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莆田市公路局秀屿分局 福建莆田 351100
摘要：现有的水泥混凝土路面，相当一部分已接近或超过设计年限，再加上近年来车辆超载超限现象的影响，部分路段路面出现不同程度损坏、道路运输能力下降的情况。近几年，根据道路的实际和交通量增长情况，对破损的旧水泥混凝土路面采用重铺、加铺水泥混凝土路面和“白加黑”、“白改黑”等不同的改造方案进行改造。本文结合对几条省道路面采用不同方案改造后的使用情况，探讨不同结构路面在当前超载超限现象严重的运输交通环境下的使用效果。
关键词：旧水泥混凝土路面；路面改造；方案；使用效果
1 前言
随着我国经济的高速增长，公路建设也得到较大的发展，据有关数据显示，截止2012年底，全国公路总里程达423.75万公里，其中水泥混凝土路面165.32万公里。现有的水泥混凝土路面，有相当一部分已经达到或超过设计年限，另有一部分虽然还未达到设计年限，但受近年来交通运输量剧增，车辆超载超限现象严重的影响，部分水泥混凝土路面的病害非常严重，已到了非修不可的地步。为此，从2008年起，我省对部分国省干线公路旧水泥混凝土路面，采用重铺、加铺水泥混凝土路面和“白加黑”、“白改黑”等不同方案进行改造。现对采用不同方案进行改造的路段的使用效果和养护情况进行分析，为今后路面改造提出一些建议和参考。
2 旧水泥混凝土路面所采用的几种不同的路面改造方案
我省有相当一部分国省干线是20世纪90年代初中期建设的水泥混凝土路面，主要存在裂缝、破碎、沉陷、啃边和脱皮等病害，这些病害影响道路运输能力，存在着一定的安全隐患。而多年的养护经验表明，小面积的零星修补无法从根本上改善道路的通行条件，必须对路面进行集中改造。在2009至2011年，我局根据各路段的实际情况和交通量增长情况，按重交通等级路面进行设计，对管辖的不同路段的路面分别采用重铺、加鋪水泥混凝土路面和“白加黑”、“白改黑”等不同的改造方式。路面改造后经过三年多的通行，在日常养护中发现各路段都出现了不同程度的病害，这些病害影响路面的正常使用，需要在日常养护中采取适当的措施，尽量延缓病害的发展。
2.1 改造方案一：挖除旧水泥混凝土路面并重铺水泥稳定碎石基层和水泥混凝土路面的改造方案，即重铺水泥混凝土路面。S306线K0+000-K5+600、S201线K370+200-K378+300路段进行水泥混凝土路面挖除重铺改造，路面行车道宽度为24.4m，双向六车道，结构形式为：挖除旧路面+平均10cm厚填隙碎石调整层+15cm厚5%水泥稳定碎石层+25cm厚抗折5.0水泥混凝土面层。该路段对旧混凝土路面板进行破碎回收，利用回收的材料进行水泥稳定碎石基层拌和施工，经试验检测，稳定层质量符合要求，并有效降低了工程成本，减少建筑垃圾对环境的影响。以上路段于2010年4月开工至10月完工。改造完工并投入使用后，除部分路段出现纵向啃边现象，此外未出现其他严重病害。这些啃边病害多在道路通车后1-2年内形成，经分析，出现啃边病害的路段多是历年来多次修补过的路段，这些路段大多排水不畅，造成路基较软弱，施工中忽视对混凝土板边沿覆盖养护工作，再加上重载车辆运输的影响，产生较严重啃边病害。病害出现后，及时用沥青、环氧树脂等材料进行灌缝修补，目前道路运行状况较好，病害未出现明显增长。
2.2 改造方案二：旧水泥混凝土路面击实破碎处理后做为底基层，并在上面加铺水泥稳定碎石基层和水泥混凝土路面的改造方案，即加铺水泥混凝土路面。S306线K12+000-K24+200路段进行水泥混凝土路面加铺改造，路面行车道宽度为9m，双向二车道，结构形式为：旧水泥混凝土路面击实破碎处理+平均15cm厚5%水泥稳定碎石层+24cm厚抗折5.0水泥混凝土面层。这个路段于2009年7月开工至12月完工。改造完工并投入使用后，加铺路面因没有对底基层进行破坏，路基稳定性较好，路面使用情况较好。
