市政道路提升改造中路基路面利用分析

2023-03-03张娟

散装水泥 2023年4期

关键词：旧路市政道路路基

张娟

（南通市市政工程设计院有限责任公司，江苏南通 226001）

随着城市化建设速度不断加快，大众生活水准显著提高，机动车的使用率逐渐增加，经常出现道路堵塞、道路坍塌等问题，影响市政交通正常运行。所以，要利用先进技术进行施工，不仅要保证施工品质，还应保证道路通畅，为大众日常出行提供便利。

1 改造条件分析

1.1 现有路面结构分析

20 世纪80 年代初期，道路改建正式开始，利用宽度为9m 的沥青路面当作老旧路面的重要结构，基层利用石灰石进行建造。20 世纪90 年代中期，随着社会经济快速发展，交通量迅速增长，当时路面无法承受超重型车辆和较高的交通量，导致路面受损严重。所以，首次进行路面改造，将原宽度为9m 的沥青路面加宽至12m，道路升级路基宽度为15m，路面结构升级为水泥混凝土，其厚度标准是24cm，同时设计厚度标准分别是20～30cm 的二灰碎石底基层、18cm 的水泥稳定碎石基层。进入21 世纪初期，随着现代城市的不断发展，对现状道路进行深入改造，采用沥青加铺的施工方法，改造后的效果是本文进行道路研究的重点。通过实地调查发现，长时间应用后，沥青路面出现了严重的车辙、下沉、拥包、裂缝等情况；混凝土路面的板块破损情况非常多，破损率较高，导致道路状况难以满足实际使用需求。通过实地调查、统计与分析得知，现有老旧路面状况和设计存在较大差异，部分路段板块使用率较低，应对损坏十分严重的路段进行改造建设。

1.2 现有路基利用率分析

现有道路横断面的宽度是15m，而最新建造的道路宽度为50m。结合现状老路线形，对不满足规范要求的应进行局部线形改造，改造后，道路设计中心线与现状道路中心线之间会出现非常大的偏差。通过对比设计道路和现有道路的平面线形得知，设计的道路路基和现有的道路路基之间具有以下几种关系：第一，设计路基和现有路基不完全重合。第二，现有路基的位置在设计道路的主辅路基间。第三，设计路基和现有路基能够大致重合。结合实际道路管线情况设计断面，新建的雨水、污水管线布设在辅路、主辅路之间的绿化带中。鉴于以上分析、研究得知，只有第三种设计路基和现有路基大致重合的路段能够符合老旧道路改造工程要求，可采用老旧道路路基加宽的方法；其余两种状况仅能应用于部分路段，也可采取拆除循环使用的方法。因此，在选用施工方法时，应充分考虑多维度要素的影响。

2 改造原则

在旧路改造规划中，应以经济性为首要选择标准，争取使用最小的成本进行旧路改造与使用，从而达到经济利益最大化。在旧路改造中，应最大限度地发挥旧路优势，同时兼顾各种因素进行整体思考，如拓宽路基的方法、改线计划结合工程技术标准、工程造价等，有效安排废弃土堆、土坑。另外，应运用现代最新技术对旧路路面路基实施科学规划，利用再生技术最大程度地降低施工废料，遵守生态环保政策。市政道路工程改造重点涉及3 个方面，分别为设计市政道路横纵断面、路基路面改造工程与市政道路相匹配的基础设施。利用路基、路面改造市政道路，必须根据市政道路提升改造工程中的有关规范要求进行科学构思、设计和规划，以保证工程质量。第一，应符合整体项目工程规划内容，合理开展设计工作，健全、优化有关用地方法，确保其能够成功运作，继而提高项目工程的设计品质，最大限度地保证交通通畅。第二，应根据目前市场发展规律，推动有关工作的开展，以保证地区经济健康稳定发展。同时，应科学合理地探究无障碍工程规划，以便于通行不便的居民有效应用，增强其社会、生态方面的价值。第三，应配备相应设施，保证道路畅行，将其与主线有机结合。在建设某些基础设施时，应全方位进行项目工程规划和设计，不仅要合理布局路灯等基础设施，还要在各个区域科学安置管线，并保持畅通，确保道路基础设施的健全与优化，推动城市现代化发展进程。

