公路白改黑改造施工技术分析

公路 白改黑改造施工技术分析

彭湃

湖南省第六工程有限公司   湖南 长沙   410000

摘要：基于我国不少早期修建的水泥混凝土公路面临的严重破坏问题，必须做好相关提质改造工作。目前，基于“合理利用、环保高效”的理念下，白改黑改造施工成为一种常用手段，本文首先针对“白改黑”技术进行了简要介绍，其后围绕湘潭全域旅游干线公路（G320国道）提质改造工程详细分析了公路白改黑改造施工技术的应用情况，以期可供参考。

关键词：公路；白改黑；提质改造；碎石化；沥青面层

1 引言

基于当前城镇化的快速发展，交通运输压力不断增大，不少前期铺设的旧路由于车辆运行和养护不善，引发诸多路面破坏问题，直接威胁车辆行驶安全。为美化城市、提升区域交通通行能力，白改黑改造施工技术逐渐推广开来，其可有效提高公路整体质量、延长公路使用寿命，进一步保障行车安全性与舒适度，本文主要围绕此技术的应用展开详细分析。

2 “白改黑”技术概述

“白改黑”是路面工程维修改造中一种常用技术，，顾名思义主要是将原本的白色路面（水泥混凝土）改造成黑色路面（沥青混凝土），提高路面结构环保性、防尘性、降噪性以及舒适性。白改黑改造施工技术的应用需关注以下几个方面的问题：

（1）“白改黑”改造施工前，需对公路情况进行调查，包括公路所处区域地理位置和气候条件、公路等级、路基路面设计标准交通量及交通荷载等；对改造路段的水泥混凝土路面进行灾害调查，收集公路裂缝情况及路基变形情况，综合评定路面状况为改造提供可靠的技术资料。路面技术检测一般包含人工检测、自动化检测以及半自动化检测等手段，通常根据公路具体状况选用经济合理的检测技术。

（2）“白改黑”改造施工一般有两种技术方案，包括旧路维修加铺技术和碎石化改造技术。①旧路维修加铺技术：水泥混凝土路面维修加铺技术主要适用于公路路面破坏程度较低的情况，旧水泥混凝土路面仅存在少量的破碎和裂缝，在保留旧水泥混凝土路面的基础上铺装沥青混凝土路面，以改善公路性能。②碎石化改造技术：“白改黑”碎石技术改造是将原旧水泥混凝土路面进行破碎处理，随后加铺沥青路面结构。碎石化技术一般采用碎石机械进行水泥混凝土路面破碎，将原来刚性的水泥混凝土板破碎形成新的结构层。上述两种技术方案中，旧路维修加铺技术可以充分利用旧水泥混凝土公路的强度，形成复合式公路结构，但是由于沥青面层与水泥混凝土板之间的结合面胶结问题，在使用过程中易出现反射裂缝，影响公路使用。碎石化改造技术可以彻底解决反射裂缝的问题，该技术施工较为快捷、简单，施工时噪音较小，施工后可形成良好的嵌锁结构，改善路基性能，但是该技术后期加铺的公路基层较厚，路面标高会有一定的抬高，需要综合考虑公路标高设计。

3 湘潭全域旅游干线公路（G320国道）提质改造工程情况

3.1工程概况

拟建项目呈东西走向，湘潭全域旅游干线公路（G320 国道）提质改造工程桩号为K1194+500~K1202+087，合计 7.587km，技术等级为二级，路基宽 11.0m，路面宽 11m，现为水泥混凝土路面，路线经过姜畲镇，沿线有 2 座桥梁。

本工程为G320国道提质改造工程，共分两段，项目桩号范围： K1194+500~K1202+087 ,设计行车速度 60km/h，路基宽度11.0m，路面宽 11.0m，具体断面划分为：1.75m 硬路肩+2×3.75m 行车道+1.75m 硬路肩， 局部路段设置 0.5m 宽土路肩；行车道路拱横坡为 2%。

