淺談道路白改黑設計與施工

1 項目概況

某二級公路設計速度為40 km/h，路面設計軸載:BZZ-100。主車道路幅寬度14 m，老路為水泥混凝土路面。路面在交通荷載、氣候、水文等自然因素影響下，經(jīng)過多年運營，該路段出現(xiàn)了以下不同程度的病害:

1)裂縫、斜裂縫、角隅裂縫;

2)交叉裂縫和斷裂板;

3)沉陷、錯臺;

4)接縫張開、碎裂;

5)加鋪的瀝青面層破碎;

6)水泥路面磨損和露骨;

7)整板表面良好，板底脫空。

由于板塊磨損，行車舒適性差，已經(jīng)不能滿足正常的交通功能。結(jié)合該段交通量大小及道路施工工程，采用了“白改黑”的改造設計。

2 設計方案

采用瀝青混凝土作為路面面層，這種形式的路面結(jié)構(gòu)能吸取兩種材料的優(yōu)點:水泥混凝土提供的穩(wěn)定、堅實的基層;瀝青混凝土路面提供的摩擦系數(shù)較高、平整度好的面層，大大改善了路面的使用性能。

然而，復合式路面的關鍵是解決瀝青面層中出現(xiàn)的反射裂縫問題。由于水泥混凝土面板接縫的存在，在外力荷載作用下，接縫處相鄰板塊產(chǎn)生豎向位移差，會出現(xiàn)較大的切應力，受氣溫周期性變化的影響，產(chǎn)生的溫度應力是瀝青混凝土面層產(chǎn)生反射裂縫的原因。反射裂縫本身對面層的使用性能影響不大，但因其環(huán)境因素(雨水、氧化等)的負效應，常常使裂縫迅速擴散，從而縮短面層的使用壽命［1］。

為了減少反射裂縫的數(shù)量和延緩反射裂縫的發(fā)展速度，應控制反射裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，防范措施可分為改善瀝青的面層性能，選用合適的面層混合料組成，設置中間加筋層和增設補強層3類。

針對現(xiàn)場實際，我們參考了國內(nèi)外對老水泥路直接加鋪瀝青混凝土路面的研究成果，提出了在舊水泥路面上直接加鋪柔性基層和瀝青混凝土面層的設計方案。

在對老水泥板塊進行仔細調(diào)查，并逐板進行彎沉檢測的基礎上，結(jié)合其他單位路面改造設計的成功經(jīng)驗，在本段路面改造中，采用了4 cm AR-AC13C(橡膠瀝青)+6 cm AC-20(瀝青混凝土)+8 cm LSM-25(大粒徑瀝青碎石)+1 cm SAMI(應力吸收層)，總厚度為19 cm的路面結(jié)構(gòu)方案。

本設計方案采用了橡膠瀝青和SAMI應力吸收層等先進的材料和工藝。橡膠瀝青作為一種優(yōu)秀的改性瀝青，在國外被廣泛應用于水泥路面罩面和應力吸收層，對減少反射裂縫的數(shù)量和減緩反射縫的發(fā)展速度有理想的使用效果。目前這兩條路分別經(jīng)歷了2年的運營，改造效果非常不錯。

3 原水泥混凝土路面變成路基的施工方法與要點

3．1 壞板的處理要求與施工注意事項

1)對于壓爛、壓碎的板塊，必須將舊板徹底砸除，將混凝土石渣挖出外運，然后重新澆筑標號不低于原路面的水泥混凝土。

2)對于板塊裂縫處理:在裂縫兩側(cè)距離不小于15 cm的地方，鑿出7 cm深的槽，然后用φ16的耙釘每隔50 cm釘一道，清除碎塊后澆筑水泥混凝土振搗密實，抹平。

3)對于小于1/2板長(或板寬)角隅斷裂的板塊處理:在裂縫周圍大于30 cm的四周割出跟原板塊平行的矩形水泥板塊，視病害程度清除不小于15 cm的原基層材料，用C15混凝土澆至原基層頂面，待達到一定強度后澆筑水泥混凝土面層。

4)對于有深度裂縫交錯、板塊碎裂及大于1/2板長(或板寬)角隅斷裂的板塊處理:對于破碎板塊統(tǒng)一采用挖除原有破碎板塊，按原設計厚度重新澆筑水泥混凝土板塊。挖除原板塊后視基層破損程度，清除不小于15 cm的基礎，然后澆筑C15素混凝土至基層頂面標高，待素混凝土抗壓強度大于3 MPa后即可澆筑面層混凝土。

