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摘要：本文就旧水泥路面的改造方案进行了探讨，结合了具体的工程实例，对路面现状评价及病害作了分析，并详细介绍了水泥路面的改造方案，以期能为旧水泥路面的改造提供参考借鉴。
关键词：旧水泥路面；改造方案；病害
水泥路面由于不受施工季节的限制且理论设计年限比沥青混凝土路面大1倍，被认为是使用年限长、养护费用低的道路结构型式之一。随着我国水泥混凝土路面修筑里程的不断增加，养护和维修的任务也越来越重。在重交通荷载、超载、自然环境等外部条件的作用下，倘若不及时对旧水泥路面进行改造，会影响到行车的舒适性。本文就旧水泥路面的改造方案进行了探讨，以期能为旧水泥路面的改造提供参考借鉴。
1 工程概况
某公路Ⅰ标段全长4.55km，自修建以来，从没有对该路段进行过大修改造，裂缝类问题也没有修补。各别地方破损严重的进行了换板处理，养护管理工作也没有跟上。路面破损主要由裂缝类、坑洞类和磨损类组成。其中裂缝类病害主要有纵横及斜向裂缝、角隅断裂等；坑洞类病害主要有坑洞等；磨损类病害主要有磨损、露骨等。
2 路面弯沉检测
本次对全线进行弯沉检测，检测采用贝克曼粱弯沉仪测量，检测前对测定弯沉用的标准车（BZZ-100）进行参数标定。其承载力评价标准和行车道评价，见表1。
表1 水泥混凝土路面承载能力评价标准
注：测试均在完整板块上进行，评价反映的是表观完整板块的情况。
从板角弯沉检测来看，K1+032.21～K1+650段无脱空比例相对于K1+650～K6+327.98段较高。
2 水泥混凝土路面现状评价及病害分析
通过对现场调查，综合对现状资料的计算、整理，分析认为：K1+032.21～K1+650段基本无路面病害，承载力较好；K1+650～K6+327.98段路面病害较多，破损严重，但其承载能力较好。这些数据充分说明本道路已不能满足目前的行车质量需求，需要大修改造。
2.1 病害分析
（1）对交通量增长的估计不足，路面结构设计强度不足，不能满足现阶段大交通量发展的需求。由于逃费车辆通过，项目路段行驶着大量超载超重车辆，重载车辆载重大多超过60t。重车荷载作用时间长，接地压力高，且有相当大的水平冲击力，成为水泥板块断裂破坏的主要原因。
（2）混凝土路面施工中工艺、工序控制不当的影响。混凝土路面施工时工艺控制不当，搅拌时间不够，振捣不密实，拌和时混凝土组成材料温度过高，在冷却、硬化过程中会因温差而增大混凝土的弯拉应力，导致开裂；施工中工序控制不当，混凝土施工间断时未做施工缝处理、切缝不及时，导致混凝土本身抗弯拉强度不足直至开裂。
（3）道路养护维修不及时。如接缝养护、更换填缝料不及时，形成填缝料损坏，使雨水可沿着接缝渗入基层，在行车荷载作用下产生唧泥，同时相邻块之间产生抽吸作用，使细料向后方板移动、堆集，造成前板低、后板高的错台现象；若唧泥发生在角隅处，形成脱空，基础在行车荷载与水的综合作用下，逐步产生塑性变形累积，导致角隅应力增大，产生板角断裂或开裂，且随运营时间延长，往往变成贯穿裂缝；更严重时面板脱空，当受到的弯拉应力大于混凝土板强度时，造成板块断裂。
3 水泥路面改造方案
经调研，近几年常州市水泥混凝土路面改造方案有如下几种。
（1）压浆加铺。对老水泥混凝土板块换板或压浆处理后，其上加铺沥青混合料面层。
（2）下挖补强。挖除混凝土板块，加铺水泥稳定碎石调平补强层，其上加铺沥青混合料面层。
（3）碎石化补强。对老水泥混凝土板块碎石化处理后作底基层，其上施工基层及面层。
3.1 压浆加铺方案
该方案需对现有水泥混凝土板块破损状况及承载能力进行检测，通常换板率≤30%时采用该方案。
首先对老路水泥混凝土板块进行压浆处理，然后在其上进行沥青加铺层的施工。