2.3 改造方案三：旧水泥混凝土路面进行加固修补处理（压浆或挖补）后做为基层，再加铺沥青混凝土面层，即“白加黑”。S202线K480+800～K491+808.418路段路面进行“白加黑”改造，路面行车道宽度为22.5m，双向六车道，结构形式为：旧水泥混凝土板补强整治+ 2cm橡胶沥青应力吸收层+6～8cm厚AM-20沥青稳定碎石混合料+4cm厚AC-13 SBS改性沥青混凝土。该路段于2010年5月开工至2010年9月完工。在通车一年半以后，部分路段陆续出现轻微的裂缝，K480+900～K487+150路段的病害较严重，该路段车流量较大，部分旧面板也是历年多次进行过零星修补，部分板块存在脱空现象。反射裂缝在2013年春季后有较大的发展，2013年9月利用开槽灌缝机对较严重的裂缝进行沥青灌缝处理，在灌缝处理后，原反射裂缝周边再次出现细微裂缝，但至今没有较大变化。部分板底脱空路段也进行了注浆处理，经弯沉检测，检测值符合要求，该路段病害也未出现明显变化。
2.4 改造方案四：旧水泥混凝土路面击碎碾压后做为底基层，而后再加铺水泥稳定碎石基层和沥青混凝土路面，即“白改黑”。
2.4.1 S202线K492+170～K508+120路段路面进行“白改黑”改造，路面行车道宽度为24.5m，双向六车道，结构形式为：旧水泥混凝土板击实破碎处理+ 18cm厚5%水泥稳定碎石基层+6cm厚AM-20沥青稳定碎石混合料+4cm厚AC-13 SBS改性沥青混凝土，部分路段进行加宽改造。这个路段于2010年5月开工至2010年10月完工。改造完工并投入使用后，因该路段有几个大型工程项目施工，超载车辆往来较多，部分路段出现裂缝和车辙等病害，部分路面还出现较明显的磨损，但病害不太严重；该路段几处弯道内侧排水暗沟处出现了明显的沉降，影响路面平整度。在病害出现后，利用开槽灌缝机对较严重的裂缝进行沥青灌缝处理，利用沥青路面热再生修补车对排水暗沟沉降进行修补，修补后病害没有明显发展变化。 2.4.2 S202线K508+120～K513+673.01路段路面进行“白改黑”改造，路面行车道宽度为24m，双向六车道，结构形式为：旧水泥混凝土板击实破碎处理+平均23cm厚5%水泥稳定碎石层+6cm厚TLA沥青稳定碎石混合料AM-20 +4cm厚TLA沥青混凝土AM-13。这个路段于2010年11月开工至2011年1月完工。改造完工并投入使用后，未发现其他明显病害。该路段使用特立尼达湖沥青改性沥青，特立尼达湖沥青是一种天然沥青，其物理和化学特性与常规沥青完全一致，作为一种沥青改性剂掺加到石油沥青中，两者有良好的混融性，混合后的沥青能使沥青路面在抗剪强度、高温稳定性及低温性能、水稳定性等方面得到极大的改善。该路段有几个大型工程施工，工程车辆往来较多，但路面未出现磨损、车辙等病害。
3 采用不同改造方案改造后路面的使用效果分析
通过对以上各改造路段沿线交通量观测点近些年的观测数据（详见表1）分析显示，各路段除S202线K480+800～K491+808.418路段交通量较大外，其他各路段交通量相近，公路养护水平也相当。但因为各改造路段多处于沿海經济发达地区，道路运输量较大，再加上地方工程建设的发展，工程施工车辆较多，造成采用不同改造方案改造后的路面在使用中的效果各有不同，出现不同程度的病害。
3.1 使用同种材料路面的不同使用效果。
