舊水泥砼路面技術(shù)改造設(shè)計(jì)方案的探討

　　204國(guó)道北起煙臺(tái)，南止上海，全長(zhǎng)1018Km，是聯(lián)接山東、江蘇、上海兩省一市的國(guó)家級(jí)區(qū)域性重要的沿海交通主干道，也是江蘇省公路網(wǎng)中南北走向的重要干線之一。我市境內(nèi)線路長(zhǎng)度215公里，超過(guò)全線長(zhǎng)度的五分之一，占江蘇境內(nèi)長(zhǎng)度的39.4％。204國(guó)道鹽城境內(nèi)道路質(zhì)量的好壞，對(duì)江蘇段乃至全線有著舉足輕重的影響。鹽城以南段100Km，在1992年之前，先后按中等交通等級(jí)要求的22cm厚水泥砼路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造。由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)偏低，而交通量增長(zhǎng)速度較快，加之超載、超限運(yùn)輸車(chē)輛較多，已遠(yuǎn)超出原設(shè)計(jì)所預(yù)期的容許標(biāo)準(zhǔn)軸載及作用次數(shù)。近十年來(lái)，又未對(duì)路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行過(guò)大修，水泥砼路面損壞程度較大，使用品質(zhì)急劇下降，嚴(yán)重影響道路使用功能。因此，江蘇省交通廳為了完善省內(nèi)干線公路網(wǎng)的功能，創(chuàng)建交通部部級(jí)文明樣板路，提高通行能力，對(duì)我市下達(dá)了204國(guó)道鹽城南段養(yǎng)護(hù)改善工程的建設(shè)任務(wù)。

　　2、線路技術(shù)改造的方案設(shè)計(jì)

　　204國(guó)道鹽城南段養(yǎng)護(hù)改善工程，按二級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，路基寬度15m，路面寬度12m.設(shè)計(jì)時(shí)速：80km/h，橋梁設(shè)計(jì)荷載：汽－20、掛－100，橋梁與路基同寬。同步實(shí)施GBM工程。

　　在本路段的技術(shù)改造中，原有路基寬度基本達(dá)到15m，路面寬度12m，平面線型完全利用老路走向，不作調(diào)整。因大部分橋涵亦能滿(mǎn)足規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，所以本次技術(shù)改造重點(diǎn)是道路的路面結(jié)構(gòu)部分。

　　設(shè)計(jì)單位在綜合考慮了技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性后，推薦采用的方案為：對(duì)原水泥砼板塊進(jìn)行處理，達(dá)到規(guī)定技術(shù)指標(biāo)后，鋪18cm二灰碎石基層、瀝青下封層，加鋪3cm細(xì)粒式瀝青砼找平層和玻璃纖維網(wǎng)，再鋪6cm中粒式瀝青砼＋4cm細(xì)粒式瀝青砼面層（以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“方案設(shè)計(jì)”），斷面結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　“方案設(shè)計(jì)”中，對(duì)原水泥砼板塊處理的控制指標(biāo)為：

　?。?）單點(diǎn)實(shí)測(cè)彎沉值Lr<20×10－2mm，不作處理；

　　（2）單點(diǎn)實(shí)測(cè)彎沉值20×10－2mm

　　（3）單點(diǎn)實(shí)測(cè)彎沉值Lr>40×10－2mm，鑿除舊板塊澆新板塊；

　　（4）鑿除所有斷板和脫空板。

　　該方案設(shè)計(jì)審查批準(zhǔn)后，設(shè)計(jì)單位完成了K672＋124～K700＋000和K740＋500～K769＋763路段的施工圖設(shè)計(jì)。K700＋000～K740＋500段的改造方案為更換破損的水泥砼板塊。我處于2001年8月份組織進(jìn)入工程的實(shí)施階段。

　　3、實(shí)施過(guò)程中對(duì)方案設(shè)計(jì)的反思

　　筆者作為建設(shè)單位的組織管理人員，參與了養(yǎng)護(hù)改善工程建設(shè)的全過(guò)程，結(jié)合本工程的實(shí)施情況，對(duì)“方案設(shè)計(jì)”提出的水泥砼板塊處理方法進(jìn)行了思考和分析，認(rèn)為有以下幾個(gè)問(wèn)題值得商榷：