3 市政道路提升改造方案

3.1 平面线形

（1）在进行路线规划时，应根据现有道路的路线状况进行合理选择，在符合改造需求的情况下，恰当整改。

（2）旧路与新路具有明显区别，改造道路的沿线地段均为已经开发的地区，地段两边通常为商业、教育、居民等用地，因此，必须全面调查旧路两边的具体状况，发挥原有道路的价值，进而最大程度地减少投入资金。

（3）应按实际条件设定平曲线，并连接好平曲线和直线，同时合理确定缓解曲线、加宽等技术参数，以保证道路的安全性，解决道路排水问题。

（4）针对道路施工要求较高、旧路圆曲线与平曲线等有关参数不符合要求的问题，应按照具体情况调整其平面线形，并在关键时刻放弃部分路段，务必保证其通行能力。

3.2 纵断面线形

长时间使用会对道路路基、路面造成一定程度破坏。因此，在规划道路纵断面的过程中，不可盲目地对比现有的中线标高与纵向剖面，如果两边差距较小，可根据道路边线的具体标高来拟合，再推测出道路的中心线标高。在工程建设前，应展开实地调查，收集沿线有关企业、店铺、居民区、公园等进出口的具体高程，并在此基础上，以现有道路两边的标高控制线为参照。通常改造道路纵截面改建后，要求道路边线标高小于现有道路的路边标高控制线，以符合道路两边建筑的排水需求，不干扰群众的正常生活。

3.3 横断面布置

通常新建道路的交通流量采用模型法进行计算，根据工程方案中规定的横断面形状，在完成横断面规划后，利用科学的计算方法，掌握其实际交通流量。由于改造后的道路流量和改造前的具体流量存在一定关系，因此，必须详细调研和探究改造前的交通流量，同时，详细调查交叉路口和附近主要道路的流量。

4 市政道路提升改造中路基路面的利用方法

（1）在路基上铺设沥青混凝土，厚度应超过15cm。原道路路面平滑，很可能发生打滑状况。因此，在老沥青路面较薄的情况下，应采用铣刨、喷射高压水或钢珠、酸蚀等工艺处理；对于混凝土路面，应刮除混凝土板块表层，或在旧混凝土表层上添加1 层应力吸收的聚酯纤维或土工布，并将其与旧混凝土路面层连接在一起。在处理旧水泥混凝土路面的过程中，需要按照检验评估结果选用相应的处理举措。目前，大范围应用且发展比较成熟的处理举措主要有以下几类：

①直接铺盖沥青或混凝土层。老路面保存状况良好时，可以利用钻孔压浆的方法来处理脱空的混凝土板块，较少量的碎裂板、断裂板换板处理后，会再铺盖上沥青或水泥混凝土层。为避免或减缓旧的水泥混凝土板出现反射裂缝，往往会在旧水泥混凝土出现接缝、裂缝的地方加盖防裂的土工布。在条件允许的情况下，沥青表层会使用改性沥青—SMA 结构，这种沥青预防反射裂缝的效果更好，且施工方法的作业效率高、成本预算低。然而，老路对自身的结构强度要求更高，所以，在采用这种方法前，必须全方位、多维度、认真地测验和评估老路的板块价值，全面处理老混凝土板路存在的病害问题。

