摘要:针对机场路水泥混凝土路面的现状、交通量和破坏原因，结合汕头市的技术经济水平和气候条件，提出了3种维修方案，采用现值法对各个维修方案进行经济评价，通过综合对比，推荐最佳的维修方案，以供类似工程参考借鉴。
关键词:水泥混凝土路面，维修对策，加铺层，方案比选
中图分类号:U416.216 文献标识码:A
近年来，随着社会不断发展，高等级道路的修建和对路面要求的提高，越来越多的公路都已建成水泥混凝土路面。水泥混凝土路面作为一种高级路面，因其具有较好的强度、刚度、稳定性、耐久性和造价低的特点，在公路建设中得到了广泛的应用。但在荷载和自然因素的作用下，水泥混凝土路面在使用过程中会出现各种不同的破坏，当破坏达到一定程度时，会严重影响车辆行驶的安全性和旅客乘车的舒适性，因此，对现有公路路面状况进行调查是必要的。根据路面损坏的具体情况，确定产生损坏的原因，选择合适的修复方式或研究如何在高等级道路上修好水泥混凝土路面，这是当前在设计和施工中需要认真探讨的问题。
文中通过对机场路水泥混凝土路面维修对策研究，找出最佳的维修方案，供同仁们参考。
1 路面状况
机场路是汕头市东部重要出口公路，是市区通往机场、澄海区及厦门市的通道，是国道G324线汕头市区路段的一个组成部分。该路段扩建于20世纪90年代中期，于1995年10月开工建设，1997年3月工程改造完成，为双向六车道的城市型一级公路，路线全长6.73 km，路幅宽52m。
1.1 路面破损状况
由路面破损调查可知，机场路水泥路面破损类型有:纵向、横向、斜向裂缝;板角断裂;破碎板或交叉裂缝;错台;拱起;哪泥;接缝碎裂;纵缝张开;露石;坑洞;修补损坏共n类。根据文献[1]提供的方法，公路水泥混凝土路面设计规范以断板率和错台量两项指标作为评价路面损坏状况的判别标准。该路段发生错台的路面板比较少，基本不构成主要病害。本次对该路段的路况调查，仅以断板率作为评价指标。
旧路面调查分左右幅进行，单幅横向基本为4板块。根据文献[3]路面损坏状况分级标准，本路段路面损坏状况级别为差级的占全路段的50%，说明路面损坏程度相当严重。
1.2 路面结构状况
采用争10取芯机对该段水泥路面进行随机钻孔取芯试验，共采样78个，其中左幅采样39个，右幅采样39个。对所取芯样·试件测出其高度，路面实测结构见表1。
通过对机场路的FWD检测及检测结果的分析表明，该段路全线旧水泥混凝土路面结构的PWID综合评定结果为差级水平。所以，总体上需要大中修或加铺进行维修、修复，以确保该路段的使用性能。
1.3 交通量
本路段每天标准轴载作用次数计算结果为4404852次，其数量很大，经计算和分析，主要是载重货车超载严重所造成的。
2 损坏原因分析
1)重车和超载车辆对混凝土路面的破坏程度严重。本路段每天标准轴载作用次数计算结果为4404852次，其数量很大，是由于超载车辆较多造成的，超载车的交通量也较大，这些超载车辆对混凝土路面造成严重的破坏。
2)水泥混凝土路面板强度低。通过钻芯取样检查混凝土路面弯拉强度，本次钻芯取样78个，试验结果弯拉强度很不均匀，有24个芯样强度小于4.5MPa，最低的强度只有3.04MPa，统计评定结果强度不满足设计要求。根据FWD检测计算结果，本路段路面板模量代表值均较小，表明路面板的强度和刚度不足，且均匀性较差。水泥混凝土板弯拉强度、刚度和模量过低，是该路段出现大面积断裂破坏的一个重要原因之一。
3)路面基层质量差。钻芯取样之后检查混凝土面板下面的基层，多为水泥稳定土基层，其质量较差、水泥含量少。基层质量差、强度低，是引起路面损坏的原因之一。
4)排水系统不完善，路基土处于潮湿状态。本路段两侧均未设置边沟，雨天排水不畅，部分路段长期积水，使路基土长期处于潮湿状态，降低路基的强度。路面排水不畅加重了混凝土路面板脱空、卿泥，更加快路面板的断裂破坏。
5)路基压实施工不规范、压实度不足，也是引起路面损坏的原因之一。
