较严重的路段，多采用拆毁重建的方法来处理。这些补救措施造价较高，在养护资金日益紧张的情况下，探索一种既经济又适用的合理改造方案，无疑是十分有益的。

2.水泥混凝土路面的现状和结构形式

2.1水泥混凝土路面的现状

由于我国水泥、黄沙和碎石等材料丰富，筑路用优质沥青较少，水泥混凝土路面在各种等级的公路上得到普遍的推广。

但是，众所周知，由于我国经济发展迅猛，通车几年的公路，其实际车流量就已超过设计年限末的交通量，加之车辆超载现象普遍，公路部门又未能有效制止，水泥混凝土路面病害发展势头迅猛，而且数量较大。一方面养护资金有时不是十分充足，有些病害不能及时修复；另一方面，由于道路建设任务繁重，对道路养护普遍不够重视，参与道路养护的多是些经验不足责任心不强，无法准确判断病害的原因，不能拟订出正确的出处治方案，水泥砼路面病害得不到正确的修复，很快又会重新萌发，导致了又坏，坏了又修的恶性循环，既浪费养护资金，又加重病害程度。

2.2水泥混凝土路面的结构形式

水泥混凝土路面结构一般由水泥砼面层、基层、底基层、和垫层组成。通常基层采用水泥稳定类材料、二灰稳定类、级配碎砾石等材料铺筑，底基层除上述材料外，也可采用水泥稳定土、石灰稳定土、二灰稳定土、石灰工业废渣或其它适宜的当地材料铺筑。在潮湿状态路基处，才设置水稳性好的粒料类垫层。

众所周知，水是道路的天敌，过去设计施工的基层和底基层材料普遍怕水，不耐冲刷。某些道路排水设施存在先天不足。

3.水泥混凝土路面病害的种类和原因

3.1病害的种类

水泥混凝土路面病害的主要类型如下：

（1）断裂类病害

分为纵横向断裂、斜向断裂和角隅断裂。

（2）竖向位移类病害

分为沉陷、胀起两种。

（3）接缝类病害

分为填缝料损坏、纵向接缝张开、唧泥和板底脱空、错台、接缝碎裂、拱起。

（4）表层类病害

分为磨损和露骨、纹裂、网裂和起皮、活性集料引起的网裂、粗集料冻融裂纹、坑洞。

在以上四类病害中，最常见也是最影响行车质量的是断裂类病害和接缝类病害，日常养护的重点也应该放在这里。

3.2病害产生的原因

为防止路面破坏，必须将路面切割设置伸缩缝和胀缝。水泥混凝土板受风吹日晒雨淋，填缝料必然开裂，雨水会从中央分隔带、缩缝和胀缝处渗入，积滞在脱空区。在重载车辆的作用下，车轮驶过板体回弹时，形成真空，这种负压进一步将水泵入已形成的原始脱空区，随着混凝土板下水的积累，基础材料趋向于自由水饱和状态，开始表现为少量的冒清水现象。在重载车辆频繁的作用下，板后方的边缘和角隅先向下弯沉，将脱空区内滞留的水挤向前方，而后车轮行驶到板前方时，又将水挤向板后方。移动荷载引起的水动压力，使基层联结较弱的胶结料受到冲刷，并随着水的被挤出而被带出，即产生唧泥现象。

4.带条罩面法：

处理旧水泥混凝土路面的常规方法是直接对旧水泥混凝土路面用沥青混凝土进行罩面。这种罩面方法往往完工后不久便出现较多的反射裂缝，造成罩面达不到应有的服务年限，且因其过多地提升了原有路面的标高，改建工程量较大，以及造价高昂等因素，已逐渐被淘汰。

目前，在高温多雨的南方，对旧水泥混凝土路面的改建大多采用的是带条罩面法。即在旧水泥混凝土路面破损及缝隙处采用道路专用土工布或纤维栅粘贴处理后，采用高品质沥青或改性沥青混凝土（表处）超薄罩面。这种方法依据所用材料的不同又可分为加铺土工格栅处理法和加铺土工布处理法。