3.2公路白改黑改造施工方案

3.2.1下穿铁路桥路段路面结构方案

K1194+790~K1194+840段下穿铁路桥，原现有限高4.5m，宜按新规范调整为限高5.0m。挖除152cm的原路面结构后再进行重铺。路面结构层拟采用以下型式（路面结构层一）：上面层：4cm细粒式密级配SBS改性沥青混凝土（AC-13C）；粘层：不计厚度，喷洒型改性乳化沥青（PCR）；中面层：5cm中粒式密级配SBS改性沥青混凝土（AC-20C）；粘层：不计厚度，喷洒型改性乳化沥青（PCR）；下面层：7cm粗粒式密级配70号重交沥青混凝土（AC-25C）；封层：1cm同步沥青碎石封层；透层：高渗透乳化沥青；上基层：20cm水泥稳定碎石（水泥剂量5%）；结合层不计厚度，喷洒水泥浆；下基层：20cm水泥稳定碎石（水泥剂量5%）；结合层不计厚度，喷洒水泥浆；底基层：20cm水泥稳定碎石（水泥剂量4%）；垫层：25cm厚级配碎石。

3.2.2镇区路段路面结构方案（复合式路面）

K1196+730-K1198+350姜畲镇镇区段拟采用以下型式（路面结构层二）：上面层：4cm细粒式密级配SBS改性沥青混凝土（AC-13C）；粘层：不计厚度，喷洒型改性乳化沥青（PCR）；中面层：5cm中粒式密级配SBS改性沥青混凝土（AC-20C）；粘层：不计厚度，喷洒型改性乳化沥青（PCR）；下面层：7cm粗粒式密级配70号重交沥青混凝土（AC-25C）；应力吸收层：1cm沥青同步碎石应力吸收层；基层：20cm厚C35连续配筋砼复合路面；结合层SBS防水沥青油毡；底基层：24cm厚既有水泥砼路面（经病害处治和接缝处理）。

对裂缝和破碎板病害的处理，可根据其损坏程度不同而作不同的处理：（1）对于无沉降、错缝、破碎，仅出现轻微裂缝的砼面板采用灌缝处治方法，对无换除板的纵缝和横缝采用清灌缝处治方法。（2）对于裂缝处有严重剥落板被分割成3块以上及有错台或是断裂块已开始活动的情况，采取整板更换方法。（3）对于唧泥问题，采取板下封堵灌浆方法。

3.2.3一般路段路面结构方案

一般路段拟采用以下型式（路面结构层三）：上面层：4cm细粒式密级配SBS改性沥青混凝土（AC-13C）；粘层：不计厚度，喷洒型改性乳化沥青（PCR）；中面层：5cm中粒式密级配SBS改性沥青混凝土（AC-20C）；粘层：不计厚度，喷洒型改性乳化沥青（PCR）；下面层：7cm粗粒式密级配70号重交沥青混凝土（AC-25C）；封层：1cm同步沥青碎石封层；透层：高渗透乳化沥青；上基层：18cm水泥稳定碎石（水泥剂量5%）；结合层不计厚度，喷洒水泥浆；下基层：18cm水泥稳定碎石（水泥剂量5%）；调平层级配碎石（不计厚度）；底基层：24cm厚既有砼路面（第一层砼路面碎石化处理）。

4 公路白改黑改造施工技术的应用要点

4.1总体施工顺序

根据拟建现状公路、本工程工程量、工期及施工工艺，编制本工程总体施工顺序。主要施工流程：复测控制桩→交通组织维护施工→原水泥混凝土路面破除、病害处理、碎石化施工→圆管涵施工→防护工程和排水施工→水稳层施工→沥青混凝土施工→交通工程、园林绿化施工→交工验收。半幅交通施工组织如下图1所示。

图1 半幅交通施工示意图

4.2施工技术应用要点

4.2.1原混凝土路面处理

（1）原水泥混凝土路面破除

采用XE-230挖机加装破碎头进行作业，施工中首先采用液压破碎头将混凝土层破碎，再用XE210挖掘机装渣，20T自卸汽车运至弃渣场堆放。边界部分混凝土采用人工风镐配合机械破碎锤开挖的方式施工，为防止机械破碎锤对边界外的路面产生破坏,开挖时预留20cm距离，采用人工风镐进行施工，使用G10型手持式风镐施工。

（2）原混凝土路面碎石化

为减少旧水泥砼面板的反射裂缝，本项目部分路段使用碎石化技术。碎石化后旧路面顶面弯沉值应不大于 110（mm）。本次碎石化专用机械设备使用多锤头破碎（MHB）,通过重锤下落或下落及震动的冲击动能，使水泥砼板块破碎形成 7.5~37.5cm 尺寸的嵌锁结构。浇筑面层前必须实行交通管制，采用半幅封闭施工或分段封闭施工。

