淺淡白加黑路面在實(shí)踐過程中的應(yīng)用

摘要：文章針對白加黑路面的特點(diǎn)進(jìn)行了分析和研究，闡明了白加黑路面的處置方法和原理，提出了白加黑技術(shù)成功實(shí)施的關(guān)鍵要點(diǎn)和注意事項(xiàng)。通過研究此技術(shù)，以期獲得經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、方便且可靠的舊路改造、提高等級的修筑方法。

關(guān)鍵詞：白加黑路面；反射裂縫；界面剪力；溫度應(yīng)力；防水卷材

中圖分類號：U416 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）21-0065-03

1 概述

改革開放初期，因?yàn)r青混凝土技術(shù)還不夠成熟和工程造價較高的原因，我國修建了大量的水泥混凝土路面。隨著改革開放的深入，人們對交通出行的快捷舒適提出了更高的要求，高等級的瀝青混凝土路面已得到廣泛的應(yīng)用。一個問題也越來越突出地擺在我們面前，即如何采用成熟的瀝青混凝土技術(shù)改造原來大量修筑的水泥混凝土路面，也就是我們通常所說的白加黑路面或白改黑路面。

許多地方對白加黑路面的特點(diǎn)并未做深究，通常只是在白色路面上簡單地加鋪一層或兩層瀝青混合料，其結(jié)果是這種路面未使用多久即出現(xiàn)了開裂、推移及沉陷等多種嚴(yán)重病害，不僅未能有效地改善行車條件，反倒浪費(fèi)了寶貴的投資。

一段時間過后，人們逐步認(rèn)識了白加黑路面要解決反射裂縫問題。一種頗為流行的方法是將原來的水泥路面板體打碎以消散板縫處可能出現(xiàn)的應(yīng)力集中對新加鋪的瀝青路面的破壞。于是，我們經(jīng)常可以看到挖掘機(jī)安裝上振動破碎頭忙碌地在水泥路面上作業(yè)，許多完好的水泥板塊也被完全震碎了。一個新的問題出現(xiàn)了，就地破碎的水泥路面并非級配均勻且安定的道路基層，在其上直接鋪筑瀝青路面是不能成功的。若將這些破碎路面拉走棄掉的話，不僅要花費(fèi)大量的運(yùn)輸成本，而且還對環(huán)境造成不良影響。于是很多地方在破碎的路面上重新鋪筑水泥穩(wěn)定基層，然后再鋪筑至少兩層瀝青混凝土路面，這個結(jié)果不僅花費(fèi)很大，還將原路面標(biāo)高提高了許多，引起了排水、安全設(shè)施重置等一系列的問題。

為尋找經(jīng)濟(jì)可靠的白加黑改造之路，我們有必要對白加黑路面進(jìn)行深入的研究。

2 白加黑路面破壞的主要原因分析

白加黑路面破壞的主要原因和白色路面的特點(diǎn)有關(guān)。白色路面也稱之為剛性路面，其混凝土材料有隨溫度升高或降低伸長或縮短的特性，若我們限制它隨溫度的伸長或縮短，其內(nèi)部就要產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，我們稱之為溫度應(yīng)力。這個應(yīng)力引起的伸長或縮短的力量通常是很大的，足以破壞一切阻礙其變形的任何物體。如果細(xì)心觀察，在夏季高溫時節(jié)，我們不難發(fā)現(xiàn)有些修筑不佳的水泥路面在局部被擠壓，會出現(xiàn)凸出隆起。修筑白色路面時按一定間隔設(shè)置脹縫和縮縫就是為了給水泥路面在溫度變化時的伸縮留出余地。在水泥板縫之間通常填充可變形的防水材料，防止雨水通過板縫進(jìn)入路面的下面引起病害。水泥板在受力上被視為支撐在連續(xù)的半空間無限體上，水泥板的厚度按彈性層狀理論和車輛荷載計算得出。

