旧路改建刚柔复合式路面结构设计探究范文

摘要：旧路改建刚柔复合式路面是指在原有的水泥路面上直接加铺沥青混合料或是将原有路面破碎稳固后加铺沥青混合料构建的路面结构，使其改建后的路面不仅具有沥青路面的优点，而且有效的利用了旧水泥混凝土路面，节约了工程投资，加快了工期建设。某国道位于保定市境内，交通量大，重车多，导致旧路面出现大面积损坏，需要对其进行改造，分析了旧路的状况，对路面改造设计提出了合理的方案，为碎石化施工提出了设计方面的要求。

关键词：路面改造；水泥混凝土路面；沥青；碎石

1旧路状况

1.1旧路面结构

保定市境内某国道于1997年建成通车，由于现时运行的大型货车90%以上均严重超载，某路段早已达到了其路面设计的使用寿命。其旧路面结构如下：厚25cm水泥混凝土面板（设计抗弯拉强度4.5MPa）+厚25cm5%水泥稳定砂砾基层+厚15cm天然砂砾垫层。

1.2旧路面损坏状况

根据旧路的路况破损状况调查结果：本项目旧路面平均断板率大于20%，即路况评价为“差”；本项目南下车道代表弯沉为79.37（1/100mm），换算成标准轴载弯沉值为101.88（1/100mm），北上车道代表弯沉为55.782（1/100mm），换算成标准轴载弯沉值为71.61（1/100mm），路面弯沉较大，说明路面结构已不满足设计要求，必须进行路面大修改造。

2路面改造设计

根据本项目特点：车辆轴载较大，旧路路面结构设计强度不足，新的路面结构应该考虑：增加路面结构强度，如增加板厚及增设水泥稳定碎石基层。鉴于该项目旧混凝土路面破损严重，对旧混凝土路面进行大面积换板、灌浆等修复手段已无法满足未来行车荷载的要求（如大量新换的路面板已经发生断裂）。大面积修复后再铺筑加铺层也不是一种经济有效的技术措施。因此，维修改造方案考虑对旧混凝土路面进行破碎（压裂）和压实稳定处理，用于作为新加铺面层的基层或底基层，其上再加铺面层（部分路段加铺基层）。这样既可以减少大量废料对环境的不利影响，又可以保留旧路面一定程度的结构完整性，以便利用其剩余强度。路面改造方案如下：

2.1K2380+757.7～K2393+194及K2402+160～K2404+446.06路段

本路段车流量相对另一路段较少，旧路路面较好，可先采用多锤头机械将旧路面板打裂，然后在其上撒布乳化沥青，再铺水泥混凝土面层。其好处是：可利用打碎的旧板充当路面基层，避免了挖除大量旧板后无处弃置的弊端，并且在打碎旧板的同时，其下的土基也得到了压实。

路面结构如下：

（1）采用厚28cm水泥混凝土路面。

（2）平均2.5cm水泥混凝土调平层（与面层一同施工）。

（3）乳化沥青贯入层。

（4）旧混凝土板破碎稳定后作为基层。

2.2K2393+194～K2402+160路段

本路段由于车流量大，重车较多，旧路面破损较严重，可先采用多锤头机械将旧路面板打裂压稳以充当路面底基层，并铺筑水泥稳定碎石基层，然后在其上设置透层及封层，再铺水泥混凝土面层。

路面结构如下：

（1）采用厚28cm水泥混凝土路面。

（2）沥青表处封层+透层油。

（3）15cm水泥稳定级配碎石基层+平均5cm水泥稳定级配碎石调平层，其7d无侧限抗压强度应不小于4.0MPa。

（4）旧混凝土板破碎稳定后作为底基层。

2.3受标高限制需挖除旧路的路段

受标高限制需挖除旧路的路段如高速公路跨线桥下、桥头、城镇路段，采用新建路面结构。对于损坏严重且需维持原标高的路段，可采用全断面挖除旧路，新建路面结构的施工方法。先挖除旧路面板及其基层、砂砾垫层，对基底先进行整平压实，然后新做底基层、基层、面层。

路面结构如下：

（1）厚28cm水泥混凝土路面。

（2）20cm水泥稳定级配碎石基层，其7d无侧限抗压强度应不小于4.0MPa。

（3）20cm水泥稳定级配碎石底基层，其7d无侧限抗压强度应不小于3.0MPa。

经力学验算，上述路面结构受力均满足要求。

3旧路面碎石化的质量标准

3.1路面碎石化后的粒径范围

路面碎石化后的粒径是关键的控制参数，作为控制碎石化工艺的关键指标，应满足要求：

3.2路面碎石化后顶面的当量回弹模量

为保证水泥碎石化后加铺混凝土路面的质量，水泥混凝土路面碎石化后顶面的当量回弹模量平均值应不小于120MPa，若平均值小于120MPa，应及时处理。

3.3路面碎石化后弯沉值

水泥混凝土路面碎石化撒布乳化沥青和石屑并碾压后实测弯沉值必须不大于95（1/100mm），如不能满足要求，则必须挖除原路面结构进行处理，处治长度大于20m的采用挖除旧路面结构和部分土基后重新铺设混凝土路面（20cm水泥稳定碎石底基层+20cm水泥稳定碎石基层+28cm水泥混凝土面层）；处治长度小于20m的采用挖除旧路面结构后重新铺设混凝土路面（25cmC20贫混凝土基层+28cm水泥混凝土面层）。

3.4碎石化施工质量标准及检测频率

为满足直接加铺面层的技术要求，保障加铺层施工质量，根据路面设计规范的要求[7][8]，碎石化施工质量标准及检测频率宜依据表2执行。

4结语

该国道在改造完毕后，运营通车2年状况良好，由此可见，文章中所述旧路改建刚柔复合式路面结构设计方案适用于此改造路段。

参考文献：

[1]张重禄，肖秋明．水泥混凝土路面快速修复技术展望[J]．国外公路，2000，20（1）：18-21.

[2]刘荣，刘效尧，黄晓明．水泥混凝土路面改建技术[M]．北京：人民交通出版社，2006．

[3]孙立军，等．沥青路面结构行为理论[M]．上海：同济大学出版社，2003.

[4]赵晓东，赵佰莹．谈我国高速公路“黑白路面”的比较与选择[J].黑龙江交通科技，2004，（6）：83-88．

[5]余泽红．浅论旧水泥硅路面加铺沥青面层施工技术[J]．企业技术开发，2006，25（8）：18-20．

[6]刘晓春．旧水泥路面的沥青加铺层设计分析[J]．交通科技，2005，（2）：4-6.

[7]李鹏程，何文正．旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力影响因素分析[J]．公路交通技术，2014，（4）：23-27.

[8]边祥芹，黄晓霜，邓廷权．旧路路面维修改造方案比选探讨[J]．山西建筑．2015（5）：137-138.

作者：李萌 单位：保定市保通公路勘测设计有限责任公司