舊路路面結構改造的研究

鄧廣輝，梁茂平

（廣東省建筑設計研究院，廣東 廣州510010）

舊路路面結構改造的研究

鄧廣輝，梁茂平

（廣東省建筑設計研究院，廣東 廣州510010）

伴隨我國城市的擴張及快速發展，道路交通流量的增加，城市道路運營臨近或者超過路面設計基準期，城鄉公路的市政化改造，現階段我國老舊道路路面改造問題突出。為有效地解決舊路路面結構改造問題，結合現狀路面結構、路面病害調查、交通流量、道路周邊邊界控制條件等控制因素，分別針對現狀水泥混凝土路面改造加鋪瀝青混凝土，現狀瀝青混凝土路面改造加鋪瀝青混凝土進行研究，提出了不同適用條件下的路面結構加鋪方案。

舊路路面結構改造、應力吸收層、瀝青混凝土加鋪層

0 引言

國家統計局數據顯示，中國城鎮化率2016年已達到56%，并且逐年穩步上升，進入城鎮化的后半程。經過將近四十五余年的高速發展，中國的城市結構、社會結構、經濟結構、文化形態都發生了根本性變化。城市的快速發展，帶動了城市交通需求的高速增長，大規模的城市路網建設。至今我國主要城市路網已基本完成，主要城市道路、城鄉公路營運期均超過20 a，期間大城市機動車擁有量以高于10%的速度增加，交通需求大幅增加。我國城市道路負荷日益加重，城市道路路面結構使用超過設計年限，基本養護維護成本增加，效果降低，各種路面病害頻發，進一步加劇道路擁擠、交通堵塞、行車混亂、影響行車安全及舒適性。近年來針對城鄉公路市政化改造、老舊城市道路改造、舊路大中修，尤其是舊路路面改造工程如雨后春筍般出現。為此，針對現狀城鄉公路及老舊城市道路路面結構改造進行研究，提出具有針對性、建議性、指導性的路面結構改造方案。

1 影響舊路改造路面結構選取的主要因素

考慮到城鄉公路、老舊城市道路營運期一般大于15 a，特殊路基在長期車輛動載作用下趨于穩定，因此可認為老舊道路路基狀況基本滿足承載力及抗變形要求，如若情況特殊，應首先針對路基進行處理，再進行路面結構改造。當路基滿足道路使用性能要求，影響舊路改造路面結構選取的主要因素主要為以下幾個因素：（1）現狀路面結構形式（常用結構為水泥混凝土路面或瀝青混凝土路面）；（2）現狀道路病害情況及檢測成果（彎沉、脫空、外觀病害、鉆芯取樣、PCI等）；（3）是否改造現有道路下埋管線、其種類及埋深；（4）現狀道路標高及周圍建筑地坪標高等。其次考慮到城鎮居民對道路低噪音、高舒適性等要求，加鋪路面一般選擇瀝青路面。

2 現狀水泥混凝土路面改造

上世紀80年代到90年代末期是我國道路建設采用水泥混凝土路面的高峰期，路面結構一般采用20～30 cm半剛性基層加20～30 cm水泥混凝土。該路面結構經過長時間服役，一般易發展以下病害：接縫料損壞、交叉裂縫或破碎板、修補路面板、坑洞、線裂、板角斷裂、板角剝落、錯臺、板塊凸起、脫空，以及基層強度不足等。

水泥混凝土路面結構改造方案的選取需著重考慮彎沉、脫空檢測并結合路面病害調查結果進行研究，選擇易于實施、經濟合理的方案。

首先根據路面彎沉檢測判斷原有路面強度是否滿足加鋪要求、探地雷達檢測路面板塊脫空情況，結合工程經驗，當路段代表彎沉值≥45（0.01 mm），或現狀彎沉值大于 20（0.01 mm）且彎沉差≥6（0.01 mm）的脫空板塊≥45%，并伴隨有大面積破碎板或裂縫發展較為嚴重的路段可考慮采用多錘頭碎石化技術對現狀水泥混凝土路面進行碎石化后作為路面底基層（見圖1），采用半剛性基層進行調平過度后加鋪瀝青混凝土面層。

圖1 多錘頭碎石化設備施工實景

當現狀路面強度滿足加鋪層使用要求時，對現狀水泥混凝土進行病害處置后，應根據現狀道路標高及周圍建筑地坪標高等邊界條件進行精細化的加鋪道路豎向設計，原則上應盡量降低加鋪厚度，同時控制銑刨深度，結合加鋪厚度，加鋪路面結構一般可分為以下幾種類別（見表1）。

