城市路面维修改造技术应用

容 荣

（海口市市政工程设计研究院，海南海口 570100）

随着城市的快速发展、汽车保有量快速提升，越来越多的城市水泥混凝土路面不堪重负，出现许多病害，对原有路面的改造需求日益提升。水泥混凝土路面加铺沥青面层（俗称“白改黑”）技术能够极大地节约工程投资，缩短施工周期，对减少城市交通的影响具有重要意义。经过多年发展，许多旧有路面已进行过“白改黑”改造，文章介绍“白改黑”改造后运行多年并出现病害的沥青路面的维修改造方式。

1 “白改黑”路面病害成因分析

交通动荷载变化及温度应力变化是造成“白改黑”路面出现反射裂缝的两大关键性因素。交通动荷载主要引起罩面层的剪切型反射裂缝，道路接缝两侧在车轮荷载的作用下出现较大的变形差，引起罩面层的剪切破坏。

温度应力变化主要造成罩面层张开型反射裂缝，可以使道路结构产生两种形式的变形。温度变化使路面板产生比较大的温缩而造成路面板接缝处张开变形；昼夜温差导致温度应力在各个结构层中不均匀分布，材料之间存在不同的热膨胀系数使得路面板收缩及翘曲，导致路面板接缝处罩面层张开变形[1]。

2 国内延缓反射裂缝病害的工程措施

现阶段，反射裂缝病害只能通过措施延缓，不能彻底解决。国内比较常用的延缓反射裂缝病害的措施包括增加沥青厚度、设置大粒径沥青碎石、设置应力吸收、添加土工格栅和土工布、设置抗裂贴[2-6]。

（1）增加沥青层的厚度。

增加沥青层厚度可以延长反射裂缝的路径长度，延缓反射裂缝到达表面层的时间，还可以减少车辆荷载的剪切应力。但仅增加沥青层厚度只会影响反射裂缝的位置和形状，不能有效防止反射裂缝发生。

（2）设置大粒径沥青碎石层。

大粒径沥青碎石层的混合料具有高孔隙率，其位于沥青下面层，可以消除裂缝对应位置处的变形及应力，有效减少及延缓反射裂缝的产生和传播反射裂缝的速度。

（3）设置应力吸收层。

应力吸收层具有高弹性、不渗透性、强附着力和良好抗裂性的优点。在矿物骨料的组成方面，应力吸收层属于悬浮-密实结构。

应力吸收层具有一定厚度，可以隔离和分散静载荷。对于动载荷，应力吸收层主要利用低模量吸收振动能，可以有效地避免裂缝尖端的应力集中，抗裂效果相对明显。

（4）添加土工格栅或土工布。

加铺层底部的土工格栅或土工布可以加固沥青层，作为防水层，但对载荷型反射裂缝的作用比较有限，工程实践效果不强。

（5）在沥青加铺层及水泥混凝土面板之间设置抗裂贴。

抗裂贴具有高拉伸强度、良好的韧性和表面黏度，可以防止温度影响及垂直荷载造成的裂缝反射到面层。

3 前期主要参考资料收集

在“白改黑”路面上无法直观观察水泥混凝土基层的情况，其主要病害处理一般根据路面检测报告，依据多年实践经验实施，“白改黑”路面的弯沉值可以作为维修改造的主要设计依据。

前期搜集的资料主要为路面检测报告，包括“白改黑”路面病害及破损程度调查、路面雷达扫描检测、弯沉检测、沥青路面的平整度检测、沥青路面的抗滑性能检测和路面板强度、厚度的检测等。

4 “白改黑”路面维修改造重点

对“白改黑”病害成因进行分析发现，“白改黑”道路维修改造的重点是对水泥混凝土基层进行维修改造，对沥青混凝土罩面层材料性能（高温稳定性、低温抗裂性及耐久性）要求较高。

为保证工程质量、节约工程造价，主要改造思路为先铣刨现状沥青，修复现状水泥混凝土基层，沿裂缝张贴抗裂贴，加铺材料性能较好的沥青混凝土。

“白改黑”路面水泥混凝土基层板块的病害形式有两种，分别为现状水泥混凝土板块完好，基层出现脱空及板块间不均匀沉降引起的剪切破坏；现状水泥混凝土板块已破损，无法为基层起到持力层作用引起的病害。

5 “白改黑”路面改造方案

根据路面检测报告，25（0.01 mm）≤水泥混凝土面板弯沉值≤45（0.01 mm）时，铣刨后表观出现裂缝、板边剥落、板角断裂时，需要将现状水泥混凝土板块清扫干净。

通过高压注浆、对板块裂缝（或缩缝）进行灌缝、采用C30混凝土进行板角修补等方式处理现状水泥混凝土板块，沿裂缝张贴抗裂贴，清扫干净路面并洒布黏层油，采用沥青砂找平水泥混凝土面层，再按照设计厚度要求进行沥青混凝土罩面。

根据路面检测报告，面板弯沉值>45（0.01 mm）时，铣刨后表观出现网裂、龟裂、不规则裂缝、断板、板块错台沉陷及板块网状破碎时，需要破除现状出现病害的水泥混凝土板块。

采用级配碎石找平夯实底基层，再按照现状水泥混凝土的厚度恢复水泥混凝土基层，沿裂缝合理张贴抗裂贴，清扫干净路面并洒布黏层油，按照设计厚度的要求进行沥青混凝土罩面。

裂缝分布如图1所示。

图1 裂缝分布示意图

水泥混凝土基层应采用矩形切假缝分块，其横缝应与现状板块划分一致，纵向和横向接缝应垂直相交，纵缝两侧的横缝不得相互错位。

水泥混凝土板块裂缝处治设计如图2所示。

图2 水泥混凝土板块裂缝处治设计

混凝土板长宜为4～6 m，板的长宽比不宜超过1.35，平面的面积不宜大于25 m2，对新旧水泥砼面板采用植筋处理，对缩缝应进行沥青灌缝。

水泥混凝土板块注浆布置如图3、图4所示。

图3 水泥混凝土板块注浆布置（车道注浆）

图4 水泥混凝土板块注浆布置（单块板块注浆）

修复路面步骤如图5所示。

图5 修复路面步骤示意图

6 “白改黑”路面维修改造控制因素

“白改黑”路面维修改造中，施工工艺、施工管理、施工机械、基层施工质量、车流量大小、结构设计、材料性能、材料组成、材料配合比设计及当地气候特征等众多因素均会影响“白改黑”路面的使用寿命，需要做好控制，加强维修改造后的使用效果。路面维修改造需要以路面检测报告作为工作前期必须收集的设计依据及工程质量验收的重要验算依据，设计前做一次检测，竣工时做一次检测，共两次检测。实际实施时，常会忽略竣工时的检测，造成这种情况的原因主要为经济因素，在项目前期实施时应及时与业主沟通，为后期检测预留合理费用空间。

7 应用实例及成果

海口市地区内的众多道路均采用以上维修改造方式，取得了较好的效果。南海大道及文明路作为海口市重要的主、次干路，车流量较大，重载车辆较多，且地处多雨地区，能够较好反映改造方案成效。南海大道改造已完成超过5年，道路改造效果优良，未发现反射裂缝。本文应用方案能够较好地适应海口地区，为往后工程案例提供成功经验。