城市道路水泥混凝土路面加铺沥青混凝土改造方案探讨
摘要：随着城市市政道路的发展，旧有水泥混凝土路面破损日益严重，行车舒适性降低，无法满足城市发展的需要，因此实施路面改造已迫在眉睫。文章比较与分析了国内外常用的水泥混凝土路面改造方案，分析各方案的技术特点和使用范围，并结合宁德市主干道的改造具体现状，提出符合本工程的加铺沥青混凝土面层的措施。
关键词：道路,路基,路面,沥青加铺,改建
1工程概况
宁德市南环路、东湖路、塔山路改造工程道路西起蕉城南路，路线由西北向东南延伸，终点与福宁北路相交，道路路线全长3.962km，改造总面积为73725m2，是宁德市城区东西向的重要交通要道。该段路面为水泥混凝土路面，随着近几年宁德城市经济的高速发展，市区交通量骤增，导致该段路面出现纵横缝拉大、板块角隅破坏、错台、板块破碎、接缝破碎、坑洞等病害，严重影响道路的使用性能。该改造工程的实施已迫在眉睫，对于完善城市路网行车环境，美化城市景观等具有重要意义。
2水泥混凝土路面改造方案比较与分析
国内外通常对于水泥混凝土路面的改造主要有三种处理手段：一是移除重铺法（翻挖），二是先修复然后直接加罩混凝土面层（白加白）或者沥青面层（白加黑），三是将旧水泥混凝土面面破碎后加铺新的基层和面层。
2.1移除重铺法
移除重铺法是对旧有水泥混凝土板块进行移除，然后重新加铺新的面层的改造工艺。当路面破坏过于严重或者道路高程受限时，这种方法能彻底解决水泥混凝土板块存在的病害，但工程投资大、周期长，而且无法对旧水泥混凝土再生利用，会产生大量的废料垃圾，对周边环境影响很大。在实际改造中，对整条路进行翻挖重铺已很少使用，只有当局部路段出现板端破裂严重、板间发生明显错台、板体沉陷等路面和路基病害时，可对少数路段进行翻挖处理。
2.2直接加罩混凝土或者沥青面层
直接加罩混凝土或者沥青面层是当旧路面保养较好，路面破损不严重，路基缺陷比较轻微，断板率和缺陷率较低时，可对混凝土板块中出现脱空问题的进行钻孔压浆处理，对断板、边角破损等破坏进行局部换板，对裂缝和构造缝进行清缝和灌封处理后，然后直接加铺新的面层。需要的注意的是，修复并不能完全消除水泥面层的病害，随着这项工艺在后来工程中不断改进，通过在新旧层间加铺一层应力吸收材料以防止反射裂缝的产生，才使得这项工艺慢慢走向成熟。
2.3将旧水泥混凝土板块破碎后加铺新的面层
该方法适用于路面破坏较为严重，断板率较高，对破损板块进行修复已不经济的情况。此时可对旧水泥混凝土板块进行破碎和稳固处理，基本消除旧路面中存在脱空、断板等病害，并作为新建路面的底基层，然后利用沥青混合料找平，以保证加铺上面沥青混凝土面层的平整度。我国主要采用路面破碎方法是冲击压实技术（打裂压稳），近年来从国外引入的多锤头碎石机（MHB）设备所代表的碎石化技术也在逐步推广开来。
①冲击压实技术是采用冲击压路机以高冲击力将板块破裂成30～100mm的混凝土碎块，虽然降低了板块的结构整体稳定性，但基本消除了旧路基的病害，原路面所破碎的混凝土块形成了块状紧密结合、内部嵌挤的基层结构。这项技术具有造价低、工期短、经济环保等特点，但由于冲压过程中产生冲击波对周边环境影响较大，不宜在城市道路中使用。
②碎石化技术是采用多锤头碎石机（MHB）将板块破碎成不大于30cm的混凝土颗粒，颗粒间组成紧密的嵌挤结构，具有较好的整体强度。其工艺原理和改造流程与冲击压实技术基本一致，单位造价相对较高，但碎石化技术将板块破碎得更细密，有效消除反射裂缝的产生。并且MHB工艺对周边环境影响较小，适用于城市道路和房屋密集区。
3改造方案的选取
