公路旧水泥混凝土路面沥青化改造设计常见问题与分析

李少勇

（厦门中平公路勘察设计院有限公司泉州分公司，362000）

0 引言

“白改黑”的方式能有效地提高道路的性能，成本低、施工周期短、施工机械调配灵活、成效快，在较短的时间内可迅速提升道路的景观水准，所以最近几年国内对其研究的成果和实际应用不胜枚举。鉴于此，本文以南洪公路二期（铁路桥至康美镇区）路面沥青化改造工程为依托，结合国内和福建省各地近几年较为典型的旧路面改造案例，提出针对公路旧水泥路面沥青化改造设计过程中遇到的常见问题和关键性问题的解决措施和相关建议。

1 工程概况

南洪公路二期（铁路桥至康美镇区）路面沥青化改造工程位于泉州南安市，8.7 公里长，二级公路。现状南洪公路在交通功能、景观效果上均有不足，同时随着交通量的急剧增长，尤其是过境车流及周边厂区重型物流车辆的不断大量增加，坑洼、坑槽等病害出现频率逐步升高，严重降低了车辆驾驶的安全舒适性和道路服务水准，故该路段的“白改黑”改造势在必行。

2 旧水泥混凝土路面调查

2.1 旧水利砼路面状况调查与评级

旧水泥砼路面的状况对而后加铺的沥青罩面层的使用寿命有极大的影响，因而对水泥砼路面进行充分的调查显得尤为重要，它是确定处理措施的根本前提。特别是应重点视查板块破碎、开裂、边角破损等情况，测定接缝宽度、错台高差，结合弯沉检测数据调查板底脱空位置，分段对现有路面的综合使用性能PQI 指标进行测评。按现行《公路水泥混凝土路面设计技术规范》的相关规定进行病害种类、范围及程度的评价和定级，并按车道绘制出全线的路面病害平面图。

同时，针对路面平整度、路面使用性能、路面抗滑性进行评测，并根据路面技术状况调查检测分析和断板率调查结果，对现有路面损坏状况进行评级，本项目为良级。

2.2 旧水泥砼路面的结构形式

水泥混凝土路面结构通常由水泥混凝土表面层，基础层，次基础层和垫层组成。查阅相关资料与现场调查，本项目的现状路面结构：22cm 水泥混凝土面层；18cm5%水泥稳定碎石基层；20cm 填隙碎石垫层。

2.3 现状交通量调查与远期预测

交通量的分析与预测在旧路改造工程设计中主要可以起到鉴别研究现状车道数能否得到满足未来交通量发展社会需求的作用。本项目采用四级服务水平进行车道数验算，并以此作为确定项目公路技术标准的依据，设计荷载为双轮组单轴100KN，设计年限内标准荷载累计作用次数为900 万次，属重交通等级。

2.4 旧水泥砼路面病害产生的原因

通过路面现场调查和检测报告分析病害产生的主要原因主要是为了在根源上针对现有病害进行对症下药。一般病害的产生主要与交通量，特别是重车、超载车的增多、路面频繁导致改造水泥混凝土板下强度均匀性差、区域内降雨量大排水不畅导致雨水长期积在基垫层内造成承载力下降等原因息息相关。

3 旧水泥混凝土路面沥青化改造方案

目前较为常见的沥青化改造方案有：铺贴土工材料层后加铺；铣刨后加铺；打裂压稳后加铺；碎石化后加铺等。应根据旧水泥砼路面状况的调查与评定、项目交通特性、交通量预测结果，并结合项目所在地区的“白加黑”路面改造经验和当地气候条件等方面，提出相应的路面沥青化结构方案。

根据旧路面调查情况，本项目路面损坏状况为良级，为保证工程质量与施工工期，采用铣刨旧水泥混凝土路面后加铺沥青结构层，同时考虑到项目位于南方潮湿高热区，加铺沥青层均采用SBS 改性材料。路面结构为4cmAC-13C 细粒式沥青砼（SBS 改性）上面层；6cmAC-20C 中粒式沥青砼（SBS 改性）下面层；8cmATB-25密级配沥青稳定碎石调平层。本项目最小加铺厚度18cm，为节省工程造价，根据工程实践，取消土工材料层，如橡胶应力吸收层的铺贴，增设改性乳化沥青防水粘层，并加强旧路面病害的处治。