对水泥混凝土板块逐个进行板角及板中弯沉测试，根据老路水泥混凝土板块板角单点实测弯沉值大小判断板底的脱空情况，针对脱空情况采取相应的处理方法：
（1）单点实测弯沉值≥45（0.01mm）时，将水泥混凝土板整板破碎清除后浇筑新板。
首先将旧板破碎、运走，处理基层，待基层强度达到要求后重新浇筑水泥混凝土面板。换板处理的施工注意事项：
①破碎机械不得使用冲击锤，因其冲击力对周围板块基层有振动影響，建议采用人工配合空压机，小型凿岩机也可。
②浇筑新板前必须处理基层。基层表面有轻微碎裂时，清除表层松散碎块，露出基层完好部分，当基层处理厚度大于5cm时，可先采用C20素混凝土修复；当基层处理厚度小于5cm时，可与面板一同浇筑。
③破碎旧板时，对于纵缝、横缝内的拉杆、传力杆应根据其完好情况予以保留或进行恢复。当传力杆或拉杆与相邻板粘结牢固时，应予以保留并尽量减少破除旧板过程中的扰动。
④新浇的混凝土板块的强度、材料要求、配合比、施工工艺应符合《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2002）的规定。在混凝土配合比中适当加入早强剂，新浇筑C35水泥混凝土路面板，28d弯拉强度不应低于4.5MPa，新板尺寸同维修处的旧水泥混凝土路面板。
⑤换板时应注意板块的最小宽度不应小于1m，对原先修补的小于1m的板块应连同其相邻的板一同破碎清除后浇筑新板块。
（2）对老水泥混凝土板块接缝逐条进行检查，若老水泥混凝土板块之间设置了接缝钢筋，当其单点实测弯沉值<45（0.01mm）时可直接进行钻孔压浆处理；若老水泥混凝土板块之间未设置接缝钢筋，当其单点实测弯沉值<45（0.01mm）时，需先做植筋处理，再对其进行钻孔压浆处理。 植筋时，在旧板块距接缝20cm处，每隔60cm钻一直径为32mm、深10cm的植筋孔，用压缩空气清除孔内碎屑，灌入锚固胶，将直径28mm，长60cm的U形螺纹钢筋插入老混凝土面板中10cm，最外侧的植筋距板边接缝的距离不得小于100mm。
3.2 下挖补强方案
通常换板率大于30%时采用该方案。
挖除老混凝土板块后，对老路基层进行碾压处理，然后测定老路基层顶弯沉。然后根据老路基层顶弯沉计算水泥稳定碎石调平补强层厚度。若老路基层顶弯沉过大，则建议挖除新建处理。
3.3 碎石化补强方案
3.3.1 碎石化改造技术的特点
（1）碎石化技术是目前解决反射裂缝问题的最有效办法。
（2）破碎并压实的混凝土路面是由破碎混凝土块组成的紧密结构，内部嵌挤高密度的材料层为沥青罩面提供更高的结构强度。
（3）施工简便，改造周期短，综合造价低。
（4）就地再生，环保无污染，可将破碎后的路面直接作基层或底基层，再加铺新的面层，是旧水泥路面翻新改造的理想办法。
（5）将打碎的混凝土面板直接作为基层或底基层，再加铺新的面层，这种碎石化技术最大的优点是不必把破损的水泥面板打碎搬走，节约了路基材料及运输成本，提高了工程进度，大大降低了工程的总费用。同时也解决了丢弃水泥碎块垃圾的环保问题。
（6）对交通通行影响较小，在施工期间不需全部封闭交通。
3.3.2 碎石化的4个目标
（1）将旧水泥混凝土面板破碎到在接缝和裂缝处的位移不足以让沥青加铺层产生开裂，保证
起到良好的防止反射裂缝作用。
（2）保证旧路路基不被破坏。
（3）保证旧水泥混凝土层颗粒尺寸均匀，并使整个破碎层颗粒分布均匀。
（4）保证碎石化道路处于良好的排水工况。碎石化施工工艺要围绕这四个目标而进行。
3.3.3 碎石化施工流程
使用MHB设备进行路面碎石化处理并加铺沥青路面结构的一般施工流程见图1。
3.3.4 碎石化施工对建筑物和构造物的保护
破碎时的冲击波会传播到一定范围，为了避免碎石化施工对重要构造物构成危害，应在施工前的路况调查时对道路及周围构造物如房屋、桥梁、涵洞、地下管线等的位置与状态进行详细调查，记录结构物的平面位置、走向、埋深等详细信息。
