浅议水泥路面“白改黑”“白加黑”施工技术

浅议水泥路面“白改黑”“白加黑”施工技术

陈国平

上海西部市政工程有限公司

摘要：水泥路面具有造价较低、刚度大、强度高、使用耐久和日常养护工作量小等优点，曾一度普遍推行。随着使用年限的增长，水泥路面的固有缺陷逐渐体现为病害暴露出来，混凝土板块脱空、接缝跳车、板块断裂错台日益明显，制约了行车速度、降低行车舒适性甚至危及交通安全，亟需改造处理，本文通过几个使用实践浅议应用“白改黑”“白加黑”技术，改善路面使用品质的案例。

关键词：泥混凝土路面；病害修复；加罩沥青混凝土

0引言

鉴于水泥混凝土路面具有承载力强、稳定性好、耐久性优良等优点，在我国广大地区得到广泛应用，特别在二十世纪八十年代曾因水毁损坏大量沥青路面，而水泥路面未全面损坏，因此各地公路部门全面推行水泥路面。上海也不例外，我公司承建的青浦工业园区市政配套设施三纵三横主干道及加密支路全部为水泥混凝土路面，是一个很典型的例子，也曾为社会的交通事业和经济发展做出了巨大贡献。

1、技术背景

近年来，随着国民经济与建设的迅猛发展，交通量快速增加，重载车辆和超载现象日趋严重，同时由于设计、材料、施工技术、施工管理和质量控制等方面存在的问题，以及自然灾害的损坏等原因，造成水泥混凝土路面在投入使用近20年后，就出现了较大损坏，从而严重影响了行车的速度、舒适性和安全性，亟需对损坏路面进行改造，以提高其使用性能。改造后既要确保道路舒适性，又要经济可行、符合环保并方便地养护。“白改黑”“白改黑”施工方案弥补了白色路面的缺陷，“白改黑”就是将水泥混凝土路面结构改变为沥青混凝土路面，是将原水泥混凝土路面改造为基层，在其上修建沥青混凝土面结构的一种施工技术。“白加黑”是在原水泥混凝土路面上家铺沥青面层的一种水泥混凝土结构。

2、原路面技术状况调查评价

对原有水泥混凝土路面状况全面调查和评价是选择施工技术方案的必要条件，其中调查的内容有旧路面损坏情况、接缝传荷能力、底板脱空状况、旧路面结构承载能力的适应程度等。调查的方法和标准按《城镇道路养护技术规范》（CJJ36-2006）、《公路养护工程质量评定标准》（DG/TJ08-2144-2014）、《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTGD40-2011）的规定进行。对旧路面的调查评定后，依据实测数据和收集的资料对原有水泥混凝土路面进行加固改造并修复处理。其中评价原有水泥混凝土路面结构强度是否满足该道路在使用期内累计标准轴载次数作用下需要的弯拉应力，一般可采取钻芯取样测定劈裂强度再换算出弯拉强度fr（fr=0.621fφ+2.64）然后与使用期内累计标准轴载次数和综合温度作用疲劳应力比较，如小于fr说明能满足强度要求，否则就需要加固或采取改变刚性路面为柔性（沥青路面）结构体系，常用的方法是将混凝土路面采用共振碎石法、多锤头碎石法、打裂破碎法、挖机破碎压实法等工艺使之成为沥青路面结构的某种碎石基层或底基层，然后在其上根据柔性路面结构使用期内累计标准轴载次数作用计算所得的沥青路面设计弯沉所所需要的路面厚度，这时改造后的原混凝土路面仅需要其发挥柔性路面中的基层、底基层的作用；当原路强度与设计需要强度相差不太多时。根据《公路水泥混凝土路面设计规范》也可以采用在原水泥混凝土路面上加铺沥青面层或水泥混凝土面层的补强方法，通过“有沥青上面层的混凝土板的应力分析，可以适度减少在设计条件下的弯拉应力值以满足强度要求，因此原混凝土路面，由于加铺沥青层的补强作用，减少了荷载和温度的组合应力，满足了承载力的要求，成为一种复合混凝土路面结构，虽然当时混凝土的承载能力满足了，但原混凝土路面已出现的的病害，如板底脱空、裂缝、错台仍会不断加重病害，以致降低承载能力，因此必须按水泥路面养护技术规范，进行各种养护和维修的技术处理。但这种方法对于重交通、重轴载的道路，较难避免混凝土路面接缝伸缩变形产生的沥青面层反射缝。

