关于地方公路旧路改造的若干探讨

陈俊山

（揭阳市揭西建筑集团公司，广东 揭阳515400）

揭阳市揭西县自成立县以后，对于地方公路的建设，政府一直都在加大投入和规划，近年来，随着我县部分早期修建的水泥混凝土路面和部分近期修建的但已出现不同程度的早期损坏的水泥混凝土路面，已达到需要改造翻修的程度，如何改造翻修的问题已日益成为公路部门必须面对和必须解决的技术问题。基于上述情况，本文以揭西县境内某路面改善工程路面大修工程为依托，结合该段路面的具体情况，对旧路面的病害及其形成机理进行研究，并提出旧路面处治措施和新路面结构形式。

1 旧路面板损坏原因分析

1.1 路面损坏类型

该路面改善工程原有路面结构为水泥混凝土路面，损坏严重，通过现场调查，发现水泥混凝土路面的损坏有四种类型：a.面板破碎、裂缝类——贯通面层厚度的断裂裂缝，把板分为数块，破坏了面层结构的完整性。裂缝类的损坏形式有：横向裂缝、纵向裂缝、交叉裂缝和板角断裂等；b.变形类——面层板的整体性未破坏，但出现较大的竖向位移，影响行车舒适性。变形类形式有；错台、层陷、和拱起等；c.接缝损坏类——横缝和纵缝填缝料的丧失或失效。如板缝处填缝料剥落；4、表面损坏类——非结构性损害，发生在面层的局部损坏。如露骨、坑洞等。

1.2 路面损坏原因

1.2.1 路面结构层因素

由于中间主车道的破坏下沉造成路面横坡小于设计横坡，在雨量充沛的雨季中，雨水沿着纵缝、横缝、土路肩、破碎板的裂缝处等部位渗入到主车道混凝土板与基层灰土之间，渗入到基层表面的雨水，在车辆荷载重复作用下，使得聚水变成了有压水，有压水在板底流动，对基层产生冲刷，并同基层冲刷出来的细料搅成悬液，在外在条件下沿着辅道与混凝土板之间的缝隙喷溅出来，形成唧泥病害。唧出的泥浆带走大量的基层材料，导致混凝土板形成脱空，周而复始，破坏了混凝土面板与基层密贴的设计机理，最终导致混凝土板过早地发生断裂和严重破碎。

1.2.2 重交通荷载因素

该路段交通量增长迅猛，尤其是重型载货集装汽车增长迅速。交通流量又以大型货运车辆及拖挂车所占比例最大，车辆超载的现象十分普遍，由于重交通和汽车超载，造成了水泥混凝土路面早期损坏，使路面使用寿命大大缩短，路面使用性能衰减加快，同时加剧了其他路面损坏形式的程度，如地基脱空、接缝破坏、路面接缝唧泥等。

1.2.3 路面基层材料因素

该路段段基层材料为水泥稳定天然粒料，这种材料强度低，抗冲刷性能差，因自身的抗剪切强度不足，就很难抵抗压路机的剪应力，致使基层在施工中发生松散及推移等问题。通车后随着雨水的渗入，进一步变松、变软，并在面层底部形成2.0an～3.0OTI厚的软弱夹层，从而使水泥混凝土路面较早地出现基层唧泥现象，而使路面板和基层之间出现空洞，基层变软，必然导致水泥混凝土面板的断裂损坏。此外，路面基层因受温度应力及其他因素的影响，基层浇筑好后，在一定范围内会出现自然断裂，由于基层的裂缝没有进行及时处理，而反射到面层，使面层断裂。

2 路面改造结构方案比较（白加白方案）

鉴于本项目旧混凝土路面破损严重，对特别是普遍存在板底脱空现象的路段，旧混凝土路面进行大面积灌浆、换板等修复无法满足未来行车荷载的要求（如大量新换过的路面板已经发生断裂），或者大面积修复后再铺筑加铺层也不是一种经济有效的技术措施。因此，维修改造方案对不同路段采用不同的处理方法，其中部分路段考虑对旧混凝土路面进行破碎（压裂）和压实稳定处理，用于作为新加铺面层的底基层，其上再加铺基层、面层。这样既可以减少大量废料对环境的不利影响，又可以保留旧路面一定程度的结构完整性。

加铺基层的方案，其优点是可利用半刚性基层来对破损严重、凹凸不平的旧路面提供一个补强整平层。此种结构在国内及省内已有大规模应用的并成功的实例。

2.1 普通混凝土面层

普通混凝土面层即常规素混凝土面层，在国内外大量使用于道路面层，考虑到混凝土结构的温度收缩特性，面板均需按一定间距设纵、横向接缝。

路面结构为：26水泥砼面层+1cm沥青表处封层+15～30cm（一般按20cm控制）5%水泥稳定碎石基层+经处理后的旧板（注：砼面层设计抗弯拉强度为5.0Mpa）。普通混凝土面层的优点：国内外大量使用，施工工艺成熟，有大规模铺筑的经验而且造价便宜。普通混凝土面层的缺点：接缝较多，行车舒适性差，且易引起接缝病害。路面整体性差。

