水泥混凝土路面改造设计及质量控制要点分析

李金萍

（晋江市路桥建设开发有限公司，福建晋江362200）

1 引言

我国的道路建设已经有了悠久的发展历史，随着经济的发展和交通工具的普及，交通量远远超过早期的定义，道路破损、交通拥堵等现象频繁出现，严重影响人们的出行质量。对于破损道路及拥堵道路进行提升改造迫在眉睫。老旧道路改造需要重视2个方面：（1）改造线型平纵指标及路面提级改造，提升道路服务水平；（2）注重改造施工过程管理，确保施工质量。

2 改造设计的目的和原则

改造目的：恢复和改善道路行车的安全性、舒适性，提升城市形象。适时的道路病害处治也可以延长道路使用寿命，降低全寿命期间的单位时间使用费用，符合绿色环保的概念。要求改造后的道路能够提供快速、安全、舒适地服务，同时还能起到降噪和与美化环境的作用。

改造设计的原则：（1）重视老旧道路路面的病害处理：老旧道路病害必须彻底处理，病害处治合格后方可开展路面改造设计。（2）改善路面的平整度：老旧道路面在使用期内，出现了不同程度的变形、沉陷，路面加铺后将改善路面的平整度，增加行车的舒适性。（3）“白加黑”路面应强调改造后路面的高温稳定性：即具有较高的抗车辙能力，以保持路面良好的工作性能。特别是上面层，在阳光直射下路面温度很高，应该选择抗车辙能力强的上面层路面结构。（4）“白加黑”路面应强调表面抗滑性能：从沥青混凝土类型的选择、集料选择和混合料级配设计着手，提高面层抗滑性能，达到路面抗滑特性的要求[1]。（5）注意水损害问题：全国大多数高等级公路的早期损害研究表明，水是引起路面早期破坏的最重要的因素之一。要求石料与沥青的黏附性达到5级，同时根据情况在结构设计中考虑路面的排水要求。（6）注意道路施工对现有交通的影响：由于施工期间不可避免会对交通产生影响，所以设计选用改造方案还需要满足施工速度快，对道路交通影响小的要求。

3 老旧道路现状调查

进行道路改造前需要做好准备工作，建设人员需要深入了解老旧道路的现状，结合老旧道路现场判断出现存的问题和需要改造的要点，同时做好记录，为道路改造收集所需要的数据和有效信息，为合理的成本控制提供依据。因此，对老旧道路的调查是十分有必要的。老旧道路常见问题主要有以下几个方面。

3.1 路基、路面病害严重

老旧道路长期承受超大通行量，路基、路面往往受到一定的损伤，出现大量的病害，如路面出现裂纹、道路变形、严重坑洼、路基承载力下降等，并且老旧道路的排水状况不容乐观，影响交通通行。在对老旧道路进行改造前需要充分了解现状，有针对性地进行改造。

3.2 平线、纵线形指标低

通过现场调查发现，诸多老旧道路建设年限久远，存在弯道较多、偏角大、半径小等现象[2]，平线、纵线形指标没有达到当前规范要求。同时，改造的控制因素多，需综合考虑老旧道路的线形及对周边环境的影响，进行合理平纵线形设计。

3.3 弯沉大

老旧道路存在一定程度上的形变，对运行质量带来了不利影响。需要对老旧道路的整体效果进行测试，判断其整体强度，对老旧道路的路面进行弯沉测试，便于对老旧道路进行结构补强设计。

3.4 现状构造物病害

在老旧道路改造项目中，对现状构造物的提升改造尤为重要。需要充分了解现状构造物的性能，包括对桥涵的跨径、荷载标准及其结构等数据进行严谨的分析[3]，对其进行承载能力试验，为改造方案提供基础依据。

4 老旧道路改造工程的主要注意事项

4.1 路基工程

路基是路面的基础，路基的质量要求达到规定的标准，应结合当地的场地条件并借鉴相关工程的成功经验。路基作为路面结构的基础，若发生病害，路面也将随之产生病害。在运营道路中，路基内部病害往往不易直接发现，而通过路表病害反映出来。老旧道路改造中，应注意识别病害类型，分析病害产生原因，“对症下药”，对由路基病害反射到路面的病害，应首先处理路基病害，路基处治合格后方可开展路面结构改造设计[4]。

