城市道路加铺沥青罩面设计初探

■张国兵

（中铁隧道勘察设计院有限公司厦门分公司，厦门 361004）

1 前言

目前，在现有城市道路水泥混凝土路面中，有相当一部分已经超过设计年限，有的由于交通量剧增、汽车轴载日益重型化或施工方面等原因，出现路面破损、使用品质下降的情况，影响着道路使用功能，面临着修复工作。在旧水泥混凝土路面上加铺沥青罩面可以改善道路使用品质，延长路面使用寿命。由于沥青罩面能有效的改善旧水泥路面的使用功能，同时充分利用旧水泥混凝土路面，造价低，施工方便且对交通、环境影响小。因此在国内外旧水泥混凝土路面改造工程中应用最广。本文以厦门市南山路改造工程为例，探讨城市道路沥青罩面设计。

2 工程概况

厦门市南山路为城市次干路，原为水泥混凝土路面，设计时速30km/h。随着厦门市的经济快速发展，交通量剧增，该道路出现了大量混凝土裂缝、破碎、沉陷等病害。

根据现场调查和道路弯沉检测资料（南山路代表弯沉值为28.96mm）,原道路结构为24cm 厚C30 砼+20cm厚4%水泥稳定碎石+20cm 级配碎石厚，已使用6 年,现状道路普遍存在错台、断板、唧泥、接缝破坏等病害，需要换板补强约占道路总面积的15.6%。现状调查照片见图1 和图2。

图1 南山路现状机动车道路面图

图2 南山路现状机动车道路面

3 设计思路

3.1 道路现状调查及分析

在开展沥青罩面结构设计之前,需要对道路路面现状进行调查及分析，评估现有路面结构状态和结构能力。它和交通量都是路面结构设计的主要输入参数,是沥青罩面结构选择和最终成败的关键。其主要工作包括：路面破坏类型和数量的调查；在设计基准期内需承担交通量的预估(必须包括总的交通量和单独大型客、货车的交通量）；结构能力评价（通常采用全路段的弯沉检测)。

3.2 路段划分

路段划分的目的是使每一个施工路段只有一种相应的设计方案。路段划分应考虑同一路段内的路基路面结构、使用性能、交通状况基本相同，且各路段最小长度与施工方法相适应。

3.3 现有路面状况的评定方法

对于水泥混凝土路面上沥青加铺层设计，旧路面使用状况可使用路面状况指数PCI、板下脱空度V 和接缝性能指数S 来评定。

3.4 原有混凝土路面病害的处理措施

3.4.1 原有混凝土板块的修复处理

（1）断裂板块处理

针对出现交叉贯穿全板的裂缝板块，严重破碎、完全断裂及错台的断裂板块，板底唧泥并出现活动的板块，均采取挖除旧板和浇筑新板的处理措施。

（2）板边、板角错台处理

当错台≤5mm 时，可采用机器磨平或人工凿；当错台＞5mm 时，可采用先凿平处理，再加铺调平层，或局部翻挖新建的方法进行处理。

（3）板块坑洞处理

对个别坑洞修补，清除洞内杂物，用水泥砂浆等材料填充，达到平整密实。对较多坑洞且连成一片的，应采取薄层修补方法进行修补。将坑洞切割深度为6cm以上的槽，并将切割面内的光滑面凿毛。用混凝土拌和物填入槽内，振捣密实，并保持与原混凝土面板齐平。

（4）原水泥混凝土板块翻挖换板处理

根据业主提供的板块实测弯沉资料，现场确定翻挖换板处理范围。损坏严重及交叉口范围内加罩厚度不到10cm 的板块，均进行板块翻挖处理，旧板凿除应注意对相邻板块的影响，尽可能保留原有拉杆或传力杆，宜用液压镐凿除破碎混凝土，应及时清运混凝土碎块，并用C35 混凝土更换被翻挖板块（抗折强度达到4.5MPa)。基层损坏部分应予清除，采用25cmC35 混凝土将路面基层补强，若基层损坏较深，则采用级配碎石，其补强混凝土顶面标高应与旧路面基层地面。

3.4.2 拓宽车道板处理

开挖清除后，内侧混凝土面板下旧基层则暴露出来。在开挖时应用铁镐进行开凿，去除疏松的旧基层和附粘在其表面的土块、杂物，保留坚硬的路基。开凿出的废弃料可平铺在土路基顶面，但不可堆聚在搭接处。开凿后的原有基层应形成新鲜凿开表面并挖成台阶状，以利新旧基层的搭接。

3.4.3 接缝处理

（1）横向缩缝、施工缝、胀缝处理

拓宽的水泥混凝土结构层，横向缩缝、施工缝、胀缝设置位置与原板块位置一致，填缝料的要求也相同。设置胀缝的相邻三条缩缝和板自由端的三条缩缝要设传力杆。传力杆采用Φ28 螺纹钢筋，长50cm，间距30cm。

