苏 增

(唐山交通建设工程监理咨询有限责任公司，河北 唐山 063000)

水泥路面沥青加铺方案比选分析

苏 增

(唐山交通建设工程监理咨询有限责任公司，河北 唐山 063000)

文章结合高速公路施工实际，从公路的交通荷载能力、路面的硬度情况、养护的成本等方面，阐述了对高速公路水泥路面进行加铺改造的必要性，提出了不同的水泥路面沥青加铺方案，并通过比选分析得出了最佳方案。

高速公路；水泥路面加铺；方案分析；必要性

0 引言

近几年来，我国20世纪80年代修建的水泥混凝土路面大多数都已经接近其使用寿命，即使有未达到使用寿命的道路，也因为车辆超载、重载等原因，使得路面质量下降，从而影响了路面的正常使用[1]。对破损的路面进行常规的修理，已无法提高路面的功能。所以，常采取路面加铺沥青的方案来处理水泥混凝土路面的问题，加强对水泥路面的评价和加固处理，解决好水泥路面加铺沥青层所可能出现的反射裂缝的情况，进一步提高路面的使用寿命。

1 工程概况

某高速公路全长是61.28 km，是一条重点工程项目之一，共分为二期，分别是双向四车道的一期和双向六车道的二期，设计的车速为120 km/h。其中一期的水泥混凝土路面是K22+555～K32+545段，长度为9.99 km。路基宽度达到24.5 km，设计的年限是水泥混凝土路面可供30年使用，路面具有5.0 MPa的抗弯拉强度。该公路的水泥混凝土路面结构的主超车道是由水泥混凝土26 cm厚度、6%水泥稳定级配碎石基层19 cm厚度以及4%水泥稳定粒料底基层18 cm共同组成63 cm的厚度，硬路肩则是由中粒式青混凝土5 cm厚度、6%水泥稳定级配碎石基层21 cm厚度以及4%水泥稳定粒料底基层19 cm共同构成45 cm的厚度。表1为该高速公路2011-2015年总共五年的交通量情况表。从表中，可以明显看出，该高速公路行驶车辆主要是以一、二类车为主，达到总交通量的80%。

表1 某高速公路2011-2015年交通量情况表

2 加铺的必要性

2.1 改善水泥面板的受力条件

本公路水泥面板厚度为26 cm，路面结构厚度为63 cm，结合该公路现有的交通荷载情况，对该公路进行研究分析可以得出，该公路混凝土板底的综合疲劳应力达到了6.12 MPa，超过了5 MPa的混凝土的弯拉强度，因此造成了高速公路出现断板的现象，为有效改善混凝土的受力状况，需要对沥青混凝土路面采取罩面，而且还可以使水泥面板综合疲劳应力降低，最终使得路面的使用寿命延长[2]。

2.2 节省全寿命养护成本

本工程一期总共是47.35 km，水泥路面长度为9.9 km，占全长的近20%，沥青路面的面积达37.36 km，该公路的一期在建成的前8年之间，对其路面的养护费用比较低，<500万，后期随着使用年限的增加，对水泥路面的养护成本也逐年增加。由于该公路的日交通量比较大，所以该水泥路面出现公路病害发展的比较快速，并随着使用年限的延长，将逐渐增加养护费用。对水泥路面采取沥青罩面的处理方式，可以对水渠道进行有效封闭，从而使得路面的使用年限增加。虽然该罩面需要投入较大资金，但是该方法可以使路面的使用寿命增加10～15年左右，有效降低了成本，提高了效率。

2.3 提高效率

一旦破坏了水泥混凝土路面，对面板进行更换就比较困难，在其施工换板中，还需要对其进行长时间的养护，因此需要在养护期封闭交通，这就对交通流造成比较大的影响，特别是在那种较大交通流的公路上，严重时会造成道路拥堵问题，使得高速公路的服务水平降低。

而使用沥青加铺水泥混凝土路面的方案，在养护沥青路面期间，可以较为简便进行施工，而且只需较短时间的交通封闭，一般还可以提前进行通车，从而可以避免对社会车辆造成较大的影响。而且本工程需要施工的路面比较少，只有10 km，对其进行沥青加铺改造之后，可以有效降低成本，提高效率[3]。

2.4 提高行车舒适性

汽车行驶的舒适度，相对于在水泥路面上行驶，在沥青路面上行驶更为舒服，能具有更高的路面质量，并且可以降低路面行驶的噪音问题。随着人们生活水平的逐渐提高，人们也要求越来越好的高速公路行车的舒适度，在原有的水泥混凝土路面上采取加铺沥青混凝土方式，可以使得原有路面结构层较高强度的优势得到充分的利用，也可以使行车的舒适度得到改善。

