城市道路水泥混凝土路面改造加铺设计研究

温斌强

摘要：本文结合工程实例，总结旧水泥路面加铺的设计思路。介绍旧混凝土路面的检测评价过程，归纳水泥混凝土病害处理及利用方法，阐述加铺路面结构的设计思路，为其他实际工程设计提供参考。

Abstract： This article combines engineering examples to summarize the overlay design ideas of the old cement pavement， introduces the process of testing and evaluation of old concrete pavement， sums up the method of treatment and utilization of cement concrete disease， explains the design ideas of pavement overlay structure， to provide reference for other practical engineering design.

关键词：旧路面检测评价；病害处治；加铺路面结构设计

Key words： old pavement detection and evaluation；disease treatment；pavement overlay structure design

中图分类号：U416.216 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）25-0216-02

0 引言

随着中国社会经济的不断发展和交通流量增长，社会对道路交通运输要求不断提高，现有道路需要大规模地进行改造。水泥混凝土作为旧道路路面的主要材料，在开展道路改造工程时，必须对其详细调查分析，结合新建路面进行合理设计利用。文章结合工程实例，进行详细阐述。

随着中国社会经济的不断发展，道路交通流量随之增长，社会对道路交通运输要求不断提高，导致现有众多道路需要大规模地进行改造。水泥混凝土作为旧道路路面的主要材料，在开展道路改造工程时，必须对其详细调查分析，结合新建路面进行合理设计利用，方可做到资源节约。文章结合工程实例，进行详细阐述。

1 工程项目概述

本项目位于江门新会区，现状道路始建于2010年，随着城市的快速发展，交通运输需求量越来越大，同时前期道路路基并未进行软基处理导致路面沉降严重，影响行驶速度和行车稳定，原有道路交通通行能力已经无法满足道路服务水平等级要求，急需对道路进行改造。

改造项目采用城市次干道标准进行设计，设计时速V=60km/h，路线总长约为4km，道路基宽度为32m。

根据预测交通量对各级轴载进行换算得出，15年设计年限内一个车道上的累计当量轴次为1.07×107次，交通荷载等级属于重交通。

因现状道路使用年限较长，道路路基在长时间的重交通荷载下，路基沉降趋于稳定，如清除现状路面结构再新建路面会造成现有已趋于稳定的路基破坏及增加改造工程成本。根据以往工程经验，如利用现状路面结构为基础加铺新混凝土路面，效果较为明显。

本文将按此思路进行研究分析，总结工程经验。

2 现状旧路使用状况调查

现状道路使用状况调查是旧路改造重要步骤之一，只有对现状道路的使用性能和路面结构强度等了解、调查、分析、评定，才能拟定旧路面的处治原则及提出针对性的改造方案，使新旧路面结构融合，性能发挥极致。

旧路面病害调查主要包括：路面结构调查、路面破损调查、路面检测、道路现状及病害评价、路面主要病害及原因分析等。

2.1 现状路面结构调查

经过现场钻孔勘探，路面结构表现为：面层为25cm 厚水泥砼面层；基层为18cm厚5%水泥稳定石屑基层；垫层为30cm级配碎石。

2.2 道路现状评定

基于现状数据收集处理经验，本项目将路面破损调查、路面检测、道路现状及病害评价一并合为道路状况评价。

本项目现状路面为水泥混凝土，评价指标主要包括：路面损坏（PCI）路和结构强度（PSSI）。

根據《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007）要求，经现场数据采集，路段路面状况评定分析如表1。

2.3 路面主要病害及原因分析

从评定结果看，病害产生主因是前期道路软基处理不完全，道路路面在车辆重载的作用下，路面破损严重，主要病害表现为纵向裂缝、横向裂缝、板块破损、边角损坏等。

另外，道路基础在长期荷载作用下沉降已经趋于稳定。检测报告中路基（SCI）评价指标为良好。

2.4 调查结论

检测调查结果分析，路段路基符合道路交通运输承载要求。路面结构破损较多，路面结构承载力不能满足道路服务水平等级要求。

根据《公路路面养护技术规范》DB31T489-2010规定路面结构承载能力不满足现有交通的要求时，应铺筑沥青砼或水泥砼加铺层措施提高其承载能力。本项目通过方案比选，选用水泥混凝土路面作为加铺路面类型。

3 旧水泥混凝土路面病害处治

现状评定结果显示，道路路基满足使用要求，可以保持现状进行利用。同时对道路进行纵断拉坡，使路面结构合理分段利用。设计原则：轻微破损板块可以处治后作为道路基层使用，破损较严重的路段处理后成为垫层使用。

3.1 破损轻微病害处治方法

①对普通裂缝，未形成碎块的病害，采用沥青填缝处理。

②对于已形成碎块、板块折断的严重裂缝采用更换面板处理。破除旧水泥路面时，应沿着指定横向和纵向边界进行全深度切割，凿除去旧路面，使用C25修复基层，重新浇筑破损位置混凝土面层，并于面层内按规范设置传力杆和拉杆。

③对于非结构破坏，如表面起皮、露骨、剥落、麻面等，可将麻面、严重脱皮处杂质清洗干净，然后再洒上改性沥青油一层，用量为0.6～0.8kg/m，再用改性沥青补平（厚度小于5mm）。

