摘要:針對機場路水泥混凝土路面的現(xiàn)狀、交通量和破壞原因，結合汕頭市的技術經(jīng)濟水平和氣候條件，提出了3種維修方案，采用現(xiàn)值法對各個維修方案進行經(jīng)濟評價，通過綜合對比，推薦最佳的維修方案，以供類似工程參考借鑒。
關鍵詞:水泥混凝土路面，維修對策，加鋪層，方案比選
中圖分類號:U416.216 文獻標識碼:A
近年來，隨著社會不斷發(fā)展，高等級道路的修建和對路面要求的提高，越來越多的公路都已建成水泥混凝土路面。水泥混凝土路面作為一種高級路面，因其具有較好的強度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性和造價低的特點，在公路建設中得到了廣泛的應用。但在荷載和自然因素的作用下，水泥混凝土路面在使用過程中會出現(xiàn)各種不同的破壞，當破壞達到一定程度時，會嚴重影響車輛行駛的安全性和旅客乘車的舒適性，因此，對現(xiàn)有公路路面狀況進行調(diào)查是必要的。根據(jù)路面損壞的具體情況，確定產(chǎn)生損壞的原因，選擇合適的修復方式或研究如何在高等級道路上修好水泥混凝土路面，這是當前在設計和施工中需要認真探討的問題。
文中通過對機場路水泥混凝土路面維修對策研究，找出最佳的維修方案，供同仁們參考。
1 路面狀況
機場路是汕頭市東部重要出口公路，是市區(qū)通往機場、澄海區(qū)及廈門市的通道，是國道G324線汕頭市區(qū)路段的一個組成部分。該路段擴建于20世紀90年代中期，于1995年10月開工建設，1997年3月工程改造完成，為雙向六車道的城市型一級公路，路線全長6.73 km，路幅寬52m。
1.1 路面破損狀況
由路面破損調(diào)查可知，機場路水泥路面破損類型有:縱向、橫向、斜向裂縫;板角斷裂;破碎板或交叉裂縫;錯臺;拱起;哪泥;接縫碎裂;縱縫張開;露石;坑洞;修補損壞共n類。根據(jù)文獻[1]提供的方法，公路水泥混凝土路面設計規(guī)范以斷板率和錯臺量兩項指標作為評價路面損壞狀況的判別標準。該路段發(fā)生錯臺的路面板比較少，基本不構成主要病害。本次對該路段的路況調(diào)查，僅以斷板率作為評價指標。
舊路面調(diào)查分左右幅進行，單幅橫向基本為4板塊。根據(jù)文獻[3]路面損壞狀況分級標準，本路段路面損壞狀況級別為差級的占全路段的50%，說明路面損壞程度相當嚴重。
1.2 路面結構狀況
采用爭10取芯機對該段水泥路面進行隨機鉆孔取芯試驗，共采樣78個，其中左幅采樣39個，右幅采樣39個。對所取芯樣·試件測出其高度，路面實測結構見表1。
通過對機場路的FWD檢測及檢測結果的分析表明，該段路全線舊水泥混凝土路面結構的PWID綜合評定結果為差級水平。所以，總體上需要大中修或加鋪進行維修、修復，以確保該路段的使用性能。
1.3 交通量
本路段每天標準軸載作用次數(shù)計算結果為4404852次，其數(shù)量很大，經(jīng)計算和分析，主要是載重貨車超載嚴重所造成的。
2 損壞原因分析
1)重車和超載車輛對混凝土路面的破壞程度嚴重。本路段每天標準軸載作用次數(shù)計算結果為4404852次，其數(shù)量很大，是由于超載車輛較多造成的，超載車的交通量也較大，這些超載車輛對混凝土路面造成嚴重的破壞。
2)水泥混凝土路面板強度低。通過鉆芯取樣檢查混凝土路面彎拉強度，本次鉆芯取樣78個，試驗結果彎拉強度很不均勻，有24個芯樣強度小于4.5MPa，最低的強度只有3.04MPa，統(tǒng)計評定結果強度不滿足設計要求。根據(jù)FWD檢測計算結果，本路段路面板模量代表值均較小，表明路面板的強度和剛度不足，且均勻性較差。水泥混凝土板彎拉強度、剛度和模量過低，是該路段出現(xiàn)大面積斷裂破壞的一個重要原因之一。
3)路面基層質(zhì)量差。鉆芯取樣之后檢查混凝土面板下面的基層，多為水泥穩(wěn)定土基層，其質(zhì)量較差、水泥含量少。基層質(zhì)量差、強度低，是引起路面損壞的原因之一。
4)排水系統(tǒng)不完善，路基土處于潮濕狀態(tài)。本路段兩側均未設置邊溝，雨天排水不暢，部分路段長期積水，使路基土長期處于潮濕狀態(tài)，降低路基的強度。路面排水不暢加重了混凝土路面板脫空、卿泥，更加快路面板的斷裂破壞。
