旧水泥混凝土路面改造技术探讨

邓海涛

摘要：近年来，城市道路现有的水泥混凝土路面，有相当一部分己经接近甚至超过设计年限，其使用性能和承载能力不断降低，不能满足日益增长的交通及经济要求。当原有路面需要提高等级时，对不符合技术标准的路段应进行路面加宽、提高路基强度、调整纵坡等路线改造处理。本文结合旧水泥混凝土路面维修改造实体工程，具体分析在这些改造处理上原有水泥混凝土老路路面检测、补强措施及相应的路面加铺方案。

关键词：旧水泥混凝土路面；改造技术；沥青路面加铺

中图分类号： U416.217 文献标识码： A 文章编号：

1工程概况

随着地区经济的快速发展，其交通量也日益增加，重载交通量较大，某公路郴州过境段路面出现不同程度损坏。其典型问题是路面结构破坏严重引起路面大面积破损，填缝料失效引起路面水下渗等等。虽已进行过几次局部修补，但路面通行质量日趋下降，局部地段已影响到行车安全。为恢复其行驶功能，必须对该公路破坏严重路段进行维修改造。

2水泥混凝土路面破损调查与原因分析

为准确地评价路面板的损坏情况，找出造成路面板损坏的原因，为维修改造提供依据，对维修改造路段面层结构性损坏、行驶质量丧失、外观质量评定、整体结构寿命损失以及板块损坏情况等进行详细的调查，并在采用随机法抽样调查的基础上，对拟整治路段的路面进行了破损情况逐块调查。其主要病害为路面板连续的大面积的破碎，有的伴随有基层损坏；板块局部破损，表现为角隅断裂、板边破损；较严重的脱空、错台等局部损坏，局部路段路基严重变形。较典型的损坏情况分别见图1～图4，具体调查结果见表1。采用PCI综合法和断板率对旧水泥混凝土路面损坏进行综合评价，得到全路段综合指数PCI在20%～40%之间波动，断板率大多在10%～60%之间，表明该段水泥混凝土路面破损较严重。分析其原因主要是：路面结构受超载交通的影响较大，路面承载能力不够；施工时遗留下质量缺陷；填缝料脱落和老化现象严重，面板构造缝填缝材料失效。

图1破碎板图2 角隅破损

图3路基沉陷引起错台脱空 图4路基沉陷路面开裂

表1 调查路段路面行驶质量下降和结构破损状况

3维修改造设计

根据该路段的路面损坏特点，设计针对该路段的破损程度分段进行处治设计，主要是置换、维修已破坏的混凝土面层，稳定处治已变形或已失稳的基层；维修或换填构造缝，防止路面水进入基层；对于损坏严重的路段采用沥青混凝土进行加铺罩面；完善或疏通排水设施；修补桥面板，保证行车的安全。本着节约投资、保证质量的原则，针对不同的病害类型分别设计了水泥混凝土维修改造、沥青混凝土加铺罩面两种改造方案和其他辅助改造方案。

3.1水泥混凝土维修改造方案

(1)当板块内有2条以上的裂缝或该板块有2个以上的角损坏，或者1个角的损坏面积大于1/4板块，同时出现了错台或沉陷，或混凝土板破损后基层已损坏，先对基层进行处理和恢复标高，再进行换板处理。基层连续(单幅)长度≥20m损坏时，用6%水泥稳定碎石修补基层；连续(单幅)长度＜20m损坏时，用C15水泥混凝土修补基层。如板下基层清除，发现底基层结构已破坏或路基已经变形，则先处理路基：采用级配砂砾石对路基变形部分进行换填，底基层用25cm厚5%的水泥稳定碎石、基层用18cm厚6%水泥稳定碎石填筑。

(2)当板块内有2条以上的裂缝或该板块有2个以上的角损坏，或者1个角的损坏面积大于1/4板块，但基层完好，面板裂缝在3条以内，且板块未活动时进行裂缝维修，暂不换板。

