淺談“白改黑”設(shè)計(jì)中舊水泥混凝土路面的處治

朱 永

(安徽省路橋工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，安徽 合肥 232000)

1 概 述

隨著現(xiàn)狀水泥混凝土路面損壞、使用性能的下降，舊水泥混凝土路面行車(chē)舒適性差，行車(chē)速度緩慢，“白改黑”設(shè)計(jì)方案應(yīng)運(yùn)而生，但舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層有如反射裂縫等技術(shù)難題，本文以某鄉(xiāng)道033工程為例，結(jié)合技術(shù)水平、工程造價(jià)等因素，介紹了舊水泥混凝土路面病害的調(diào)查、評(píng)估與處理以及白改黑設(shè)計(jì)中對(duì)舊水泥路面病害的幾種處治方案。

2 舊水泥混凝土路面質(zhì)量調(diào)查、檢測(cè)與評(píng)價(jià)

舊路改造設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵是對(duì)原混凝土路面損壞原因的正確分析及對(duì)其結(jié)構(gòu)狀況和承載力的確切估計(jì)。因此，在設(shè)計(jì)之前對(duì)原路面的損壞狀況、原因及承載力需進(jìn)行調(diào)查，確定現(xiàn)有水泥混凝土路面的相對(duì)狀況。

2.1 舊水泥混凝土路面的調(diào)查與檢測(cè)

路面損壞狀況調(diào)查包括路面損壞的類(lèi)型(裂縫類(lèi)、變形類(lèi)、缺損類(lèi)、接縫或裂縫損壞類(lèi)等)、輕重程度(輕微、中等、嚴(yán)重)、損壞量及范圍。

路面的檢測(cè)是舊路評(píng)價(jià)的重要方面，常用貝克曼梁和落錘式彎沉儀(FWD)[1-2]檢測(cè)，路面檢測(cè)一般包括彎沉檢測(cè)、抗滑性能檢測(cè)、平整度檢測(cè)、路面厚度測(cè)定等。

2.2舊水泥混凝土路面狀況的評(píng)價(jià)[3-4]

舊路狀況的評(píng)定主要包括下述幾方面內(nèi)容：①路面損壞狀況評(píng)定；②路面平整度評(píng)定；③結(jié)構(gòu)承載力評(píng)定；④路面抗滑能力評(píng)定；⑤路面行駛質(zhì)量評(píng)定。將以上5個(gè)指標(biāo)綜合起來(lái)為路面綜合評(píng)定指標(biāo)，用于評(píng)定路面使用質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。水泥混凝土路面使用質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

3 工程概況

3.1 老路概況

某鄉(xiāng)道033的修建時(shí)期較早，老路原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為：?jiǎn)诬?chē)道四級(jí)公路，水泥混凝土路面寬4.5 m，路基寬5～5.5 m。道路平縱面線形較差。經(jīng)多年運(yùn)營(yíng)，道路路面技術(shù)狀況較差，嚴(yán)重影響車(chē)輛通行，對(duì)沿線居民的出行帶來(lái)極大的影響，因此項(xiàng)目的改建，將顯著提高區(qū)域交通服務(wù)能力，改善交通環(huán)境，充分發(fā)揮公路網(wǎng)的整體效益，促進(jìn)項(xiàng)目所在地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3.2 老路檢測(cè)

3.2.1 路面斷板率、錯(cuò)臺(tái)量評(píng)定

現(xiàn)狀水泥混凝土路面斷板率為23.5%，評(píng)定為“差”；平均錯(cuò)臺(tái)量為3.5 mm，評(píng)定為“中”；路面狀況指數(shù)PCI為54.2，評(píng)定為“差”。

3.2.2 承載能力檢測(cè)

經(jīng)對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析，本次水泥混凝土面板的板角脫空情況評(píng)定結(jié)果：無(wú)脫空占14.52%，需壓漿占48.05%，需換板占11.08%，視情況而定占26.35%。

3.2.3 路面結(jié)構(gòu)層取芯檢測(cè)

本次采用HZ-20型路面鉆孔取芯機(jī)檢測(cè)面層厚度，鉆孔取芯10處，平均厚度244 mm，標(biāo)準(zhǔn)差16.99 mm，現(xiàn)狀水泥混凝土面層劈裂強(qiáng)度平均值3.26 MPa，標(biāo)準(zhǔn)差0.46 MPa，換算彎拉強(qiáng)度5.23 MPa，彎拉彈性模量36 555 MPa。經(jīng)檢測(cè)老路主要路面結(jié)構(gòu)為：24 cm水泥混凝土面層+泥結(jié)碎石基層。

4 設(shè)計(jì)方案

本項(xiàng)目主要利用現(xiàn)有鄉(xiāng)道033進(jìn)行提升改造。項(xiàng)目起點(diǎn)與縣道006處平面交叉，終點(diǎn)與縣道005處平面交叉，路線總體呈南北走向，全長(zhǎng)約16.3 km。

