吳青成
(中鐵城際規劃建設有限公司, 福建 泉州 362000)
“白加黑”簡單說是指在舊水泥路面(白)上加鋪瀝青面層(黑),是一種經濟適用的舊路改造方式。
首先,瀝青路面可以減少行車所產生的噪聲,這也是為什么要“白加黑”的主要原因之一。噪聲的產生主要是由于車輪頻繁碾壓路面接縫所造成的。瀝青路面為柔性路面,在溫差應力作用下,可以適應一定的變形量,很少產生溫度裂縫,這就是平時在路上見到的瀝青路面為什么不像水泥路面一樣設置了密密麻麻、縱橫交錯的路面接縫的主要原因,也是瀝青路面可以減少噪聲的關鍵所在。相較之下,水泥路面為剛性路面,在反復溫差作用下,容易產生開裂。為此,水泥路面需按規范間隔增設路面接縫,而路面接縫的設置使得路面整體平整度受到影響,便產生了噪聲。尤其在車流量大、車速快的繁華市區,噪聲影響就相當明顯。
另外,“白加黑”改造方式與周邊環境的協調性強,且造價相對較優。與周邊環境的協調性主要體現在“白加黑”的施工工藝上,該改造方式僅需對舊路進行銑刨,施工過程中不會產生較大噪聲。對于位于鎮區內的道路改造項目,因擬改造舊路一般兩側房屋已經形成,受房屋與舊路高差限制,加鋪的瀝青層厚要求不能太厚,而“白加黑”改造方式一般加鋪厚度僅為20cm左右,可與兩側房屋做到較好的銜接。造價相對較優主要是因為該改造方式對舊水泥路面的處理相對簡易,無需對舊路面進行開挖或者打裂壓穩加鋪水穩調平層等,當然這也需要以舊路面能滿足相應設計指標要求為前提。
“白加黑”改造方式在國內各地區已有非常多的成功案例,且目前仍在發展中,當然,該方式在應用和發展過程中仍存在一些問題需要做進一步研究探討。
對于舊路改造項目,前期舊路調查資料的詳略及準確度對后期設計會產生很大影響。其重要性列舉本人負責的項目“惠安縣凈岞 線及鎮區道路改造工程-凈 岞 線”進行說明。項目位于鎮區,總長5.246公里,雙向六車道。設計擬進行瀝青化改造,建設標準為二級公路兼城市主干路,最終財政審核建安造價為1.79億元。在經過前期現場調查、路面彎沉檢測等工作后,決定采用“白加黑”的改造方式。當時設計時,舊路面結構層情況主要以舊路施工圖為依據。實際施工時,發現舊路第三板的路面結構層厚度與原設計嚴重不符,直接加鋪瀝青面層可能引起質量事故。事后,經過會議研究討論,決定采取挖除重建該板水泥路面方案,最終造成了重大變更。
分析該案例,造成重大變更的原因很大程度上歸因于設計單位未充分掌握舊路面狀況,而盲目輕信于原設計圖紙。由此可知,“白加黑”改造項目前期調查工作在設計中的重要性,在今后的設計當中應更加重視前期資料的收集、分析及整理。道路“白加黑”改造項目舊路狀況調查重點應包括現狀交通量大小、舊路面質量狀況、現狀市政管線情況等,并做好相關的地形圖修測、試驗檢測、地質勘探等工作。對于現狀交通量調查,可采取現場實測或向當地觀測站咨詢等方式。對于舊路面技術狀況,“分為優、良、中、次、差五個等級”[1],應重點調查現狀路面質量狀況,包括舊路面病害情況、舊路面結構層厚度以及舊路面彎拉強度等技術指標。可通過多種方式取得調查資料,其中,舊路面病害資料可主要通過現狀踏勘配合彎沉檢測取得,舊路結構層厚度以及舊路面彎拉強度等技術指標,可通過收集原施(竣)工圖并結合鉆芯取樣通過試驗取得。對于現狀市政管線情況調查,因其所涉及管線類型多,現場情況較難準確把握,因此,應采取多種渠道。首先應結合施(竣)工圖進行現場踏勘核對,并應主動向管線權屬單位進行咨詢,會同相關負責人進行現場摸查。若現狀管線錯綜復雜,則應進行必要的物探及CCTV檢測等工作。