3.1.1 对于水泥混凝土路面，方案二（加铺水泥混凝土路面）优于方案一（重铺水泥混凝土路面）。采用加铺方式改造的路面，因其基层所受的扰动较小，其路面稳定性相对于采用重铺方式施工的路面要好，耐久性较好，养护成本较低。如S306线K12+000-K24+200加铺路段和S306线K0+000-K5+600、S201线K370+200-K378+300重铺路段比较，S306线K12+000-K24+200加铺路段产生的病害较少，有效降低了养护成本。
3.1.2 对于沥青混凝土路面，方案四（“白改黑”）优于方案三（“白加黑”）。采用“白改黑”方式改造的路面，因其对旧路面进行破碎处理，并加铺一层半刚性的水泥稳定碎石基层，相对于采用“白加黑”方式改造的路面，有效减少了反射裂缝的产生，降低了养护成本较低；同样采用“白改黑”方式改造的路面，采用特立尼达湖沥青改性沥青的路面比采用SBS改性沥青的路面稳定性更好。如S202线K492+170～K508+120“白改黑”路段和S202线K508+120～K513+673.01“白改黑”路段比较，S202线K508+120～K513+673.01“白改黑”路段病害较少，有效降低养护成本。
3.2 使用不同种材料路面的不同使用效果。
3.2.1 水泥混凝土路面是刚性路面，相对于沥青混凝土的优点：一是水稳定性较高，在暴雨及短期浸水条件下可照常通行；二是温度稳定性高，无车辙现象；三是水泥混凝土耐老化，使用寿命较长。缺点：一是水泥混凝土路面的行车舒适性较差，噪音较大；二是在路基、地基变形或不均匀沉降条件下，易形成脱空，产生断板，对不均匀沉降的适应性差；三是水泥混凝土路面损坏后，修复难度大，养护时间较长。
3.2.2 沥青混凝土路面是柔性路面，相对于水泥混凝土的优点：一是行驶舒适性较好、噪音小；二是柔性路面对路基、地基变形或不均匀沉降的适应性强；三是修复速度快，碾压后即可通车。缺点：一是耐水性差，易产生水损坏，一个雨季就可能造成路面大量破损；二是温度稳定性差，冬季易脆裂，夏季易软化，形成车辙；三是沥青是有机高分子材料，耐久性差，易产生老化龟裂破坏。
摘要：现有的水泥混凝土路面，相当一部分已接近或超过设计年限，再加上近年来车辆超载超限现象的影响，部分路段路面出现不同程度损坏、道路运输能力下降的情况。近几年，根据道路的实际和交通量增长情况，对破损的旧水泥混凝土路面采用重铺、加铺水泥混凝土路面和“白加黑”、“白改黑”等不同的改造方案进行改造。本文结合对几条省道路面采用不同方案改造后的使用情况，探讨不同结构路面在当前超载超限现象严重的运输交通环境下的使用效果。
关键词：旧水泥混凝土路面；路面改造；方案；使用效果
1 前言
随着我国经济的高速增长，公路建设也得到较大的发展，据有关数据显示，截止2012年底，全国公路总里程达423.75万公里，其中水泥混凝土路面165.32万公里。现有的水泥混凝土路面，有相当一部分已经达到或超过设计年限，另有一部分虽然还未达到设计年限，但受近年来交通运输量剧增，车辆超载超限现象严重的影响，部分水泥混凝土路面的病害非常严重，已到了非修不可的地步。为此，从2008年起，我省对部分国省干线公路旧水泥混凝土路面，采用重铺、加铺水泥混凝土路面和“白加黑”、“白改黑”等不同方案进行改造。现对采用不同方案进行改造的路段的使用效果和养护情况进行分析，为今后路面改造提出一些建议和参考。
2 旧水泥混凝土路面所采用的几种不同的路面改造方案
我省有相当一部分国省干线是20世纪90年代初中期建设的水泥混凝土路面，主要存在裂缝、破碎、沉陷、啃边和脱皮等病害，这些病害影响道路运输能力，存在着一定的安全隐患。而多年的养护经验表明，小面积的零星修补无法从根本上改善道路的通行条件，必须对路面进行集中改造。在2009至2011年，我局根据各路段的实际情况和交通量增长情况，按重交通等级路面进行设计，对管辖的不同路段的路面分别采用重铺、加鋪水泥混凝土路面和“白加黑”、“白改黑”等不同的改造方式。路面改造后经过三年多的通行，在日常养护中发现各路段都出现了不同程度的病害，这些病害影响路面的正常使用，需要在日常养护中采取适当的措施，尽量延缓病害的发展。