2.2 连续配筋混凝土路面

国内一些省份近年来也开始在高速公路上尝试采用连续配筋水泥混凝土结构，湖南省已经建成了益长和耒宜高速公路100km连续配筋混凝土路面，广东省第一个连续配筋混凝土路面结构试验段2003年7月在325国道恩平段完成。

连续配筋混凝土路面设计时，路面板厚度由荷载疲劳应力和温度疲劳应力确定，应力分析可以近似地按普通混凝土路面的各项设计参数和规定进行，基本与普通混凝土路面等厚或稍薄。其配置的钢筋主要用于消除接缝，提高路用品质，并不计钢筋对路面承载能力的增强作用。连续配筋混凝土路面的优点：路面接缝少，行车舒适平顺。耐久性好，极少养护，年养护维修费用低。增加了板的整体强度，提高了路面的承载能力。可以为将来的罩面加铺提供良好的支撑条件，不存在反射裂缝等接缝混凝土路面加铺罩面常见的问题。

连续配筋混凝土路面的缺点：与普通混凝土路面相比造价高。所用钢筋所量多。施工工序多，且要求严格。路面端部、与桥梁及其他结构物连接的部位需进行特殊锚固处理。国内未有大规模铺筑的经验及长期使用的效果评价。

2.3 钢纤维混凝土路面

钢纤维混凝土就是在普通混凝土中掺配一定数量的短而细的钢纤维所组成的一种新型高强复合混凝土材料(简称SFRC)。由于钢纤维阻滞基体混凝土裂缝的产生，它不但具有普通混凝土的优良性能，而且具有良好的抗弯拉、抗冲击、抗疲劳以及收缩率小、韧性好、耐磨能力强等特性。钢纤维混凝土在路面工程中应用可以明显减薄路面厚度，改善路用性能。国外发达国家主要用于公共汽车站、收费站、和行驶重型汽车的路面以及旧路面的加铺层。考虑其造价比普通混凝土路面为高和我国的具体情况，我国《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2002）规定其一般用于标高受限制路段、收费站、混凝土加铺层和桥面铺装。国内一些省份从上世纪20世纪80年代中期，开始短路段的试验研究，近年来也开始在一些在高速公路上尝试采用。钢纤维混凝土路面设计时，钢纤维混凝土面板厚度按钢纤维掺量确定，钢纤维体积率为0.6%～1.0%时，其厚度为普通混凝土面层厚度的0.65～0.75倍。并且其计算厚度还应按规范规定的荷载疲劳应力和温度疲劳应力分析方法计算，结果应满足规范要求。

钢纤维混凝土路面的优点：抗弯拉强度高(6Mpa)，面层可减薄，其厚度约为普通混凝土路面的0.65～0.75倍。延长了缩缝间距，使横向接缝少，其横向缩缝间距一般按6～10m设置。由于厚度减薄，接缝减少可使施工工期缩短。在一定程度上提高了行车舒适性。抗冲击、耐疲劳性能强，耐久性好，可延长路面的使用寿命。

钢纤维混凝土路面的缺点：造价高，单方混凝土造价比普通混凝土要翻倍，其造价比普通混凝土面层高约20%。原材料要求严格，如碎石最大粒径不超过2cm，钢纤维单价高。施工工艺复杂，施工控制要求严格。否则易出现钢纤维成团，或表面易露出钢纤维，拌和物工作性差，泌水等问题。使用中、后期，表面经磨耗，易露出钢纤维扎穿轮胎。国内未有大规模铺筑的经验及长期使用的效果评价。

3 旧板破碎稳固处理

由于旧混凝土面层的结构损坏较严重，断板率较高，对破损板块进行常规处理已不经济的情况。根据对路况调查结果的分析，将断板率大于40%、连续长度大于500m的路段的旧混凝土板进行破碎处理作为基层。破碎的目的是稳固混凝土板，并使其破碎块紧密嵌锁，与原路面基层一起形成稳固厚实的基层，有效减少和缓解反射裂缝。与此同时，为保障破碎质量，破碎后的混凝土碎块控制在8cm以下。洒布的沥青应满足相关要求。

4 结束语

从上述可知，旧路改造的方案，具有多种比选性，由于旧路破损程度和远期规划的不同，在改造方案确定时，侧重点往往会有所不同。然而，无论以哪种改造方案作为实施类型，对于质量的控制，无论是设计质量的管理，或是施工过程的实施，是丝毫不容忽视的。我们只有抓好设计、施工管理，严格控照设计规范实施控制，才能为改造质量提供牢固保障，才能为公路的改造质量保驾护航。

[1]钟建安.《现行公路施工及验收技术规范大全》.2001年