水泥混凝土路面白改黑設(shè)計(jì)

1、摘要：對舊水泥混凝土路面“白改黑”設(shè)計(jì)進(jìn)行了分類、比較和分析 , 淺述了不同瀝 青混凝土加鋪層的優(yōu)缺點(diǎn) , 提出了舊水泥混凝土板塊病害的處治方案, 最后總結(jié)了舊水泥混 凝土路面“白改黑”的設(shè)計(jì)思路。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 ,道路交通量不斷增加 , 汽車軸載也日益重型化 , 以及水 泥混凝土路面設(shè)計(jì)、施工等方面的原因 , 水泥混凝土路面產(chǎn)生了多種破損現(xiàn)象 , 導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力不足 , 使用品質(zhì)不斷下降 , 而單純采用破板修復(fù)這個(gè)辦法 , 實(shí)踐證 明,達(dá)不到路面質(zhì)量的預(yù)期效果 , 要改善和解決這一狀況 ,目前普遍采用的方法是 對水泥混凝土路面進(jìn)行 “白改黑”, 即將水泥混凝土路面改造為瀝青混凝土路面。水

2、泥混凝土路面 “白改黑”工程目前主要有兩種方案 :1) 徹底挖除舊水泥混 凝土板塊 ,并對基層或地基處理和補(bǔ)強(qiáng)后 , 再鋪筑瀝青混凝土路面 ;2) 在充分綜 合利用現(xiàn)有水泥混凝土路面的基礎(chǔ)上 , 加鋪瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)層以達(dá)到白改黑 的效果。很明顯第一種方案投入資金多 ,工期長, 對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 , 但作為設(shè)計(jì)方面來考慮可能是比較 簡單的。第二種方案設(shè)計(jì)的路面結(jié)構(gòu)形式主要有三種 :A 型: 舊水泥混凝土板塊斷 裂、處治、沖擊壓實(shí) + 補(bǔ)強(qiáng)層+瀝青混凝土加鋪層 ;B 型: 舊水泥混凝土路面處治 + 補(bǔ)強(qiáng)層+ 瀝青混凝土加鋪層 ;C 型:

3、舊水泥混凝土路面處治 + 細(xì)粒式瀝青混凝土 找平 + 土工合成材料 + 瀝青混凝土加鋪層。1 三種瀝青混凝土加鋪結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件1. 1 A 型: 舊水泥混凝土板斷裂、處治、沖擊壓實(shí) + 補(bǔ)強(qiáng)層+ 瀝青混凝土 加鋪層該瀝青加鋪路面結(jié)構(gòu)適用于路面破損嚴(yán)重 , 路面板強(qiáng)度較低 ,經(jīng)計(jì)算所需 的瀝青混凝土加鋪層過厚時(shí) , 并無村莊路段的路面改造工程。該結(jié)構(gòu)對舊水泥混 凝土板塊進(jìn)行斷裂、沖擊壓實(shí) , 可提高路面的整體強(qiáng)度并延緩或防止反射裂縫的 產(chǎn)生。但對舊混凝土板塊斷裂和沖擊壓實(shí)時(shí) , 會(huì)影響路線兩旁村莊、房屋和其他 結(jié)構(gòu)物的安全性 ;并且在村鎮(zhèn)路段受高程控制或因橋梁荷載影響 , 村鎮(zhèn)路段和橋

4、頭接線路段施工時(shí)應(yīng)設(shè)置過渡段 , 從而導(dǎo)致縱坡不順。1. 2 B 型:舊水泥混凝土路面處治 + 補(bǔ)強(qiáng)層+ 瀝青混凝土加鋪層該瀝青 混凝土加鋪路面結(jié)構(gòu)適用于路面破損現(xiàn)象相對較輕 , 路面板強(qiáng)度較低 , 所需的瀝 青混凝土加鋪層過厚時(shí) , 并無村莊路段的路面改造工程。該結(jié)構(gòu)主要對舊水泥混 凝土板塊斷板、 沉陷、脫空等損壞現(xiàn)象進(jìn)行處治 (補(bǔ)強(qiáng)、壓漿等) ,處治要求不高。 因不采用機(jī)械破碎、 斷裂混凝土板塊 ,則不會(huì)影響路線兩旁村莊和房屋的安全性 ,施工方便 , 并可節(jié)約因混凝土板塊破碎、 斷裂、沖擊壓實(shí)的費(fèi)用投資 , 達(dá)到降低工 程造價(jià)的目的。但因在村鎮(zhèn)路段受高程控制或因橋梁荷載影響 , 村鎮(zhèn)路段和