以上病害在施工時，首先注意不能使用大油錘，可以采用人工或者小型號油錘破碎的方法，破碎后更不要采用裝載機鏟裝，可以采用人工將碎石搬出，以嚴格避免施工撓動更深的底基層;其次注意破碎時不要損壞相鄰混凝土板，同時石渣土清除后還要清除坑底浮土，注意相鄰板的下面是否有空洞等。重新澆筑混凝土后，要嚴格按照規(guī)范要求進行振搗，趕光、拉毛、養(yǎng)護等施工，最后盡早切割好與相鄰板的伸縮縫，以防天氣炎熱造成混凝土板脹裂［2］。

3．2 接縫處理要求與施工注意事項

對于接縫張開處理:縱橫向裂縫張開寬度小于1 cm時，用聚氯乙烯等加熱施工式填料灌縫;縱橫向裂縫張開寬度1 cm＜w＜1．5 cm時，用聚氨酯類常溫施工式填料灌縫;縱橫向裂縫張開寬度w＞1．5 cm時，用瀝青砂進行填縫維修。

4 聚酯玻纖布鋪設于瀝青混凝土路面攤鋪

對水泥混凝土路面的病害處治結(jié)束后，即可進行熱瀝青噴灑、聚酯玻纖布鋪設以及瀝青混凝土路面的攤鋪施工。

4．1 熱瀝青噴灑及土工布鋪設

混凝土基層處理完畢并清掃干凈后，利用專門大噸位瀝青路面噴灑機將粘層油加熱至150℃ ～170℃后進行仔細噴灑，噴灑時一定要噴均勻，噴灑量控制在1．2 kg/m2左右。

在粘層油高溫狀態(tài)下利用專門設備鋪設聚酯玻纖布。玻纖布沿水泥板塊縱橫縫方向攤鋪，縱橫縫側(cè)向余寬各為50 cm。玻纖布在接頭應有搭接長度，縱橫縫搭接長為20 cm～30 cm。鋪時要求平整無褶皺，局部不到位時應該采用人工輔助處理，保證玻纖布與熱瀝青粘結(jié)密實。鋪設完畢后，采用專業(yè)設備澆灑橡膠瀝青應力吸收層。噴灑橡膠瀝青后應立即撒鋪碎石，然后用25 t以上的膠輪壓路機進行壓實。

4．2 瀝青混凝土面層的攤鋪

橡膠瀝青應力吸收層鋪設完成后，要馬上轉(zhuǎn)入瀝青混凝土面層的施工。面層攤鋪前要保證噴透層油前表面干干凈凈，無任何浮塵與污染，同時要經(jīng)過建設單位、監(jiān)理單位、設計單位、質(zhì)監(jiān)站等多家聯(lián)合驗收后才可進行瀝青面層的施工。

瀝青混合料由拌合廠運至施工現(xiàn)場的溫度應該在170℃左右，攤鋪后溫度在150℃左右。碎石調(diào)整攤鋪速度與供料速度的銜接，使攤鋪可以均勻連續(xù)，一般保持攤鋪機前有5輛～8輛運料車在等候。當溫度降到110℃左右時開始碾壓，碾壓順序分初壓、復壓、終壓，碾壓由邊向中、先靜后振。先用雙鋼輪壓路機初壓3遍，每次重疊30 cm，然后用輪胎壓路機復壓2遍，最后用雙鋼輪壓路機終壓2遍。碾壓過程中壓路機不得在新鋪的面層上轉(zhuǎn)向掉頭、快速啟動、制動和停機等候。

5 結(jié)語

瀝青混凝土路面表面平整無接縫、柔性好，能夠較好的滿足行車要求，可以提高車速，降低油耗，具有明顯的行車舒適性、耐磨性等優(yōu)點。

我國很多國省道原來都是采用水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，隨著使用年限的增加，已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的病害，嚴重影響了行車安全性與舒適性，隨著“白改黑”技術(shù)的完善與提高，其方便的施工方法和低廉的造價必將會使其愈來愈受到關注與廣泛接受。通過設計單位的合理設計以及施工單位的妥善組織與嚴密的技術(shù)措施，將有力地保證施工質(zhì)量與施工進度。

［1］吳英俊．用瀝青罩面改造舊水泥混凝土路面技術(shù)［J］．公路，2001(3):32-34．

［2］鐘 櫻．亭楓公路“白改黑”工程的施工工藝和質(zhì)量控制［J］．上海公路，2004(1):33-34．

［3］馬正英，東斌蘭．水泥路面白改黑施工技術(shù)探討［J］．山西建筑，2010，36(9):257-258．

［4］周長征．舊水泥混凝土路面加鋪瀝青面層施工工藝控制［J］．山西建筑，2010，36(17):250-251．