2.1 改造方案一：挖除旧水泥混凝土路面并重铺水泥稳定碎石基层和水泥混凝土路面的改造方案，即重铺水泥混凝土路面。S306线K0+000-K5+600、S201线K370+200-K378+300路段进行水泥混凝土路面挖除重铺改造，路面行车道宽度为24.4m，双向六车道，结构形式为：挖除旧路面+平均10cm厚填隙碎石调整层+15cm厚5%水泥稳定碎石层+25cm厚抗折5.0水泥混凝土面层。该路段对旧混凝土路面板进行破碎回收，利用回收的材料进行水泥稳定碎石基层拌和施工，经试验检测，稳定层质量符合要求，并有效降低了工程成本，减少建筑垃圾对环境的影响。以上路段于2010年4月开工至10月完工。改造完工并投入使用后，除部分路段出现纵向啃边现象，此外未出现其他严重病害。这些啃边病害多在道路通车后1-2年内形成，经分析，出现啃边病害的路段多是历年来多次修补过的路段，这些路段大多排水不畅，造成路基较软弱，施工中忽视对混凝土板边沿覆盖养护工作，再加上重载车辆运输的影响，产生较严重啃边病害。病害出现后，及时用沥青、环氧树脂等材料进行灌缝修补，目前道路运行状况较好，病害未出现明显增长。
2.2 改造方案二：旧水泥混凝土路面击实破碎处理后做为底基层，并在上面加铺水泥稳定碎石基层和水泥混凝土路面的改造方案，即加铺水泥混凝土路面。S306线K12+000-K24+200路段进行水泥混凝土路面加铺改造，路面行车道宽度为9m，双向二车道，结构形式为：旧水泥混凝土路面击实破碎处理+平均15cm厚5%水泥稳定碎石层+24cm厚抗折5.0水泥混凝土面层。这个路段于2009年7月开工至12月完工。改造完工并投入使用后，加铺路面因没有对底基层进行破坏，路基稳定性较好，路面使用情况较好。
2.3 改造方案三：旧水泥混凝土路面进行加固修补处理（压浆或挖补）后做为基层，再加铺沥青混凝土面层，即“白加黑”。S202线K480+800～K491+808.418路段路面进行“白加黑”改造，路面行车道宽度为22.5m，双向六车道，结构形式为：旧水泥混凝土板补强整治+ 2cm橡胶沥青应力吸收层+6～8cm厚AM-20沥青稳定碎石混合料+4cm厚AC-13 SBS改性沥青混凝土。该路段于2010年5月开工至2010年9月完工。在通车一年半以后，部分路段陆续出现轻微的裂缝，K480+900～K487+150路段的病害较严重，该路段车流量较大，部分旧面板也是历年多次进行过零星修补，部分板块存在脱空现象。反射裂缝在2013年春季后有较大的发展，2013年9月利用开槽灌缝机对较严重的裂缝进行沥青灌缝处理，在灌缝处理后，原反射裂缝周边再次出现细微裂缝，但至今没有较大变化。部分板底脱空路段也进行了注浆处理，经弯沉检测，检测值符合要求，该路段病害也未出现明显变化。
2.4 改造方案四：旧水泥混凝土路面击碎碾压后做为底基层，而后再加铺水泥稳定碎石基层和沥青混凝土路面，即“白改黑”。
2.4.1 S202线K492+170～K508+120路段路面进行“白改黑”改造，路面行车道宽度为24.5m，双向六车道，结构形式为：旧水泥混凝土板击实破碎处理+ 18cm厚5%水泥稳定碎石基层+6cm厚AM-20沥青稳定碎石混合料+4cm厚AC-13 SBS改性沥青混凝土，部分路段进行加宽改造。这个路段于2010年5月开工至2010年10月完工。改造完工并投入使用后，因该路段有几个大型工程项目施工，超载车辆往来较多，部分路段出现裂缝和车辙等病害，部分路面还出现较明显的磨损，但病害不太严重；该路段几处弯道内侧排水暗沟处出现了明显的沉降，影响路面平整度。