广东省冶金建筑设计研究院有限公司 广东广州 510030
摘要：随着城镇经济的快速发展，为缓解道路交通压力，对现行公路进行改造升级刻不容缓。本文结合某国道的改造经验，从路面结构设计方面进行分析论述，为以后公路的升级改造提供有益借鉴。
关键词：公路 改造 结构设计
1.前言
近年来随着经济的发展，城镇汽车数量快速增加，道路交通压力增长迅速，很多公路日常养护不到位，不仅影响通行舒适感，而且对通行车辆存在较大的安全隐患。公路升级改造不仅提高了道路的交通使用功能，延长道路的使用寿命，对改善公路的整体质量具有重要的意义。本文通过某国道的改造经验，在平纵横设计满足规范要求下，侧重对改造结构进行分析论述。
2.工程概述
该公路等级为二级公路，全长约22.7公里，路基宽12m，路面宽10.5m，双向两车道，设计速度为60km，改造的主要内容为旧混凝土路面加铺沥青。
3.旧路面病害调查与检测情况
根据检测资料，旧路面厚度标准值252mm。K105+159~K120+500段水泥砼路面劈裂强度标准值3.95mpa，弯拉强度标准值6.17MPa；K121+160~K127+864.385段水泥砼路面劈裂强度标准值4.18mpa，弯拉强度标准值6.49MPa。
从路面破损检测分析统计结果来看，路段K105+159~K120+500和K121+160~K127+864.385的各项检测指标均较好，接缝传荷能力评价等级均为中，断板率评价等级为中或优良，平均错台量评价等级均为中或者优良，路面损坏等级均为中等以上。这两段采取加铺方案根据《公路水泥混凝土路面设计规范》条文8.5.1条文说明中表8-1，均满足沥青混凝土加铺的条件。
路段K120+500~K121+160处各项检测指标均较差。平均错台量8mm，评价等级为次；接缝传荷系数44.4，评价等级为次；断板率67.1%，评价等级为差。该路段路面损坏等级为差。该段改建方案根据《公路水泥混凝土路面设计规范》条文8.5.1条文说明中表8-1，满足碎石化改建和挖除改建的条件，同时根据该路段钻探资料（地基条件较差，路面结构下存在厚度不一的松散建筑垃圾土，路面无水泥稳定基层），经过综合考虑比选后采用挖除改建方案。
4.路面结构设计
该项目行车道路面结构设计分为两种路面结构形式：
（1）旧路加铺，为防止反射裂缝，采用SBS热拌沥青瓜米石防水层+聚酯玻纤布（满铺），加铺两层沥青层：5cm AC-13C改性沥青砼+7cm AC-20C普通沥青砼。
（2）挖除新建路面按照规范进行设计，本文不进行描述。
5.改造要点分析
根据旧路改造常见情况，路面加铺沥青前应对现状水泥砼板病害进行彻底处理，同时注意不同路面结构的过渡衔接处理及加铺标高控制等问题。
5.1旧路病害处理
加铺沥青施工前，应对老路面现状进行复核调查。根据现场实际状况、实测弯沉数据，再结合设计和相关规范规定针对性地对病害板进行补强处理，结合该项目情况，论述以下几种旧路病害处理的方法。
（1）板角修补
角断裂按断裂的大小确定切割范围，并用墨线打出，用切割机切缝，再用风镐机凿除破损部分，并成规则的垂直面，保留原有钢筋，如原有钢筋难以保全时，至少保留20-30cm长，且应长短不一。当原有滑动传力杆存在缺陷时，在新老混凝土之间加设传力杆，当基层遭到破坏时，挖除基层后采用C20砼修补。
（2）裂缝处理
对于宽度小于3mm的表面裂缝采用扩缝灌浆处理，裂缝修补后粘贴防水材料。
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对于大于3mm裂缝以及贯穿全板的纵、横缝，视为断板，应予以更换。破碎、清除面板，在破碎过程中不得伤及相邻面板的拉杆。
（3）错台处理
当面板仅出现高差小于等于10mm的错台，可采用磨碎机磨平，或人工凿平，磨平应从错台最高点开始向四周扩展，边磨边用三米直尺找平，直至相邻两块板齐平为止；磨平后，接缝内应将杂物清除干净，并清除灰尘，及时将填缝料填入。
