隧道路段白改黑路面维修设计与施工质量控制

G110北京昌平得胜口至延庆下营段公路属于山岭重丘高速公路，隧道段为水泥混凝土路面，其余路段为沥青混凝土路面，设计速度为60km/h。该段公路担负着北京西北方向的交通运输重任，是联络北京与外省的主要货运通道。

由于交通量大、重载车多，导致现有路面破损严重，尤其在山区段隧道路段的水泥混凝土路面，急需对其进行路面养护维修。为保证行车安全，恢复路面使用功能、提高路面承载能力、增强路面安全性和耐久性，本次对隧道路段进行水泥混凝土路面加铺沥青面层(“白改黑”)路面维修设计。

旧路现状

本项目水泥混凝土路面全宽10．5m，路面结构为32cm水泥混凝土面层(抗弯拉强度≥5MPa)，20cm贫混凝土基层(抗弯拉强度≥3MPa)。经过现场调查，目前水泥混凝土路面病害大部分为裂缝、边角脱落、破碎等，部分路段水泥板破碎严重。经分析破碎板是水泥混凝土路面板发生疲劳破坏引起的，主要是在车载作用下的强度破坏问题。考虑到该路面运营多年，局部路段可能存在沉陷等变形情况，在“白改黑”路面维修工程中应考虑采用适当的调平措施。

旧路维修方案

经过对常见水泥混凝土路面病害修复方法进行比较，结合北京地区的实践经验，综合考虑原路现状与交通情况，针对隧道内水泥混凝土路面病害的特点，采用以下路面修复设计方案。

局部病害处治

(1)挖除换板。对面板出现严重的纵、横、斜向裂缝及交叉裂缝，并且一块板被分割成三块以上时，采用挖除换板的方法处治。根据具体断板位置确定采用整块挖除或半块挖除。若板块破除后发现基层出现损坏，则应先对基层进行处理和恢复标高，再进行换板处理，采用C15水泥混凝土修补基层。

(2)板块局部维修(含角隅修补和板边修补)。当混凝土面板内仅板边局部严重剥落，或一个角破损，且破损板角的面积小于1/4块板的面积时，只进行板块的局部更换。混凝土板块的局部维修应按破损部位面积大小确定好平面切割的几何尺寸，并处理好与旧板块的连接，原有滑动传力杆如有缺陷应予以更换并在新老混凝土之间架设传力杆。在同一块板内不能有两块修补块。

(3)裂缝处治。裂缝维修根据损坏严重程度分别处治，当板内有裂缝且板内无错台时，则不需要换板，只进行裂缝维修或混凝土板加固处理即可。经处理后，断块间应满足弯沉(BZZ－100)不大于20(0．01mm)，弯沉差(BZZ－100)不大于6(0．01mm)的技术要求，否则应采取灌浆等技术措施进行再处理。如果混凝土板有错台时，则应进行换板处理。

①对贯穿全厚的3～15mm的中等裂缝采用条带罩面进行补缝:每隔50cm打一对钯钉孔，钯钉孔的大小应比钯钉直径大2～4mm，并在二钯钉孔之间打一条与钯钉孔直径相同的钯钉槽;钯钉宜采用Ф14的螺纹钢筋，使用前应予以除锈;钯钉长度不小于20cm，弯钩长度7cm;钯钉孔必须灌满填缝料，钯钉方可插入钯钉孔内安装。

②对宽度大于15mm的严重裂缝采用全深度补块处理:在板厚1/2处设置拉杆，横向施工缝处拉杆直径为Ф30mm，长度45cm，嵌入相邻保留板内22．5cm;纵向接缝处拉杆采用Φ14螺纹钢筋，长70cm，35cm嵌入相邻车道板内。拉杆孔直径比拉杆直径大2～4mm。

面层加铺方案

将原水泥混凝土路面按照水泥混凝土路面维修处治方案局部维修后，然后清理干净表面杂土，再整体加铺4cmSMA－13沥青玛蹄脂碎石混合料(改性沥青)+6cmAC－20C中粒式沥青混凝土(改性沥青)，为延缓加铺沥青面层反射裂缝的产生，并考虑到路面防水作用，在新铺沥青面层与旧水泥路面之间设置改性沥青封层。改性沥青碎石封层与水泥混凝土面层、新铺上、下面层之间设置改性沥青乳化沥青粘结层。

