水泥混凝土路面改造沥青路面的设计

水泥混凝土路面改造沥青路面的设计摘要：本文根据城市水泥混凝土旧路现状试验报告，分析旧路损坏的各种原因修复措施，通过对具体地理特性和表面材料的优缺点展开对比，提出了沥青混凝土面层加铺的方案。关键词：水泥混凝土；路面改造；沥青路面水泥混凝土路面是一种将混凝土倒入水泥中的铺路结构形式。具有刚性大、强度高、使用寿命长、日常维护量少等优点。由于它的刚度和敏感性，必须设置不同的接缝，但损坏后难以修复，具有车辆驾驶舒适性差、噪音大等缺点。随着我国城市化进程的迅速扩大和新型城市化形式的建设，水泥路面质量差对城市形象的影响逐渐明显起来，水泥路面改成了沥青混凝土，即“白改黑”技术，并在一些发达地区得到了广泛应用。1.“白改黑”的必要性早期修建的水泥路面在材料、施工工艺等方面存在一些不足病害。随着城市化进程的推进，水泥路面出现了许多病害，水泥路面质量明显下降，需要进行“白改黑”的改造⑴路面损坏严重，极大地影响了行车的安全性、舒适性，降低了道路上的交通效率，在城市中，基于“车轮”经济，车辆逐渐成为城市出行的主要工具，改善行车环境，提高出行效率有着重大意义。水泥路面除了行驶舒适性差、路面景观差、难以维护等固有缺点外，黑色化也成为一种趋势。大量水泥路面面临翻修施工，“白改黑”翻修可用于较大程度的旧水泥板，发挥其强度高、刚度大的优点。沥青铺路行车更舒适，效果更好。改造过程中仍存在技术问题，需要不断总结经验。水泥混凝土路面破损调查与原因分析2.1水泥混凝土路面损坏调查对于水泥相关损坏，需要进行调查。为了为已经损坏的混凝土道路的维护提供相关证据，首先要准确报告混凝土道路的损坏情况和损坏原因，然后对损坏的道路进行评估。2.2损坏原因分析损坏原因可分为四种情况：结构损坏、驾驶质量丧失、外观质量评估和结构使用寿命损失。研究结果通常分为：混凝土路面大而破碎，路面和板损坏基层，路面基层和板块局部的损坏，分析以上所有情况都可能导致其损坏，混凝土缺乏承载能力，超载过大，路面施工质量达不到标准，所在路段的地形风险太大、过于危险，以及滑坡会造成的地面裂缝，出现大量碎石，造成交通不便。旧路面按原道路标准设计，结构强度和厚度较低，难以适应当前重交通的需求。特别是近年来超载车辆数量的增加，加剧造成了路面损坏现象。从取芯状况看，由于施工过程中的偏差，混凝土板的厚度不均匀，导致整块板承受不均匀荷载；旧混凝土路面的抗弯强度计算低于标准，对路面的抗疲劳损伤能力有很大影响，尤其是超载车辆的行驶经过。历年养护过程中的接缝，路面水渗入基层，使基层松动，强度降低；在反复荷载作用下，面板会引起振动和渗水。接缝会产生淤泥，形成脱空区，最终导致面层受损切。1.旧路检测内容及概况依据《道路工程质量评定标准》(JTGf80/1-2004)进行试验，依据四个方面：检查和评估路面损坏状态、接缝承载能力、板底脱空状态和旧混凝土路面结构参数。最重要的参数包括断板率、错台量、接缝传荷系数、脱空率等。3.1路面损坏调查3.1.1断板率视觉评估与仪器测量相结合，可以调查整个路段是否存在病害，并确定不同病害的类型和损坏程度的数量进行修正。根据对路面病害调查，上行线方向车行道优于下线方向的车行道，主要病害有：断板、板角断裂、路面裂缝、破碎板、分层剥落等五类，板缝破损较严重③。3.1.2错台量使用测量测量接缝两侧的高度差，测量点距离车道右边缘300mm。为了更直观地该路段的平均错台量，每个评估间隔分别计算错台量的最大数量和百分比。