然而，由于填筑路基所經(jīng)過的路段的地基通常有一定的差異，填筑材料和施工也不可能均勻一致，在道路運(yùn)行一段時間后，路基通常會發(fā)生不均勻沉降，這就有可能引發(fā)兩個問題：一是水泥板的支撐受力狀態(tài)發(fā)生改變，由原來的連續(xù)均勻支撐改變?yōu)楹喼Щ驊冶壑危瑖?yán)重時會導(dǎo)致水泥板的斷裂；二是原水泥板縫的狀態(tài)可能發(fā)生了改變，這就給水提供了可乘之機(jī)，地表水通過變寬了的板縫或裂縫進(jìn)入到了水泥板的下面。在車輛荷載的作用下，這部分水變得流動且附有壓力，當(dāng)車輛通過時，水泥板受壓彎曲，擠壓板下的水通過板縫向外噴出，同時帶走板下細(xì)小的沙石材料，當(dāng)車輛荷載離開該板時，水泥板彈性恢復(fù)原狀，又吸入更多的水進(jìn)入板下，周而復(fù)始，水泥板下被掏空，水泥板斷裂，道路路面破壞。這是

白色路面破壞理論上的主要原因。

由此我們可以很容易理解在白色路面上進(jìn)行簡單加蓋瀝青路面不容易成功的原因。水泥板縫在溫度和荷載作用下不停地變形，對于在其上鋪筑的瀝青路面來說這是一種集中的應(yīng)變，當(dāng)該應(yīng)變較大時，瀝青路面在該位置很容易出現(xiàn)疲勞裂縫。裂縫出現(xiàn)后，水進(jìn)入裂縫，前面所述的掏空現(xiàn)象并不因你加蓋了瀝青路面而避免，所不同的僅僅是瀝青路面加原來的水泥路面比原來厚了一點(diǎn)而已。

3 白加黑路面的關(guān)鍵技術(shù)和原理

根據(jù)以上的分析，修筑白加黑路面應(yīng)著重解決三個方面的問題：（1）采用合適的板縫處置方式防止地表水進(jìn)入板縫中；（2）采用合適的路面鋪裝材料阻止或延緩反射裂縫的發(fā)生；（3）注重界面防水粘結(jié)層性能，防止剪切滑移破壞。

3.1 關(guān)于板縫的處置

關(guān)于板縫的處置目前有許多方法，例如采用聚硫橡膠或聚胺脂之類的高彈性填縫材料在刷黑加蓋之前對破損板縫進(jìn)行灌填處理，寄希望于填縫材料的可變形能力使板縫變形時仍能防住水。這種方法處置板縫有很好的針對性，缺點(diǎn)是施工較為麻煩，材料也比較昂貴。

筆者推薦采用防水卷材的方式對板縫進(jìn)行處置。防水卷材由土工織物和瀝青在工廠浸壓成型，其卷材胎基由多層土工織物構(gòu)成，有很強(qiáng)的抗拉和變形能力，其瀝青多經(jīng)過改性處理，有很強(qiáng)的粘附能力和耐高溫性能，其瀝青含量高達(dá)每平方米3～4千克。卷材出廠寬度一般為1米，將其裁剪成3條在施工現(xiàn)場用熱熔的方式將板縫完全粘貼覆蓋。特制防水卷材處理板縫的原理在于：卷材的胎基被瀝青完全浸潤，卷材下有較大量的高粘瀝青封住了水進(jìn)入板縫的通路，高強(qiáng)且有一定厚度的胎基可防止石料刺穿卷材。另外重要的是，卷材具有一定厚度，可吸收板縫處的集中變形，延緩瀝青混合料的開裂。即使后期瀝青路面開裂了，但卷材依舊在板縫處存在，防止水進(jìn)入板縫產(chǎn)生掏空作用。

卷材方法對集中應(yīng)變的吸收和消散作用筆者2003年曾專門做過對比性試驗(yàn)。試驗(yàn)的結(jié)果表明，有卷材的鋪裝層比沒有卷材的鋪裝層疲勞次數(shù)增加了一倍以上。