道路“白加黑”改造項目要做好舊路狀況調查這項工作,必不可少的還要進行相應的地形圖修測、試驗檢測、地質勘探等工作。瀝青加鋪層設計應“調查舊路面狀況,分析路面損壞原因,對路面破損程度進行分段評價”[2]。地形圖是設計與計量的基礎資料,應保證其準確性。因隨著時間推移,地形地物會發生變化,對于早期的測量資料,應進行實時更新,做必要的修測,以保證測量數據準確可靠。需進行的試驗檢測工作,相對于道路專業來說,應主要包括舊路彎沉檢測、接縫傳荷能力檢測、舊路面結構層厚度及舊路面彎拉強度檢測等。相對于橋涵專業來說,應主要進行橋梁檢測。相對于市政管線專業來說,應主要包括物探、CCTV檢測等。另外,還應進行相應的地質勘探工作,原因是很多項目雖然路面承載力能滿足路面設計要求,但舊路基下常存在未經處理的軟弱下臥層或者開挖困難的石方等,這些情況對新增管道的溝槽開挖,以及埋設管道關系重大,且很大程度上影響了工程造價。因此,在設計前應探明設計范圍內地質情況,出具相應的地質報告,取得相應的土層技術參數等。
因剛性的水泥面層為抵消材料熱脹冷縮產生的溫度應力,需在面層上設置很多一定規則的橫縱接縫,這些接縫以及舊路面已存在的其他原因產生的裂縫,使得加鋪后的瀝青面層在舊水泥面層接縫或裂縫處產生反射裂縫的現象,而裂縫產生的多少,就決定了工程的成敗。因此,控制反射裂縫的發生一直是道路“白加黑”改造項目的關鍵性問題。“無論采用何種路面類型,均應對舊路面的病害進行修復處置”[3]。為更好的控制路面反射裂縫的產生,目前國內已有多種不同的處理方案,主要包括在水泥面層頂鋪設橡膠應力吸收層、鋪設土工織物以及增加柔性基層等。
“既有路面存在較多裂縫時,應采取減緩反射裂縫的措施”[4],具體采用何種方案來減少反射裂縫的產生,應根據各地區的技術水平、成功經驗等因素進行選擇。對于“惠安縣凈岞線及鎮區道路改造工程-凈岞線”,前期設計分別對各方案進行了綜合比較。首先,根據本地區的經驗,應力吸收層存在施工技術要求高、薄層瀝青在施工質量方面難以控制等問題,給建設單位管控帶來困難。經過幾個類似項目的調查研究發現,采用應力吸收層的效果不理想,且給工程帶來了較大的投資浪費。其次,在接縫處鋪設土工織物,如玻纖格柵等,也可以延緩路面反射裂縫的產生,但其鋪貼工藝要求高,機械碾壓后容易出現打折現象,且需特別注意成品保護。經比選分析后,“惠安縣凈岞 線及鎮區道路改造工程-凈岞線”最終選擇采用三層瀝青結構形式,從上到下分別為4cm厚細粒式改性瀝青混凝土、6cm厚中粒式改性瀝青混凝土、8cm厚ATB-25密級配瀝青穩定碎石,由ATB-25密級配瀝青穩定碎石作為基層。該方案不僅可以滿足瀝青面層厚度要求,使其具有相應的承載力。而且ATB-25密級配瀝青穩定碎石材料本身具有控制反射裂縫的功能,可不再增設應力吸收層等,施工時方便快捷。另外,該種“白加黑”瀝青路面結構層形式在當地其他項目的運用和實踐中也收到了良好的效果,最后也受到了各參建方的認可。