5、橋頭 接線路段施工時(shí)仍應(yīng)設(shè)置過渡段 , 從而導(dǎo)致縱坡不順。1. 3 C 型:舊水泥混凝土路面處治 + 細(xì)粒式瀝青混凝土找平 + 土工合成 材料 + 瀝青混凝土加鋪層該瀝青混凝土加鋪 路面結(jié)構(gòu)適用于舊混凝土板破損較 輕,路面板強(qiáng)度較高 , 計(jì)算僅需瀝青混凝土加鋪層鋪筑的路面改造工程 ,該方案適 用廣泛, 工程造價(jià)具有很大的優(yōu)越性。在舊水泥混凝土板塊上直接加鋪瀝青混凝 土面層, 應(yīng)加強(qiáng)對舊水泥混凝土板塊的處治 ,尤其是脫空、錯(cuò)臺(tái)等病害的處治 ,盡 量減少反射裂縫的產(chǎn)生。但是設(shè)置細(xì)粒式瀝青混凝土找平層 , 并且再鋪設(shè)土工合 成材料（如玻璃纖維土工格柵 ） , 相當(dāng)于設(shè)置一層應(yīng)力吸收層 ,可減小接縫區(qū)

6、加鋪 層中兩側(cè)板塊垂直與水平的相對位移而產(chǎn)生的應(yīng)力 , 延緩反射裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展 起到抗疲勞開裂、耐高溫車轍、抗低溫縮裂的作用 , 從而延長瀝青混凝土路面的 使用壽命。1. 4 三種路面加鋪結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)分析及優(yōu)缺點(diǎn)分析 A 型和 B 型結(jié)構(gòu)對通 車、工期、環(huán)境和社會(huì)影響較差 ;而 C 型結(jié)構(gòu)雖對舊水泥混凝土路面的處治要求 較高,但其經(jīng)濟(jì)上具有很大的 優(yōu)越性,且各方面的影響均較好 ,故下面對 C 型瀝 青混凝土路面加鋪結(jié)構(gòu)從加鋪層厚度、舊水泥混凝土路面的處治等方面進(jìn)行 分析。2 瀝青混凝土加鋪層厚度瀝青混凝土加鋪層厚度主要由結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和防止出現(xiàn)反射裂縫兩個(gè)因素控 制,由于舊水泥混凝土面板作為基層強(qiáng)度

7、較高 , 上面加鋪瀝青混凝土 ,結(jié)構(gòu)強(qiáng) 度方面一般沒問題 , 關(guān)鍵是如何防止反射裂縫的產(chǎn)生。 根據(jù)國外的幾種罩面設(shè) 計(jì)法和實(shí)際施工經(jīng)驗(yàn) ,瀝青混凝土加鋪層的厚度在 10 cm 左右, 而我國現(xiàn)行 J TG D4022002 公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范對舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青 層厚度做了指導(dǎo)性的要求 , 即“瀝青加鋪層的厚度按減緩反射裂縫的要求確 定。高速公路和一級(jí)公路的最小厚度宜為 100 mm , 其他等級(jí)公路的最小厚度宜為 70 mm。”因此瀝青加鋪層厚度的確定 , 一方面應(yīng)根據(jù)國內(nèi)外的相應(yīng)經(jīng)驗(yàn) , 現(xiàn)有的規(guī)范規(guī)定來確定 ,另一方面還得根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo) (如彎沉 ) 來計(jì)算確定。 一般來說

8、 , 加鋪層越厚 , 其防止或延緩反射裂縫的效果就越好 ,裂縫擴(kuò)展到路 表面的時(shí)間就越長 , 但加鋪層也不能無限地增厚 ,1) 因?yàn)榻?jīng)濟(jì)上不可行 ;2) 加鋪層過厚易產(chǎn)生車轍、壅包等 ,影響路面的使用性能 , 當(dāng)加鋪層達(dá)到一定厚 度后, 應(yīng)配合其他防裂措施效果會(huì)更好。3 舊水泥混凝土路面的處治措施3. 1斷裂沉陷板處理對于損壞嚴(yán)重的舊混凝土面板 ,如板塊出現(xiàn)嚴(yán)重的斷裂與沉陷等 , 應(yīng)首先 考慮是路基質(zhì)量出現(xiàn)問題 , 必須將整個(gè)板全部鑿除 ,重新夯實(shí)路基及基層 ,澆 筑不小于舊混凝土強(qiáng)度的新混凝土板 ; 如原基層質(zhì)量較差 , 路基強(qiáng)度不足的 , 應(yīng)采取措施對路基和基層進(jìn)行處理和補(bǔ)強(qiáng)。3. 2板底

