浅谈“白改黑”设计中旧水泥混凝土路面的处治

朱 永

(安徽省路桥工程集团有限责任公司，安徽 合肥 232000)

1 概 述

随着现状水泥混凝土路面损坏、使用性能的下降，旧水泥混凝土路面行车舒适性差，行车速度缓慢，“白改黑”设计方案应运而生，但旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层有如反射裂缝等技术难题，本文以某乡道033工程为例，结合技术水平、工程造价等因素，介绍了旧水泥混凝土路面病害的调查、评估与处理以及白改黑设计中对旧水泥路面病害的几种处治方案。

2 旧水泥混凝土路面质量调查、检测与评价

旧路改造设计成功的关键是对原混凝土路面损坏原因的正确分析及对其结构状况和承载力的确切估计。因此，在设计之前对原路面的损坏状况、原因及承载力需进行调查，确定现有水泥混凝土路面的相对状况。

2.1 旧水泥混凝土路面的调查与检测

路面损坏状况调查包括路面损坏的类型(裂缝类、变形类、缺损类、接缝或裂缝损坏类等)、轻重程度(轻微、中等、严重)、损坏量及范围。

路面的检测是旧路评价的重要方面，常用贝克曼梁和落锤式弯沉仪(FWD)[1-2]检测，路面检测一般包括弯沉检测、抗滑性能检测、平整度检测、路面厚度测定等。

2.2旧水泥混凝土路面状况的评价[3-4]

旧路状况的评定主要包括下述几方面内容：①路面损坏状况评定；②路面平整度评定；③结构承载力评定；④路面抗滑能力评定；⑤路面行驶质量评定。将以上5个指标综合起来为路面综合评定指标，用于评定路面使用质量评价标准。水泥混凝土路面使用质量评价标准见表1。

3 工程概况

3.1 老路概况

某乡道033的修建时期较早，老路原设计标准为：单车道四级公路，水泥混凝土路面宽4.5 m，路基宽5～5.5 m。道路平纵面线形较差。经多年运营，道路路面技术状况较差，严重影响车辆通行，对沿线居民的出行带来极大的影响，因此项目的改建，将显著提高区域交通服务能力，改善交通环境，充分发挥公路网的整体效益，促进项目所在地区经济的发展。

3.2 老路检测

3.2.1 路面断板率、错台量评定

现状水泥混凝土路面断板率为23.5%，评定为“差”；平均错台量为3.5 mm，评定为“中”；路面状况指数PCI为54.2，评定为“差”。

3.2.2 承载能力检测

经对测试数据进行统计、分析，本次水泥混凝土面板的板角脱空情况评定结果：无脱空占14.52%，需压浆占48.05%，需换板占11.08%，视情况而定占26.35%。

3.2.3 路面结构层取芯检测

本次采用HZ-20型路面钻孔取芯机检测面层厚度，钻孔取芯10处，平均厚度244 mm，标准差16.99 mm，现状水泥混凝土面层劈裂强度平均值3.26 MPa，标准差0.46 MPa，换算弯拉强度5.23 MPa，弯拉弹性模量36 555 MPa。经检测老路主要路面结构为：24 cm水泥混凝土面层+泥结碎石基层。

4 设计方案

本项目主要利用现有乡道033进行提升改造。项目起点与县道006处平面交叉，终点与县道005处平面交叉，路线总体呈南北走向，全长约16.3 km。

1)公路等级：三级公路。

2)设计速度：30 km/h。

3)路基路面：路基宽7.5 m，路面宽6.5 m。横断面布置为：0.5 m土路肩+2×3.25 m行车道+0.5 m土路肩=7.5 m。

4)荷载等级：公路-Ⅱ级。

5)设计洪水频率：桥涵设计洪水频率：中桥1/25，小桥和涵洞1/25。

6)路基设计洪水频率：1/50。

4.1 路 线

小半径弯道优化：考虑到本项目以沿线村镇居民出行为主，路线不过分追求线形指标，设计基本拟合现状水泥混凝土道路，局部小半径弯道，设计适当加大半径、改善视距，确保行车安全。

纵面设计按路面补强设计厚度控制，尽量拟合老路纵面线形，适当优化，注重平、纵组合设计。

4.2 横断面设计方案

0.5 m土路肩+2×3.25 m行车道+0.5 m土路肩=7.5 m，横断面布置图见图1。

4.3 旧水泥混凝土路面处理

4.3.1 老路混凝土面板维修利用的“白改黑”方案

老路两侧或单侧加宽水泥混凝土板至6.5 m宽(现状4.5 m宽水泥混凝土面板维修处治)+防裂贴贴缝+6cmAC-20C中粒式沥青混凝土面层+4cmAC-13C细粒式沥青混凝土。

优点：节约工程造价，对交通组织和境影响较小。

缺点：后期路面易出现车辙等混凝土面板反射裂缝造成的影响；单双侧加宽有一定的施工难度。

工程造价：建安费6 499万元(平均399.9万元/km)，总造价8 551万元(平均526.2万元/km)。

4.3.2 老路混凝土面板的碎石化处理方案

老路两侧或单侧采用级配碎石加宽路面至6.5 m(现状4.5 m宽水泥混凝土面板进行碎石化处理)+8～18 cm低剂量水泥稳定碎石调平层+18 cm水泥稳定碎石+6cmAC-20C中粒式沥青混凝土面层+4cmAC-13C细粒式沥青混凝土。

优点：彻底根除混凝土面板反射裂缝的影响，路面强度高；板底脱空问题可一次性解决，工程质量可得到保证。

缺点：工程造价较高，碎石化质量较难控制，碎石化过程中易对原路面结构造成损坏，对正常交通的影响很大，施工过程中易受雨水影响原路基的稳定性，造成污染。

工程造价：建安费8 165万元(平均502.4万元/km)，总造价10 465万元(平均643.9万元/km)。

4.3.3 老路混凝土面板挖除的处理方案

老路现状4.5 m宽水泥混凝土面板进行挖除处理+18 cm级配碎石+18 cm低剂量水泥稳定碎石+18 cm水泥稳定碎石+6cmAC-20C中粒式沥青混凝土面层+4cmAC-13C细粒式沥青混凝土。

优点：彻底根除混凝土面板反射裂缝的影响，路面强度高；板底脱空问题可一次性解决，工程质量可得到保证。

缺点：工程造价高、工期长，对正常交通的影响很大，并且堆放挖除的混凝土板块易造成一定的环境影响且易造成浪费。

工程造价：建安费10 404万元(平均640.1万元/km)，总造价13 036.5万元(平均802.2万元/km)。

考虑本项目以沿线村镇居民出行的原则，充分体现道路慢行安全为主导的思想结合安全公路、生态公路、休闲公路、经济公路的建设目标，本次设计采用老路混凝土面板维修利用的“白改黑”方案。

5 结 论

本文阐述了旧水泥混凝土路面病害的种类、严重程度以及旧水泥混凝土路面质量调查、检测与评价的方法，并结合某乡道033旧水泥混凝土路面改造实例，在对旧路检测报告及各种技术资料调查分析的基础上，提出了三种对原有水泥混凝土路面的处理方案，并详细阐述了三种方案的优缺点及工程造价进行对比分析，采用最佳的设计方案，达到安全、实用、经济的目的，为类似工程“白改黑”设计中旧水泥混凝土路面的处理提供一定的参考。

[ID：010321]