4.2 路面工程

经历较长时间运营的道路，其性能和质量已经达不到现在的标准，路面普遍出现变形和断裂的现象。针对路面的一系列质量问题，需要结合实际情况进行分析，结合老旧道路的损坏情况和交通量情况，同时结合老旧道路各项的测试指标进行路面设计。目前，道路改造市场通常会使用加铺沥青面层、再生处理等改造方法实现对沥青混凝土路面的改造，针对水泥混凝土路面可采用碎石化加铺、白加黑处理等方法。根据不同的道路路面实施不同的改造方法，进而保障道路的稳定性。

4.3 横断面改造

横断面改造是老旧道路改造的一项重要内容，需要结合老旧道路的现状和现阶段的使用需求制定横断面改造标准。横断面的布置形式影响工程的使用功能和整体效果，因此，在进行横断面改造方案制定前，需了解道路的用地情况，并要深入调查道路的交通量，结合当前的通行量预判未来道路的通行量，保证在规定的土地扩展范围内进行合理的改造，保证如今的道路改造可以满足未来交通发展的需求，增加道路的使用年限和通行力度。

4.4 交叉口改造

交叉口改造也是道路改造工程的重要部分，道路的交叉口较容易发生交通事故，在方案制订过程中要全面考虑设置的合理性，保证通行安全。实现交叉口的通行通畅需要采取一定的优化措施，包括检查交叉口信号灯的设置情况，避免出现位置设置不当影响通行效果，保证其可以控制各方向行驶的车辆，对道路交通通行存在规范作用，进而减少交通运输压力。交叉口各方向车道数需结合道路交通量需求进行设置，保持整齐的出入线条，适当增加进口的车道数，避免通车拥挤、供不应求的现象出现。为了保证通行顺畅和安全，在缺乏中央分隔带的交叉口可以设置隔离设施，保证通行安全。

4.5 排水设计

路面排水包括路表排水设计及路面内部排水设计系统。老旧道路改造时，对原状排水设施应进行核查，完善排水系统。排水系统有损害的应予以修复，确保路表水能及时排出。对于“白加黑”或“白改黑”工程，还应考虑路面内部排水设计，确保下渗水能及时排出路面，以免发生路面水损。

4.6 旧水泥路面病害的处理

4.6.1 路面裂缝维修

老旧道路路面裂缝处理是常见的工程问题（见图1）。针对裂缝维修需要结合病害程度采用不同的处理方案。裂缝维修应根据损坏严重程度分别处治，当板内有裂缝且板内无错台时，则不需要换板，只进行裂缝维修或混凝土板加固处理即可，但经处理后，断块间应满足弯沉（BZZ-100）不大于20（0.01mm），弯沉差（BZZ-100）不大于6（0.01mm）的技术要求，否则应采取灌浆等技术措施进行再处理。如果混凝土板有错台时，则应进行换板处理。

对于裂缝宽小于1.0cm的，先用清缝机进行清缝，然后用聚氨酯填缝料进行灌缝。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2.5～3.0cm；如缝宽大于0.5cm，清缝后采用聚氨酯填缝料直接进行灌缝处理。

当缝宽大于1.0cm时，若裂缝处无翻浆，说明基层未受影响，在不影响行车安全及舒适性的前提下可在清缝后采用聚氨酯填缝料灌缝。处理后的混凝土板应满足弯沉(BZZ-100)不大于20（0.01mm），弯沉差（BZZ-100）不大于6（0.01mm）的技术要求。

图1老旧道路裂缝

4.6.2 板边、板角修补

道路上使用混凝土面板建设的，难免会出现板边或板角脱落现象，当面板属于轻度脱落，首先需要清理面板的脱落表面，保持面板脱落表面的整洁后，利用沥青混合料进行填补和修理，在材料的选用上需要保证材料混合均匀，接缝材料也适用于板边、板角修补，在修补的过程中保证使道路均匀平整。剥落比较严重时，可以根据实际情况控制切割范围进行具体的修补工作，保证面板的整体效果，实现针对性的修补。板角脱落及板面修补如图2和图3所示。

