素混凝土基层在道路大修工程中的应用研究.pdf

2 0 1 5 年 3 月第 3期 城 市道桥与 防洪 道路交通2 3 素混凝土基层在道路大修工程中的应用研究 刘 勇 ( 上海 市政 交通设 计 研究 院有 限公 司 ， 上 海市 2 0 003 0 ) 摘要： 在我国沥青路面大修工程设计中， 对于基层强度不足的位置 ， 常用的补强措施是对现有基层进行翻挖新建， 以保证其具 有足够强度。 由于素混凝土具有养护时间短 、 早期强度高、 整体性好的优点 ， 所以通常采用其作为基层补强材料， 但同时也存在刚 度大、 易产生反射裂缝等不足。现以上海市某主干路为研究背景， 分析研究素混凝土在城市道路大修中的关键问题， 明确了素混 凝土板块出现断裂、 沉陷的原因， 提出了针对路基排水设计 、 路面结构设计的相应措施。 关 键词 ： 素混 凝土 ； 基 层 ； 道 路大修 中图分 类号 ：U 4 1 8 5 文献标 志码 ： B 文章 编号 ： 1 009 7 7 1 6 ( 2 0 1 5 ) 0 3 0 0 2 3 0 4 0 引言 近些年来 ， 我国城市道路设计建设迅速发展 ， 便捷 的交通联通 了城市 的各功能 区域 ，极大地促 进了城市组团发展。许多城市道路超负荷运转， 亟 待大修改善交通环境 。目前 ， 我 国路面大修工程设 计 中， 对于基层强度不足 的位置 ， 常用补强措施是 对现有基层进行翻挖新建，以保证其具有足够强 度。由于大修工程需要尽早开放交通， 所以通常采 用素混凝土作为基层补强材料 ，不仅可以大幅节 省基层材料 的养护时 间 ，同时素混凝 土也具有强 度高 、 整体性好 的优点 。尽管素混凝土基层具有 明 显的优势， 但同时也存在刚度大、 易产生反射裂缝 等不足， 因此在道路大修工程设计中， 仍存在诸多 关键 问题值得注意。 本 文 以上 海 市某 主 干路 大 修 工 程 为研 究 背 景 ，分析研究 了素混凝土在城市道路大 修 中的关 键问题 ， 明确了素混凝土板块出现断裂、 沉陷的原 因 ， 提 出了针对路基排水设计 、 路 面结构设计 的相 应措施 。 1 项 目背景及建设条件 该道路等级为城市快速路 ，目前按高速公路 进行养护。道路中央设有 1 6 m中央分隔带， 车道 规模 为单 向 4车道 ， 其 中内侧 两条为小 型车车道 ， 外 侧 两条 为大 型车 车道 。该 段道 路 建成 于 1 9 9 8 年 ， 2 0 0 9年 由于路面损坏严重进行过大修改造 。 老 路路面结构： 4 细 + 5中 + 6 粗 + 1 e m沥青砂 + 4 0 e m 粉煤灰三渣 + 3 0 c m 6 石灰土路基。 2 0 0 9年的大修工程中对基层强度不足区域采 收稿 日期 ： 2 0 1 5 一 O l o 6 作者 简介 ： 刘 勇 ( 1 9 8 1 一) ， 男 ， 山东省潍 坊人 ， 硕士 ， 研 究方 向 路基 、 路面 。 取 的基层 补 强措 施 为 翻挖 上部 3 0 e m三 渣基 层 后 ， 再新建 3 0 e m素混凝土基层进行补强 。 该路 段的交通流量和道路荷 载组成 如表 1所 列和 图 1所示 。 表 1 日平均车 辆数据一 览表 ( 单 位 ： v e h d) 车型 小客 小货 中货大货特大货 拖挂集装箱 2 0 1 3年4 3 2 9 6 3 7 7 6 5 8 4 6 1 2 7 1 1 6 0 3 】 2 1 3 3 7 8 3 图 1 车型组成 示意图 从表 1和图 1可 以看 出 ，该工程不仅交通 量 大 ， 而且大货、 和拖挂车数量也非常多。近两年来 由于该段道路始终处于频繁养护维修状 态 ，花费 了大量人力 和财力 ，故道路管理部 门决 定进行一 次彻底调查和整治维 修。 2 现 状道 路检测 、 调查 与评价 2 0 1 3年底 ，委托检测单位对路面进行 了全面 的调查 与检测 ， 主要 包括路面破 损状况 P C I 、 路 面 结构强度 P S S I 及钻芯取样检测。 