经查发现以下几种病害：龟裂翻浆、沉陷、断板、板块脱空、错台、角隅断裂、接缝碎裂、坑洞等。

的基层或者底基层。

3、“白改黑”对原水泥路面利用方案

原有水泥路面利用改造为沥青路面基层，随周围环境，施工设备条件的不同一般有如下几种工艺：

⑴挖掘机加破碎头压实法，这是最简单的混凝土板块破碎法，其设备简单，工艺简易，一般农村道路多采用此工艺，它比翻挖外运旧料利用率稍高，压实的密实度，其回弹模量较普通规则碎石差，可作为底基层使用。

⑵打裂压实法采用闸式破碎机或重型冲击压路机将板块打裂成较小尺寸的板块。减小板块受力，提高承载力，其缺点是无法避免发生裂缝的发生。且目前也无相应设备。

⑶多锤头破碎机采用一种很多落锤头冲击路面破碎的机械，其冲击能量大，对路基损害大，震动噪音大，对附近简易民居影响大。

⑷共振碎石化

采用一种具有高频低幅的破碎锤的机械，将水泥路面完全破碎，使水泥路面产生紧密啮合的碎石和斜向裂纹，破碎锤的力量不会对路基产生任何影响，保持原路基完好，且破碎力度能够通过电脑自动调整以保证碎石尺寸均匀，作为基层后强度高。对路基影响较小青浦工业园区是一个开发比较成熟的园区，周边企业林立，建筑物众多，上下班人流量大，在开放交通的情况下施工，以及对工程投资、质量、工期、环境保护以及社会影响等诸多方面的综合比较，考虑共振碎石化无法振到道路边，多锤头对周边环境影响大且价格也不经济，以及已完半幅施工的工程质量无法保证等原因，最后还是采用挖掘机加破碎头压实法。

4、“白加黑”对原路面病害处理的施工技术

有条件采用“白加黑”加铺沥青混凝土改造水泥路面时，为确保路面修复和改造效果，主要解决的关键问题是做好原水泥混凝土路面病害的处理工作，提高板间传荷能力，填充板底脱空，减缓反射裂缝出现；提高沥青面层抵抗反射裂缝的能力，增强加铺层的耐久性，满足车辆通行需要。

⑴对产生结构性破损的旧混凝土路面，挖除旧板浇筑新板。先围绕裂缝按一定长度和宽度用切割机切割成矩形，凿除损坏破损面及基层，对松软路基用低标号混凝土或水泥稳定碎石等进行换填，重新浇筑基层。基层要平整，且横坡坡度应与路拱横坡一致，新浇筑的水泥混凝土板缝与原路面板缝一致。混凝土板浇筑后要喷洒养护剂并保证一定的温度和湿度进行养生。对原水泥混凝土路面进行修补时，为保证板块间的整体受力和强度，在新、老路面板之间设置拉杆钢筋。将旧版破碎，运走，清扫基层。用C15混凝土修复松散基层（如有松软的素淤泥块，还应挖坑切槽，直到坚实基层）。基层表面要平整，要具有一定的横坡坡度，然后重新浇筑混凝土。连续换板应对应旧版块留出纵、横缝；新浇筑的水泥混凝土板抗弯拉强度不小于4.5～5.0Mpa，厚度与旧板块相同。

⑵脱空板块的压密注浆

除道路板块有明显损坏须翻建的，其余的板块均须弯沉值检测。以板块单点实测湾沉值Lr（单位为0.01mm）为控制指标，Lr﹤20时不作处理；20＜Lr≤40时作钻孔注浆处理；为安全计设计规定Lr﹥40时，采用换板处理，对路面调查结果要严格做好登记，并在图纸上标出，以便施工时及时查找，以便发生问题分析原因。目前我们多采用维交施工，即半幅施工半幅交通，翻交后另半幅施工前须对旧路面进行弯沉检测，与设计方案对比，若弯沉发生变化，不满足原设计要求应作加固调整。

在水泥砼脱空板中及四个板角上钻孔五个，需钻穿砼板。然后采用高强水泥砂浆高压灌注，注满为止。浆液配比（重量比）为：水泥：粉煤灰：水=1：0.7：0.8，添加0.5%的SN—Ⅱ早强减水剂。注浆压力应控制在1.5~2.0Mpa，当浆液不断从裂缝或接缝处冒出时即停止注浆。若地面冒浆而压力不能满足要求时，应停机堵孔后进行复注，以达到要4.1.4角隅断裂、接缝碎裂、坑洞处理角隅断裂、接缝碎裂、坑洞部分应围绕裂缝或坑洞按0.25～0.5m最小长度和宽度用切割机切割成矩形，破碎清除碎块，目测基层，若基层板整体性差，则下挖基层，直到有整体性好的基层。