　?。?）水泥砼板塊的不斷損壞，增大了原設(shè)計(jì)的工程量。

　　方案設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)單位對(duì)水泥砼板塊進(jìn)行了全面調(diào)查，得出路面綜合評(píng)定指標(biāo)（SI）為8.267，路面使用質(zhì)量評(píng)定為良，總壞板率為12.98％。根據(jù)路面調(diào)查數(shù)據(jù)和板塊處理的控制指標(biāo)要求，設(shè)計(jì)單位提出對(duì)原水泥砼板塊的處理工程量為：鑿除舊板塊重新澆筑新板塊占總量的10％，鉆孔壓漿板塊占總量的35％，并以此進(jìn)行比選方案的經(jīng)濟(jì)分析和投資估算。施工后期，我們進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，鑿除重澆板塊占21.4％，（此時(shí)按設(shè)計(jì)單位重新調(diào)整的單點(diǎn)實(shí)測(cè)彎沉值Lr>80×10－2mm或兩點(diǎn)以上Lr>60×10－2mm進(jìn)行控制，如執(zhí)行“方案設(shè)計(jì)”控制指標(biāo)則鑿除量會(huì)成倍增加），鉆孔壓漿板塊占57.7％，另對(duì)一部分板塊也進(jìn)行了不同程度的修補(bǔ)。實(shí)施前后兩組數(shù)據(jù)相差較大。其原因如下：從方案設(shè)計(jì)階段的外業(yè)調(diào)查到工程施工，前后間隔時(shí)間為12～21個(gè)月，在這段時(shí)間內(nèi)會(huì)不斷有砼板塊損壞；加之半幅施工半幅通車(chē)，交通量成倍增長(zhǎng)，加速了板塊的損壞程度。所以，在設(shè)計(jì)階段時(shí)，無(wú)法準(zhǔn)確估算和確定板塊處理的工程量。因此，到工程實(shí)施階段，施工進(jìn)度安排、經(jīng)費(fèi)投資控制等都出現(xiàn)了困難。

　　（2）施工工序多，機(jī)械設(shè)備投入多，相互干擾大，技術(shù)要求難以實(shí)現(xiàn)。

　　對(duì)水泥砼板塊進(jìn)行處理時(shí)，既要鑿除部分舊板塊重新澆筑新板塊，又要修補(bǔ)部分板塊，還要對(duì)部分板塊進(jìn)行鉆孔壓漿，工序多，工藝復(fù)雜，所需專(zhuān)用機(jī)械設(shè)備品種多，數(shù)量多，相互之間干擾影響大。特別是板塊處理前要逐塊進(jìn)行彎沉檢

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　?。?）成本高，可靠性沒(méi)有保證，且路面結(jié)構(gòu)不太合理。

　　設(shè)計(jì)要求對(duì)水泥砼板塊進(jìn)行處理，并經(jīng)彎沉檢測(cè)合格后在其上鋪筑二灰碎石基層，但此時(shí)設(shè)置二灰碎石基層的目的，并非砼板塊強(qiáng)度不足，而是為了防止水泥砼板塊的反射裂縫。為避免砼板塊的縱、橫縫引起二灰碎石產(chǎn)生反射裂縫，并波及到瀝青砼面層，設(shè)計(jì)者又在二灰碎石瀝青封層上，增加3cmAC－10I型瀝青砼找平層，并再加鋪一層玻璃纖維網(wǎng)，希望起到雙保險(xiǎn)的作用。經(jīng)計(jì)算，僅鋪設(shè)細(xì)粒式瀝青砼找平層和玻纖網(wǎng)，每km就增加經(jīng)費(fèi)達(dá)35.4萬(wàn)元?；ㄈ绱舜蟮拇鷥r(jià)，能否達(dá)到預(yù)期的防裂效果，并非有十分的把握，還有待于車(chē)輛荷載通行的考驗(yàn)。