3.4 最终确定的改造方案
（1）K1+032.21～K1+650段，由于现有水泥混凝土板块状况较好，承载能力较好，本次对其采用压浆加铺方案。即对老水泥混凝土板块换板或压浆后，其上施工路面结构层，结构层采用4cmAC-13F细粒式沥青混合料上面层+6cmAC-20C中粒式沥青混合料下面层+聚酯玻纤布+2.5cmAC-10沥青混合料调平层。
（2）K1+650～K6+327.980段，由于现有水泥混凝土板块破损严重，但道路两侧房屋较多，距离路面边缘距离较近，本次采用下挖补强方案。即将老水泥混凝土路面挖除后，对原基层病害进行处理，其上施工路面结构层。结构层为4cmAC-13F细粒式沥青混合料上面层+6cmAC-20C中粒式沥青混合料下面层+乳化沥青下封层+20cm水泥稳定碎石补强层+（16-24）cm水泥稳定碎石调平层。
（3）由于现有水泥混凝土板块破损严重，但道路两侧均为绿化带，本次采用水泥混凝土板块碎石化补强方案。即对老水泥混凝土板块碎石化处理后，其上施工4cmAC-13F細粒式沥青混合料上面层+6cmAC-20C中粒式沥青混合料下面层+8cmATB-25粗粒式沥青稳定碎石基层+乳化沥青下封层+透层油。
通过近几年的运行，该路段路面除由于重车及高温等原因产生车辙病害外，其余未发现裂缝、坑塘、翻浆、网裂等病害，其证明原有水泥路面改造方案基本成功。
4 结语
近年来，城市道路现有的水泥混凝土路面，有相当一部分己经接近甚至超过设计年限，其使用性能和承载能力不断降低，不能满足日益增长的交通及经济要求。因此，对这类旧水泥路面的改造要有足够的重视，需根据旧水泥路面的综合情况，选择科学合理的改造方案，从而确保路面改造和维修质量，避免影响路面的交通情况。
参考文献：
[1]林文琛.某道路改造中对旧水泥混凝土路面的病害处理[J].科技创新与应用.2013（23）.
[2]张勇.碎石化处理水泥砼路面改造方案探讨[J].城市建设理论研究.2012（11）.
关键词：旧水泥路面；改造方案；病害
水泥路面由于不受施工季节的限制且理论设计年限比沥青混凝土路面大1倍，被认为是使用年限长、养护费用低的道路结构型式之一。随着我国水泥混凝土路面修筑里程的不断增加，养护和维修的任务也越来越重。在重交通荷载、超载、自然环境等外部条件的作用下，倘若不及时对旧水泥路面进行改造，会影响到行车的舒适性。本文就旧水泥路面的改造方案进行了探讨，以期能为旧水泥路面的改造提供参考借鉴。
1 工程概况
某公路Ⅰ标段全长4.55km，自修建以来，从没有对该路段进行过大修改造，裂缝类问题也没有修补。各别地方破损严重的进行了换板处理，养护管理工作也没有跟上。路面破损主要由裂缝类、坑洞类和磨损类组成。其中裂缝类病害主要有纵横及斜向裂缝、角隅断裂等；坑洞类病害主要有坑洞等；磨损类病害主要有磨损、露骨等。
2 路面弯沉检测
本次对全线进行弯沉检测，检测采用贝克曼粱弯沉仪测量，检测前对测定弯沉用的标准车（BZZ-100）进行参数标定。其承载力评价标准和行车道评价，见表1。
表1 水泥混凝土路面承载能力评价标准
注：测试均在完整板块上进行，评价反映的是表观完整板块的情况。
从板角弯沉检测来看，K1+032.21～K1+650段无脱空比例相对于K1+650～K6+327.98段较高。
2 水泥混凝土路面现状评价及病害分析
通过对现场调查，综合对现状资料的计算、整理，分析认为：K1+032.21～K1+650段基本无路面病害，承载力较好；K1+650～K6+327.98段路面病害较多，破损严重，但其承载能力较好。这些数据充分说明本道路已不能满足目前的行车质量需求，需要大修改造。
2.1 病害分析
