水泥混凝土路面改造

李华平 何鹏程

（江苏省交通科学研究院股份有限公司，江苏 南京 210000）

在高级路面中，水泥砼路面是一种重要的结构形式，其优势主要表现为强度高、稳定性好、使用寿命长，以及前期养护费用低等。 但是，交通量不断增加，汽车轴载加重，加上设计、施工等因素的影响，在一定程度上使得路面出现露骨、开裂、断板、沉陷等现象，进一步影响制约道路的使用功能。水泥砼路面与沥青路面相比，修复的难度比较大。 对于旧水泥砼路面来说，通过加铺沥青砼面层可以有效改善其使用性能， 并且可以充分利用旧水泥砼路面，一方面造价低廉，施工方便，另一方面对交通、环境产生的影响比较小。 因此，在国内外，改造旧水泥砼路面的工程比较普遍。

1 旧水泥混凝土路面改造设计

1.1 病害调查与分析

详实的板块病害调查和分析是“白改黑”工程的基础。 水泥板块的病害受到气候、车辆荷载、排水状况、基层强度等影响，出现断板、裂缝、错台、板角脱空、沉陷、坑洞等现象，只有正确判别现有板块的病因才能提出科学合理的加铺方案。

1.2 道路处理方案

针对病害特点，提出道路处理措施。 “白改黑”工程的板块处理方案总体可分为板块的移除、修补、破碎、再生四种，需要综合考虑板块的破损情况和道路特点选用适合的种类， 且每种方案的处理标准和指标与道路和气候特点紧密相关。

1.3 防止反射裂缝措施

“白改黑”的关键技术是防止反射裂缝措施。 现有多条道路“白改黑”反射裂缝处理效果不明显，裂缝较多，路面渗水，影响工程质量。反射裂缝主要受交通荷载和温度应力影响，必须结合道路和气候特点合理采用处理措施。

2 水泥砼板块处理

在目前的水泥砼路面改造中，通常采用的板块处理方式有以下四种。

2.1 修补方案

先修复旧水泥砼板块，然后在其上加铺沥青砼面层。 该方法适用于路面破损不严重、断板率较低、脱空等路面病害较少的情况，采用灌缝、压浆、换板等方式进行板块维修。

2.2 破除方案

破碎并移走旧水泥砼板块，然后再加铺新面层。 该方法适用于路面破坏过于严重或路面高程受限的情况。

2.3 破碎方案

先破碎旧水泥砼板块，然后在其上加铺沥青砼面层。 该方法适用于路面破损比较严重，并且有明显的板底脱空、错台的情况。 根据破碎工艺的不同，通常又分为打裂与碎石化。 该法是最有应用前景的一种处置方法。

2.4 再生方案

采用合适的破碎机械和破碎工艺，将旧砼板破碎为再生集料。 采用厂拌法或冷再生法将再生集料混合部分天然集料拌合成为再生基层，然后加铺沥青面层。

3 沥青加铺层设计

3.1 沥青路面加铺厚度设计

我国旧水泥砼路面改造工程日益增多，但目前尚没有明确的理论设计方法，现行的《公路水泥混凝土路面设计规范》、《公路沥青路面设计规范》 中均提出对各级道路罩面厚度的最小要求。 实际设计中，水泥砼路面加铺层厚度更多地是依据经验和实体工程实践结果来确定。

3.2 路面材料设计

SMA+Superpave 结构：SMA+Superpave 结构是目前在江苏省公路、市政工程中应用越来越多的路面结构，设计施工经验成熟。

上面层SMA-13 表面性能优越，骨架嵌挤，使其具备较好的高温稳定性和抗车辙能力；粗集料用量多，压实后构造深度较大，表面粗糙抗滑，有利行车安全；空隙率较小，抗水损害，同时较厚的沥青膜也保证了路面的耐久性；沥青用量多，沥青玛蹄脂具备良好的柔韧性，与集料粘结较好，提高了路面的抗裂与抗疲劳性能。 使用SMA 路面能够减少养护维修费用，延长使用寿命，对于多雨地区的重及超重交通高速公路，SMA 路面是较好的选择。

AC 结构：对传统AC 型结构改进后，使级配呈“S”型，沥青混合料施工中较少离析，矿料间隙率VMA 较大，混合料呈嵌挤结构，提高了路面抗车辙能力。 但其高温稳定性相对欠佳，在炎热气候及渠化、超重交通荷载的作用下路面可能出现车辙现象。

