韶关东出口道路改造提升工程设计方案分析

李 铿

(福州市规划设计研究院，福建 福州 350001)

水泥混凝土路面向沥青混凝土路面的转化具有快速、经济、环保的特点。将白混凝土路面改为黑沥青混凝土路面，克服了水泥路面的缺陷，大大节约了成本。然而，许多道路建成后，路面出现反射裂缝或网状裂缝。如何避免这种现象，本文结合具体工程实例，论述了设计施工过程中应注意的细节。

1 工程概况

韶关东出口及大学路道路改造提升工程为旧路改造工程。拟建场地位于韶关市浈江区，国道323线东南面，本项目位于韶关市浈江区，起点为京广铁路桥，终点至X847,X312与大学路三叉路口处。项目改造总里程8 887.987 m，原道路双向四车道改为双向六车道，采用沥青混凝土路面。按双向六车道城市主干路标准，保留现状车行道并进行市政化改造，同时增设绿化带及人行道，改造后道路红线分别为：桩号K0+000～K0+440路段宽度为32 m(京广铁路桥—韶大韩家山校区)；桩号K0+440～K2+320路段宽度为33 m(韶大韩家山校区—莲花大道)；桩号K2+320～K8+887.987路段宽度为41 m(莲花大道—X847，X312与大学路交叉口)；道路等级为城市主干道，设计速度为50 km/h，局部受限路段(桩号K8+440～K8+640)设计时速为40 km/h。

大学路现状断面分为两种：1)京广铁路桥至韶大韩家山校区为双向四车道，两侧硬路肩设置停车带，无中央分隔带，道路两侧未设置专用非机动车道，机非混行，人行道较窄，慢行空间舒适性差，景观效果一般。2)韶大韩家山校区至X847，X312与大学路三叉路口处为双向四车道，设置有中央分隔带和非机动车道，但无人行道和连续侧分带，行人安全和景观效果都得不到保障。

现状道路为水泥路面，路面状况良好，主要存在以下病害：裂缝、板块破碎、错台、断角、坑洞，破损率为3.6%。

根据对现状旧路钻芯取样检测的结论，旧路机动车道路面结构层为：25 cm厚C35水泥混凝土+15 cm厚5%水泥稳定碎石层+20 cm厚级配碎石；旧路非机动车道(硬路肩)路面结构层为：20 cm厚C35水泥混凝土硬化层。

2 水泥混凝土路面白改黑方案分析

当前，有两种选择(四种结构)可以将混凝土路面从白色更改为黑色：

方案1：挖出所有旧水泥混凝土板，加固路基，然后铺设沥青混凝土路面；方案2：在充分利用现有水泥混凝土路面的基础上，提高沥青混凝土路面结构层的发黑效果。显然，第一个项目投资大，建设周期长，对正常交通影响很大。另外，混凝土块的开挖和堆放很可能对环境产生一定的影响。但是，将其视为设计考虑因素可能相对简单。在第二种方案中，主要有三种路面结构：旧水泥混凝土板开裂，冲击压实+增强层+沥青混凝土覆盖层；旧水泥混凝土路面+增强层+沥青混凝土覆盖层；旧水泥混凝土路面病害处理+细粒沥青混凝土流平+土工合成材料+沥青混凝土覆盖层。以下是四种沥青混凝土外墙结构的优缺点和适用条件。

1)新建路面结构。

新建路面结构如图1所示。

2)旧水泥混凝土板+增强层+沥青混凝土盖的开裂和冲击压实。

该路面结构适用于路面严重破损，路面强度低，沥青混凝土罩面厚度过大的情况。该结构可以提高路面的整体强度，延缓或防止由旧水泥混凝土板的裂缝向上形成的反射裂缝。但是，旧混凝土板的开裂和冲击压实会影响沿途村庄，房屋和其他建筑物的安全。此外，由于高程控制或桥梁荷载的影响，在建造村庄，房屋，桥头和其他建筑物的部分时，应设置过渡部分，以免损坏其他结构，如图2所示。

3)旧水泥混凝土路面+增强层+沥青混凝土覆盖层的处理。

该混凝土路面结构适用于路面轻微受损，路面强度低，沥青混凝土外层太厚以及村级路面改造项目的情况。该结构主要用于处理旧水泥混凝土板的破坏，沉降，气蚀等破坏现象(加固，灌浆等)，处理要求不高。由于它不使用机械破碎或混凝土板破碎，因此不会影响沿线村庄和房屋的安全，施工方便。节省混凝土板的破碎和冲击压实的成本，并降低工程成本。然而，由于农村地区的海拔控制或桥梁的负荷，农村地区与桥头之间的连接部分的结构仍需要设置过渡部分，导致纵向破坏，如图3所示。

