旧水泥混凝土路面的加铺与拓宽设计

2012-06-01黄学华

山西建筑 2012年27期

关键词：粘层加铺结构层

黄学华

(太原市市政工程设计研究院，山西太原 030002)

目前，国家已经推出了关于旧路加铺沥青层以及旧路拓宽改造的相关技术规程，本文旨在介绍具体工程设计实例，将城市旧有道路加铺及拓宽改造进行具体的阐述。

1 工程概况

该道路位于大同市口泉区，设计全长1.16 km，设计速度30 km/h。道路规划红线15 m，采用两块板形式，具体布置为中间9 m宽机非混行车道，两侧3 m宽路侧带(含1.45 m宽树穴带，1.55 m 宽人行道)。

本条道路属于连接同煤棚户区至校南街(Ⅰ级主干道)之间的一条城市Ⅰ级支路。该道路的建设将会大大缩短口泉区至市区的行程时间，对促进口泉区的经济、文化建设与发展起到了关键性的作用。

2 道路现状

道路现状为7 m宽的水泥路，于2009年修建。由于连接口泉区至校南街的道路目前只有两条，本条道路交通量非常大，且重型车辆较多，现状路面状况较差，多处接缝破损，局部板块出现脱空，脱皮现象。但本条道路修建年代较短，绝大部分路段结构层较完整，故本次设计考虑利用旧有水泥混凝土板块，同时，对其进行加宽处理，以满足交通量增长的需要。

3 路面结构设计

主车道的现状水泥路面保存较为完好，本次设计将现有水泥路面进行拓宽，并在原有旧水泥混凝土路面经修复后加铺两层沥青层。以双圆均布垂直荷载和水平荷载作用下的三层弹性体系理论为基础，并以路表容许回弹弯沉、容许弯拉应力及容许剪应力三项设计指标为控制进行路面结构设计。荷载标准采用准轴载100 kN的双轮组单轴，设计年限为15年。路面结构设计如下:

对于行车道改建部位，沥青罩面前需先铣刨1 cm厚水泥混凝土板，对于局部加铺厚度不大于11 cm的部位应加大铣刨厚度，以保证加铺厚度不小于11 cm。对于局部加铺厚度大于11 cm的部位，加厚沥青下面层的厚度以达到设计高程。沥青层从上而下结构层依次为4 cm厚细粒式沥青混凝土(混合料级配采用AC-13，石料选用抗滑、耐磨石料)、改性乳化沥青粘层油、7 cm厚粗粒式沥青混凝土(混合料级配采用AC-25)、混凝土面板上满铺粘层油+玻璃纤维土工格栅。结构总厚11 cm。

对于拓宽的行车道路面结构层，结构总厚81 cm，其中11 cm厚沥青混凝土面层、20 cm厚钢筋水泥混凝土(拉毛)、15 cm厚现浇水泥混凝土、15 cm厚现浇水泥混凝土、20 cm厚天然砂砾底基层。沥青混凝土面层采用4 cm厚细粒式沥青混凝土(混合料级配采用AC-13、石料选用抗滑、耐磨石料)，改性乳化沥青粘层油;7 cm厚粗粒式沥青混凝土(混合料级配采用AC-25)，混凝土面板上满铺粘层油+玻璃纤维土工格栅。面层混凝土弯拉强度标准值应不小于4.5 MPa;基层和底基层混凝土弯拉强度标准值应不小于 3.5 MPa，路表容许回弹弯沉 0.034 cm。

路面结构设计图见图1。

图1 路面结构设计图

旧水泥混凝土面层上满铺自粘式玻璃纤维土工格栅，以增强沥青混凝土结构抗反射裂缝的能力。自粘式玻璃纤维土工格栅采用的型号为“BJG60X60-2”，技术指标如下:断裂强度(kN/m):经向:≥60，纬向:≥60;伸长率(%):≤4;单位面积质量(g/m2):≥350;弹性模量(GPa):67;网眼尺寸(mm × mm):25.4 ×25.4;幅宽:≥6 m。

为加强新旧路面的衔接，在交接处设置拉杆与水泥混凝土垫块。拉杆施工时先在旧面板1/2板厚处，每隔600 mm钻一直径20 mm、深400 mm水平孔，并用高压水枪或高压空气清除孔内杂屑后，压入环氧砂浆，再插入φ16 mm，长800 mm的纵缝拉杆;水泥混凝土垫块采用C25现浇微膨胀水泥混凝土(内掺10%的铝酸钙膨胀剂)，施工时首先清除已松散的基层或底基层，并视基层或底基层松散程度选取适当的浇筑厚度，并保证厚度不小于20 cm。

4 旧水泥混凝土路面加铺前的处理措施

在加铺沥青面层前，应先对旧有水泥混凝土路面进行检测，确定其弯沉值及承载力，并对破损处、坑洞，及较大裂缝的位置及损坏程度进行统计，然后对破损的路面进行修复。

首先，填补坑洞，裂缝或水泥路面接缝，若整块水泥混凝土板有脱空现象，应对其进行压浆处理，局部松动的地方，应进行清除或底部灌浆处理。

其次，对现状路面的接缝处应做如下处理:先用高压空气清除接缝内碎屑及杂物，并用改性沥青油进行灌缝。

对原有水泥混凝土及新水泥混凝土路面接缝处采取铺设土工布处理。

旧水泥路面加铺前病害的具体处理方法有:

1)大面积麻面、脱皮路面的处理。

首先将路表处的杂质全部清理干净，然后喷洒一层改性沥青油后采用改性沥青砂对凹槽处修补平。

2)纵缝、横缝及自由边断角的处理。

对路面结构损坏程度较深的地方，先凿除深度不小于10 cm的旧路面结构层，然后浇筑C35水泥混凝土。对于损坏程度较浅的地方，凿除深度不小于5 cm的旧结构层后采用改性沥青混凝土填平并压实。

3)破碎板的处理。

把破碎的混凝土凿除并清理干净，浇筑C35混凝土补平。当旧道路板块损坏较为严重时，应把整块全部凿除，并重新用C35混凝土补齐。

4)脱空处理。

在脱空部位上用冲击钻等工具冲出两个φ30 mm孔(穿透混凝土板)，间距约为0.8 m～1.5 m。然后用C20高强水泥砂浆高压灌注，注满为止。

5)断板处裂缝的处理。

对断板裂缝，先清除裂缝部位的混凝土，然后浇筑C35混凝土，接缝采用贴玻纤格栅的方法处治。

6)活动板的处理。

在四个角上各冲击钻一个φ30 mm孔(穿透混凝土板)，然后用C20高强水泥砂浆高压灌注，注满为止。

主要的施工流程如下:旧水泥混凝土路面病害处理→接缝处理→清洗旧路面→满铺玻纤格栅→喷洒改性沥青粘层油→铺筑改性沥青混凝土罩面层。

玻纤格栅铺设在经处理和清洁后的旧有道路面层上。固定好玻纤格栅后，采用胶轮压路机碾压以保证与原有路面面层之间的粘结性。在施工过程中，要严格控制各种车辆出入工程场地。为了避免来往车辆有可能急刹车或急转弯对玻纤格栅造成直接损伤，必须在保证铺设完所有玻纤格栅后，当天马上在旧有面板全宽范围内喷洒粘层沥青油，然后进行沥青混凝土罩面。沥青油采用PCR改性乳化沥青粘层油，每平米用量不小于0.6 kg，其质量及技术指标应符合《公路沥青路面设计规范》和《公路沥青路面施工技术规范》中的相关要求。