浅论旧水泥混凝土路面加铺沥青层设计的各类路面病害处治方式
2018-05-10邱文杰龙红梅
邱文杰 龙红梅
引言
随着近年来我国经济高速发展，城镇化进程不断加快，城市基础设施不断完善，各类基础建设大力推进。其中道路的建设是城市建设中最为重要的一环。而水泥混凝土路面作为常见的一种路面类型，由于其使用寿命较长，运行期间的维护费用较低，高低温的耐候性能力较强，且其建设成本比沥青混凝土路面低，因此水泥混凝土路面得到广泛应用。但随着经济水平不断提高，以及沥青材料的不断发展进步，沥青路面在耐候性等方面得到了提高，沥青路面的建设也在不断发展。由于许多原有水泥混凝土路面使用一定年限后其使用性能有所降低，水泥混凝土板块出现各种病害，但为降低成本，经过处治后依然能达到原有等级道路的使用要求，因此出现了较多水泥混凝土路面加铺沥青混凝土的改造，即所谓的“白加黑”工程。本文将以“狮山镇罗村孝贤路改造提升工程”为例，浅论各类加铺沥青层的水泥混凝土路面病害产生原因及处治方式。
1 概述
孝贤路道路等级定位为城市次干路，双向四车道，红线宽度为24m，机动车道宽度为16m。由于所处狮山镇罗村重工业较为发达，有各类重型车辆通行，周边经济发展较快，楼盘不断建设，车流量日益增加，局部板块出现了一定破损，为满足交通量增长的需要，提高行车舒适性，对旧路各类破损的板块进行整治和修复并加铺沥青面层。
2 水泥混凝土路面病害检测及调查
在对旧水泥混凝土路面处治前，应先对其进行调查及检测，判断出其破损状况。表1为孝贤路病害情况调查表。
以调查数据为基础，根据《城镇道路养护技术规范》（CJJ36-2006）计算出其路面状况指数PCI。而孝贤路路面状况指数PC最终计算结果为＞90之间，可见原有水泥混凝土路面传荷效果为优良。
表2 水泥混凝土路面破损状况等级评定标准
通过路面状况指数可判定，在保持原有道路等级前提下，利用旧水泥混凝土路面加铺沥青面层的方案是合理可行的。
3 水泥混凝土路面病害类型一般处治方式
孝贤路为典型南方地理位置中的水泥混凝土路面，且其加铺沥青改造为经济合理的方式。现以自然区划Ⅳ7华南沿海台风区旧水泥混凝土作为实例浅论其处治及沥青加铺设计。
3.1 断裂类病害
3.1.1 裂缝类
根据裂缝发育程度，轻型裂缝宽度小于3mm，中型裂缝宽度为3～15mm，重型裂缝宽度大于15mm。
（1）轻型裂缝，由于其对原有路基影响比较小，在加铺沥青层前，采用“扩缝灌浆”，处理方式。
①顺着裂缝扩成1.5～2.0cm的沟槽，槽深可根据裂缝深度确定，最大深度不得超过2/3板厚；
表1 现状水泥混凝土路面情况调查表
②清除混凝土碎屑，吹净灰尘后，填入0.3～0.6cm的清洁石屑。
（2）中型裂缝，其对原有路基有一定影响，若同时出现错台、唧泥或填缝料损坏等多种破坏形式，建议采用破除整块板块的处理办法，以避免路基已遭受破坏的情况。否则可以采用“条带补缝”的处治方式。
采用条带罩面补缝加玻璃钎维土工格栅进行补缝，玻璃钎维格栅的设置范围为修补缝隙两侧各50cm。修补需要注意的问题为：
①钯钉长度不小于20cm，弯钩长度为7cm。
②钯钉孔必须填满砂浆，方可将钯钉插入孔内安装。
（3）重型裂缝，由于其裂缝达15cm以上，在岭南地区雨水量充沛，长期的雨水可以通过裂缝渗入道路路基及基层，路基经雨水浸泡已不能达到设计承载力要求，这类板块通常继续发育为破碎板，乃至被完全碾压破碎。因此必须采用破除整个路面，并翻压路基，重建道路路基路面。虽原有水泥混凝土面板可视为刚性基层，但为避免日后新旧路基路面衔接处发生沉降不一的隐患，所有新建的板块皆需要设置拉杆及传力杆。
3.1.2 板角断裂
对板角断裂的情况，修补的板角与原有路面板的接缝面，应涂刷沥青，如为胀缝，应设置接缝板；现浇混凝土与老混凝土面板之间的接缝应切出宽3mm深4mm的接缝槽。应注意的是，板角断裂应不大于整块板的1/3，否则应按裂缝类型处理。
3.1.3 断板
断板的处理方式同裂缝，根据其破碎程度及对路基影响程度决定是否需要破除重建路基路面。对分裂成三块以上的破碎板，原则上应破除原有板块重建。
3.2 竖向位移类病害
对此类病害，应先分析其是否为路基问题，比如压实度不均，或者路基渗水软化。这两类情况，只能破除道路路基路面，先处理路基，翻压和排水，再重建水泥混凝土路面。对因为膨胀变形的情况，参照拱起情况施工。
3.3 接缝类病害
