农村公路白加白改造旧水泥砼路面设计探讨

屈永强+刘春峰

摘 要：本文结合新建县东岗桥至义渡三级公路改建工程，从设计角度对农村公路采用旧水泥路面碎石化加铺混凝土路面结构（白加白）的方法和理论进行研究探索， 找出该技术的适用条件和设计要点。农村公路白加白改造旧水泥砼路面技术有效解决了新铺路面出现反射裂缝等问题。同时该技术减少了环境污染、工程费用较低，是农村公路改造旧水泥砼路面的理想方法。

关键词：农村 公路 改造 水泥

2003年以来，国家加大农村基础设施建设实施村村通公路，水泥混凝土路面因为施工工艺操作简单、施工设备投入少等优点，在广大农村地区得到广泛应用，成为我国农村公路路面的主要结构形式。

然而随着使用时间的推移，在交通量大幅度增长、超载严重和施工技术等因素影响下，很多水泥混凝土道路出现了不同程度断板、错板、裂缝等结构性破坏等病害，严重影响了正常的交通运输。我国在改造水泥混凝土路面方面进行了许多尝试和探索，旧水泥混凝土路面碎石化处理后，直接在其上加铺厚度沥青混凝土面层（白加黑）的方法已经较为成熟。但是旧水泥路面碎石化加铺混凝土路面结构（白加白）的方法还处于探索阶段。下面本文从设计的角度对白加白改造旧水泥砼路面的使用和设计要点进行探讨。

1.白加白改造旧水泥砼路面技术的优势

1.1碎石化技术

碎石化技术就是使混凝土路面就地再生，绿色环保无污染。将破碎后的碎块直接做为基层或底基层，节约了路基材料及运输成本，大大降低了工程费用，同时经过碎石化技术改造后的水泥混凝土不需清除也解决了丢弃水泥碎块垃圾的环保问题。

1.2白加白技术

当前在国内旧水泥混凝土路面改造中比较成熟的做法是对旧水泥混凝土路面碎石化处理后，直接在其上加铺厚度在12cm以上的沥青混凝土面层（白加白）。但沥青混凝土路面投资相对较大，对于我国农村公路改造建设来说，资金的来源存在很大的缺口。大部分以村镇政府为业主的农村公路资金来源由国家政策补助及财政自筹两种方式筹措，财政自筹资金往往难以保证。同时沥青路面存在寿命较短、后期养护成本较大等问题。

旧水泥路面碎石化加铺混凝土路面结构泥轮路面（白加白），具有造价低，路面结构强度高、施工要求较低、机具施工工艺流程简易，使用耐久性好等优点。因而相对于白加黑，白加白技术更适合农村公路旧混凝土路面改造。

2.白加白技术改造旧水泥砼路面技术的设计要点

2.1适用条件

作为一种有效环保的新技术，白加白改造旧水泥砼路面相对于挖除就有路面新建一条新的公路来说，具有非常多的优点。但是在适用这项技术做设计的方案时要注意适用的条件，不能盲目碎石化。

我国农村水泥混凝土路面的修筑，由于设计、施工以及资金短缺等原因，已不同程度地存在一些“硬伤”。很多农村公路的的平纵技术指标过低，甚至谈不上技术指标只是简单的对原有土路基进行了硬化处理。对于技术指标不能达到等级公路最低标准要求的农村公路不适合白加白改技术的应用。部分不满等级要求的路段要局部改造使其满足技术要求。不能把节省资金放在第一位，因为老百姓的出行安全大于一切。

目前我国对于农村公路的建设标准没有全国性的统一标准，各个省份的要求不统一。2012年《安徽省农村公路条例》就要求“县道按照一般不低于三级公路技术标准建设，乡道、村道按照不低于四级公路技术标准建设”。过去的地低标准导致非常严重的重复性建设问题，导致投资资金的巨大浪费。经常是不按照设计标准修建了混凝土路面，在使用两三年后又重复性建设。一般混凝土路面设计使用年限在20年以上，实际使用过程中经常是使用不到3年就出现大量的病害，又要进行重复性建设。同时为了降低造价很多农村公路不修筑路基，直接沿就混凝土路面“爬”。这样导致过去不满足规范要求的一些小半径急弯、小偏角、长陡坡等安全隐患继续存在。近年来因为农村公路转弯半径不够、长陡坡等原因而引发交通事故比比皆是。盲目碎石化的后果严重，并且是对社会资源的一种浪费。