2.5 加铺时机适当

本工程更换水泥破碎板和水泥路面压浆补强施工，已于之前对该高速公路进行相应的路面病害处治，因此，本工程在加铺沥青混凝土罩面工程时选取较合适的时间段进行，可以对水泥路面结构进行有效保护，从而显著延长路面的使用寿命。

3 加铺层结构分析

3.1 设计使用年限内累计轴载作用次数

在对该项工程进行施工之前，需要掌握大量的数据，特别是对方向的分布、车道的分布、临界荷位处的车辆轮迹横向分布等方面的数据要进行认真分析。经过调查，可以发现本公路的交通流量已经处在饱和状态，假设对水泥路面采取罩面施工之后，公路的交通流量可以处于稳定的状态上，以上三项数据系数为0.5、0.85、0.22，可以得出经过罩面施工之后的水泥路面具有2 151万次的特种交通等级的10年的设计车道临界荷位处累计轴载作用次数[4]。

3.2 沥青加铺层结构计算

沥青层加铺最小的厚度Hmin是依据《公路水泥混凝土路面设计规范》和相关的参数进行反算得到的。表2为加铺层结构计算的结果。从表中，可以看出：结合可靠度系数后，当Hmin=10cm时，混凝土面层的综合疲劳应力为4.1MPa，最大为4.95MPa，都<5.0MPa的混凝土弯拉强度[5]。因此通过分析不难得出，本工程加铺沥青的厚度一般应≤10cm。

表2 加铺层结构计算结果表

3.3 水泥路面加铺方案

(1)路基段加铺方案。通过相对于其他高速公路的对比，可以得出以下结论，当沥青加铺结构为两层10cm时具有最好的抗反射裂缝能力，较好的路面调平效果，对其进行加铺施工之后，对其公路的护栏高度所造成的影响比较小，并结合相应加铺层结构计算得出的结果，加铺的最小厚度为10cm，对本工程采取上下层加铺的结构形式，分上层、下层、粘结层，三个层次对混凝土的层高、性质都有一定的区别，一般上层4cm，下层64cm，粘结层为热改性沥青碎石防水粘结层。

(2)水泥桥面加铺方案。对桥面进行加铺施工之前需要对桥的承载能力进行验算，只有在桥的承载能力符合要求的前提之下才可以进行加铺施工，如果验算不合格，那么就需要对桥梁进行加固处理之后才可以进行加铺。加铺层为5cm改性沥青混凝土GAC-16；粘结层为高黏度改性沥青防水粘结层。

4 结语

针对水泥混凝土路面长期运营导致其不满足正常使用要求，对其采取加铺处理是有效的方法之一。文章通过结合某高速公路项目实例，对路面采取沥青混凝土进行罩面。从本工程实施效果表明，加铺沥青罩面后的路面弯拉强度满足预定要求，同时有效解决了原有路面裂缝病害问题等，表明该加铺方案的可行性，可为同类工程提供参考实例。

[1]张 凯.重载交通旧水泥混凝土路面改建加铺关键技术[D].郑州：郑州大学，2014.

[2]付修竹.旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计方法研究[D].重庆：重庆交通大学，2008.

[3]李鹏程，何文正.旧水泥混凝土路面沥青加铺层应力影响因素分析[J].公路交通技术，2014(4)：19-23.

[4]许新权，吴传海，舒 翔.旧水泥路面加铺沥青层结构力学特性分析[J].广东公路交通，2011(S1)：55-58.

[5]丁玉玲，陈学刚.浅谈水泥路面上加铺沥青混凝土面层[J].山西建筑，2009(33)：299-300.

Comparison and Selection of Asphalt Overlay Programs for Cement Pavement

SU Zeng

(Tangshan Traffic Construction Engineering Supervision and Consulting Co.，Ltd.，Tangshan，Hebei，063000)

Combined with expressway construction practices，this article described the necessity of overlaying reconstruction for the cement pavement of expressway from the aspects such as highway traffic load capacity，pavement hardness，and maintenance cost，proposed the different cement pavement asphalt overlaying programs，and obtained the best solution through the comparison and selection analysis.

Expressway；Cement pavement overlaying；Program analysis；Necessity

苏 增(1978—)，工程师，从事公路工程监理工作。

U415.6

A

10.13282/j.cnki.wccst.2016.12.007

1673-4874(2016)12-0024-03

2016-10-25