加铺路面与旧沥青混凝土路面纵向衔接

为使水泥混凝土路面加铺沥青混合料后道路纵断面线形的平顺，保证行车安全，在隧道进、出口位置分别设置20m过渡段，在距离隧道进、出口位置6m至16m区域内，对旧沥青混凝土路面全断面上面层4cmSMA－13沥青玛蹄脂碎石混合料进行铣刨处理;在距离隧道进、出口位置16～20m区域内，对旧沥青混凝土路面全断面4cmSMA－13沥青玛蹄脂碎石混合料+6cmAC－20C中粒式沥青混凝土(改性沥青)进行铣刨处理。对铣刨处理后的段落，分别与水泥混凝土路面加铺层同时摊铺SMA－13沥青玛蹄脂碎石混合料和AC－20C中粒式沥青混凝土(改性沥青)。

排水工程设计

山区段隧道“白改黑”路面维修工程在原有水泥混凝土路面上进行维修加铺设计，加铺沥青层路段纵断面标高比原来纵断面设计标高高10cm。因此，为保证两侧排水沟正常发挥排水作用，在养护大修过程中将排水沟盖板全部移除，对排水沟进行清淤后，在排水沟两侧侧壁上浇筑10cmC25混凝土加高，然后再吊装盖板。吊装盖板时，对已经破坏的盖板进行更换。

施工质量控制

除按有关现行《公路水泥混凝土路面施工技术细则》(JTG/TF30－2014)、《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073．1－2001)进行施工外，尚应注意以下几点:

(1)面板挖除时，应用混凝土切割机把挖除的面板部分与保留部分切割分离，确保保留部分不受损伤。切割后，挖除角隅应用人工挖除;整块或半块换板挖除可采用液压镐挖除，应注意对相邻板的影响，在进行凿除作业前，应根据设计和实际情况在现场确认修复位置和范围，当破损混凝土凿掉后，还需进行创面的清理。对老混凝土的创面，就将其上的松石和细料清理干净，用高压空气或高压水进行清洗，如果有锯缝，应将其凿毛，在使用风镐作业时，应注意不损伤留下部分的混凝土块。

(2)铺筑新面板时应设置拉力杆和传力杆。设置拉杆时应使用冲击钻在旧板块上钻孔、清理干净后，用固筋胶或环氧树脂进行固定。新筑板块与旧板块间设置的传力杆应固定在旧板块上，新筑板块部分自由滑动，具体施工要点为:用冲击钻在旧板块上钻孔、清理干净后，用固筋胶或环氧树脂进行固定传力杆，且新筑板块部分及接口处涂沥青。

(3)如发现原基层已破损的应挖除，新的基层应用C15混凝土更换。混凝土板块采用小型机具铺筑，摊铺前应对模板的位置和支撑稳固情况、传力杆、拉杆的设置进行全面检查。

(4)面层水泥混凝土可加入膨胀剂和减水剂以达到减少收缩、早强尽早开放交通的目的。施工前应做配合比试验后确定选用配比。用插入式振捣器进行振捣，振动梁刮平提浆，人工抹平，按原路面纹理对混凝土表面进行处理。对于连续换板的路段，也可采用三辊轴摊铺机进行施工。

(5)板角修补时应按破损面大小确定切割范围，凿除破损部分时应凿成规则的垂直面，对原有钢筋不应切断，如果钢筋难以全部保留，至少也应保留20～30cm长的钢筋头，且应长短交错。原有滑动传力杆如有缺陷应予以更换并在新老混凝土之间加设传力杆，传力杆间距控制在30cm。

(6)现浇混凝土与老混凝土面板间的接缝应切出宽3mm深4mm的接缝槽，并灌入填缝材料。

(7)修补混凝土达到强度后方可开放交通。

结论

通过对山区隧道路段路面进行“白改黑”设计，设计方案采用将原水泥混凝土路面按照水泥混凝土路面维修处治方案局部维修后，再整体加铺4cmSMA－13沥青玛蹄脂碎石混合料(改性沥青)+6cmAC－20C中粒式沥青混凝土(改性沥青)。

在实际施工中应注意在面板挖除时用混凝土切割机把挖除的面板部分与保留部分切割分离，确保保留部分不受损伤。铺筑新面板时应设置拉力杆和传力杆。如发现原基层已破损的应挖除，新的基层应用C15混凝土更换。面层水泥混凝土可加入膨胀剂和减水剂以达到减少收缩、早强尽早开放交通的目的。

通过本次设计，为隧道路段“白改黑”路面维修与施工质量控制提供指导依据。