城市老城區(qū)舊混凝土路面改造研究

劉美英

(無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院環(huán)境藝術(shù)系， 江蘇 宜興 214206)

國內(nèi)城市道路前期設(shè)計(jì)一般采用水泥混凝土路面,隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與汽車保有量的增加,人們對(duì)城區(qū)道路行駛的舒適性和安全性要求逐步提高。原有舊混凝土路面從使用功能和安全性上都無法與現(xiàn)在城市的發(fā)展相適應(yīng),這就要求對(duì)既有的舊水泥混凝土路面進(jìn)行改造,以適應(yīng)城市交通需要。而原有老城區(qū)設(shè)計(jì)一般采用水泥混凝土路面作為路面面層,隨著使用時(shí)間的增長,路面病害逐漸增多,出現(xiàn)裂縫、沉陷、錯(cuò)臺(tái)、破損等。由于受老城區(qū)交通壓力影響,很難做到將既有道路全部翻新。因此,如何合理地處理舊水泥混凝土路面,使其作為穩(wěn)定的承載層是老城區(qū)道路改造成敗的關(guān)鍵。本文對(duì)宜興市老城區(qū)多條道路的改造進(jìn)行分類總結(jié),提出常見舊水泥混凝土路面處理方案,為老城區(qū)道路改造提供借鑒。

1 老城區(qū)道路現(xiàn)狀調(diào)查及改造方案

近年來,很多城市陸續(xù)進(jìn)行老城區(qū)內(nèi)道路改造。以江蘇省宜興市為例,目前已經(jīng)完成的城區(qū)道路改造有環(huán)科園新城路、綠園路、興業(yè)路等9條道路，以及城南路網(wǎng)6條道路、人民路主干道。按照道路所處地理位置、交通流量、規(guī)劃使用功能和原有道路路面結(jié)構(gòu)及現(xiàn)狀,采取了不同的道路改造方案。

1.1 老城區(qū)道路現(xiàn)狀調(diào)查

宜興市城區(qū)道路原設(shè)計(jì)全部采用水泥混凝土路面,結(jié)構(gòu)層根據(jù)修建的年代不同及道路功能不同,分別采取了不同的道路基層、底基層。主要道路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)情況及路面破壞情況見表1。

1.2 老城區(qū)道路改造設(shè)計(jì)方案

根據(jù)道路結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀、交通流量情況、后期道路承載能力等綜合考慮,做出如下設(shè)計(jì)：

方案一 拆除舊路面,重新進(jìn)行設(shè)計(jì)

環(huán)科園新城路位于環(huán)科園內(nèi),是環(huán)科園南北方向大通道,由于環(huán)科園內(nèi)工廠較多,道路重載車輛多于一般城市道路,原有道路因?yàn)楫?dāng)初未考慮此問題而出現(xiàn)大面積破損。另外，該道路交通流量相對(duì)較小,與之平行道路較多,拆除重建對(duì)綜合交通影響不大。綜合以上情況, 設(shè)計(jì)按照交通情況結(jié)合遠(yuǎn)景規(guī)劃重新設(shè)計(jì),舊混凝土路面拆除至底基層,重新施工道路結(jié)構(gòu)層。道路結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)為：40 mm厚SMA-13瀝青混凝土(SBS改性瀝青)+80 mm厚中粒式瀝青混凝土AC-20C(SBS改性瀝青)+6 mm厚瀝青下封層+340 mm厚水泥穩(wěn)定碎石+360 mm厚10%石灰土。由于新城路部分路段處于泥塘填筑段,當(dāng)初施工時(shí)未作任何處理,因此本次改造重新進(jìn)行處理,采取基底翻松6%石灰土處理,每層厚度不超過200 mm,根據(jù)現(xiàn)場采取承載試驗(yàn)確定換填厚度。

表1 宜興市城區(qū)道路原設(shè)計(jì)狀況調(diào)查表

方案二 利用舊水泥混凝土路面,加鋪黑色路面

城南路網(wǎng)的東山路是宜興市東西交通大通道,人民路為南北大通道,也是主要的商業(yè)街區(qū),交通繁忙；原有舊路面破壞情況不大。因此決定充分利用原有水泥混凝土路面,對(duì)原有路面處理后加鋪瀝青混凝土路面。道路結(jié)構(gòu)層設(shè)計(jì)為：50 mm厚SMA-13瀝青混凝土(SBS改性瀝青)+70 mm厚中粒式瀝青混凝土AC-20C(SBS改性瀝青)+高性能聚酯布+舊水泥混凝土路面。而作為重要道路結(jié)構(gòu)層的舊混凝土路面的處理就尤為關(guān)鍵,它對(duì)后期的道路使用性能好壞起到?jīng)Q定性作用。