9、脫空處理對于板底脫空現(xiàn)象 , 可采用鉆孔壓漿法進(jìn)行處理。 在混凝土面板底部脫空 處鉆孔 , 通過孔洞利用水泥漿高壓澆筑處理 , 使板底流質(zhì)材料凝固產(chǎn)生一定的 強(qiáng)度,對面板產(chǎn)生均勻承托的作用 , 從而達(dá)到穩(wěn)固板塊的目的。3. 3錯(cuò)臺(tái)的處理錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象如由于基層脫空或路基強(qiáng)度不足引起的 , 應(yīng)首先進(jìn)行基層和路 基的補(bǔ)強(qiáng) , 防止進(jìn)一步不均勻沉陷。當(dāng)直接鋪筑玻璃纖維土工格柵時(shí) , 錯(cuò)臺(tái)小 于 10 mm 時(shí)可不做處理 ; 否則將錯(cuò)臺(tái)高出的一側(cè)的板塊邊緣30 cm 50 cm 范圍內(nèi),按斜坡鑿至與下沉板邊緣平齊 , 并采用瀝青砂或?yàn)r青石屑進(jìn)行找平。3. 4 原路面接縫處理在瀝青加鋪層施工前對原路面的縱橫向

10、接縫及路面裂縫, 要全部進(jìn)行清縫機(jī)清縫 ,清縫要干凈、 無雜物,并選用性能良好的密封材料機(jī)械嵌縫 ,如用橡 膠瀝青、 聚氨酯類填縫料等粘結(jié)性強(qiáng)、 回彈性及溫度穩(wěn)定性好的材料 , 嵌縫要 飽滿,以便減少地表水通過舊水泥混凝土板接縫下滲入土基 , 同時(shí)減少地下水 通過舊水泥混凝土板接縫進(jìn)入加鋪層 , 浸濕加鋪結(jié)構(gòu)層材料 , 降低無機(jī)結(jié)合料 處治的粒料層強(qiáng)度。3. 5角隅斷裂處理角隅斷裂一般是由行車荷載作用引起的應(yīng)力集中造成的。對于長和寬大于 1m 并伴隨下沉斷裂的板 , 應(yīng)按斷裂板相同的處理方法 ; 對于長和寬小于 1m 或僅出現(xiàn)斷裂的可采取灌縫處理。3. 6路基路面強(qiáng)度控制指標(biāo)國內(nèi)外多年來對舊水

11、泥混凝土路面加鋪改造的經(jīng)驗(yàn)表明, 對于防治反射裂縫的各種措施中 , 無論是加筋的還是應(yīng)力消散類的 , 對于水平位移 （張開型 反射裂縫 ） 有效 , 而對于豎向位移引起的剪切型反射裂縫收效甚微。剪切型反射裂縫主要是在車輪偏荷載的作用下 , 接縫兩側(cè)的彎沉差過大而引起瀝青加 鋪層的剪切破壞。因此在混凝土板塊修復(fù)時(shí) , 除按上述情況處理外 , 還應(yīng)以單點(diǎn)彎沉和接縫 兩側(cè)板塊的彎沉差作為控制指標(biāo) , 并按公路的等級(jí)要求、 行車要求等參數(shù)來確 定相應(yīng)的彎沉指標(biāo)。 根據(jù)水泥混凝土路面改造工程的施工經(jīng)驗(yàn) , 如實(shí)測彎沉值 mm） 小于 14 , 可不予處理 ;如實(shí)測彎沉值大于 40 , 應(yīng)按板底脫空或沉陷板處 理,整板破碎,處理基層,再澆筑新的混凝土板塊 ;如實(shí)測彎沉值在 1440 之 間的, 按鉆孔壓漿處理4 結(jié)語通過上述分析和技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 , 在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土 面層的方法是目前改造水泥混凝土路面的一種可選方案, 并且可減少廢棄混凝土板塊對環(huán)境造成的污染 ,具有很高的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益, 尤其在低等級(jí)水泥混凝土路面“白改黑”改造工程中予以充分重視。在舊水泥混凝土路面“白改黑”設(shè)計(jì)時(shí) , 首先對其使用狀況進(jìn)行全面徹 底的調(diào)查和測試 ,逐段進(jìn)行統(tǒng)計(jì) ,掌握第一手外業(yè)基礎(chǔ)資料 ; 其次針對舊水泥 混凝土路面的各種破壞情況 , 采取相應(yīng)