對于采用何種方式控制反射裂縫的產生,各個地區可能適合的做法都不大一致,但其重要性是一致的。因此,對于設計單位來說,從技術層面上講,道路“白加黑”改造項目中的反射裂縫處置都應當視為重點研究對象,否則新鋪瀝青面層上的一道道裂縫將會產生很大的不利影響。
目前,國家已經非常重視環保問題,并已采取了多方面的舉措來控制環境污染,就市政管線中的雨污混流、排污入河入海等現象均嚴厲遏制,對道路管線部分,特別是排水管道的規劃、設計及施工,也提出了嚴格的要求。因此,在新建或改造的道路項目中,特別是人口密集的鎮區,“城市工程管線宜地下敷設”[5],埋設地下管線已然成為剛性要求。市政管線具有種類繁多、交叉頻繁等特點,因其權屬部門多,對于設計單位來說,前期的溝通協調工作量大、難點多。特別對于改造項目,現狀地下管線往往錯綜復雜,早期無規劃、各自為政的情況比比皆是。管道改造設計的調查難度更大、協調工作量更多,且往往需要考慮臨時遷改、地基處理等問題,會增加很大一部分工程造價。對于道路改造項目中道路部分,目前國內已經有相當成熟的經驗,而市政管線改造部分,各個項目都有各自的特點,且都相當復雜。因此,市政管線的改造方案經常是設計項目的重要節點問題。
如“惠安縣凈岞線及鎮區道路改造工程-凈岞線”,經過現場調查及查閱相關資料,現狀道路底下埋設有給水管、污水管、通信管等,地上還有10KV的架空線路。現狀管線雜而無章、不成系統。此時就產生了現狀管線處置問題,若保留現狀管線,維持現狀,因現狀管線凌亂且不完整,瀝青層加鋪后再行開挖改造代價大。若廢棄現狀管線,結合路面改造一并進行統一布置,又存在臨時遷改、造價高昂等問題。因此,對于本項目的管線改造方案,項目組在收集資料、掌握現狀管線情況方面花費了大量的精力,投入了相當長的時間進行溝通協調,吸取了相關各部門的意見及建議,最后從技術、經濟等方面綜合考慮,確定了最終的管線改造方案。主要采取了保留與增設相結合的措施,對于現狀已成系統,且能滿足今后使用功能的污水管,予以保留。對于架空線路等影響今后市容市貌的管線,予以落地纜化。對于現狀布置雜亂的給水管、通信管等予以廢除重建。對于現狀缺少的雨水管等管線,予以增設。
總結以往改造項目的經驗,針對管線改造所面臨的問題,管網改造設計應當做好以下幾項工作。首先,應當收集相關的施(竣)工圖,掌握書面的管線資料。其次,應多次踏勘現場,核對已修測地形圖、竣工圖等資料與現場的符合性,盡可能詳盡的了解現場管線的布置位置、管徑、走向等。再者,應當向相關部門提出物探工作的必要性,爭取到物探報告,以取得管道井標高等更為詳細的基礎資料。另外,在完成管道初步設計方案后,應當建議建設單位組織管道協調會,召集各相關權屬部門核對現狀管道情況以及對管線的設計方案提出相應的意見及建議。最后,應當形成會議紀要或書面意見,盡可能讓各管線權屬部門確認最終管線方案,以免今后發生變更時產生責任問題。
道路“白加黑”改造工程是一種常見的改造項目類型,其難度及復雜性不管從設計還是施工等方面都比新建項目大。做好這類工程的設計工作,應當充分吸取以往同類項目的工程經驗,要求各專業人員具有一絲不茍的工作態度。同時,應當配置經驗豐富,且能統籌全局的設計項目負責人,從方方面面,細致的考慮并解決設計過程中可能出現的各種情況。且應當具備超前的意識,對一些不可預見的問題,在設計方面應當留有變更方案的余地。