4 旧水泥混凝土路面沥青化改造设计中的关键问题及对策

反射裂缝是由应力集中在接缝处的沥青混凝土中引起的，或者是由于接缝附近旧路面的位移而引起的裂缝。前者使拉伸应力集中在接缝或裂缝上方的沥青混凝土表面，而后者使沥青混凝土覆盖接缝上方的混凝土承受更大的弯曲拉伸和剪切应力。

由于在高强度的水泥混凝土板上增设沥青罩面结构，其强度一般符合要求，但是由于反射裂缝，沥青混凝土表面的完整性也会丧失，同时路面雨水的渗透会更严重地破坏沥青混凝土的覆盖层。因而，如何有效避免和延迟反射裂缝的出现才是关键。较为常见的对策是：提高沥青罩面性能；铺设土工材料层后加铺；技术化处理旧路面等。

5 旧水泥混凝土路面沥青化改造常见问题及处理方法

5.1 旧水泥混凝土路面病害的处理

（1）板底脱空、唧泥、断板和板块破碎的处理

弯沉超过0.2mm 的板底脱空、唧泥及损坏严重的旧水泥砼路面板，需重新浇筑。土基承载力弱时，可采用C15 水泥砼浇筑。在浇筑新板时，要求新混凝土板的设计强度大于5MPa，选择早期强度高、后期强度稳定、收缩小的混凝土，并按要求添加外加剂，控制凝结时间，防止过早凝结或影响沥青面层的施工时间。

（2）板块裂缝的处理

对于宽度小于3mm 的轻微裂缝且检测弯沉Ls 小于0.2mm 时，可不进行处理；对于裂缝宽度不小于3mm，采取先扩缝后将橡胶沥青灌入的方式，扩开的缝宽应不小于lcm，缝深不小于8cm。

（3）接缝错台的处理

高差不大于10mm 的，可直接由沥青碎石混合来调平；高差大于10mm 时，采用磨平机磨平，或人工凿平，范围一般控制在50cm 内。

5.2 旧水泥混凝土路面病害的铣刨处理要点

沥青加铺层施工前应先对旧砼路面结构层进行整治补强和表面铣刨拉毛处理，清除浮灰和浮浆，尽量使基面集料颗粒能部分外露，并确保基面的粗糙、干燥，除去过高的突出部位，并清扫干净，同时应注意对水泥砼表面进行保护，防止二次污染。

5.3 沥青加铺层的处理

路面施工前，必须不断进行分析试验路段的试铺。各种路面排水设备应在罩面结构施工前提早作业完。为保证路面加铺改造厚度符合设计要求，对全线施工前后的道路路面标高进行必要的测量，即施工前与加铺施工完成后分别对全线路面标高进行测量，以便检查路面标高和路面加铺厚度。

同时为了保护现有地下管线，只有在充分了解地下管线位置、埋设深度的基础上才能进行开挖修复施工。

5.4 旧桥面加铺沥青层的处理

桥面加铺沥青层将导致恒载的增加，在旧桥面加铺改造前，需对原有桥梁结构进行质量检验，并根据检测数据再进一步验算和评估原有桥梁是否满足加铺沥青层后的承载力要求，同时应对旧伸缩缝及桥面排水等相关桥面附属设施同步进行改造。

6 总结

旧水泥混凝土路面加铺沥青罩面，是一种有效的常用技术。它有很多优点，国内很多公路城镇化时均采用上述改造方案。在施工过程中，施工单位应采取有效的安全措施，确保车辆安全通行，创造良好的路况，按照合同段的范围对公路进行检查和养护，及时清除污染物和障碍物，确保道路安全畅通。