（2）纵缝处理

在原水泥混凝土板块外侧中部，每隔50cm，打一个直径24mm，深25cm 的水平孔；清孔后压入改性环氧树脂胶，并插入长70cm 的Φ22 螺纹钢筋；浇筑拓宽部分混凝土后，按要求灌缝。

3.5 沥青加铺层设计

3.5.1 沥青加铺层厚度

经过处理的旧水泥混凝土板做沥青加铺基层，其刚度一般较大，基层上的弯沉值较小。沥青面层合理厚度的确定主要是考虑防止反射裂缝，沥青铺设太薄容易产生反射裂缝。加铺太厚，造价又太高。根据国内外经验，加铺层厚度取9～18cm。

3.5.2 排水设计

预防水对路面的损害有2 种方案，一是在沥青加铺层下加排水系统，二是加铺层下设置下封层。本次设计方案如下：恢复路面横坡、喷洒透层沥青、设置下封层、设置排水底面层。

3.6 防止反射裂缝措施

（1）提高加铺沥青的抗裂性。采用低稠度的优质沥青，在混合料的拌和过程中，保证沥青不过多氧化，提高沥青的压实度，增加沥青的含量。

（2）处理原有路面裂缝。对于宽度大于6mm 的裂缝进行清缝和灌缝处理，对脱空的水泥混凝土面板进行注浆，对破碎的混凝土面板进行换板处理。

（3）铺设玻璃纤维格栅。在对既有路面的病害处理完毕后,先洒布一层粘层沥青,再铺设玻璃纤维格栅。铺设玻璃纤维格栅应平整拉紧,并用枪钉固定,铺满幅后用压路机碾压一遍,使玻璃纤维格栅与粘层沥青粘结在一起,防止摊铺罩面时影响施工质量。

4 沥青罩面设计内容

4.1 设计标准

根据现有城市道路交通量和汽车轴载等情况，采用设计标准：路面设计标准轴载：BZZ-100，路面设计基准期∶15 年。施工前需先对旧路面进行铣刨、拉毛、更换旧板、注浆、沥青灌缝等措施，之后在旧路面上铺设沥青罩面。

4.2 沥青罩面结构设计

各路段沥青罩面结构设计分类如下：

（1）纵断面填高(0～16)cm 路段

沥青加铺结构层为：4cm SMA13（改性沥青混凝土）+5cm AC-16c（AH-70）沥青混凝土+(0～7)cm AC-25c（AH-70）沥青混凝土+双向50kN/m 玻纤土工格栅+粘层油(0.6～0.8)kg/m2+现有水泥砼路面铣刨(2～11)cm。

（2）纵断面填高(16～19)cm 路段

沥青加铺结构层为：4cm SMA13（改性沥青混凝土）+5cm AC-16c（AH-70）沥青混凝土+(7～10)cm AC-25c（AH-70）沥青混凝土+双向50kN/m 玻纤土工格栅+粘层油(0.6～0.8)kg/m2+现有水泥砼路面铣刨拉毛2cm。

（3）纵断面填高(20～27)cm 路段

沥青加铺结构层为：4cm SMA13（改性沥青混凝土）+5cm AC-16c（AH-70）沥青混凝土+7cm AC-25c（AH-70）沥青混凝土+(4 ～11) cm 沥青碎石+双向50kN/m 玻纤土工格栅+粘层油(0.6-0.8)kg/m2+现有水泥砼路面铣刨拉毛2cm。

（4）纵断面填高大于28cm 路段

沥青加铺结构层为：4cm SMA13（改性沥青混凝土）+5cm AC-16c（AH-70）沥青混凝土+7cm AC-25c（AH-70）沥青混凝土+粘层油(0.6-0.8)kg/m2+25cm 水泥稳定碎石（6%）+(0～25)cm 水泥稳定碎石（3%）+修复后的旧水泥路面结构。

4.3 沥青罩面施工要求

（1）沥青罩面的压实度采用双控指标，要求马歇尔标准密度的压实度不小于98%，最大理论密度的压实度控制在93%～97%，面层实测空隙率应在3%～7%范围内。

（2）面层平整度是路面质量的主要指标，要求连续平整度仪100m 标准差的合格标准下面层不大于1.6mm，上面层不大于1.0mm。

5 结束语

厦门市南山路地面道路经过改造后，已顺利通车。南山路路面的整体强度、表面平整度、表面抗滑性能较以前均有很大的提高。由于通车时间较短，旧路路面的修补和沥青罩面处理效果有待今后跟踪观察。

[1]CJJ169－2011,城镇道路路面设计规范[S].

[2]JTGD50-2006,公路沥青路面设计规范[S].

[3]JTGF40―2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[4]JTJ/T019-98,公路土工合成材料应用技术规范[S].

[5]刘红刚.水泥混凝土路面沥青加铺层的设计方法[J].黑龙江交通科技科技,2011(7).