道路改造设计方案概要

一.项目概况随着我国经济建设的发展和沥青资源的改善，对道路性能的要求不断提高，白色路面的行车震动和病害难以修复，近几年来尤其是随着交通量的增加，特别是重载车辆的增多，以及水泥混凝土路面设计、施工等方面的原因,水泥混凝土路面产生了多种破损现象,水泥混凝土路面断板、破碎、错台、唧浆现象十分严重，导致结构承载力不足,使用品质不断下降。虽然采取换板等养护措施，但破损速度很快，维修养护跟不上，以至形成修不胜修的局面。单纯采用破板修复这个办法,实践证明,达不到路面质量的预期效果。水泥路面的破损严重影响道路通行能力，制约经济的发展。要改善和解决这一状况,目前普遍采用的方法是对水泥混凝土路面进行“白改黑”,即将水泥混凝土路面改造为沥青混凝土路面。本工程系对民政厅经中华北路，中华中路，中华南路到大南门转盘的水泥砼路面改为沥青路面。中华北路、中华中路、中华南路均为城市主干道，现状机动车宽度为25~30米。中华北路、中华中路、中华南路一起构成贵阳市中心线。建成通车以来，由于交通量的迅速增长，导致路面破损严重，路面出现了破碎、沉陷，错台，得等严重病害，降低了车辆的行驶速度，加快了车辆的损坏，加大了运输成本，破损严重的路段还会诱发交通事故，造成不良的社会影响。因此，对此段道路进行“白改黑”势在必行。二.技术标准及设计依据（一）、技术标准道路等级：城市主干道行车速度：50KM/H路基宽度：保持原路基宽度（二）、设计依据1《城市道路设计规范》（CJJ37-90）2JTJ041297,公路沥青路面设计规范[S].3JTGF4022004,公路沥青路面施工技术规范[S].4JTGD4022002,公路水泥混凝土路面设计规范[S].5JTJ/T019298,公路土工合成材料应用技术规范[S]三.旧水泥混凝土维修方法根据现场路况调查情况，应先对水泥混凝土路面进行修复，然后对旧路面进行沥青加铺，以提高路面的使用性能。为此，按交通部颁发的《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1—2001）和国内外的研究成果。针对旧水泥混凝土路面的实际状况和病害，提出旧水泥路面维修方法。（一）、路面病害调查1、路面破损状况调查分类水泥混凝土路面的损坏可分为五大类：裂缝、变形、接缝损坏、表层损坏和修补损坏。根据实际情况可具体细分为：纵向、横向、斜向裂缝；破碎板或交叉裂缝；板角断裂；错台；拱起；脱空、板块活动和唧泥；边角剥落；接缝材料破损；坑洞；表面裂纹与层状剥落（露骨）等类型。2、路面破损状况调查方法裂缝、断板、破损、变形可以现场调查；板缝弯沉和弯沉差，要求用弯沉仪进行测量；脱空板板块和活动板块可根据重车行驶观察或在板附近感觉振动来判定。再有可能时，要求使用落锤式弯沉仪和路面探地雷达等先进地仪器设备，可更加迅速准确地判断板低脱空。（雨后观察是判断唧泥的一种简单有效的办法。）尽可能采用路面探地雷达等先进地仪器设备进行旧路调查。3、路面破损状况调查内容及处理方法路面损坏状况是路面结构的物理状况和承载能力的外观反映。路面损坏状况调查是确定处理措施的依据。水泥混凝土路面损坏及处理方法损坏类型损坏特征处理方法备注纵向、横向、斜向、裂缝面板断裂成2块缝隙宽小于3mm的细裂缝补缝或采用高效砼修补剂如JS-XII型）破碎板或交叉裂缝面板破裂分为3块以上换板板角断裂裂缝垂直通底，并从角隅到断裂两端的距离等于或小于板边长的一半切割≥1m后，加钢筋浇筑新板稳定错台接缝或裂缝两边出现高差错台量6—12mm调坡错台量12mm铣刨、调坡唧泥、脱空、错台等活动接缝荷载通过时板发生弯沉，接缝或裂缝附近有沉积着基层材料或空洞板底压浆或换板接缝材料破损及老化填缝料剥落、挤出、老化和缝内无填缝料清灌缝坑洞与层状剥落面板表面出现直径为2.5-10cm深为1.2-5cm的坑洞或层状剥落环氧树脂砼补强拱起横缝两侧的板体发生明显抬高切割、浇新板或换板表面裂纹、麻面、露骨等路面表层有网状浅而细的裂纹或麻面、露骨等不作特殊处理（二）、旧路病害处理方法和技术要求为使加铺层处于良好稳定的工作状态，要求板必须稳定地支撑在基础上，对破坏严重的板块要挖除后重新铺筑，对裂缝、接缝、脱空、错台等病害也要处理。