舊水泥混凝土路面改建技術

舊水泥混凝土路面改建技術黃琴龍同濟大學交通運輸工程學院2006.7水泥混凝土路面的發(fā)展

水泥混凝土路面的破壞模式改建成白色路面改建成黑色路面目錄水泥混凝土路面的發(fā)展年份1960197019801990199620002003里程（萬km）0.0060.020.161.145.6611.8619.90占當年建成的高級路面比例（％）2.23.911.024.436.346.258.0我國水泥混凝土路面建設里程歷年統(tǒng)計我國水泥混凝土路面路況評價88年以前修筑的水泥混凝土路面二級以下公路，路面質量較差，早期損壞情況嚴重

88年—94年修筑的水泥混凝土路面質量提高，但仍采用人工及小型機具施工，路面平整度較差，行車的減震、舒適性不佳，早期損壞比較嚴重95年以后修筑的水泥混凝土路面有600公里水泥路面高速公路，水泥滑模攤鋪機施工

水泥混凝土路面的損壞模式斷裂唧泥錯臺接縫碎裂拱起沉陷、紋裂和起皮等表面損壞模式

改建為白色路面加鋪水泥混凝土面層（白加白）舊路面破損板的處理：破板挖除重新澆注混凝土，接縫嚴格上下對齊

結合式施工工藝：鑿毛、立模、刷漿、澆筑加厚層

直接式施工工藝：清洗表面后同施工工藝結合式

分離式施工工藝：采用瀝青砂或油氈夾層性能評價：經(jīng)濟性、反射裂縫、標高改建為白色路面將舊混凝土用新水泥混凝土取代（白改白）適用于路面破壞過于嚴重或路面高程受限的情況

缺點：舊板廢棄、施工機械要求高、施工周期長、噪音影響、交通影響優(yōu)點：反射裂縫、標高改建為黑色路面

水泥混凝土路面出現(xiàn)損害后難以處理

1.水泥混凝土路面剛度較大，處理起來比較麻煩；2.水泥混凝土路面的修補工藝復雜且耗費巨大；3.水泥混凝土路面上加鋪瀝青混凝土層時，如果處理不當會產(chǎn)生反射裂縫；4.水泥混凝土路面在損害發(fā)生前較難發(fā)現(xiàn)其潛在隱患。

改建為黑色路面（白改黑）注漿、加固、加鋪瀝青混凝土面層1.注漿法的原理；2.施工準備；3.注漿方法；4.經(jīng)濟分析；5.存在的問題改建為黑色路面（白改黑）土工布或玻璃纖維格柵加筋：土工布技術要求A.良好的柔性：韌性與表面硬度，頂破強度R>2kNB.土工布抗拉強度應大，縱向≥400N/5cm，橫向≥280N/5cm，抗變形能力強。

C.良好的耐溫性：土工布熔點≥230℃。

D.良好的瀝青膠油吸附性：E.良好的均勻性：經(jīng)緯兩向的強度比，對編織物不大于1.5，對無紡織物不大于1.2。F.良好的耐酸堿性G.良好的抗老化性H.厚度要求：土工布厚度以小于2.0mm為宜。改建為黑色路面

2.增設補強層：①纖維混凝土（鋼纖維和軟纖維）②連續(xù)配筋混凝土③素混凝土3.改善瀝青混凝土罩面層性能增加瀝青層厚度在瀝青材料中添加纖維或改性劑等改建為黑色路面

3.設置中間夾層：（1）設置大粒徑透水性瀝青碎石連接層。由于該結構具有較強的透水性，所以必須設置路面邊緣內部排水系統(tǒng)。（2）應力吸收薄膜中間層。主要有橡膠瀝青應力吸收層SAMI、STRATA應力消解層、格柵（包括聚丙烯或聚酯土工格柵、玻璃格柵、金屬格柵）、土工織物（包括聚丙烯或聚酯織物和聚乙烯、聚丙烯或聚酯無紡織物）等。STRATA應力消解層采用特種聚合物改性瀝青，使瀝青混凝土含油量高(9％左右)，粒徑小(最大10mm)，低溫粘結性及高溫穩(wěn)定性十分優(yōu)良，抗彎曲、抗裂能力很強。改建為黑色路面

3.設置中間夾層：這幾種方法，相比而言，設置SMAI的效果比較好，但它需撒布透層油或粘層油，在施工時，熱油容易粘住車輪，從而“起皮”或“拉皮”，如果量控制不好或撒布不均勻，還容易在開放交通后造成局部泛油?？偟恼f來，這些設置應力吸收夾層都只能在1～3年內起到較好的防反效果，尤其是舊水泥混凝土接縫、裂縫處彎沉較大的地方，效果更差。改建為黑色路面4.鋸切橫縫

由于反射裂縫很難消除，因而可以采取控制開裂，而不是消除開裂的方法，即在鋪設加鋪層以后，在現(xiàn)有每條橫縫上面鋸縫再灌縫，此后和常用路面接縫一樣進行維護。如果舊水泥路上的裂縫較多，而且形狀不規(guī)則，不是嚴格的橫縫和縱縫，那么，這種處治方式有很大局限性。