1)公路等級(jí)：三級(jí)公路。

2)設(shè)計(jì)速度：30 km/h。

3)路基路面：路基寬7.5 m，路面寬6.5 m。橫斷面布置為：0.5 m土路肩+2×3.25 m行車(chē)道+0.5 m土路肩=7.5 m。

4)荷載等級(jí)：公路-Ⅱ級(jí)。

5)設(shè)計(jì)洪水頻率：橋涵設(shè)計(jì)洪水頻率：中橋1/25，小橋和涵洞1/25。

6)路基設(shè)計(jì)洪水頻率：1/50。

4.1 路 線

小半徑彎道優(yōu)化：考慮到本項(xiàng)目以沿線村鎮(zhèn)居民出行為主，路線不過(guò)分追求線形指標(biāo)，設(shè)計(jì)基本擬合現(xiàn)狀水泥混凝土道路，局部小半徑彎道，設(shè)計(jì)適當(dāng)加大半徑、改善視距，確保行車(chē)安全。

縱面設(shè)計(jì)按路面補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)厚度控制，盡量擬合老路縱面線形，適當(dāng)優(yōu)化，注重平、縱組合設(shè)計(jì)。

4.2 橫斷面設(shè)計(jì)方案

0.5 m土路肩+2×3.25 m行車(chē)道+0.5 m土路肩=7.5 m，橫斷面布置圖見(jiàn)圖1。

4.3 舊水泥混凝土路面處理

4.3.1 老路混凝土面板維修利用的“白改黑”方案

老路兩側(cè)或單側(cè)加寬水泥混凝土板至6.5 m寬(現(xiàn)狀4.5 m寬水泥混凝土面板維修處治)+防裂貼貼縫+6cmAC-20C中粒式瀝青混凝土面層+4cmAC-13C細(xì)粒式瀝青混凝土。

優(yōu)點(diǎn)：節(jié)約工程造價(jià)，對(duì)交通組織和境影響較小。

缺點(diǎn)：后期路面易出現(xiàn)車(chē)轍等混凝土面板反射裂縫造成的影響；單雙側(cè)加寬有一定的施工難度。

工程造價(jià)：建安費(fèi)6 499萬(wàn)元(平均399.9萬(wàn)元/km)，總造價(jià)8 551萬(wàn)元(平均526.2萬(wàn)元/km)。

4.3.2 老路混凝土面板的碎石化處理方案

老路兩側(cè)或單側(cè)采用級(jí)配碎石加寬路面至6.5 m(現(xiàn)狀4.5 m寬水泥混凝土面板進(jìn)行碎石化處理)+8～18 cm低劑量水泥穩(wěn)定碎石調(diào)平層+18 cm水泥穩(wěn)定碎石+6cmAC-20C中粒式瀝青混凝土面層+4cmAC-13C細(xì)粒式瀝青混凝土。

優(yōu)點(diǎn)：徹底根除混凝土面板反射裂縫的影響，路面強(qiáng)度高；板底脫空問(wèn)題可一次性解決，工程質(zhì)量可得到保證。

缺點(diǎn)：工程造價(jià)較高，碎石化質(zhì)量較難控制，碎石化過(guò)程中易對(duì)原路面結(jié)構(gòu)造成損壞，對(duì)正常交通的影響很大，施工過(guò)程中易受雨水影響原路基的穩(wěn)定性，造成污染。

工程造價(jià)：建安費(fèi)8 165萬(wàn)元(平均502.4萬(wàn)元/km)，總造價(jià)10 465萬(wàn)元(平均643.9萬(wàn)元/km)。

4.3.3 老路混凝土面板挖除的處理方案

老路現(xiàn)狀4.5 m寬水泥混凝土面板進(jìn)行挖除處理+18 cm級(jí)配碎石+18 cm低劑量水泥穩(wěn)定碎石+18 cm水泥穩(wěn)定碎石+6cmAC-20C中粒式瀝青混凝土面層+4cmAC-13C細(xì)粒式瀝青混凝土。

優(yōu)點(diǎn)：徹底根除混凝土面板反射裂縫的影響，路面強(qiáng)度高；板底脫空問(wèn)題可一次性解決，工程質(zhì)量可得到保證。

缺點(diǎn)：工程造價(jià)高、工期長(zhǎng)，對(duì)正常交通的影響很大，并且堆放挖除的混凝土板塊易造成一定的環(huán)境影響且易造成浪費(fèi)。

工程造價(jià)：建安費(fèi)10 404萬(wàn)元(平均640.1萬(wàn)元/km)，總造價(jià)13 036.5萬(wàn)元(平均802.2萬(wàn)元/km)。

考慮本項(xiàng)目以沿線村鎮(zhèn)居民出行的原則，充分體現(xiàn)道路慢行安全為主導(dǎo)的思想結(jié)合安全公路、生態(tài)公路、休閑公路、經(jīng)濟(jì)公路的建設(shè)目標(biāo)，本次設(shè)計(jì)采用老路混凝土面板維修利用的“白改黑”方案。

5 結(jié) 論

本文闡述了舊水泥混凝土路面病害的種類(lèi)、嚴(yán)重程度以及舊水泥混凝土路面質(zhì)量調(diào)查、檢測(cè)與評(píng)價(jià)的方法，并結(jié)合某鄉(xiāng)道033舊水泥混凝土路面改造實(shí)例，在對(duì)舊路檢測(cè)報(bào)告及各種技術(shù)資料調(diào)查分析的基礎(chǔ)上，提出了三種對(duì)原有水泥混凝土路面的處理方案，并詳細(xì)闡述了三種方案的優(yōu)缺點(diǎn)及工程造價(jià)進(jìn)行對(duì)比分析，采用最佳的設(shè)計(jì)方案，達(dá)到安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的目的，為類(lèi)似工程“白改黑”設(shè)計(jì)中舊水泥混凝土路面的處理提供一定的參考。

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