3.3.1 接缝填料损坏
（1）清除接缝中的旧填缝料和杂物，吹净灰尘；
（2）修理胀缝时，先用热沥青涂刷缝壁，再压入接缝板，接缝板及传力杆之间的缝隙以沥青填实；
（3）填缝料的技术要求与施工质量验收标准，应符合相关公路及道路的养护规范。
3.3.2 纵向接缝张开
（1）纵向接缝张开10mm以下时，采用聚录乙烯胶泥、焦油类填缝料和橡胶沥青等加热施工式填缝料；
（2）纵向接缝张开10mm以上时采用聚氨酯类常温施工式填缝料；
（3）纵向接缝张开15mm以上时采用沥青砂填缝。
3.3.3 接缝碎裂
（1）在破碎部位外缘切割成规则图形，切割面垂直于面板，底面应为平面；
（2）清除混凝土碎块，吹净灰尘杂物，保持干燥状态；
（3）采用高模量补强材料填充维修。
3.3.4 唧泥和板底脱空
（1）经弯沉检测，超过0.2mm的视为面板脱空，需采钻孔灌浆的方式处理；
（2）灌浆孔布置于四个角及板中心共五个，灌浆顺序从边缘到中间；
（3）灌浆完成后需用木塞堵孔，以防浆体外溢，待其初凝后方可拔出；
（4）对唧泥病害还应注意及时对接缝灌缝处理；
（5）唧泥病害应注意排水，排水沟沟深应在路面基层以下。
3.3.5 错台
（1）对高差不足1cm的采用人工凿平或机械磨平；
（2）对高差大于1cm不足5cm的采用沥青砂或水泥混凝土调平；
（3）当错台大于5cm，应考虑是否伴有其他病害，如唧泥和脱空等，当同时存在这几种病害，为避免多重因素影响及路基浸水软化破坏导致的沉降，建议破除路面，做好路基排水或翻挖晾晒重新压实。
3.3.6 拱起
（1）针对胀缝因混入杂质或损坏的情况，应先修复或重建胀缝，还应考察其余不设传力杆横缝是否也有混入杂质并一并清除干净及用沥青灌缝；
（2）对因膨胀量超出允许空间的，则需对拱起相邻两块板间的横缝进行切宽，带应力释放完成再切除拱起端，待恢复原位再处理接缝。
3.4 表层类病害
3.4.1 磨损和露骨
对此类病害，一般为施工问题，其并不影响水泥混凝土的核心功能抗折强度，仅需对其表面进行处理，施工前应先清除表面泥土和灰尘，一般采用稀浆封层处治再加铺沥青面层。
3.4.2 纹裂、网裂和起皮
此类病害不影响水泥混凝土抗折强度，采用稀浆封层处置再加铺沥青面层。
3.4.3 活性集料反应引起的网裂
对此类病害，其后期可能发育成其他类型如裂缝等。对发育完成后不严重的，可以采用稀浆封层处理，对伴随严重裂缝，建议破除面板重建，以避免进一步发育裂开。
3.4.4 粗集料冻融裂纹
对处于自然区划Ⅳ7华南沿海台风区的工程项目，一般沿海地区冬季施工情况下冻融病害反可不考虑。对粤西及粤北山区，冬季严寒气候达到0℃的地区，应考虑该情况。对已造成破坏的，建议破除并重建水泥混凝土面板以免其继续发育破坏。在换板的施工过程中添加引气剂和减水剂，并控制和降低水灰比。
4 旧水泥混凝土路面加铺沥青层设计中应注意的其他问题
4.1 调平层
道路设计中纵断面对调平层的影响不可忽视，尤其填方较高时。在路线基本沿原路设计时，其量一般为填方扣除面层的量，以及铣刨旧路的深度。沥青罩面中高速公路、一级公路厚度不宜小于10cm，其他不宜小于7cm。在有调平层时，应考虑沥青的压实厚度，合理分配分层碾压的沥青层厚度。
4.2 接缝配筋
沥青加铺后，原路面板块可视为基层，对一般的沥青混凝土路面刚性基层不设配筋。但考虑到破除路基重建的板块，对通车后的路基不均匀沉降，接缝的配筋有利于缓解其影响，同时对减少反射裂缝影响也有利。故在板块处治时，重建的板块应做好接缝配筋设计。
4.3 土工布
在多数的水泥混凝土加铺沥青层设计中，沥青层常常直接铺设在土工布上。根据相关土工合成材料规范要求，对“长丝纺粘针刺土工织物”应在土工布摊铺前及摊铺后皆洒布粘层油，且应注意其用量的不同，其他类型可仅在摊铺前洒布。
5 结语
孝贤路完工通车后得到各方一致好评，可见加铺沥青层的水泥混凝土板块处治与一般水泥混凝土养护和处治方式有不同之处，在进行此类工程的设计时，应根据要求合理选择不同的处治方式，沿用成功的经验做出最合理的设计。
[1]《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTI073.1-2001）[S].
[2《城镇道路养护技术规范》（]CJJ 36－2006）[S].
[3]《土工合成材料应用技术规范》（GB50290-2014）[S].