3.2 破损严重板块病害处理

旧路改造中路面结构破损严重，无法达到行车使用时，主要是将其作为道路垫层使用。道路垫层主要起到路基排水和承载路面结构重量的作用。此类型垫层技术指标主要考虑稳定性和颗粒半径大小，打裂压稳成为首选施工方法。

打裂压稳适用于原水泥混凝土路面板脱空及板块松动明显，出现普遍的横向、纵向或斜向裂缝，唧泥、错台等病害；有明显的不均匀沉降，原路基密度不足；路基较为稳定，没有大量的水渗入，只有一部分板块碎裂严重，并出现沉降。

①打裂是指使用配有板式冲击锤的破碎机锤击旧混凝土路面，使其产生全深度的开裂，该技术可以延缓水泥路面反射裂缝的出现，并能充分利用原路面的强度根据交通量和道路等级的不同铺筑不同厚度的水泥混凝土面层。

水泥路面的打裂程度应占整个路面的75%以上，且相邻裂缝围成的面积为0.4～0.6mm2，最大边长不得大于1米。冲击强度由锤头高度和锤头间距确定，根据试验段结果，锤头间距一般不大于60cm。打裂时应避免路面板产生过大位移，且不能产生大量碎屑，以免过度破坏，如发生上述问题应及时调整锤头高度及打裂频率。

②压稳是采用规定压路机对打裂路面进行碾压以使破碎旧路面达到路基的使用要求。

压稳时宜使用胶轮压路机对路面进行压稳，根据试验段结果压稳遍数一般为3～5遍。破碎后压稳前应先对施工路段按规范规定间距进行水准测量。在整个压稳过程中，记录每次压稳的沉降量变化，当每次压稳后最大沉降变化量小于5mm时，则认为压稳施工达到要求。

值得注意的是在混凝土路面打裂后，应清除表面所有的松散、破碎的混凝土及杂物。对于压稳过程中发现有弹簧现状的软弱板块或损坏基层的板块以及弯沉代表值≥60（0.01mm），极值≥90（0.01mm）的板块，应采用全深度回填处理路基。

4 加铺水泥路面结构设计

旧水泥混凝土加铺混凝土路面，需要解决的重要技术问题除原路面的病害处理之外，反射裂缝不可忽视。在广东多雨地区，一般会采用加铺水泥稳定碎石层，既可以解决道路路面结构承载力也可以解决反射裂缝影响。水泥稳定碎石厚度最少16cm才可以达到较理想效果。

道路设计可以根据水泥稳定层厚度要求调整道路纵断面高程，再加铺水泥混凝土路面。

①当设计道路纵断面与现状路面高高差不满足一层水泥稳定碎石厚度时，可以采用低强度混凝土进行调平后铺设连续配筋混凝土路面结构。

项目交通量等级为重交通，路面结构可以采用22cm厚水泥砼面层，纵向配筋率0.7%～0.8%，采用单层16mmHRB400级钢筋，纵向钢筋间距为12cm，横向钢筋间距30cm。配筋混凝土面板与相邻混凝土面板之间设置传力杆缩缝。钢筋网与拉杆或传力杆相互干扰时，应酌情调整。

纵向钢筋设置于面板顶面以下8cm处，横向钢筋位于纵向钢筋之下。纵向钢筋搭接长度一般不小于35倍钢筋直径，搭接位置应错开，各搭接端连线与纵向钢筋的夹角应小于60°。边缘钢筋至纵缝或自由边距离一般不小于10cm，纵横钢筋两端头保护层厚5cm。

②当道路纵断标高与现状道路高差大于一层而又少于两层水泥稳定碎石层的时候。

原路面采用打裂压稳作为垫层后按标高加铺水泥稳定碎石基层，然后加铺26cm水泥砼面层。

③当道路纵断标高与现状道路高差大于两层水泥稳定碎石层的时候。原道路结构通常可以作为一个稳定的路基来看待，此时如果采用打裂压稳会破坏原路面结构，反而降低原道路作为基础的承载力。因此，可以对原路面作现状调查，挖除唧泥或脱空板块后回填符合规范要求的片石作为路基。在处理后的路基加铺两层水泥稳定碎石，然后加铺26cm水泥砼面层。

水泥混凝土路面强度要求，28d弯拉强度≥5.0MPa，抗折强度≥7.5MPa。水泥稳定碎石基层水泥剂量参考值为5.5%，7d无侧限抗压强度不小于3.5MPa，按重型击实标准其压实度不小于98%，回弹模量不低于1400MPa。

5 结束语

本项目现已竣工验收完毕，旧路面结构融合新路面结构设计使项目各项技术指标得到有效的保证，有效地控制工程成本，提高了工程的使用价值。

经济飞速发展，大批城市初期建设的道路已经处于设计期限末期。合理地利用旧路面结构、优化路面结构才可以更好地发挥资源利用。城市提质要求的不斷提高，道路改造的性价比要求越来越高，市政道路改造技术总结尤其重要，只有不断地从工程实践中总结规律，才能进一步提高工程的价值。

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