改造方案的选取，将直接影响到未来施工工期长短、工程难易程度和项目投资金额。因此道路在改造设计前，应对现状路面和路基进行勘察试验和分析评价工作必不可少，包括：路面状况调查、路表强度测试和路基土勘探试验，另外也要考虑当地环境温度、交通量、路基承载力等条件的影响。由于路基为隐蔽工程，必须翻挖路面或者钻探勘测才能检查路基的压实度和固结度，而旧路基经过常年的行车作用和自身沉降已趋于稳定，在改建中应充分利用，尽量减少对地基的破坏和扰动。同时，路基的好坏也会对路面造成影响，我们通过对路面的评价也能间接反映路基的状态，在工程实践中，为了让操作性更强，一般以旧路面的断板率和平均错台量作为路面健康评价的基本依据，路面损坏状况分级标准如表1所示。
①对于评价等级为差的，宜选用移除重铺的方案。当路面破坏相当严重，路基存在大面积的病害，其他方案已无法满足路面承载力要求时，才会考虑这种方案。
②对于评价等级为优良、中、次的，宜选用直接加罩混凝土或者沥青面层的方案。加铺时须对旧水泥混凝土路面进行病害处理，对破碎板块进行更换，对角隅和板边破坏进行修补，对板角弯沉测试确认板底有脱空情况的进行压浆封填，对板间错台位移在5～10mm之间的采用磨平机磨平，大于10mm的可更换位置较低侧的板块，并对构造缝和裂缝进行清缝和封缝。
需要重点提出的是，由于旧水泥混凝土路面的病害无法完全消除，为了防止旧水泥路面对新铺路面产生的反射裂缝，在加铺工艺上可采取以下几种方法：其一，增加沥青加铺层的厚度以提高新加铺层的抗拉强度。但成本较高，道路标高抬升明显，有可能会导致路面标高高过周边房屋，不利于道路雨水收集，一般不采用。
其二，在新旧层间设置夹层，以改性沥青防水卷材、聚酯玻纤布、玻纤格栅、橡胶沥青应力吸收层（SAMI）等特殊材料作为夹层，可以消散裂缝导致的应力集中、减缓反射裂缝、增强整体抗拉抗剪强度的内力。这四种防反射裂缝材料各有优缺点，一般来说其效果依次递增，价格也逐步越高，必须根据当地经济能力和材料获取难易合理选用，具体比较参照图1。
③对于评价等级为中、次的，宜选用破碎后加铺新面层的方案。这里我们重点介绍一下碎石化技术的施工流程，首先选择一段典型道路作为试验段，用多锤头碎石机对旧路面进行碎石化，观察碎石化后的效果并调整碎石化参数到最优值。然后对旧水泥面层进行正常碎石化，并灵活调整力度和行进速度。施工中要注意控制板块碎石化粒径，破碎后注意清理构造缝材料和暴露的钢筋，并在路面洒布透层油，防止表面碎石滑动。然后加铺沥青混合料的调平层和沥青面层。
4结论
①由于本项目改造道路投用时间不长，混凝土面板破损较轻，旧路基经过反复碾压和沉降而趋于稳定，坚持因地制宜、经济环保的原则，确定采用了比较成熟的直接加罩沥青混凝土面层的方案。该方案最大化复用原来的路基和路面，具有良好的经济性和便捷性。观察竣工后的通行效果，路况较好，验证了方案的可行性。
②破碎技术特别是以多锤头碎石机为代表的碎石化工艺相比直接加铺沥青面层的方案，可以更好的消除旧水泥路面病害并防止反射裂缝的产生，有利于保障旧路改造的整体质量和使用寿命，随着道路施工中大型机械的更多运用，具有良好的发展前景。
参考文献：
[1]CJJ37-2012，城市道路工程设计规范[S].
[2]JTGD40-2011，公路水泥混凝土路面设计规范[S].
[3]邓学钧.路基路面工程[M].北京：人民交通出版社，2000.
[4]毛朝国.水泥砼路面加铺方法对比分析[J].交通标准化，2011，（1）：128-131.
[5]熊帆，黄晓明，贾栋，等.碎石化技术在水泥混凝土老路改建中的应用[J].交通科技，2004，（6）52-53.
[6]胡昌斌.冲击压路机破碎改建旧水泥混凝土路面技术[M].北京：人民交通出版社，2007.