結合近年來白加黑加鋪路面使用情況，瀝青加鋪層反射裂縫擴展問題較為突出。瀝青加鋪層產生反射裂縫的主要成因為：交通荷載及溫度循環作用下引起路面材料和結構疲勞損傷逐漸發展，（1）偏荷載引起的剪切型反射裂縫；（2）降溫引起的張開型反射裂縫；（3）板翹曲引起的張開型反射裂縫（見圖2）。

圖2 瀝青加鋪層反射裂縫擴展形式示意圖

為有效控制反射裂縫的擴展，應力吸收層或剛柔過渡層的設置尤為重要，當前較為流行的控制反射裂縫的應力吸收層主要有半剛性基層、柔性基層、聚酯玻纖布或土工格柵、瀝青碎石、防裂鋼筋網結合橡膠瀝青同步碎石封層等（見表2）。不同的應力吸收層選擇，應該基于充分的舊路病害檢測調查，結合交通量，病害控制，標高控制，排水通暢，投資適宜的原則進行選擇。

3 現狀瀝青混凝土路面改造

首先，半剛性基層瀝青混凝土路面的養護決策，在很大程度上，取決于對瀝青混凝土路面使用性能的合理評價。對于瀝青混凝土路面使用性能，主要從路面強度、破損狀況、行駛質量、抗滑性能，以及車轍狀況等方面進行評價。

瀝青路面結構強度判斷：根據《城鎮道路養護技術規范》（CJJ 36-2006）關于瀝青混凝土路面結構強度評價，對于半剛性基層，在很輕、輕、中、重、特重交通量下，瀝青路面路表回彈彎沉值界限值分別為77、56、42、31、21（0.01 mm）。

表3為路面強度評價分類表。

表1 白加黑常用路面結構一覽表

長時間服役下瀝青混凝土路面易發生以下病害：（1）裂縫類病害：a.橫向裂縫，b.縱向裂縫；（2）龜裂；（3）松散類病害：a.麻面，b.坑槽；（4）變形類病害：a.車轍，b.沉陷；（5）橋頭跳車等。

表2 應力吸收層與加鋪結構組合一覽表

表3 路面強度評價分類表

加鋪方案的確定需結合瀝青路面強度、路面病害的情況、路段的實施條件，分段進行評價，再根據現狀道路標高及周圍建筑地坪標高等控制加鋪道路豎向設計，原則上應盡量降低加鋪厚度，控制銑刨深度，分路段進行加鋪方案設計。當路段代表路面回彈彎沉值大于對應交通量下半剛性基層瀝青路面路表回彈彎沉值界限值，并且路段伴隨有大面積龜裂、重度沉陷時，建議該路段挖除原有路面及基層，最后按照新建路面結構要求新建路面及基層。當舊路面使用年限較長，瀝青上面層污染及老化較為嚴重，為保證新舊瀝青之間的粘結性，需對舊瀝青表面層進行刨除，推薦刨除現狀路面面層厚度不小于4 cm，進行病害處理后，再根據道路豎向設計標高進行加鋪瀝青混凝土罩面。

因此，結合交通量分級，不同交通量下路面結構加鋪方案應有所區分，一般推薦按照5種類別進行區分（見表4）：（1）特重交通量；（2）重交通量；（3）中等交通量；（4）輕交通量；（5）很輕交通量。

表4 不同交通量下推薦路面加鋪方案一覽表

最后，根據工程實際經驗，結合路段代表彎沉值，不同的加鋪厚度，以重交通量下瀝青路面結構加鋪方案為例：一條道路不同路段加鋪方案如圖3所示（H為加鋪厚度，cm；D為路段代表路面回彈彎沉值，0.01 mm）。

4 結語

伴隨著城市的發展，城市道路交通量顯著增加，根據我國城市道路的建設及運營情況，現階段城鄉公路市政化改造及老舊城市道路路面改造問題突出。結合城市道路路面結構改造的影響因素，城市道路路面結構改造一般分為兩個方向：（1）白加黑路面結構改造。根據舊水泥混凝土路面強度評價，指導路面改造方向，著重控制反射裂縫的擴展，結合交通量，病害控制，標高控制，排水通暢，投資適宜的原則進行應力吸收層材料的選擇。（2）黑加黑路面結構改造。應著重結合交通量、路面破損狀況、強度、行駛質量、抗滑性能，以及車轍狀況等分類選用經濟技術合理的瀝青混凝土路面加鋪結構。

圖3 重交通量下瀝青混凝土加鋪路面結構圖示

[1]CJJ 36-2006.城市道路養護技術規范[S].

[2]JTG D50-2006.公路瀝青路面設計規范[S].

U418.8

B

1009-7716（2017）08-0061-04

10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.08.019

2017-04-11

鄧廣輝（1987-），男，廣西桂林人，碩士，工程師，從事市政路橋及交通工程設計工作。