5加铺土工格栅处理法：

5.1原理及其特点：

该方法的工作原理是利用土工格栅自身较高的抗拉强度，承担部分车辆对路面的剪切应力；同时作为一个刚体，隔离原有地面的反射裂缝向上发展。经过土工格栅处理后的路面具有较高的抗剪强度，能在一定程度上抑制剪切型反射裂缝的发展。

5.2施工工艺：

（1）清扫路面，除去灰尘及杂物，用沥青砂或灌缝材料填充裂缝。

（2）采用沥青碎石调整路拱坡度，铲除路面上锐圆尖的突出部分。

（3）均匀喷洒热沥青，范围要比土工格栅多出10cm。

（4）平整铺设土工格栅。

（5）摊铺沥青混合料。

（6）碾压成型。

5.3成本分析：

土工格栅的价格为20——50元/㎡

6加铺土工布处理法

6.1工作原理及特点：

该方法主要是依靠土工布较大的变形能力和抗拉强度，吸收和扩散混凝土结构中的应力，避免应力集中现象发生；同时，浸透沥青油的土工布作为一个保温层，抑制了温度型反射裂缝 发生及其发展；另外，土工布浸透沥青粘结油后。作为一个防水层，可抑制地表水软化地基及地基毛细水向上破坏面层。加铺土工布能较好地降低了改建工程的造价，其不足之处是对于基层处理要求较高。

6.2施工工艺

（1）清扫地面，清除裂缝中杂物，用沥青砂堵塞裂缝，采用沥青碎石调整路拱坡度。

（2）路面上锐圆尖的突出部分予以铲除。

（3）喷洒粘层油，抗剥落剂掺量为0.4﹪的热沥青按1.0kg∕㎡喷洒完全，范围要比土工布多出10cm，温度为150℃——170℃

（4）铺土工布与粘层油喷洒同时开展。

注意事项：①.避免折叠弯折。②.搭接宽度15cm，搭接部分喷洒0.5kg∕㎡热沥青；③.如遇雨或路面潮湿会影响涂层粘结度，应晒干补油后方可使用；④.铺设时注意烧毛面向上；⑤.如果施工车辆的轮胎粘着布上的沥青，则可以使用少量的沙洒于轮胎前，以免把土工布卷起。

（5）摊铺沥青混凝土路面或表处理，摊铺机碾压步骤按要求严格进行。

6.3土工布成本分析

土工布价格约15元∕㎡

6.4方案经济对比

下面针对许昌市文峰路南段快车道改建工程在新旧两种方法做一简单经济分析。希望能对道路建设带来益处。

文峰路南段快车道原为混凝土路面，已大面积出现坑槽，断角与病害，改造采用的是重建方案，道路全长1500m，快车道宽14m，结构设计形式为26cm厚c40水泥混凝土板，20cm厚5％水泥稳定碎石，15cm厚水泥石灰土（12％石灰土加3％水泥）。15cm厚8％石灰土。工程造价为462万元。

如果采用加铺土工布来处理该路段，只需摊铺（1.5+4.5）cm厚改性沥青混凝土即可，也即157.5万，就可再让该路段延长使用寿命5-8年，这样可节约资金304万元，当然这样处理提升了快车道路面的标高，造成快，慢道之间形成了6cm的高差，外观上不甚美观。不过，也可以先采用铲刨机铲除6cm厚层水泥混凝土路面，然后再摊铺土工布和沥青混合料。若铲刨机铲掉1cm厚水泥混凝土按12元∕㎡计，改工艺造价308万元，仍可节约人民币154万元。

7.结语

加铺路工布是处理旧水泥混凝土路面病害的一种十分经济有效的方法。如今，该方法在上海、广州、福建等地得到不同程度的应用，效果反映良好，值得在旧水泥混凝土路面改建工程中予以推广。

【参考文献】

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[2] 刘荥,刘效尧.黄晓明.《水泥混凝土路面改建技术》[M] 北京：人民交通出版社，2006.

[3] 王永安，符冠华，张善，曹荣吉.旧水泥混凝土路面加铺改造实践研究[C].第一届全国公路科技创新高层论坛论文集,2009.