错台率是评级间隔内错台量总数的百分比。试验表明，除上行线500m外，该段平均误差值良好。上行线情况正常，最大误差为20mm，最大误差为27.78%；最大误差为9mm，最大误差百分比为20%。整体评估情况良好。3.2接缝传荷能力接缝是水泥混凝土路面的最薄弱点，绝大多数损伤发生在接缝附近。接缝传荷系数接缝反应边缘相邻板材转移能力的指标。FWD应用于接缝附近的路面，在接缝两侧测量20m处的横向车轮荷载（50KN）。使用公式Kj=Wu/WlX100%计算接缝传荷系数。测试表明，上行线优良率91%，中间的是7.1%；下行线的优良率为97.6%，中等率为1.9%，全线整体接缝传荷状况较好4。3.3板底脱空状况状态评定考虑到目前国内尚无统一的水泥混凝土板底脱空识别技术规程，根据我国《水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2011）（增加路面施工设计）并结合工程检测试验，旧混凝土铺面的板底脱空情况可通过弯沉测试法FWD试验评估。1.修复方案4.1处理想法根据旧水泥混凝土路面检测报告和现场开挖的检查报告，对整个道路展开三种类型的处理：水泥混凝土处于完好状态，路基承载力较好上的路段，只是进行现状的维修和混凝土加固裂缝，对混凝土板结构进行针脚处理，先将混凝土板铺在接缝上一层2000型的防裂，再在道路表面统一加上铺面层5］。现状水泥混凝土面板破坏严重，但现状道路基层、底基层及路基良好，以及满足路基路基底部拥堵的设计区间，按照目前处理的方式恢复结构，对结缝进行缝合，先后在混凝土板之间铺设1层2000型的防裂贴，再统一加铺面层。现状水泥和混凝土面板破坏比较严重，并检测到目前路基容量小，不符合设计要求的区间，结合现场挖掘，挖掘现状路面结构，挖60厘米的地面，按层填充要求，再挖30厘米的石灰土，25厘米的混凝土稳定碎石在24cmC30混凝土现状的路面的顶面，在混凝土板的接缝上铺上2000型的挡板，进一步统一铺面。4.2具体处理措施4.2.1破碎板修复基层处理，整块换板两块以上的裂缝、破损角、一块破损角面积大于四分之一的板块，对现状的混凝土板进行粉碎除去后，将路基深掘到60厘米后，填埋20厘米的石灰土、20厘米的二灰碎石和20厘米的混凝土，直至现在的道路屋顶为止。板块局部维修板材中只有一个贯穿缝，且贯穿缝面积小于板材表面的1/4,根据原材料进行局部填充修补。4.2.2修补裂缝当板上有裂缝且没有错台时，无需更换板，只需进行裂缝和混凝土加固。处理后的断口之间必须符合弯曲和下沉不超过14（0.01mm）和弯曲和下沉不超过6（0.01mm）的要求。小于1cm的接缝，采用水缝饰面；对于大于1cm的接缝，应使用填缝处理。4.2.3结构缝的处理它用一种特殊的填充材料进行专门的处理，对其进行灌注缝纫处理，边灌注边用胶滴敲打结构缝两侧。4.3改造技术的选择在翻修改造中，部分道路由于两侧地块的高衔接不便，水泥板损坏严重，维修费用较高，旧水泥路面全部挖除：旧水泥板上的部分砌块为沥青混凝土。第一次整修技术与新路基本相同，第二次沥青混凝土覆盖技术主要包括：旧水泥板的预处理、沥青混合料的选择、沥青混合料的材料类型和厚度以及反射裂缝的延缓与防治。对混凝土板的处理，较常用的方法有：灌浆加固：对板块胀缝、施工缝、纵向进行清缝。处理方法：破碎压稳处理：除去破损的板块和松弛的基层，再注入混凝土，灌浆，强化基层的强度，消除差异为主要目的的缝付处理：破碎压稳技术主要用于病害严重的路面，将水泥板作为完全破碎的基层铺装。