图2板角脱落图

图3板面修补图

4.6.3 路面构造缝维修

接缝维修在道路修复工程中是较为复杂的工程。在处理道路路面的过程中，首先，需要清理接缝环境，保证在使用维修材料前接缝的清洁，避免存在杂物影响维修工程维修质量。其次，对接缝进行膨胀处理。通常情况下，会利用热的沥青对壁缝做涂刷实现膨胀处理效果。如果使用加热式填缝料必须保证其温度能达到施工标准，达到温度要求才可以进行填灌。膨胀处理过后，需要将接缝板压入缝内，保证接下来填灌材料发挥出最大化效能，随后在缝内的具体间隙进行填灌。如果上步使用了膨胀板，在进行填灌前需要嵌入嵌缝条，填灌材料采用沥青进行修复处理，提高维修工程的质量。纵向接缝的维修需要结合张开宽度设计维修方案。小于10mm的接缝，需要使用聚氯乙烯胶泥作为修复主料。为了提高接缝的修复指质量，保证其正常效能，需要加入定量的焦油类填缝料和橡胶沥青等。结合道路接缝的性能要求选择合理的加热施工式填缝料，保证接缝修复后的硬度和稳定性。接缝张口宽度大于10mm时，道路维修工程需要聚氨酯类常温施工式填缝料保证接缝的紧密性。面临接缝碎裂，首先需要采取扩缝措施，其次进行材料补块，最后进行接缝处理，在施工后要保证路面的完整性和一体性[5]。

4.6.4 路面错台修复

对于板与板之间发生错台的地方：如果混凝土板与板之间发生错台，且错台位移在5mm以下，可以不进行处理；如果错台位移在5～10mm，可以采用磨平机磨平；如果错台位移大于10mm，则需清除位置低的一块，然后按上述情形一种的整块换板（一块或连续多块），基层需做处理的情况处理[6]。

4.6.5 板块脱空处治

当混凝土板板角弯沉测试（BZZ-100）在20～40（0.01mm）时，老旧道路基层有一定程度的脱空、松散、空隙，加铺前需对基底进行压浆处理。具体做法如下：（1）在水泥混凝土面板板角距边缘5cm处及面板中收位置，用钻机钻直径5cm的灌浆孔，钻孔深度以钻穿混凝土板块为准；（2）灌注机械可用压力灌浆机或压浆泵，灌浆压力为300～500kPa；（3）灌注作业应先从沉陷量大的地方的灌浆孔开始，逐步由大到小，由近到远，直到路面板块达到预定的高度为止；（4）灌浆完毕用木楔堵孔，养护3d；（5）养护完毕，检测缩缝两侧的弯沉，总弯沉均应小于20（0.01mm），弯沉差应小于6（0.01mm），否则应重新进行压浆。混凝土路面底板脱空注浆钻孔横断面图如图4所示。

图4混凝土路面底板脱空注浆钻孔横断面图

5 老旧道路改造工程施工管理措施

5.1 加强施工材料管理

路面材料影响道路工程的整体质量。道路改造中，需要对路面面层采用的施工材料进行严格把关。施工前，需要对材料的规格进行明确的规定，要求材料需要在正规厂商采购，对材料的合格证进行严格的检验，材料的质量、强度和性能数据都达到施工要求后才能进入施工现场。同时，要结合成本控制计划进行材料的采购。

5.2 加强道路组合设计管理

组合设计通常是先进行道路路面的平面设计，然后对纵断面进行设计，促使两者互相适应，共同协调。组合设计水平影响路面面层的质量。因此，要求设计人员具备一定的设计技术水平，管理人员需要重视组合设计方案的二次检查，对其设计方案进行严格审核，并结合施工现场数据判断其是否满足施工要求。

5.3 加强面层厚度控制管理

道路面层直接接触通行工具，需要具备一定的承载能力。通常情况下，对面层厚度的制定是由应力载荷计算后进行决策，对面层厚度的设计要大小适宜[7]，过大或者过小都会给道路带来不利影响。设计人员在确定厚度之前，需要深入现场进行调查，对车流量以及其他多种因素进行详细的分析，最后科学地设计面层的厚度，避免给工程带来质量问题，同时也避免了大量的资源浪费。

6 结语

老旧道路的提级改造提升了道路行驶的安全性和舒适性。同时改造设计应全面勘察老旧道路现状情况，对老旧道路的受损情况进行整体分析，进行全面、合理的设计，保证道路改造设计的实用性、科学性及合理性。老旧道路病害处治应“对症下药”，病害处治合格后方可开展后续改造设计。加强改造施工过程管理，落实管理要求，科学施工。