（1）对交通量增长的估计不足，路面结构设计强度不足，不能满足现阶段大交通量发展的需求。由于逃费车辆通过，项目路段行驶着大量超载超重车辆，重载车辆载重大多超过60t。重车荷载作用时间长，接地压力高，且有相当大的水平冲击力，成为水泥板块断裂破坏的主要原因。
（2）混凝土路面施工中工艺、工序控制不当的影响。混凝土路面施工时工艺控制不当，搅拌时间不够，振捣不密实，拌和时混凝土组成材料温度过高，在冷却、硬化过程中会因温差而增大混凝土的弯拉应力，导致开裂；施工中工序控制不当，混凝土施工间断时未做施工缝处理、切缝不及时，导致混凝土本身抗弯拉强度不足直至开裂。
（3）道路养护维修不及时。如接缝养护、更换填缝料不及时，形成填缝料损坏，使雨水可沿着接缝渗入基层，在行车荷载作用下产生唧泥，同时相邻块之间产生抽吸作用，使细料向后方板移动、堆集，造成前板低、后板高的错台现象；若唧泥发生在角隅处，形成脱空，基础在行车荷载与水的综合作用下，逐步产生塑性变形累积，导致角隅应力增大，产生板角断裂或开裂，且随运营时间延长，往往变成贯穿裂缝；更严重时面板脱空，当受到的弯拉应力大于混凝土板强度时，造成板块断裂。
3 水泥路面改造方案
经调研，近几年常州市水泥混凝土路面改造方案有如下几种。
（1）压浆加铺。对老水泥混凝土板块换板或压浆处理后，其上加铺沥青混合料面层。
（2）下挖补强。挖除混凝土板块，加铺水泥稳定碎石调平补强层，其上加铺沥青混合料面层。
（3）碎石化补强。对老水泥混凝土板块碎石化处理后作底基层，其上施工基层及面层。
3.1 压浆加铺方案
该方案需对现有水泥混凝土板块破损状况及承载能力进行检测，通常换板率≤30%时采用该方案。
首先对老路水泥混凝土板块进行压浆处理，然后在其上进行沥青加铺层的施工。
对水泥混凝土板块逐个进行板角及板中弯沉测试，根据老路水泥混凝土板块板角单点实测弯沉值大小判断板底的脱空情况，针对脱空情况采取相应的处理方法：
（1）单点实测弯沉值≥45（0.01mm）时，将水泥混凝土板整板破碎清除后浇筑新板。
首先将旧板破碎、运走，处理基层，待基层强度达到要求后重新浇筑水泥混凝土面板。换板处理的施工注意事项：
①破碎机械不得使用冲击锤，因其冲击力对周围板块基层有振动影響，建议采用人工配合空压机，小型凿岩机也可。
②浇筑新板前必须处理基层。基层表面有轻微碎裂时，清除表层松散碎块，露出基层完好部分，当基层处理厚度大于5cm时，可先采用C20素混凝土修复；当基层处理厚度小于5cm时，可与面板一同浇筑。
③破碎旧板时，对于纵缝、横缝内的拉杆、传力杆应根据其完好情况予以保留或进行恢复。当传力杆或拉杆与相邻板粘结牢固时，应予以保留并尽量减少破除旧板过程中的扰动。
④新浇的混凝土板块的强度、材料要求、配合比、施工工艺应符合《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2002）的规定。在混凝土配合比中适当加入早强剂，新浇筑C35水泥混凝土路面板，28d弯拉强度不应低于4.5MPa，新板尺寸同维修处的旧水泥混凝土路面板。
⑤换板时应注意板块的最小宽度不应小于1m，对原先修补的小于1m的板块应连同其相邻的板一同破碎清除后浇筑新板块。
（2）对老水泥混凝土板块接缝逐条进行检查，若老水泥混凝土板块之间设置了接缝钢筋，当其单点实测弯沉值<45（0.01mm）时可直接进行钻孔压浆处理；若老水泥混凝土板块之间未设置接缝钢筋，当其单点实测弯沉值<45（0.01mm）时，需先做植筋处理，再对其进行钻孔压浆处理。 植筋时，在旧板块距接缝20cm处，每隔60cm钻一直径为32mm、深10cm的植筋孔，用压缩空气清除孔内碎屑，灌入锚固胶，将直径28mm，长60cm的U形螺纹钢筋插入老混凝土面板中10cm，最外侧的植筋距板边接缝的距离不得小于100mm。
3.2 下挖补强方案