改建為黑色路面（白改黑）

挖除舊水泥混凝土板，鋪瀝青混凝土路面

缺點：造價昂貴，與其他白改黑方法相比初期投入過大；工期長；移除的舊水泥混凝土很難再加以利用,造成很大的浪費,并會造成嚴重的環(huán)境污染；影響公共、商業(yè)及經(jīng)濟發(fā)展。改建為黑色路面（白加黑）破碎舊水泥混凝土板，加鋪瀝青混凝土面層

優(yōu)點:減少甚至消除水泥混凝土板塊對加鋪層的反射裂縫⑴消除路基的水損壞，改善劣質的地基土對路面引起的損壞。⑵施工受氣候影響較小，大幅度節(jié)約施工時間。⑶從成本來看，因其能夠大大縮短施工時間，大大增加道路運營收益。⑷交通影響小。⑸由于利用原面板作基層，減少了對基層材料的使用，節(jié)省了砂石等資源的利用，同時減少了傳統(tǒng)混凝土舊路面修補法所產(chǎn)生的大量白色建筑垃圾，實現(xiàn)了道路廢料的循環(huán)利用。

改建為黑色路面（白加黑）（1）沖擊壓實（沖擊壓路機）

沖擊式壓路機在我國的水泥混凝土路面的改擴建中已得到廣泛應用，如山東、浙江、上海等地。沖擊式壓路機施工現(xiàn)場

板邊出現(xiàn)破碎

沖擊破碎后路面狀況

亭楓公路改建3年后的路面狀況

改建為黑色路面（白加黑）（1）打裂壓穩(wěn)（閘式破碎機）

打裂壓穩(wěn)通常用于消除瀝青面層的反射裂縫。理想狀況下，打裂壓穩(wěn)處理后，板塊長度應在30～100mm，這就可以將板塊水平方向上位移的積累減小到瀝青面層可以承受的程度，從而消除反射裂縫的產(chǎn)生。打裂可以在板塊中形成緊密的裂紋，從而以部分結構性的損失來換取傳荷能力的增強；另一方面，壓穩(wěn)則消除板下的脫空，恢復了基層對水泥混凝土板塊的支承作用。打裂壓穩(wěn)技術已經(jīng)成功地用于改造結構完好，僅存在功能性破壞的普通水泥混凝土路面。使用打裂壓穩(wěn)時必須考慮到板塊整體性的損失。

改建為黑色路面破碎法（2）破碎壓穩(wěn)

（多錘式破碎機）原理：利用多個方型錘頭交叉起落均勻沖擊舊路面，在牽引車的緩慢行進中，使混凝土板破碎成混凝土碎塊；根據(jù)地基與面板強度來調整錘頭落距與行車速度，以控制板破碎程度。板塊破碎后的碎塊自上而下逐漸增大，上部小顆粒經(jīng)壓實后形成平整表面，易于瀝青混凝土的攤鋪，下部大顆粒之間形成嵌擠結構。破碎壓穩(wěn)技術與打裂壓穩(wěn)類似，不同點在于前者用于鋼筋混凝土路面。該技術要求破壞混凝土和鋼筋之間的聯(lián)結，從而減小工作縫和裂縫之間的差異性位移到最低限度。由于要破壞混凝土和鋼筋之間的聯(lián)結，破碎壓穩(wěn)要求比打裂壓穩(wěn)有更高的破碎功。同時，在瀝青面層設計時也應考慮到這種破壞造成的結構性的損失。多錘頭破碎機路面施工情況多錘頭破碎后的路面情況國內應用情況工程：浙江省35省道臨石線68K+815～69K+700段和21K+000～22K+000段舊路面設備：采用了美國海瑞集團麥爾四通公司多錘頭碎石化設備路面結構：直接加鋪13crn瀝青混凝土路面（8粗5中）。彎沉比較：多錘頭碎石化技術破碎后與破碎前彎沉值平均增加0.5mm；打裂壓穩(wěn)技術打裂后與打裂前彎沉值平均增加0.15mm改建為黑色路面破碎法（3）碎石化碎石化是通過完全破壞已有板塊來消除瀝青上覆層中的反射裂縫。碎石化后水泥混凝土顆粒的粒徑不大于40cm，且75%以上的顆粒在深度方向的分布滿足：表面最大尺寸不超過7.5cm，中間不超過22.5cm，底部不超過37.5cm。碎石化可用于板塊完整性和結構性較差的鋼筋水泥混凝土路面，它在其他類型的水泥混凝土路面的改建中也得到成功的應用。該技術將水泥混凝土板塊破碎成“高強粒料基層”，然后在上面加鋪瀝青面層補強。共振破碎機

共振破碎示意圖

破碎現(xiàn)場效果圖

破碎后路面面層情況

通車近1年后的路面情況

經(jīng)濟評價改建類型具體方案造價（us$/m2）白改白去除舊水泥混凝土面板，鋪裝30cm混凝土41～55白加白直接加鋪25cm非結