　　另外，目前市場(chǎng)上AC－10I型瀝青砼粗骨料供應(yīng)較為困難，施工不易控制。同時(shí)，在6cm厚的AC－20I型瀝青砼中面層下設(shè)置一層3cm厚的AC－10I型瀝青砼，結(jié)構(gòu)上也顯得不夠合理。

　?。?）按照“方案設(shè)計(jì)”原水泥砼路面上必須增加33cm的高度，這造成許多不利的影響，表現(xiàn)如下：

　　a?由于路面增高33cm，使得原來(lái)與路面同高且結(jié)構(gòu)完好的橋涵也必須作相應(yīng)增高。設(shè)計(jì)中對(duì)單孔跨徑8m以下的小橋涵采取在原橋梁板上增設(shè)疊合梁的加高措施，對(duì)單孔跨徑大于10m的橋梁采取頂升板梁，增加墩、臺(tái)帽厚度的加高辦法。 這樣做，增加了橋梁施工工程量和經(jīng)費(fèi)投入，平均每座橋的增高經(jīng)費(fèi)約為10萬(wàn)元。全線這類(lèi)橋涵達(dá)76座，增加高度所需經(jīng)費(fèi)相當(dāng)可觀。而且路橋還要協(xié)調(diào)同步半幅施工才能保證另半幅通車(chē)，相對(duì)延長(zhǎng)了工期，還有不安全因素存在。另外，集鎮(zhèn)段和居民區(qū)的原蓋板矩形排水溝也需作相應(yīng)的增高，施工較為麻煩。

　　b?由于路面增加33cm高度，要保持原1∶1.5的邊坡，須將原來(lái)寬14m的路基頂拓寬到15m，即在兩側(cè)各拓寬0.5m，這樣小的拓寬尺寸，機(jī)械施工無(wú)法作業(yè)，路基密實(shí)度難以達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。尤其是局部臨河地段，還必須設(shè)置或加高擋土墻，才能同步實(shí)施路基拓寬。增加了施工難度，也增加了工程支出。

　　c?由于路面增加33cm高度，使得與之平交的公路道口、鄉(xiāng)村道路搭接道口，集鎮(zhèn)過(guò)境段行車(chē)道與人行道以及部分靠近路邊的機(jī)關(guān)單位和居民門(mén)口形成陡坡，銜接順適則工程量較大。社會(huì)矛盾較為突出，施工時(shí)常受到干擾。

　　d?由于路面增加33cm高度，使得原來(lái)符合規(guī)定高度的橫跨公路的供電、郵電、廣電等線路和供熱管道其凈空高度不足，須作相應(yīng)升高。否則既影響行車(chē)安全也影響線路結(jié)構(gòu)的安全。有關(guān)單位已多次找公路部門(mén)，要求作線路升高經(jīng)費(fèi)的補(bǔ)償。

　　綜上所述，筆者認(rèn)為有必要對(duì)目前采用的水泥砼板塊處理后加鋪二灰碎石基層和瀝青砼面層的“方案設(shè)計(jì)”進(jìn)行調(diào)整和完善，以達(dá)到符合標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行、施工方便、因地制宜的老路改造目的。

　　4、對(duì)水泥砼路面改造的建議方案

　　目前，國(guó)內(nèi)對(duì)水泥砼路面進(jìn)行改造，基本上選用瀝青砼面層結(jié)構(gòu)，實(shí)踐證明這是對(duì)的。但是對(duì)于舊水泥砼板塊的處理則有不同的辦法。筆者通過(guò)對(duì)多條水泥砼路面改造項(xiàng)目的調(diào)查和分析和 204國(guó)道鹽城南段養(yǎng)護(hù)改造工程的實(shí)施，從經(jīng)濟(jì)性、可行性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等綜合考慮，認(rèn)為對(duì)水泥砼路面進(jìn)行技術(shù)改造，宜采用鑿除所有砼板塊，修補(bǔ)原基層后（原水泥砼板塊下邊為二灰碎石基層，80年代修建的有石灰土基層），加鋪二灰碎石基層給予補(bǔ)強(qiáng)，再鋪筑瀝青砼面層的“建議方案”，斷面結(jié)構(gòu)如圖2所示。