4 旧水泥混凝土路面改造施工方法

4.1 处理原有旧水泥砼路面

4.1.1 灌缝

采用新型改性沥青材料对原有的旧水泥砼路面的接缝进行灌缝处理，进一步确保基层有足够的强度和稳定性。

4.1.2 修补严重破碎板

（1）由于冲击锤冲击力影响周围板块基层，所以在选择破碎机械时，最好通过人工配合空压机的方式进行破碎。 （2）与原来板块的设计强度相比，新浇筑的混凝土板块的强度比较小。因此，需要按照有关设计与施工规范的规定要求，进一步确定材料要求、配合比、施工工艺质量标准等。（3）保留或恢复行车道与超车道之间纵缝内的传力杆钢筋。 （4）对于连续换板需要旧板留出纵、横缝。 （5）将早强剂加入到混凝土配比中。

4.1.3 修补一般断板

对于板块来说，如果断裂情况较轻，对裂缝开槽通过注胶的方法来处理。

4.1.4 处理脱空板块

通过板底压浆的方式对脱空板块进行处理。 通过预先钻好的孔洞，将水泥浆液借助灰浆泵的压力直接压入板下，进而在一定程度上增加基层的稳定性。

4.1.5 其他形式损坏

表面起皮、露骨、剥落、麻面等其他一些非结构性破坏，通常情况下，只对原有路面行车的舒适性产生影响。 当对老路进行改建时，这些损坏对整个路面结构承载力、行车舒适性产生的影响比较小，因此，对于这些损坏不予以特殊的处理。

5 加铺沥青砼面层施工

5.1 土工布施工

将沥青混凝土这种路面结构加铺到水泥混凝土路面上时，反射裂缝及其产生的反射应力会对沥青加铺层产生不同程度的影响。

5.1.1 预防反射裂缝的措施

在预防反射裂缝方面，虽然玻璃纤维土工格栅具有较强的抗拉强度，但是其防水性能比较差；对于改性沥青油毛毡来说，在铺设过程中存在一定难度，需要在熔融后进行压粘跨缝粘贴；虽然土工布的抗拉强度相对比较低， 但是综合性能优于改性沥青油毛毡，因此在目前施工过程中得到广泛的应用。

5.2 沥青砼面层施工

5.2.1 拌和、运输沥青混合料

在拌和沥青混合料的过程中，为了进一步提高混合料的摊铺效果，通常情况下，需要从混合料级配、沥青用量、拌和温度等方面进行控制。 在运输沥青混合料的过程中，需要利用遮盖物对其进行充分的覆盖。

5.2.2 摊铺沥青混合料

（1）控制平整度。 在高速公路工程施工过程中，通常采用基准钢丝绳法、浮动基准梁法等方法对基准面（线）进行控制。 （2）控制摊铺温度。 在施工过程中，可以通过目测的方式判断摊铺温度。 通常情况下，过热的混合料表面会冒青烟，并且色泽不均匀；反之表面粗糙，存在结块现象等。（3）控制摊铺速度。利用摊铺机进行摊铺作业时，需要保持匀速缓慢前进，中途不得停顿。

5.2.3 碾压沥青混和料

（1）在碾压过程中，需要配有钢轮压路机、大吨位轮胎压路等设备，根据压实工艺进行碾压。 （2）完成摊铺和刮平后，需要检查路面，及时用人工的方式对不规则之处进行调整。 （3）在压实时，如果接缝处的混合料温度不符合压实温度要求，可通过加热器提高混合料的温度，然后再进行压实处理。（4）处理接缝。①在安排铺筑工作的过程中，将纵、横缝控制在最小数量。 ②对于相邻两幅，以及上下层的横向接缝，通常情况下其错位超过1m 时，采用垂直的平接缝对横向接缝进行处理。 ③对于平接缝要充分压实，可以采用切缝机对接头进行处理，然后洒粘层油后进行铺设。 ④利用压路机对横向接缝进行横向碾压，在碾压过程中，压路机位于压实的面层上。⑤当纵向冷接缝难以避免时，需要加设挡板或者切齐，但是，不能利用切割机在冷却后进行切缝处理。⑥上下层之间的纵缝， 通常情况下热接缝 （冷接缝）需要错开150mm（300～400mm），同时确保表层纵缝的顺直性，一般在车道标线位置处设置冷接缝。

6 结语

“白改黑”施工法从开始到现在已经逐渐走向成熟，随着城建改造规模的日益扩大， 其因施工方便及低廉造价越来越受到关注，并被广泛接受。 通过合理的施工组织与严密的技术措施，可有力地保证施工质量与施工进度。 在南京周边道路的维修工程等已完工程中进行了施工探索与经验总结， 这项技术逐渐成熟，将促使其得到更加广泛的应用，使人们受益。

[1]中华人民共和国交通部.JTG D40-2011.公路水泥混凝土路面设计规范[S].北京人民交通出版社.

[2]中华人民共和国交通部.JTG F80/1-2004.公路工程质量检验评定标准[S].北京人民交通出版社.

[3]中华人民共和国交通部.JTG E30—2005.公路工程水泥及水泥混凝土试验规程[S].北京人民交通出版社.