5)路基壓實施工不規(guī)范、壓實度不足，也是引起路面損壞的原因之一。
3 維修對策
舊水泥混凝土路面損壞后的養(yǎng)護修復通常有幾種方法:加鋪瀝青混凝土面層、加鋪水泥混凝土面層和翻修。這3種大修措施優(yōu)點和缺點，應根據(jù)該段路面的使用質(zhì)量狀況、路面破損狀況、公路的使用任務、性質(zhì)、等級和交通量等因素，認真開展路面破壞原因分析，結合當?shù)丶夹g經(jīng)濟水平、氣候條件、施工和養(yǎng)護條件適時地做出符合使用要求且經(jīng)濟合理的維修對策。
參照文獻[1]，機場路路面的破損狀況等級為差，結構承載能力不能滿足交通荷載的要求，應采取鋪筑瀝青混凝土加鋪層或水泥混凝土加鋪層，或者翻修重建措施。
3.1 加鋪瀝青混凝土面層
3.1.1 反射裂縫
在舊混凝土路面上加鋪瀝青面層設計的主要問題是反射裂縫，它是由于下層舊混凝土板的接縫和裂縫的反射引起的加鋪層的斷裂，通過以下辦法，可以有效地減少或延緩這種反射裂縫的發(fā)生。
1)設計較厚的瀝青加鋪層;2)將舊水泥混凝土板斷開成小塊，并予以穩(wěn)固;3)鋸切橫縫和灌縫;4)設置纖維薄膜夾層;5)采用延性好的改性瀝青加鋪層或SMA加鋪層。
3.1.2 瀝青加鋪層厚度的確定
參照文獻[3]，采用以板底彎拉應力為指標的瀝青加鋪層設計方法，計算瀝青加鋪層厚度。
3.2 加鋪水泥混凝上面層
力學—經(jīng)驗法采用彈性地基雙層板模型，計算滿足交通荷載要求的等效單層板的荷載疲勞應力和溫度疲勞應力，然后按層間結合條件，將單層板的應力分攤到加鋪層和舊混凝土面板上，以加鋪層和舊混凝土路面板底面板邊的最大彎拉應力為設計指標。
4 技術經(jīng)濟分析
4.1 經(jīng)濟評價
采用現(xiàn)值法對機場路水泥混凝土路面大修方案進行經(jīng)濟評價，分析期為25年，貼現(xiàn)率取10%，計算結果見表2。
由此可知，僅考慮初期修建費用和養(yǎng)護維修費用，費用現(xiàn)值最小的是部分結合式(直接式)加鋪水泥混凝土面層維修方案;其次為結合式加鋪層，而加鋪瀝青面層方案中厚加鋪層法的費用現(xiàn)值最大。
4.2 綜合評價
翻修重建維修方案施工難度大、工期較長，破碎與挖除舊水泥混凝土路面不僅噪聲大、灰塵也大，對維持通車和沿線兩旁居民的生產(chǎn)和生活將帶來嚴重影響。此外，挖除的路面廢料會造成環(huán)境污染，社會負面影響大，因此不宜采用。
從初期修建費來看，加鋪水泥混凝土面層維修方案費用最低，其中又以部分結合式加鋪層最低，結合式加鋪層次之。分離式加鋪層路面結構的使用效果較好，而結合式和部分結合式由于施工工藝要求高，施工質(zhì)量難以控制，容易導致上下層水泥混凝土板分離，最終導致加鋪層破壞。從施工對交通的影響來看，加鋪水泥混凝土面層維修方案施工期較長，完工后還要保養(yǎng)28d才能開放交通。在日交通量超1萬車次的重交通道路上采用這種方案施工時將造成交通長期受阻、貨物及旅客等待、減速，所造成的損失很大。雖然可以采取一些交通管制疏導交通，但交通受阻是避免不了的。此外，加鋪水泥混凝土面層方案平整度難以控制，噪聲大，后期維修及改建非常困難。
在耐久性方面瀝青路面雖然沒有水泥路面好，初期修建費也比水泥路面稍高，但是，加鋪瀝青路面維修方法的優(yōu)點是工時短，加鋪后基本不需要養(yǎng)護，冷卻后即可開放交通，甚至在晚上攤鋪，白天即可以開放交通。該方案還具有較好的平整度、高速行車時路面的噪聲小、后期養(yǎng)護和大中修或改建方便等優(yōu)點。因此，加鋪瀝青面層方案比加鋪水泥混凝土面層方案好。
5 結語
鑒于機場路交通流比較大，在公路運輸網(wǎng)絡中占有重要地位，考慮施工對沿線交通影響及社會經(jīng)濟負面影響均較大，擬選用加鋪瀝青混凝土路面進行大修，該方案具有施工方便、對交通的影響小、較好的平整度和后期養(yǎng)護方便等優(yōu)點，是最佳的維修方案。
參考文獻:
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