沥青混合料和材料一般选用性能优良的沥青颗粒，如SMASBS改性沥青。添加剂的厚度分为薄层（通常为4至6厘米）和厚层（超过10厘米）。防止反射裂缝是水泥路面加罩处理的难题，反射裂缝的出现会加速路面的破坏、降低道路的使用寿命。4.4施工质量控制旧路改造本身受旧路面的影响，加上现状交通干扰部分施工工序的隐蔽性，影响施工质量的不确定性十分复杂。结合实践，施工质量控制主要做：旧路面处理后再次进行指标测试。用数据说话：加强材料进场工作，把握好材料的质量：注意施工过程操作的正确性。合理安排材料养护时间，确保材料的强度和使用寿命更强、更长。面层加铺设计路面的设计应根据自然条件，如水文、气候和地质，结合当地旧水泥作业翻修的成功经验，与当地道路施工材料的可用性保持一致。路面施工必须按照技术成熟、因地制宜、经济合理、安全耐久、施工简便的原则进行整体设计。在具体设计时，评审专家组对上面层结构及沥青封层进行重点对比论证，原上面层设计方案采用SMA-13改性沥青玛蹄脂碎石混合料，采用骨架密实结构，虽然该结构具有良好的抗车辙、抗裂、抗滑、抗老化、及防水、噪音小等优点，但其造价高，AC-13细粒式沥青混凝土，在整个国内施工工艺成熟、应用广泛，采用密实结构表面摩擦系数大，抗滑性能好造、价相对较低，对于有大货车通行的市政道路来说有利于车辆在交叉口制动。故最终推荐选用了AC-13细粒式沥青混凝土。封层采用两层橡胶沥青表处封层，起到防水抗渗、抗裂、层间连接、传递荷载、吸收应力和提高强度等作用。沥青采用具有较高粘度的优质成品沥青，本次设计基质沥青采用70号重交石油沥青（针入度：25°C时60-80、软化点不小于45、15C延度不小于40cm），集料S12用量7-9m3/1000m2，沥青用量1.4kg/m2；集料S9用量16-18m3/1000m2，沥青用量2.2kg/m26］。1.控制操作从旧路改造的全过程来看，必须强调几个控制环节：6.1旧路探测是提供整个恢复计划和恢复计划的基本依据，检测链路应分层、分段、分病害，作为设计的详细参考。6.2修复旧路维修阶段是加铺改造后路面质量的直接保证，也是加铺改造后路面质量的有效条件。6.3防裂层设计该层材料选用得当是路面质量的再次提升，可有效扩散应力，避免旧路处理过程中的遗留瑕疵造成路面形成反射裂隙。本次设计防裂层采用2000型“防裂贴”，2000/50cm宽，厚3mm，施工时保证防裂贴与基层的黏结效果，注意搭接边保证8-10厘米的搭接深度并保证碾压平整。6.4、施工环境保证：合理进行施工组织管理，有效疏导通行车辆，避免因车辆误行给施工带来的环境破坏，尤其是在封层、黏层、面层施工时的破坏，影响施工质量和安全。1.结语总的来说，通过对路面的科学评估展开路面的调整，结果的正确性与处理方案的经济合理性直接相关。特别是现在，在路面维修、翻修、扩建方面，经济因素越来越重要，因此要求正确可靠的简便路面检测评价方法。沥青混凝土铺路，旧混凝土铺路的处理和修复是重点也是难点，而且在选择各种混凝土板的破损情况下，完善的设计方案和处理措施，在质量管理过程中非常重要。参考文献：刘小杰.浅谈旧水泥混凝土路面加铺沥青路面的设计与施工3].黑龙江交通科技，2020,43(07)：61-62.DOI：10.16402/ki.issn1008-3383.2020.07.037.白雪峰.矿区重载公路路面结构破坏分析及改造方案[D].哈尔滨工业大学，2019.DOI：10.