2 舊水泥混凝土路面常見病害及處理方案

舊水泥混凝土路面作為改造路面的結(jié)構(gòu)層,必須對(duì)其病害處理后才能起到承載的作用,為更好地處理舊水泥混凝土路面,在施工前首先要對(duì)既有路面進(jìn)行調(diào)查和檢測。調(diào)查主要是對(duì)水泥混凝土路面外觀可直觀判斷的板塊作出判定,而檢測是為了更明確地確定板塊下部情況,從而作出處理意見。其中彎沉作為判定板塊下部結(jié)構(gòu)完好的主要依據(jù),彎沉值根據(jù)實(shí)測和取芯對(duì)照確定發(fā)現(xiàn),當(dāng)彎沉值大于45 μm時(shí),下部基本會(huì)出現(xiàn)脫空現(xiàn)象,當(dāng)彎沉值介于20～45 μm之間時(shí),下部出現(xiàn)局部脫空和夾縫。因此對(duì)于板塊是否需要處理以彎沉值45 μm作為一個(gè)判斷依據(jù)。

1)根據(jù)對(duì)宜興市幾條道路的調(diào)查統(tǒng)計(jì),舊水泥混凝土路面常見的病害及出現(xiàn)頻率見表2;根據(jù)統(tǒng)計(jì),常見的舊水泥混凝土路面出現(xiàn)病害情況有如下三種：

①舊水泥混凝土路面破壞嚴(yán)重,出現(xiàn)碎裂、底部完全脫空,以及前期板塊維修、井周沉降維修造成板塊不完整,出現(xiàn)小板快拼接。

②經(jīng)過彎沉檢測和對(duì)比取芯,板塊表面完好,但板塊間出現(xiàn)小于6 mm的輕微錯(cuò)臺(tái)?；蛘呶闯霈F(xiàn)錯(cuò)臺(tái),但相鄰板塊彎沉檢測,彎沉差大于6 μm的板塊。

表2 舊水泥混凝土路面常見的病害及出現(xiàn)頻率調(diào)查表

注：環(huán)科園道路為采用利用舊水泥混凝土路面的道路綜合統(tǒng)計(jì)。

③水泥混凝土路面板塊出現(xiàn)輕度板塊裂縫,以及板塊間老的橫縫、縱縫。

2)針對(duì)統(tǒng)計(jì)情況進(jìn)行分析,作出如下處理方案：

處理方案一 針對(duì)破壞嚴(yán)重板塊和完全脫空板,采用破除舊板,補(bǔ)強(qiáng)基層,更換新板的處理方案。

處理方案二 對(duì)于板塊外觀完好但彎沉值偏大及相鄰板塊出現(xiàn)較大彎沉差的板塊,采用壓漿處理。

處理方案三 對(duì)于輕度板塊裂縫及混凝土板塊縱橫縫,采用清縫、灌縫處理。

處理方案四 針對(duì)剛性路面及柔性路面的連接,考慮到下部開裂對(duì)上部瀝青路面的影響,在舊水泥混凝土路面上部鋪設(shè)高性能聚酯布,減小下部路面結(jié)構(gòu)層對(duì)新瀝青路面的影響。

3 舊水泥混凝土路面處理施工工藝要點(diǎn)

3.1 換板施工工藝要點(diǎn)

換板施工的關(guān)鍵是舊板破除和基層處理,在施工中應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：

為減少破除板塊時(shí)對(duì)周邊好板塊的影響,板塊破除禁止使用大型沖擊錘,可采用人工配合小風(fēng)鎬將板塊周邊與好板塊連接處破開,然后再使用沖擊錘破碎。破板挖除后,要對(duì)下基層進(jìn)行夯實(shí),如局部出現(xiàn)軟弱層,可采取片石混合料換填,表層采用50 mm碎石墊層處理,大型壓實(shí)機(jī)械無法施工時(shí),要采用小型夯實(shí)機(jī)械夯實(shí)。施工過程中,重點(diǎn)控制新舊板塊的連接,縱縫鋼筋需要重新植入,可采用人工打眼,植筋膠植入方式植入。新混凝土板塊到達(dá)養(yǎng)護(hù)期后才能開放交通,對(duì)于老城區(qū)道路要求不少于7 d。