3 维修对策
旧水泥混凝土路面损坏后的养护修复通常有几种方法:加铺沥青混凝土面层、加铺水泥混凝土面层和翻修。这3种大修措施优点和缺点，应根据该段路面的使用质量状况、路面破损状况、公路的使用任务、性质、等级和交通量等因素，认真开展路面破坏原因分析，结合当地技术经济水平、气候条件、施工和养护条件适时地做出符合使用要求且经济合理的维修对策。
参照文献[1]，机场路路面的破损状况等级为差，结构承载能力不能满足交通荷载的要求，应采取铺筑沥青混凝土加铺层或水泥混凝土加铺层，或者翻修重建措施。
3.1 加铺沥青混凝土面层
3.1.1 反射裂缝
在旧混凝土路面上加铺沥青面层设计的主要问题是反射裂缝，它是由于下层旧混凝土板的接缝和裂缝的反射引起的加铺层的断裂，通过以下办法，可以有效地减少或延缓这种反射裂缝的发生。
1)设计较厚的沥青加铺层;2)将旧水泥混凝土板断开成小块，并予以稳固;3)锯切横缝和灌缝;4)设置纤维薄膜夹层;5)采用延性好的改性沥青加铺层或SMA加铺层。
3.1.2 沥青加铺层厚度的确定
参照文献[3]，采用以板底弯拉应力为指标的沥青加铺层设计方法，计算沥青加铺层厚度。
3.2 加铺水泥混凝上面层
力学—经验法采用弹性地基双层板模型，计算满足交通荷载要求的等效单层板的荷载疲劳应力和温度疲劳应力，然后按层间结合条件，将单层板的应力分摊到加铺层和旧混凝土面板上，以加铺层和旧混凝土路面板底面板边的最大弯拉应力为设计指标。
4 技术经济分析
4.1 经济评价
采用现值法对机场路水泥混凝土路面大修方案进行经济评价，分析期为25年，贴现率取10%，计算结果见表2。
由此可知，仅考虑初期修建费用和养护维修费用，费用现值最小的是部分结合式(直接式)加铺水泥混凝土面层维修方案;其次为结合式加铺层，而加铺沥青面层方案中厚加铺层法的费用现值最大。
4.2 综合评价
翻修重建维修方案施工难度大、工期较长，破碎与挖除旧水泥混凝土路面不仅噪声大、灰尘也大，对维持通车和沿线两旁居民的生产和生活将带来严重影响。此外，挖除的路面废料会造成环境污染，社会负面影响大，因此不宜采用。
从初期修建费来看，加铺水泥混凝土面层维修方案费用最低，其中又以部分结合式加铺层最低，结合式加铺层次之。分离式加铺层路面结构的使用效果较好，而结合式和部分结合式由于施工工艺要求高，施工质量难以控制，容易导致上下层水泥混凝土板分离，最终导致加铺层破坏。从施工对交通的影响来看，加铺水泥混凝土面层维修方案施工期较长，完工后还要保养28d才能开放交通。在日交通量超1万车次的重交通道路上采用这种方案施工时将造成交通长期受阻、货物及旅客等待、减速，所造成的损失很大。虽然可以采取一些交通管制疏导交通，但交通受阻是避免不了的。此外，加铺水泥混凝土面层方案平整度难以控制，噪声大，后期维修及改建非常困难。
在耐久性方面沥青路面虽然没有水泥路面好，初期修建费也比水泥路面稍高，但是，加铺沥青路面维修方法的优点是工时短，加铺后基本不需要养护，冷却后即可开放交通，甚至在晚上摊铺，白天即可以开放交通。该方案还具有较好的平整度、高速行车时路面的噪声小、后期养护和大中修或改建方便等优点。因此，加铺沥青面层方案比加铺水泥混凝土面层方案好。
5 结语
鉴于机场路交通流比较大，在公路运输网络中占有重要地位，考虑施工对沿线交通影响及社会经济负面影响均较大，拟选用加铺沥青混凝土路面进行大修，该方案具有施工方便、对交通的影响小、较好的平整度和后期养护方便等优点，是最佳的维修方案。
参考文献:
[1]JTJ 073.1-2001，公路水泥混凝土路面养护技术规范[5].
[2]JTJ 以0-2002，公路水泥混凝土路面设计规范[5]
[3]JTJD50-2006，公路沥青路面设计规范[5].
[4]崔克文水泥混凝土路面破损修复试验研究[J].山西建筑，20 05 ，3 1(1):97-98