②使用冲击压实技术。冲击压实技术通常是采用五边形压路机对旧水泥路面进行施工，在压实轮外缘线上最大半径翻滚到最小半径的位置时，会对地面形成振动力较高的冲击剪切，产生的冲击力能够使旧水泥混凝土破碎。不是圆形的曲线外缘翻滚途经地面时，会碾压、揉压地面，继而将碎裂的水泥板块固定到路基表层，碎裂后的水泥板块形成的断裂纹理大小适中，可产生网状裂纹，同时使碎裂板块之间嵌锁严紧，以承载一定程度的压力。在断裂实现固定的过程中也能强化下层土基，如此不但能够彻底解决板底脱空的问题、降低水泥板块垂直状态下的应力效果，而且因尺寸变小，还能降低温度改变而产生的水平承载力。断裂固定后的水泥路面可为上层铺盖层奠定一个具有无应力形态、均匀固定的基层，进而最大限度地防止铺盖层出现反射裂缝现象。该技术优势为修补效果好、作业效率高、预算成本低、干扰交通时间短、绿色经济等，经济效益、社会效益非常明显。

③使用碎石化技术。这种技术通常是运用多个锤头的碎石化装备把旧的混凝土板碎裂为粒径非常小的形态（粒径不超过30cm），经碾压后，当成新的路面底基层或者基层，再铺盖新路面结构，铺盖层可是沥青混凝土，还可是水泥混凝土。该技术施工流程优势为避免反射、质量好、作业速度快、生态环保等。

（2）在市政道路提升改造项目中，旧路基改造最突出的难点是加宽路段路基加固问题，旧路基出现不均匀沉降主要是因为长时间的交通超载等，如路基自然下降、发生形变等。针对上述问题，可从以下几方面着手：第一，针对较低等级的道路，宜使用一侧拓宽。在单侧拓宽时，旧道路路基和新道路路基的衔接位置在道路中央，同时道路一边的拓宽宽度也会降低道路病害的出现率。第二，基本处理应全面。在旧道路扩容前，要将底泥、腐殖土、杂草等全部清除干净。软土地基基础必须加大填筑土层的厚度，并进行砂石置换，每一层铺设厚度为20～30cm，坡底为20cm。第三，在原地挖出一段土质台阶，把旧路面拓宽成一个往里歪斜的阶梯，阶梯要从旧路肩上推移，宽度大约为1～2m。第四，路基铺面要尽量跨越年份作业。拓宽后，将地基的沉降值降至最小。路基表层作业时，尽量要求汽车在拓宽的路面行驶，减轻旧道路的交通超载现象。第五，增加钢筋网片。按照之前的施工经验，混凝土道路路面应在新旧道路路基高度处增加一道钢筋网片，以提高水泥道路路面的抗压能力，钢筋的直径为8mm，间隔距离为20cm×20cm。

（3）市政道路提升改造过程中，大部分改造线路和旧道路相同，不会严重干扰道路两侧群众的日常生活。但随着市政道路的升级改造，道路的级别越来越高，致使车辆运行速度越来越快，给道路附近的群众带来一定的不便。某些旧路出现交通意外的概率较高，应限速管控。此外，为保证车辆的运行安全，应建立健全交通安全体系。例如，在某些道路的交叉处，存在可视性差的风险，放置明显的警告标志等。

（4）运用抗裂水泥固定碎石。随着当今社会交通业、运输业的快速发展，交通承载量日益激增，面对这种情况，超载会对道路产生不可逆转的伤害。为有效解决这一问题，一种新型材料——抗裂水泥随之出现。抗裂水泥是利用不间断配粗集料的方法，打造互相嵌挤的框架，再利用细料、水泥填补框架的缝隙，从而产生一类框架嵌挤密实结构的无机组合料。2014 年，这种技术在江苏省实验成功，而徐州本地也是第一次利用这种技术，在老旧路的表层铺盖二灰碎石调平层（调节坡度、防水作用），同时，在其底部的纵向衔接位置加铺钢塑格栅来降低不匀称下降与反射裂缝，二灰碎石调平层的表层为抗裂水泥结构层。铺设后的24h 内可采用喷射透层油的方法，以有效减少半刚性基层的保养时效，节省成本。采用该技术在施工后的很长时间内都没有出现收缩裂缝（施工过程中出现的裂缝除外）。