1破碎沉陷板、严重脱空板处理对于损坏严重的旧混凝土面板，如板块出现严重的破碎、断裂与沉陷、脱空板等，则需挖除旧板浇注新板，具体施工方法如下：①．清除旧板根据破碎板位置放样，形状宜为正方形或长方形，并与路中心线平行垂直，边缘位置应比破碎板宽出30cm。按放样位置锯缝，缝深应大于面板厚度的2／3，当锯缝位置距离纵、横缝不足lm时可将整块板全部挖除。用冲击钻等机械装置或钢钎沿锯缝位置凿除破碎板，凿除时应注意保护基层及周边混凝土路面。②．浇筑新板要求新混凝土板强度不应小于旧混凝土板强度，材料应选用早期强度高、后期强度稳定且收缩性小的混凝土，并按要求掺外加剂以控制其凝结时间，防止过早凝结或影响开放交通时间。新浇筑的混凝土板用普通混凝土，掺加剂可用早强膨胀剂。混凝土配合比组成需经试验确定。混凝土板浇筑后要喷洒养护剂并保证一定的温度和湿度进行养生，达到初期强度可承受车辆荷载时，才可开放交通。2脱空板处理唧泥、活动接缝和错台均可归为脱空板。一般脱空板，可以通过板底压浆进行板底补强。板底压浆是在混凝土面板底部有脱空处钻孔，通过孔洞利用高强压力将流质材料压入脱空空隙，流质材料凝固后产生一定的强度，对面板产生均匀承托的作用，达到稳固板块的目的。①．压浆材料压入板底的材料应具备以下特征：一是颗粒粒径小、流动性大，能顺利压进板底空隙；二是弱收缩性，能充分填充板底空隙；三是应具备比较高的强度以承受车辆荷载的作用。我们选用水泥粉煤浆，采用较低的水灰比就可达到较好的流动性，且强度较高，收缩量小。②．压浆设备主要有：钻孔设备、制浆设备、压浆设备、紧固装置。③．工艺流程具体的工节流程为：定位→钻孔→制浆→压浆→压浆孔封堵→交通控制→弯沉检测。定位：根据外观及弯沉检测相结合的方法调查卿泥脱空板，标画钻孔位置。钻孔：使用钻孔取芯机按标定的位置钻孔，钻孔深度与板厚一致，孔径与压浆头直径相匹配。制浆：按要求的配合比将材料在灰浆拌合机中拌合，至均匀无灰团方可使用，使用中应持续拌合，防止沉淀。压浆：用灰浆泵将拌合好的灰浆由压浆孔压入混凝土板底，压力控制在0.2~0.4MPa左右，直至邻孔或接缝中溢浆或无溢浆而板块略有上升为止。压浆过程中溢浆的孔应及时用木塞封堵，防止压力过度散失。注浆孔也要在压浆头拔出后及时用木塞封堵，防止灰浆反流。所有木塞应保持3～5分钟方可拔除。压浆孔封堵：木塞拔除后，用灰浆或取出的混凝土芯样将压浆孔封严。交通控制：压浆完成后的板块，禁止车辆通行，待灰浆强度达到5MPa以上时方可开放交通，一般需要3天。弯沉检测：压浆完成3天后，采用标准轴载车或贝克曼梁复测压浆板四角的回弹弯沉值，当弯沉值超过0.3mm时，应重新钻孔补压。④．压浆效果检验混凝土板底压浆的目的在于填充板底空隙，给板块提供一均匀的承托，通过以下几种方法来检验压浆效果。a直观观察压浆前后重型车辆通过脱空板时的位移情况（限于压浆前有明显垂直位移的板块），压浆前后对比相当明显，板的翘动幅度明显降低，垂直位移大幅度减小。b钻孔取芯检查灰浆充填情况。c采用标准轴载车或贝克曼梁逐块检测压浆板四角的弯沉值。通过板底压浆处理，板的弯沉值可明显的减少，稳定性增强。但是，压浆工艺施工要求严格，施工周期长，因此，在城市道路改造工程中较少采用。有条件时，也可以采用换填和换板处理。3土基、基层处治若混凝土板破坏是由于路基、基层原因引起，则首先应处理路基与基层。路基采用换填低标号砼方法处理。路基处理时应注意对下方管线的保护。路基处理完毕后可立即用水泥稳定碎石铺筑新基层，水泥碎石宜采用集中机械拌合，水泥剂量控制在6％以内，碎石要求连续级配。水泥碎石拌合要均匀，含水量要略大于最佳含水量。要求分层压实，每层厚度不超过15cm。用自行式振动夯压6遍，拐角部分要用人工夯或其它夯实机具专门处理。如果施工条件不好,基层处理也可采用不小于15#水泥砼浇筑。