对于大于10mm的错台，采用换板处理。
（4）填缝料损坏处理
在破碎部位边缘，用切割机切割成规则图形，其周围切割面应垂直面板，底面宜为平面。对于仅为接缝填料损坏的情况，应先清除旧的填缝料和杂物，再填入热沥青；对于仅为纵向接缝张开的情况，若裂缝张口≤15mm，则填入热沥青，若裂缝张口>15mm，则采用环氧砂浆填缝。
（5）板块纵横缝处理
对原混凝土面板进行修复满足要求后，并在纵横缝宽度50cm防裂贴范围精铣刨，对纵横缝进行切缝、灌缝，并进行彻底清扫，采用高压空气压缩机吹除浮尘，并用高压水枪冲洗干净，待路面干燥后铺筑防裂贴贴缝（贴缝前先在贴缝位置喷洒SBS改性热沥青）。
（6）路基处理
A、换填土处理
若钻探发现路床强度不足，路面板集中破损严重，经过检测符合挖除既有路面重建的条件应进行回填土处理。
B、换填碎石处理
换填碎石适用于换填时局部发现的路床强度不足的部位。换板和基层开挖补强施工时，当发现路床强度不足，应挖除路基换填碎石。
（7）脱空面板处理
施工前施工单位对全线的砼面板采用FWD落锤式弯沉仪进行逐板脱空检测，根据图纸设计要求，凡单点弯沉值大于0.2mm小于0.4mm或相邻两面板弯沉差大于0.06mm的面板，须对板底进行注浆处理；对面板单点弯沉值大于0.4mm的面板按破碎板处理，挖除更换面板。
5.2路面过渡衔接处理
（1）加铺路面与旧混凝土路面纵向衔接
在加铺沥青路面与现状砼路面分界之前，通过在过渡段挖除旧面板和基层重建后调节标高运用加铺沥青面层来消除高差。
（2）加铺路面与挖除新建路面纵向衔接
纵向衔接处理采用混凝土搭板进行刚柔过渡处理，施工时注意新旧基层设搭接台阶。
（3）加铺路面与桥头路面纵向衔接
通过在桥头搭板之前设置调纵坡路段来消除道路与桥面铺装高差。调坡路段范围为过渡板和路基方向的两块水泥面板长度之和，渐变率小于1/100。过渡板采用一般水泥路面相同的标号。搭板与过渡板之间应设置拉杆。
5.3加铺标高控制及超高路段路面横坡调整
旧路加铺改造时，现状道路纵断面线型整体上平顺，基本满足道路功能要求，设计纵断面仅作为加铺沥青砼的参照控制，具体施工时应满足罩面的最小厚度，结合设计纵断面的各路段坡长、坡率，在确保前后纵坡坡率变化不大于0.5%的前提下调节施工标高可等厚度加铺。
正常路段横坡在1.5%~2.5%范围时，可根据设计标高横向等厚度加铺沥青砼，超高路段拟合现状横坡进行加铺。
对于需要调整超高路段现状横坡的路段（超高达到8%路段调缓超高横坡），通过调整调平层厚度进行路面横向过渡处理。调坡路段需进行精细化施工，通过路线参数计算超高过渡段施工控制桩号横坡，根据松铺系数精确计算沥青砼摊铺标高。
6.结语
综上所述，旧路病害处理、新旧路面衔接和加铺标高控制是公路改造升级的关键。为了达到经济舒适，高效的改造目标，改造时，应尽可能利用好现状条件，兼顾道路沿线各类构筑物的需求，对重点路段进行重点改造，合理设计，保证改造的质量和经济性。
参考文献：
《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40-2011）
《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2017）
《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ 073.1-2001）
论文作者:蔡燕珊
论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月中
论文发表时间:2018/9/12
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