(3)当水泥混凝土面板内仅有1条贯穿裂缝，或1个角破损，且破损板角的面积小于1/4块板的面积时，只进行板块的局部更换，但在同一块板内不能有2块修补块。

3.2沥青混凝土加铺罩面方案

(1)对于路基良好、无滑坡、板块损坏较多的情况，先对旧水泥混凝土路面进行处理，更换破碎板，清除旧混凝土表面的松散碎屑、油迹和泥土，接缝和裂缝采用土工布T010/140处治，然后在上面铺筑沥青混凝土。补强采用抗折强度不小于4.5MPa的水泥混凝土。沥青混凝土加铺罩面改造方案为：旧水泥混凝土路面＋6cm AC－20＋4cm AC－13。

(2)路基沉陷、滑坡、板块损坏严重，需进行大面积处理时，在滑坡处理以后，清除已移动和已破碎的水泥混凝土面板，夯实路基后根据清除板块长度，20m以上的用5%水泥稳定粒料层填补，20m以下的用C15水泥混凝土填补，然后加铺水泥稳定碎石层，再加铺沥青混凝土。其改造方案为：旧水泥混凝土路面＋15cm水泥稳定碎石＋6cmAC－20＋4cmAC－13。

3.3辅助改造方案

(1)裂缝维修根据损坏严重程度分别处治。当板内有裂缝而不需要换板时，只进行裂缝维修。对于裂缝宽小于等于1.5cm的缝或当缝宽大于1.5cm但裂缝处无翻浆时，先进行清缝，然后用优质填缝料进行封缝。清缝时，缝壁应垂直，如缝宽小于0.5cm，则扩缝宽度为0.6～1.0cm，深度为2.5～3.0cm；如缝宽大于0.5cm，则扩缝宽度为1.0～2.0cm，深度为3.0～3.5cm。当缝宽大于1.5cm，若裂缝处棱角掉块严重，雨天缝中翻浆，板下有脱空现象，影响了行车安全和舒适性，则根据板内其他破损情况分别按板角修补、板边修补或换板修补等方案进行修复。

(2)对拟整治路段的构造缝进行清缝、填缝等恢复处治。在水泥混凝土板维修后，对采用水泥混凝土修补路段的构造缝进行重新灌缝处理。

(3)如水泥混凝土板出现了错台，但板块完好，这时根据错台高差进行整治。当错台高差≤10mm时，用切削机具凿除错台，修补面纵坡变化应控制在1%之内；当错台高差＞10mm时，应进行换板处理。

(4)当水泥混凝土板块有脱空现象或板块唧泥严重应采取灌浆措施，以加强板下支撑。脱空位置的确定采用目测法。当重载车驶过水泥混凝土板的接缝处能观察出上下位移或有唧泥现象或板块已经松动，但又不宜将其置换时，采取灌浆处理。

(5)对沿线的边沟和排水沟进行清理，将沟内淤积的杂物清除干净，对局部损坏的排水系统进行恢复。

4维修改造施工

为保持维修后路面行驶以及表面质量的一致，维修材料尽量采用与原路面结构设计、施工标准相同的材料。置换板设计弯拉标准强度为4.5MPa，配制强度为4.95～5.17MPa。为了防止置换板由于收缩量过大以致和旧面板之间出现结构裂缝，在换板水泥混凝土中掺加微膨胀剂。水泥混凝土出料时坍落度应控制在3～5cm之间，混凝土运到现场的坍落度应控制在1～3cm之间。填缝料使用LW－3000路面专用填缝料。该材料有柔性的分子链，它的耐振动性及抗疲劳性能都很好，弹性模量较低，约为5～7MPa，适用于封闭裂缝，耐久性好，能延长结构缝的寿命。浆体材料用水泥、石灰和粉煤灰配制而成，配合比为：水泥∶石灰∶粉煤灰＝25∶20∶55。浆体成型后1d抗压强度应大于6.0MPa，3d抗压强度应大于9.0MPa。水泥采用32.5级普通硅酸盐水泥；粉煤灰应干净，其SiO2＋Al2O3＋Fe2O3的含量应小于70%，烧失量不大于10%；石灰的CaO＋MgO含量不小于65%。在浆体中掺加水泥用量3%的微膨胀剂。早强外加剂掺量为水泥用量的2%。用于基层补强的水泥混凝土为C15，配合比为：水泥∶碎石∶砂∶水∶外加剂＝260∶1390∶580∶140∶4.16。