2 1 路面破损状况 P Cl 检测数据 从路面状况调查结果看，路面整体情况较差 ( 见表 2 ) ， 但外侧大车道路面状况较小车道严重许 多 ， 主要病害表现为裂缝 、 坑槽 、 沉陷 、 车辙等。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 6 道路交通 城 市道桥 与防洪 2 0 1 5 年 3 月第 3 期 ( 4 ) 由于素混凝 土基层 板块 中未设置钢筋 网， 板块在重复重载作用下产生断裂 、 碎裂损坏， 随着 时间的推移 ，路面沥青混凝土面层损 坏也逐渐加 重 ， 并产生大面积 的网裂 、 沉陷 ， 从而 出现路面“ 屡 修屡坏” 的结果。 4 解决方 案 针对 以上几个方面的可能原 因， 设计时 ， 从路 基 排水 设计 和路 面结 构设 计两 方 面进 行设 计优 化 。 4 1 路基排水设计 针对 目前该段水损坏严重 的问题 ，其 主要原 因是道路路基排水系统不完善导致的。建议采取 “ 疏导” 措施 ， 新设排水盲沟 ， 将路基 中的滞 留积水 通过盲沟引入现状雨水管道排水系统 。 4 2 路面结构设计 针对基层强度不足 的处理方式 ，目前的常用 方法有 翻建结构和注浆补强两种 。基 层注浆补强 的优点是不破坏 旧路的基层结构 ， 工程造价低 ， 且 施 工速度快 ， 可在较 短时间内开放交通 ， 但是注浆 加固的施 工质量较难控制。另外 ， 该工程的现状素 混凝土基层损坏 已经十分严重 ，注浆 加 固很难达 到预期效果 。 另一种方法则是采用 翻除现状基层 ，新建水 泥混凝 土基层的方法 。连续配筋是通过在水 泥基 层 中设 置连续纵 向钢筋而避 免设置横 向缩缝 ， 克 服了普通水泥混凝土路面横缝过多的缺陷，从而 大大减少 了反射裂缝 的发生 ，但不足 的是 费用较 为 昂贵 。考虑到该段 道路 翻挖新建 区域 主要 位于 第三 、 四车道 ， 大车数量多 、 且轴载重 ， 为避免素混 凝土板块板 中出现 断裂 ，更好地保证道路 大修后 的使用质量 ， 设计推荐连续配筋混凝土基层 。 5 结 论与建议 ( 1 ) 对采用 素水 泥混凝 土进行 补强后 ， 基层 出 现的病害一般为板块断裂，局部钻芯取样无法反 映其真实状况 ， 因此不建议作为主要 的判定依据 。 此外 ，应 当重视收集 道路建设 、养 护等方 面的资 料 ， 调查路基稳定情况 ， 并分析原因。 ( 2 ) 采用素混凝 土对道路基层 进行补强时 ， 其 下部 的承载层( 底基层或土基 ) 应保 证足够的强度 和稳定性 ，避免素水 泥混凝 土板块 由于下部结 构 层原因过早 出现断裂和沉 陷。 ( 3 ) 对于地下水 位较高 ， 且 大型车或重载车数 量较多的路段 ，板块问必须设置传力杆或采用连续 配筋措施， 避免横向接缝成为整个基层的“ 软弱点” 。 ( 上接 第 1 4页) 改善 后 的服 务 水平 ： V C = 4 1 3 2 6 8 6 2 = 0 6 0 ， 属 于 B c级 ， 在这个服务水平上车流稳定 ， 有少量延 误 ， 是个较为理想 的服务水平 。 3 结 语 交通 问题 已经逐 步 成 为各 个 城市 最 突 出 的 问题 之一， 而城市 道路交 叉 口则 是制 约路 网通行 能力 的主要瓶 颈。受城市发展布局 和用地等 因素 的制约，许多路 口无法采用立体交叉 的形式， 因 此， 对旧有路 口的改善设计就是提高通行能力， 减 缓交通压 力的最有效途径 。交叉 口的改善设计是 一 个系统工程 ， 牵涉到道路 规划 、 交通 管理 、 交通 安全设施优化等诸多方 面 ， 如何使 改善设计有效 、 合理、 经济 ， 这需要人们不断探索 、 研究和总结。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m