4)旧水泥混凝土路面+土工合成材料+沥青混凝土找平+沥青混凝土路面的处理。

沥青混凝土路面结构适用于损伤小，强度高的旧混凝土板路面的改建。沥青混凝土的表面层应直接放在旧的水泥混凝土板上。应加强对旧水泥混凝土板的处理，尤其是对空隙和位错等疾病的处理，并应尽量减少反射裂缝的发生。铺设土工合成材料(例如玻璃纤维土工格栅)等效于创建应力吸收层。铺设地板接缝区域可以减少木板在垂直和水平方向上的相对位移和压力，延迟反射裂缝的产生和发展，并抵抗疲劳裂缝。耐高温车辙，低温收缩开裂，从而延长了沥青混凝土路面的使用寿命，如图4所示。

3 防止道路反射裂缝的措施

反射裂缝的发生有很多原因，其预防和控制应是一个综合过程。沥青混凝土路面或表层的抗裂设计与反射裂缝发生后的维护相结合。只有通过常规维护，表面处理，薄层密封和其他措施才能维护表面。因此，有必要防止和控制沥青混凝土路面(或人行道)的反射裂缝，并在设计，施工，材料选择等方面充分考虑反射裂缝。几十年来的实践，国内外研究人员进行了研究。进行了广泛的实验，并尝试了各种预防措施。这些措施涉及不同水平的沥青混凝土路面结构。根据等级不同，可将其大致分为三类：提高沥青混凝土路面(或路面)的性能，设置中间层并处理旧路面。

3.1 新型沥青混凝土路面

对于新型沥青混凝土路面，为了防止反射裂缝，主要考虑的是结构和材料。根据反射裂缝的机理，可以采取以下措施：1)确保表层厚度大于15 cm，有效防止因拉伸疲劳引起的裂缝，并减轻车辆载荷引起的剪切应力。2)在材料设计中，适当增加沥青的用量，以减少混合物的孔隙率，延缓裂纹的扩展，并延长沥青混凝土路面(或覆盖层)的使用寿命。3)设计应力吸收层。土工布和沥青橡胶膜对常用材料具有良好的效果。4)当SMA用作改性剂时，同时使用一种或多种橡胶。SBS和PE是一种经济高效的方法。

3.2 沥青混凝土表面

在某些环境条件下在旧沥青混凝土路面上铺设沥青覆盖层时，可以采取以下措施来延迟反射裂缝的产生：1)加热旧沥青路面并添加新的沥青混合料层；2)聚合物改性沥青混凝土中间层(剪应力/应力吸收膜中间层)，聚合物沥青或其他优质沥青混凝土保护层；3)分级砾石中间层；4)某些土工布夹层具有延迟反射裂缝，但无温度裂缝；5)增加覆盖层的厚度；6)当旧沥青混凝土路面的基本强度或挠度值满足要求时，请使用聚合物改性的沥青混凝土进行单层或双层表面处理(即密封面)。

在某些环境条件下，将沥青混凝土覆盖层铺设在旧混凝土路面上时，可以采取以下措施来延迟反射裂缝的产生：1)高质量沥青混凝土覆盖层的厚度(>150 mm);2)预制薄膜胶带;3)90 mm厚的沥青混凝土底部混合料；4)金属网或玻璃网可以改善沥青混凝土的位移(抗剪强度)性能。沥青混凝土的表面由优质沥青(包括聚合物改性沥青)制成。此外，应加强施工控制，以确保在制备沥青混合料(控制沥青加热温度和加热时间)和碾压(如沥青混凝土路面裂缝)时，应及时保持并控制裂缝的进一步发展。防止早期损坏沥青混凝土路面。

4 结语

“白改黑”路面改造工艺过程在韶关东出口及大学路道路改造提升工程中得到了较好的验证，改造后路面质量完全满足设计及使用功能要求。大规模转换和城市沥青路面的广泛使用,合理、有效地利用旧路面的道路建设可以节省投资,减少大量的旧混凝土废弃物对环境的污染,加快道路重建的过程中,在经济、环境保护、市政道路建设方面有极大的好处。