摘要:針對機(jī)場路水泥混凝土路面的現(xiàn)狀、交通量和破壞原因，結(jié)合汕頭市的技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jìn)行經(jīng)濟(jì)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(guān)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(xiàn)標(biāo)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(qiáng)度、剛度、穩(wěn)定性、耐久性和造價低的特點(diǎn)，在公路建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)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(dāng)破壞達(dá)到一定程度時，會嚴(yán)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(jìn)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(fù)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(dāng)前在設(shè)計和施工中需要認(rèn)真探討的問題。
文中通過對機(jī)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(jī)場路是汕頭市東部重要出口公路，是市區(qū)通往機(jī)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(kuò)建于20世紀(jì)90年代中期，于1995年10月開工建設(shè)，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(jī)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(bǔ)損壞共n類。根據(jù)文獻(xiàn)[1]提供的方法，公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范以斷板率和錯臺量兩項指標(biāo)作為評價路面損壞狀況的判別標(biāo)準(zhǔn)。該路段發(fā)生錯臺的路面板比較少，基本不構(gòu)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(biāo)。
舊路面調(diào)查分左右幅進(jìn)行，單幅橫向基本為4板塊。根據(jù)文獻(xiàn)[3]路面損壞狀況分級標(biāo)準(zhǔn)，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(dāng)嚴(yán)重。
1.2 路面結(jié)構(gòu)狀況
采用爭10取芯機(jī)對該段水泥路面進(jìn)行隨機(jī)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(shí)測結(jié)構(gòu)見表1。
通過對機(jī)場路的FWD檢測及檢測結(jié)果的分析表明，該段路全線舊水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)的PWID綜合評定結(jié)果為差級水平。所以，總體上需要大中修或加鋪進(jìn)行維修、修復(fù)，以確保該路段的使用性能。
1.3 交通量
本路段每天標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)計算結(jié)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(yán)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(yán)重。本路段每天標(biāo)準(zhǔn)軸載作用次數(shù)計算結(jié)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(yán)重的破壞。
2)水泥混凝土路面板強(qiáng)度低。通過鉆芯取樣檢查混凝土路面彎拉強(qiáng)度，本次鉆芯取樣78個，試驗結(jié)果彎拉強(qiáng)度很不均勻，有24個芯樣強(qiáng)度小于4.5MPa，最低的強(qiáng)度只有3.04MPa，統(tǒng)計評定結(jié)果強(qiáng)度不滿足設(shè)計要求。根據(jù)FWD檢測計算結(jié)果，本路段路面板模量代表值均較小，表明路面板的強(qiáng)度和剛度不足，且均勻性較差。水泥混凝土板彎拉強(qiáng)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(qiáng)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(cè)均未設(shè)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(qiáng)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(shí)施工不規(guī)范、壓實(shí)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(hù)修復(fù)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(diǎn)和缺點(diǎn)，應(yīng)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(wù)、性質(zhì)、等級和交通量等因素，認(rèn)真開展路面破壞原因分析，結(jié)合當(dāng)?shù)丶夹g(shù)經(jīng)濟(jì)水平、氣候條件、施工和養(yǎng)護(hù)條件適時地做出符合使用要求且經(jīng)濟(jì)合理的維修對策。
參照文獻(xiàn)[1]，機(jī)場路路面的破損狀況等級為差，結(jié)構(gòu)承載能力不能滿足交通荷載的要求，應(yīng)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(shè)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(shè)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(shè)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(xiàn)[3]，采用以板底彎拉應(yīng)力為指標(biāo)的瀝青加鋪層設(shè)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(xué)—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(yīng)力和溫度疲勞應(yīng)力，然后按層間結(jié)合條件，將單層板的應(yīng)力分?jǐn)偟郊愉亴雍团f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(yīng)力為設(shè)計指標(biāo)。
4 技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析
4.1 經(jīng)濟(jì)評價
采用現(xiàn)值法對機(jī)場路水泥混凝土路面大修方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價，分析期為25年，貼現(xiàn)率取10%，計算結(jié)果見表2。
由此可知，僅考慮初期修建費(fèi)用和養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用，費(fèi)用現(xiàn)值最小的是部分結(jié)合式(直接式)加鋪水泥混凝土面層維修方案;其次為結(jié)合式加鋪層，而加鋪瀝青面層方案中厚加鋪層法的費(fèi)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(yán)重影響。此外，挖除的路面廢料會造成環(huán)境污染，社會負(fù)面影響大，因此不宜采用。
從初期修建費(fèi)來看，加鋪水泥混凝土面層維修方案費(fèi)用最低，其中又以部分結(jié)合式加鋪層最低，結(jié)合式加鋪層次之。分離式加鋪層路面結(jié)構(gòu)的使用效果較好，而結(jié)合式和部分結(jié)合式由于施工工藝要求高，施工質(zhì)量難以控制，容易導(dǎo)致上下層水泥混凝土板分離，最終導(dǎo)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(dǎo)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(fèi)也比水泥路面稍高，但是，加鋪瀝青路面維修方法的優(yōu)點(diǎn)是工時短，加鋪后基本不需要養(yǎng)護(hù)，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(hù)和大中修或改建方便等優(yōu)點(diǎn)。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(jié)語
鑒于機(jī)場路交通流比較大，在公路運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)中占有重要地位，考慮施工對沿線交通影響及社會經(jīng)濟(jì)負(fù)面影響均較大，擬選用加鋪瀝青混凝土路面進(jìn)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(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，是最佳的維修方案。
參考文獻(xiàn):
[1]JTJ 073.1-2001，公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[5].
[2]JTJ 以0-2002，公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范[5]
[3]JTJD50-2006，公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范[5].
[4]崔克文水泥混凝土路面破損修復(fù)試驗研究[J].山西建筑，20 05 ，3 1(1):97-98