4接缝错台处理错台现象如由基层过软引起首先处理好基层，防止进一步不均匀沉陷。处理方法通常与板底脱空处理基本相同。接缝稳固时，错台小于1cm，可不处理；错台较大，要求调坡、铣刨或破除新建。如果加铺方案中考虑了较厚的补强层，则可不考虑错台的影响。如果接缝不稳固，则按弯沉控制，进行处理接缝两侧板块的弯沉差控制接缝两侧板块的弯沉差，即在接缝区一侧板块上加载，接缝两侧弯沉的差值取正值。对于相邻两板弯沉差大于等于0.06mm的接缝,在接缝两边各50cm进行全深度切割，清除切割的旧板,目测基层,老基层板体性差,则下挖至板体性好的层面，用C15混凝土修复基层,然后浇筑C30混凝土与原有道面平齐。如果接缝活动较大，则按活动板处理。5原路面一般接缝处理在沥青加铺层施工前对原路面的纵横向接缝及路面裂缝，要全部进行清缝。原水泥混凝土板的接缝采用清缝机清缝，选用性能良好的密封材料机械嵌缝。清缝要干净、无杂物，灌缝要饱满，灌缝材料可用聚氯乙稀胶泥类等粘结性强、回弹性与温度稳定性好的材料。不得使用热沥青。对于接缝剥落严重的地方用沥青砂等材料进行修补。6缺边、断角板块处理板角断裂等一般由行车荷载作用引起应力集中造成的。对于长和宽大于1m且伴随下沉、破碎的，处理方法同破碎板。对于长和宽小于1m，或仅出现断裂的采取灌缝处理。7其它一些非结构性破坏，如表面起皮、露骨、剥落、麻面等，由于其只影响到原有路面行车舒适性，而当对老路进行改建、旧混凝土路面做基层时，这些形式的损坏对整个路面结构承载力和行车舒适影响不大，不予特殊处理。8中央分隔带花坛拆除后，浇筑与现状板等厚的C30砼下面层，特殊地段可采用钢筋砼。四.加铺路面结构层（一）、加铺沥青层的顺序如下：按前述要求处理有缺陷的砼板和基础——洒液体沥青粘层——BJG80x80玻璃纤维格栅——5cm中粒式沥青混凝土(AC-20)——改性乳化沥青粘层——4cm改性沥青混凝土(SMA-13)（掺3‰聚丙烯腈纤维）。（二）具体材料和施工要求1、加铺沥青砼前的路面处理要求（1）按前述要求处理有缺陷的砼板和基础。（2）现有水泥砼板接缝内的尘土及杂物应清除干净，采用聚氯乙烯胶泥填缝。现有水泥砼板应在清、灌缝后用水冲洗，待表面干燥后（或用空压机吹干净），布洒粘层沥青。（3）粘层及透层沥青为了保证沥青加铺层的层间结合力，新建基础、砼表面和沥青层间均要求布洒粘层油。粘层油要求采用沥青洒布车喷洒，洒布时要求保持稳定的速度和喷洒量，喷洒要求均匀，边角处要求人工均匀涂刷。粘层沥青(粘层油)采用SBR乳化改性沥青。各种基层上宜设置透层沥青。透层沥青应具有良好的渗透性能，选用液体沥青（稀释沥青）。粘层油洒布后应紧接铺筑沥青层，但必须待破乳、水分充分蒸发后铺筑。SBR乳化改性沥青技术指标指标要求试验方法1.18mm筛上剩余量（%)≤0.3贮存稳定性（%）5d≤51d≤1粘度C253（秒）≥16蒸发残留物含量（％）≥55JTJ02-93残留物性质针入度（25℃,0.1mm）40～100延度15cm5℃,cm＞50＞10软化点，℃＞50用于水泥砼表层，洒布量为0.4L/m2，以利于沥青混凝土铺装层与水泥砼面层的结合。用于沥青层之间，洒布量为0.2～0.3L/m2，以利于沥青混凝土铺装层之间的结合。用于新建基层（如水泥稳定碎石层），其透层油的洒布量为0.9L/m2在有污染物、下雨和结露情况下不允许布洒施工。施工时温度应高于露点温度3℃。2、防裂层（2）BJG80x80玻璃纤维格栅材料及施工技术要求为了减少或延缓反射裂缝的产生，延长沥青砼路面的使用寿命，在沥青砼路面中，设计采玻璃纤维格栅。格栅要求采用自粘式玻璃纤维土工格栅,网格尺寸约为25×25mm见方，漏空率要求大于70%。延伸度4%，抗拉强度＞50kN/m。熔点（℃）＞200℃。单位面积重量大于300克/平方米。具有优良的耐腐蚀性。玻璃纤格栅横向搭接15厘米，并根据摊铺方向，将后一端压在前一端邻之下；纵向应搭接10厘米，横向采用固定器固定。纵向搭接处采用