⑶错台处理

当注浆和裂缝处理完毕后，须对混凝土板块的错台进行处理。轻度错台（6～10mm）可采用机器磨平或人工凿平；重度错台（＞10mm）时，可先进行凿平处理，再加铺调平层，或局部翻挖新建的方法进行处理。

⑷角隅断裂、接缝碎裂、坑洞部分应围绕裂缝或坑洞按0.25～0.5m最小长度和宽度用切割机切割成矩形，破碎清除碎块，目测基层，若基层板整体性差，则下挖基层，直到有整体性好的基层。板块表面起皮、露骨、剥落、麻面等不作特殊处理，将破碎松散骨料清扫干净后，采取相应沥青混合料进行调平；

⑤原有板块均需实施清缝，清缝应采用深度清缝，不可带水作业，切缝同时注意随时清扫，清缝后均应使用道路封缝料充填，并注意防止雨水和杂物下渗。

5、沥青混凝土面层加罩施工技术

⑴铺洒透层油前应用水清洗整洁而无尘埃，并经监理工程师同意方可喷洒。采用专业大吨位沥青路面喷洒机，喷洒的粘层油必须成均匀雾状，在路面全宽度内均匀分布成一薄层，不得有洒花漏空或成条状，也不得有堆积。喷洒不足的要补洒，喷洒过量处应予刮除。

⑵摊铺玻璃纤维隔栅，宽1.5m，铺设于水泥混凝土板块的纵向、横向接缝上，用射钉将隔栅固定于水泥混凝土板，射钉间距0.5m。铺设完成后用填缝料填封网格，用作应力消散层，满足施工需要。玻璃纤维土工格栅能有效地防止反射裂缝向面层扩散，沥青粘层油能加强沥青层与水泥混凝土层的粘结。喷热沥青、铺玻纤格栅、摊铺沥青混凝土面层等工序要紧凑连贯、一气呵成。施工时要针对工程实际施工长度，适当分段施工，一般每次可先喷油铺玻纤格栅300～400米左右，待施工完沥青砼后再进行下一个路段的施工。气温低于10℃时或路面潮湿时不得摊铺沥青混凝土。

⑶除摊铺普通沥青混凝土面层外，青浦还长采用一种水泥－乳化半柔性混合料的新型基层材料，它介于沥青混凝土与旧混凝土板块之间，能有效地防止反射裂缝向面层扩散（厚度≥13㎝），采用机械摊铺。在崧泽大道改建工程中曾得到广泛的应用，经五年通车运行，路面情况良好，但造价较高。

6、改建后的效果

青浦工业园区崧泽大道改建工程一标、胜利路中修工程、华青路中修工程通过“白改黑”“白加黑”改建后，经多年通车现运行状况良好，路面无反射裂缝出现，社会反响很好。其中崧泽大道改建工程一标荣获上海市“市政工程金奖”、“文明工地”，华青路中修工程荣获青浦区“市政工程金奖”、“文明工地”，胜利路中修工程获青浦区“市政工程金奖”及样板路段。改建后主要有以下几个方面的效果：

⑴美观、行车舒适、噪声小，对车胎面磨损小，同时也有利于提高车轮的抓地力，经“白改黑”后的道路，路面结构平整、排水性能好、不反光、有利于行车安全等；

⑵具有较强的耐热、耐寒性，在高温的情况下还会吸收热量，降低城市温度；

⑶后期便于维护，对交通的影响小；

⑷具有较强的防滑性，能缩短刹车制动距离，从而提高行车安全系数；

⑸道路资源得到综合利用，符合节能环保。

⑹吸附扬尘能力更强，交通标线与路面反差更为明显，同时也降低汽车等交通工具带来的噪音，使道路环境更加整洁靓丽。

综上所述，在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层技术不仅具有较高的技术可行性，有效地改善路面的行驶质量，充分利用旧水泥混凝土路面的剩余价值，节约资金，缩短施工工期，降低对交通、环境的影响，因此其经济效益和社会效益均十分显著。经对崧泽大道改建工程一标、胜利路中修工程、华青路中修工程，目前虽还存在一些细节问题，今后通过更合理的施工组织与严密的技术措施以及相关工艺、材料的不断改进，将使更完善“白改黑”“白加黑”工艺会更趋完善