2.2技术要点

（1）对于处理软土路基及弹簧土路基的前期处理。路基设计要重视路基的加固。软土路基及弹簧土路基必须在碎石化前处理，因为碎石化不能消除路基的病害问题。碎石化只是针对反射裂缝有效，路基的病害还是存在的。

（2）路基加宽部分新旧路基搭接处理措施。路基加宽时由于新旧路基的不均匀沉降，产生以纵向裂缝为代表的病害，从而对公路产生破坏。因此，应该加强公路路基加宽时处理措施，使沉降量降低，从而保证公路的质量。

拓宽原有路堤最常用最经济的方法是在原有路基坡面开挖台阶，现行公路设计规范规定：二级及二级以下公路路基拓宽原有路堤时，应在原有路基坡面开挖台阶，台阶宽度不应小于1.0m，当加宽拼接宽度小于0.75m时，可采取超宽填筑或翻挖原有路基等工程措施。高速公路、一级公路原有路基的拓宽改建当路堤高度超过3m时，可在新老路基间横向铺设土工格栅，以提高路基的整体性。笔者认为路基沉降量的产生是和路基的填土高度有关，不能因为公路等级而改变设计方案。随着农村公路交通量的增加和载重车辆的增多，相应的设计标准也要提高。设计标准较低是导致大量农村白加白改造旧路面失败的重要原因。

2.3工程实例

新建县东岗桥至义渡公路改建工程是新建县的一条农村通乡公路，本项目为三级公路设计速度30km/h，路基宽7.5m，路面宽6.5m，平曲线半径一般值65m，最大纵坡不大于8%。原道路线性较好，路面破损较为严重。老路面为6米宽混凝土路面，原路基宽为6.5m～7.0m。

（1）道路设计方案。根据外业调查，原水泥混凝土路面板板块松动明显，出现普遍的横向、纵向或斜向裂缝、错台等病害，据统计该路段60.24%的路面出现严重破损或中等以上的破坏， 96%的路面有轻度破损，路面整体损坏状况等级为差。旧水泥混凝土路面大面积破坏而丧失整体承载能力，并且通过局部的挖除，压浆等处理方式已不能恢复其使用功能。

经过反复论证计算，本设计对原路面采用白加白改造旧水泥砼路面技术方案。路面设计标准轴载为BZZ-100，路面面层为水泥混凝土，厚度22cm，面层设计弯拉强度不小于4.5Mpa，用C35混凝土试配；基层为18cm水泥稳定碎石，原路面碎石化以后做垫层，破碎压稳后面层顶面当量回弹模量均应不小于80Mpa。路基拓宽部分垫层用20cm未筛分碎石做垫层。

（2）路面结构计算。①基本参数。公路自然区划：区；公路等级：三级公路；公路安全等级：四级；设计基准期（年）：20；目标可靠度（%）：80；目标可靠指标：0.84；变异水平等级：中～高；标准轴载累计作用次数Ne： 805604.4；交通等级：中等；混凝土弯拉强度标准值（MPa）：4.5。②路面结构及参数。面层厚度（m）：0.22，面层弯拉弹性模量（MPa）：29000；基层厚度（m）：0.18，基层回弹模量（MPa）：1300；垫层厚度（m）：0.20，垫层回弹模量（MPa）：170；路基回弹模量（MPa）：35 应力折减系数Kr：0.87；疲劳应力系数Kf：2.170946；综合系数Kc：1.1；最大温度梯度Tg（℃/m）：88；温度应力系数Bx：0.65；可靠度系数：1.07；计算所得基层顶面当量回弹模量Et（MPa）：154.5509；计算所得混凝土面层的相对刚度半径r（m）：0.614865；荷载疲劳应力pr（MPa）：2.987167；温度疲劳应力tr（MPa）：0.7496385。③判断结果：r（pr+tr）=1.07（2.987167+0.7496385）=3.998382MPafr=4.5MPa，满足设计要求。

新建县东岗桥至义渡公路改建工程2011年5月交付使用，目前道路使用状况良好，未出现反射裂缝。实践证明，该技术的在满足一定的技术指标的条件下，把握好设计的技术要点，是可以取得良好经济效益和社会效益的。该技术充分利用旧路面废料、减少环境污染、工程费用较低。该方案技术上可行经济上合理，是农村公路改造旧水泥砼路面的理想方法。

参考文献：

韩冰，廖述清.“白加黑”路面罩面改造设计要点.公路与汽运.2012.