3.2 壓漿施工工藝要點(diǎn)

舊水泥混凝土路面板塊壓漿采用水泥粉煤灰混合漿液,并加入適當(dāng)早強(qiáng)劑和膨脹劑,經(jīng)過選擇和試配,確定壓漿配比為：水泥∶粉煤灰∶膨脹劑(鋁粉)∶早強(qiáng)劑(JK-24)∶水=1∶0.8∶0.001 5∶0.20∶0.95,要求漿液流動(dòng)度控制在20～30 s之間[1]。施工要點(diǎn)如下：

施工前應(yīng)首先對(duì)道路施工區(qū)域進(jìn)行封閉,根據(jù)道路交通情況劃分出相應(yīng)的注漿區(qū)域,分塊實(shí)施。板塊注漿施工應(yīng)該連續(xù)進(jìn)行,當(dāng)天鉆孔完成的板塊必須注漿完成,避免出現(xiàn)先鉆孔后注漿,由于鉆孔內(nèi)注入水造成板塊下部出現(xiàn)積水新病害。

在注漿過程中要保持漿液拌和機(jī)攪動(dòng),要嚴(yán)格控制壓漿壓力,壓力控制在2 MPa左右,持續(xù)時(shí)間不小于1 min,在注漿時(shí)若發(fā)現(xiàn)已注或未注孔內(nèi)冒出漿液,應(yīng)用木塞將鉆孔塞緊。對(duì)于第一次注漿后彎沉檢測仍不合格的需要二次注漿,在不滿足條件的孔位附近兩側(cè)各200 mm處補(bǔ)鉆一孔,重新注漿。直到檢測滿足要求為止。注漿完成后,用快凝水泥砂漿封孔,并進(jìn)行封閉養(yǎng)生,養(yǎng)生時(shí)間不得少于3 d。

3.3 板縫處理工藝要點(diǎn)

由于板縫處理工作量大,采取專用清縫灌縫機(jī)械施工,以做到縫深不小于30 mm。灌縫料采用專用灌縫料,做到灌縫飽滿均勻,不出現(xiàn)空漏,不斷節(jié)。灌縫完成后應(yīng)適當(dāng)封閉交通,待灌縫材料冷卻有強(qiáng)度后方可開放交通。

3.4 高性能聚酯布施工工藝要點(diǎn)

粘層油采用與面層瀝青混合料同標(biāo)號(hào)的熱瀝青。粘層油的用量建議在0.9～1.3 L/m2之間,具體用量結(jié)合路面粗糙度確定。

為避免因搭接過多影響整體拉應(yīng)力,路的主體部分材料幅寬必須大于等于3.8 m?？v橫向搭接不小于100 mm,在縱向搭接部位,粘層油施工時(shí)可采用適當(dāng)放寬撒布寬度,保障搭接部位的良好結(jié)合。橫向搭接部位要求人工涂刷粘層油[2]。

在鋪裝完高性能路面專用聚酯布后,要求使用膠輪機(jī)碾壓一遍,以保證高性能路面專用聚酯布更均勻的瀝青浸透。

4 結(jié) 語

宜興市地處長三角經(jīng)濟(jì)帶,經(jīng)濟(jì)實(shí)力較強(qiáng),先于2009年開始實(shí)施老城區(qū)道路改造,先后完成了環(huán)科園區(qū)域及城南道路網(wǎng)、城中道路網(wǎng)、人民路等道路改造工程,城區(qū)道路黑色化達(dá)到80%以上。改造完成后的道路,大大提高了行車的舒適性,改變了城區(qū)內(nèi)部道路景觀,提升了城市形象。

通過合理改造舊水泥混凝土路面,使其成為穩(wěn)定的承載層是老城區(qū)道路改造成敗的關(guān)鍵。這樣做既節(jié)約資金和降低成本，又減少了對(duì)城市道路交通的影響，縮短了施工時(shí)間。