　　此“建議方案”和204國(guó)道鹽城南段實(shí)施的“方案設(shè)計(jì)”相比較，具有以下幾個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)：

　?。?）節(jié)約成本，減少工程量，縮短工期

　　按照“建議方案”須鑿除所有舊的水泥砼板塊，這從根本上消除了反射裂縫產(chǎn)生的隱患，在二灰碎石基層上可不再設(shè)置AC－10I型細(xì)粒式瀝青砼找平層和鋪設(shè)玻纖網(wǎng)。僅此項(xiàng)，每公里可節(jié)省工程經(jīng)費(fèi)35.4萬(wàn)元，而且還解決了半剛性（柔性）、剛性、半剛性、柔性交叉混雜的路面結(jié)構(gòu)型式的矛盾，使得現(xiàn)有路面結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)理論更加協(xié)調(diào)、吻合。另外“建議方案”比“方案設(shè)計(jì)”減少了路面結(jié)構(gòu)層次，且無(wú)需做砼板塊修補(bǔ)、澆筑、鉆孔壓漿，可大大減少工程量及多種機(jī)械設(shè)備的投入，也減少了彎沉檢測(cè)工作量。經(jīng)計(jì)算，每公里可節(jié)省的工程經(jīng)費(fèi)絕對(duì)不會(huì)少于60萬(wàn)元（不含板塊回收加工利用價(jià)值）、若204國(guó)道鹽城南段養(yǎng)護(hù)改善工程全部實(shí)施“建議方案”，則可節(jié)省工程投資3600萬(wàn)元以上，其效益非?？捎^，同時(shí)方便了施工，縮短了工期， 加快了工程進(jìn)度。

　?。?）有效控制路面標(biāo)高

　　采用“鑿除砼板塊后加鋪18cm厚二灰碎石基層和10cm厚瀝青砼面層”的建議方案，路面標(biāo)高僅增加6cm，有效地控制了路面標(biāo)高。對(duì)沿線橋涵升高，平交道口、過(guò)境街道的接坡，橫跨公路上空的各種線路、管道的凈空高度以及路基加寬的影響很小，在較小范圍內(nèi)花較少的經(jīng)費(fèi)就能解決問(wèn)題。避免了大的社會(huì)矛盾和施工干擾，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都十分明顯。

　?。?）實(shí)現(xiàn)再生利用，保護(hù)環(huán)境，提高經(jīng)濟(jì)性

　　鑿除的砼板塊可以再生利用，變廢為寶。每公里鑿除的砼板塊多達(dá)2640m3，可當(dāng)作片石用于砌筑邊坡、擋土墻、排水溝等構(gòu)造物，也可以將其加工破碎后，代替石子作二灰碎石基層的粗骨料使用。鹽城境內(nèi)無(wú)地產(chǎn)砂石資源可供利用，各種石料均需從外地購(gòu)進(jìn)，南要過(guò)長(zhǎng)江，北也要到連云港。在鹽城境內(nèi)， 運(yùn)至工地價(jià)格每立方米片石近百元，每立方米碎石七十多元?；厥绽?，既有可觀的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，又能保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)交通建設(shè)的可持續(xù)發(fā)展。

　　5、結(jié)論

　　筆者認(rèn)為，本“建議方案”符合半剛性基層柔性路面的設(shè)計(jì)理論；技術(shù)上可行，施工方便；既減少了多道工序和多種機(jī)械設(shè)備的投入，又減少了工程量，加快了工程建設(shè)進(jìn)度。在滿(mǎn)足同樣公路等級(jí)技術(shù)要求的前提下，每公里可節(jié)省經(jīng)費(fèi)60萬(wàn)元以上。經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，社會(huì)效益也十分顯著。在今后水泥砼路面技術(shù)改造時(shí)可予以采用。

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