在病害出现后，利用开槽灌缝机对较严重的裂缝进行沥青灌缝处理，利用沥青路面热再生修补车对排水暗沟沉降进行修补，修补后病害没有明显发展变化。 2.4.2 S202线K508+120～K513+673.01路段路面进行“白改黑”改造，路面行车道宽度为24m，双向六车道，结构形式为：旧水泥混凝土板击实破碎处理+平均23cm厚5%水泥稳定碎石层+6cm厚TLA沥青稳定碎石混合料AM-20 +4cm厚TLA沥青混凝土AM-13。这个路段于2010年11月开工至2011年1月完工。改造完工并投入使用后，未发现其他明显病害。该路段使用特立尼达湖沥青改性沥青，特立尼达湖沥青是一种天然沥青，其物理和化学特性与常规沥青完全一致，作为一种沥青改性剂掺加到石油沥青中，两者有良好的混融性，混合后的沥青能使沥青路面在抗剪强度、高温稳定性及低温性能、水稳定性等方面得到极大的改善。该路段有几个大型工程施工，工程车辆往来较多，但路面未出现磨损、车辙等病害。
3 采用不同改造方案改造后路面的使用效果分析
通过对以上各改造路段沿线交通量观测点近些年的观测数据（详见表1）分析显示，各路段除S202线K480+800～K491+808.418路段交通量较大外，其他各路段交通量相近，公路养护水平也相当。但因为各改造路段多处于沿海經济发达地区，道路运输量较大，再加上地方工程建设的发展，工程施工车辆较多，造成采用不同改造方案改造后的路面在使用中的效果各有不同，出现不同程度的病害。
3.1 使用同种材料路面的不同使用效果。
3.1.1 对于水泥混凝土路面，方案二（加铺水泥混凝土路面）优于方案一（重铺水泥混凝土路面）。采用加铺方式改造的路面，因其基层所受的扰动较小，其路面稳定性相对于采用重铺方式施工的路面要好，耐久性较好，养护成本较低。如S306线K12+000-K24+200加铺路段和S306线K0+000-K5+600、S201线K370+200-K378+300重铺路段比较，S306线K12+000-K24+200加铺路段产生的病害较少，有效降低了养护成本。
3.1.2 对于沥青混凝土路面，方案四（“白改黑”）优于方案三（“白加黑”）。采用“白改黑”方式改造的路面，因其对旧路面进行破碎处理，并加铺一层半刚性的水泥稳定碎石基层，相对于采用“白加黑”方式改造的路面，有效减少了反射裂缝的产生，降低了养护成本较低；同样采用“白改黑”方式改造的路面，采用特立尼达湖沥青改性沥青的路面比采用SBS改性沥青的路面稳定性更好。如S202线K492+170～K508+120“白改黑”路段和S202线K508+120～K513+673.01“白改黑”路段比较，S202线K508+120～K513+673.01“白改黑”路段病害较少，有效降低养护成本。
3.2 使用不同种材料路面的不同使用效果。
3.2.1 水泥混凝土路面是刚性路面，相对于沥青混凝土的优点：一是水稳定性较高，在暴雨及短期浸水条件下可照常通行；二是温度稳定性高，无车辙现象；三是水泥混凝土耐老化，使用寿命较长。缺点：一是水泥混凝土路面的行车舒适性较差，噪音较大；二是在路基、地基变形或不均匀沉降条件下，易形成脱空，产生断板，对不均匀沉降的适应性差；三是水泥混凝土路面损坏后，修复难度大，养护时间较长。
3.2.2 沥青混凝土路面是柔性路面，相对于水泥混凝土的优点：一是行驶舒适性较好、噪音小；二是柔性路面对路基、地基变形或不均匀沉降的适应性强；三是修复速度快，碾压后即可通车。缺点：一是耐水性差，易产生水损坏，一个雨季就可能造成路面大量破损；二是温度稳定性差，冬季易脆裂，夏季易软化，形成车辙；三是沥青是有机高分子材料，耐久性差，易产生老化龟裂破坏。