（3）原混凝土路面换板、病害处治、连续配筋混凝土复合路面

①砼路面换板。镇区段路面改造在既有水泥砼路面上加铺结构层，根据现场调查情况，多数面层出现裂缝，极少数路面已破碎，在进行路面加铺前需对出现病害的水泥砼路面进行处治。对于已破碎的砼板采用 C35 砼进行换除，。换板采用：面层 30cm 厚 C35 设计弯拉强度 5.0MPa 的水泥砼。

②病害处治。对于无沉降、错缝、破碎，仅出现轻微裂缝的砼面板采用裂缝处治，对无换除板的纵缝和横缝采用清灌缝进行处治。接缝包含缩缝、胀缝、施工缝（均为横缝）及纵缝等；裂缝为水泥砼板块中的不规则缝。

③连续配筋混凝土复合路面。钢筋加工在钢筋加工厂集中加工，水泥砼运输采用混凝土罐车，模板采用槽钢侧放使用，内外用钢钎固定。混凝土完成浇筑后通过进一步精细修整，使其更加致密、平整和美观。混凝土表面修整完毕后做好养生工作。

4.2.2路面水泥稳定碎石（底基层）基层

本路段K1198+000-K1199+000主路路面结构形式分为二种，沥青砼摊铺作业前，基层施工分别为：镇区段350m路段为对原有路面进行病害处治后加设20cm 厚 C35 连续配筋砼复合路面，650m一般路段为上基层：18cm 水泥稳定碎石（水泥剂量 5%）；下基层：18cm 水泥稳定碎石（水泥剂量 5%）；底基层：24cm 厚既有砼路面（第一层砼路面碎石化处理）；水泥稳定碎石底基层、下基层、上基层之间喷洒水泥浆作为结合层。主路基层级配碎石采用推土机配合平地机铺筑，基层水泥稳定碎石采全部采用摊铺机摊铺，以取得好的路面平整度。

4.2.3沥青混凝土路面面层

本标段路面面层主路为上面层：4cm 细粒式密级配 SBS 改性沥青混凝土（AC-13C）；中面层： 5cm 中粒式密级配 SBS 改性沥青混凝土 （AC-20C）；下面层： 7cm 粗粒式密级配 70 号重交沥青混凝土 （AC-25C）。主路采用摊铺机联合半幅摊铺。

（1）沥青混合料从有资质并经甲方及质量监督站认可的厂家采购，用自卸车运至现场。

（2）沥青混合料路面开工前，在监理工程师批准的路段上，不同沥青混合料各铺筑200m 的试验路段，获得相关施工参数。

（3）主路摊铺机按试验段确定的虚铺厚度组装就位，摊铺速度2～3m/min，摊铺5～10m后，以细线横向检查摊铺厚度，横坡调整无误时继续摊铺；摊铺50～100m 时，由质检员测出铺料的温度后，决定上压路机碾压。沥青混凝土摊铺施工工艺流程见图2。

图2 沥青混凝土摊铺施工工艺流程

（4）碾压分初压、复压和终压。①初压采用胶轮压路机和双钢轮压路机静压1 遍，初压温度140℃（至少130℃），碾压速度35～50m/min；②复压采用振动压路机振动碾压2 遍，碾压温度至少120℃，碾压速度40～60m/min；③终压采用压路机静压1～2 遍，消除轮迹，碾压终了温度至少70℃，碾压速度40～65m/min。

（5）路面摊铺前先进行接缝设计，在主辅路隔离带开口、平交路口及主路渐变段位置，提前标出接缝位置，由于本工程项目采用半幅施工，不能避免纵向冷接缝，纵向冷接缝顺直，左右幅垂直相接，避免斜接缝。派有经验的施工员对接缝进行修整与处理，把各种缺陷降到最低程度。

（6）面层碾压完毕但未冷却到50℃以下时，暂不开放交通。局部路段必须提前开放交通时，洒水冷却，强制降温，安排专人对路面进行看管，做好成品保护工作。

5 结语

综上所述，沥青路面材料是目前公路工程应用极为广泛的材料，旧水泥混凝土路面经过“白改黑”技术改造后，可形成强度较大、具有共振结构层的沥青混凝土路面，使公路使用性能大幅提升，因此“白改黑”技术在公路提质改造工程中具有较好的发展前景。

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作者简介：彭湃（1988-），男，湖南岳阳人，工程师，硕士研究生，工作方向：

公路桥梁与隧道。