通常换板率大于30%时采用该方案。
挖除老混凝土板块后，对老路基层进行碾压处理，然后测定老路基层顶弯沉。然后根据老路基层顶弯沉计算水泥稳定碎石调平补强层厚度。若老路基层顶弯沉过大，则建议挖除新建处理。
3.3 碎石化补强方案
3.3.1 碎石化改造技术的特点
（1）碎石化技术是目前解决反射裂缝问题的最有效办法。
（2）破碎并压实的混凝土路面是由破碎混凝土块组成的紧密结构，内部嵌挤高密度的材料层为沥青罩面提供更高的结构强度。
（3）施工简便，改造周期短，综合造价低。
（4）就地再生，环保无污染，可将破碎后的路面直接作基层或底基层，再加铺新的面层，是旧水泥路面翻新改造的理想办法。
（5）将打碎的混凝土面板直接作为基层或底基层，再加铺新的面层，这种碎石化技术最大的优点是不必把破损的水泥面板打碎搬走，节约了路基材料及运输成本，提高了工程进度，大大降低了工程的总费用。同时也解决了丢弃水泥碎块垃圾的环保问题。
（6）对交通通行影响较小，在施工期间不需全部封闭交通。
3.3.2 碎石化的4个目标
（1）将旧水泥混凝土面板破碎到在接缝和裂缝处的位移不足以让沥青加铺层产生开裂，保证
起到良好的防止反射裂缝作用。
（2）保证旧路路基不被破坏。
（3）保证旧水泥混凝土层颗粒尺寸均匀，并使整个破碎层颗粒分布均匀。
（4）保证碎石化道路处于良好的排水工况。碎石化施工工艺要围绕这四个目标而进行。
3.3.3 碎石化施工流程
使用MHB设备进行路面碎石化处理并加铺沥青路面结构的一般施工流程见图1。
3.3.4 碎石化施工对建筑物和构造物的保护
破碎时的冲击波会传播到一定范围，为了避免碎石化施工对重要构造物构成危害，应在施工前的路况调查时对道路及周围构造物如房屋、桥梁、涵洞、地下管线等的位置与状态进行详细调查，记录结构物的平面位置、走向、埋深等详细信息。
3.4 最终确定的改造方案
（1）K1+032.21～K1+650段，由于现有水泥混凝土板块状况较好，承载能力较好，本次对其采用压浆加铺方案。即对老水泥混凝土板块换板或压浆后，其上施工路面结构层，结构层采用4cmAC-13F细粒式沥青混合料上面层+6cmAC-20C中粒式沥青混合料下面层+聚酯玻纤布+2.5cmAC-10沥青混合料调平层。
（2）K1+650～K6+327.980段，由于现有水泥混凝土板块破损严重，但道路两侧房屋较多，距离路面边缘距离较近，本次采用下挖补强方案。即将老水泥混凝土路面挖除后，对原基层病害进行处理，其上施工路面结构层。结构层为4cmAC-13F细粒式沥青混合料上面层+6cmAC-20C中粒式沥青混合料下面层+乳化沥青下封层+20cm水泥稳定碎石补强层+（16-24）cm水泥稳定碎石调平层。
（3）由于现有水泥混凝土板块破损严重，但道路两侧均为绿化带，本次采用水泥混凝土板块碎石化补强方案。即对老水泥混凝土板块碎石化处理后，其上施工4cmAC-13F細粒式沥青混合料上面层+6cmAC-20C中粒式沥青混合料下面层+8cmATB-25粗粒式沥青稳定碎石基层+乳化沥青下封层+透层油。
通过近几年的运行，该路段路面除由于重车及高温等原因产生车辙病害外，其余未发现裂缝、坑塘、翻浆、网裂等病害，其证明原有水泥路面改造方案基本成功。
4 结语
近年来，城市道路现有的水泥混凝土路面，有相当一部分己经接近甚至超过设计年限，其使用性能和承载能力不断降低，不能满足日益增长的交通及经济要求。因此，对这类旧水泥路面的改造要有足够的重视，需根据旧水泥路面的综合情况，选择科学合理的改造方案，从而确保路面改造和维修质量，避免影响路面的交通情况。
参考文献：
[1]林文琛.某道路改造中对旧水泥混凝土路面的病害处理[J].科技创新与应用.2013（23）.
[2]张勇.碎石化处理水泥砼路面改造方案探讨[J].城市建设理论研究.2012（11）.