3.2 關(guān)于應(yīng)力消散層的設(shè)置

對于白加黑路面考慮應(yīng)力消散或曰吸收肯定是必要的。在如何消散吸收板縫處產(chǎn)生的集中應(yīng)變方式上有兩種不同的觀點(diǎn)：一種是采用更柔韌的膠結(jié)材料配制特殊的瀝青混合料，使其具有更好地變形能力來適應(yīng)較大的集中變形；另一種觀點(diǎn)是將鋪裝下層做的厚一點(diǎn)，孔隙率大一點(diǎn)，以空隙阻斷應(yīng)變的傳遞，消散集中應(yīng)變產(chǎn)生的能量。第一種方式常見一些，另一種方式相對少見一些，但目前我們還未見對比性的相關(guān)研究報告。出于對鋪裝結(jié)構(gòu)水穩(wěn)定性的考慮，筆

者傾向于采用第一種方法吸收消散應(yīng)變能。

另外值得注意的是適當(dāng)增加鋪裝層的總體厚度對白加黑路面的使用壽命有很大幫助。國外有研究表明，當(dāng)鋪裝層厚度減薄到一定值時，其反射裂縫通常以一個月一厘米的速度在鋪裝層內(nèi)發(fā)生，當(dāng)厚度達(dá)到一定值時，反射裂縫是以一年一厘米的速度發(fā)生，可見適當(dāng)提高厚度的重要性。當(dāng)然，這個厚度的一定值和板縫的變形大小、荷載的大小及溫差的變化大小都有關(guān)系，并非一成不變。一般來說，白加黑路面的鋪裝厚度不宜小于8厘米。同時增加厚度對減小界面剪力也是十分有幫助的。

3.3 界面防水粘結(jié)層的設(shè)置

若板縫已適當(dāng)處置，防水粘結(jié)層設(shè)置的首要目的是保證鋪裝層與水泥板塊的有效粘結(jié)，防止鋪裝層產(chǎn)生水平向的滑動位移。許多地方原來并未意識到這樣做的重要性，只撒布乳化瀝青或改性乳化瀝青作為粘結(jié)層。當(dāng)鋪裝層較薄、水平剪力較大時，鋪裝層會產(chǎn)生水平向的滑移，導(dǎo)致鋪裝層擁包和開裂。特別是當(dāng)被鋪筑水泥路面表面有灰塵和表面比較光滑的時候，其界面抗剪能力更加薄弱。因此做好被灑布水泥路面的除塵清潔、采用巖瀝青改性或橡膠瀝青改性提高粘結(jié)材料對混凝土的粘結(jié)能力，同時撒布一些碎石防止施工設(shè)備對粘結(jié)層的破壞通常會有比較好的效果。

綜上所述，筆者認(rèn)為，白加黑路面的結(jié)構(gòu)設(shè)置應(yīng)根據(jù)道路的實(shí)際現(xiàn)狀和使用需求綜合考慮。一般來說，合理處置板縫、適當(dāng)增加厚度、選用適當(dāng)?shù)臑r青混凝土和界面粘結(jié)層是做好白加黑路面的

關(guān)鍵。

4 結(jié)語

白加黑路面是一種修復(fù)舊路、提高等級的好方法。白加黑路面具有節(jié)約資源、減少環(huán)境破壞、縮短改建道路的工期、對公共交通的影響小、提高道路通行能力的效果顯著等一系列優(yōu)點(diǎn)，只要了解了白加黑路面的原理，因地制宜地采取適當(dāng)?shù)拇胧诤线m的時機(jī)進(jìn)行白加黑改造完全可以取得很好的效果。

作者簡介：鄭劍鋒（1976-），男，湖北宜昌人，宜昌市交通規(guī)劃勘察設(shè)計研究院工程師，研究方向：公路與橋梁。

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