浅析农村公路旧水泥混凝土路面白改黑改造技术

 浅析农村公路旧水泥混凝土路面白改黑改造技术

李晓兰 

汉中市南郑区农村公路管理站    陕西汉中   

【摘要】公路白改黑就是将旧水泥混凝土路面病害处理后，在其上加铺沥青混凝土面层，从白色刚性面层转变为黑色柔性面层的过程，使其处理后路面形成了刚柔相济的复合结构路面。大量工程实践证明，公路“白改黑”技术节能环保、施工快速、路面结构性能优异，在旧水泥路面改造工程中应用较为广泛。

关键词  旧水泥路面病害处理 白改黑技术

1.引言

很多公路白改黑项目在通车2年内路面就出现了开裂，路面局部出现反射裂缝和损害。在温度应力和荷载的作用下，出现反射裂缝，随着雨水侵入，再次出现路面病害，造成白改黑失败。如何控制与防止反射裂缝则成为白改黑改造研究的关键技术。

2.旧水泥路面病害处理

白改黑旧水泥混凝土路面改造一般可有三种情况：完全挖除、破碎利用、不破碎利用。本文就不破碎利用的旧路病害处理加铺沥青层的情况进行展开讨论。

2.1 旧水泥路面的技术状况评价标准

依据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ 073.1-2001）5.2.1要求，水泥路面破损状况根据路面状况指数（PCI）和断板率（DBL）进行评价。

表1-1   水泥路面破损状况评价标准

2.2 路面养护的选择

水泥路面方案设计依据《公路养护技术规范》JTG H10-2009 中 4.3.8要求。

二级及二级以下的路面破损状况等级：中及中以上时，可采取日常养护和局部或个别板块修补措施；次及次以下时，应采取全路段修复或改善措施。二级及二级以下公路的行驶质量、抗滑能力等级：次及次以下时，应分别采取措施，改善路面平整度，提高路面的抗滑能力。路面结构承载能力不能满足现有交通量要求时，应采取铺筑沥青混凝土或水泥混凝土加铺层措施提高其承载能力，水泥混凝土路面的承载能力采用弯沉检测来评价，主要反映三个方面的性能状况：整体承载能力，主要通过板中弯沉测试和刚度组成分析计算下承层的弹性模量来反映；板角脱空情况，通过板角弯沉测试，根据弯沉值来判断；接缝传荷能力评价，通过跨过横缝的两个弯沉传感器计算弯沉差和传荷系数。

表1-2水泥砼路面承载能力评价标准

2.2 旧水泥混凝土路面病害处理技术

目前旧路病害常规处理手段主要为换板、压浆以及裂缝修补等。同时板块修复要重视接缝传荷能力的恢复，可有效减少后期反射裂缝的产生。

断板的处理：常规手段为换板处理，破碎时尽量减少对周围板块振动影响，新板强度应不小于旧板的设计强度。行车道之间纵缝内的拉杆钢筋、横缝传力杆钢筋应保留或恢复。连续换板时设对应于旧板纵、横缝进行切缝。

板底脱空的处理：灌浆孔布设应根据面板的尺寸、下沉量大小、裂缝状况以及灌浆机械确定。用凿岩机在路面上打孔， 孔的大小应和灌注嘴的大小一致， 一般为48mm。灌浆孔与面板边的距离不应小于0.5 m，一般为 0.8~1.0 m，避开纵向车轮轨迹。单块板上，孔的数量一般为5个，裂缝的板可在裂缝两侧各增加一个灌浆孔，且孔位与裂缝间距大于30 cm 。脱空轻微或板下脱空的板块一般用乳化沥青砂和沥青灌注；脱空严重或基层、底基层脱空的板块一般用水泥砂浆和水泥浆灌浆。

断角处理：按破裂面的大小确定切割范围，且其修复纵向边避开车轮轨迹。切缝后，凿成规则的垂直面。对原有钢筋尽量保留，有困难是至少保留 20~30 cm长的钢筋头，且应长短交错。原有传力杆，如有缺陷应予以更换或补设。

裂缝维修：根据裂缝的损坏程度、施工技术等具体情况选择适当的修补材料和方法。粘结剂或填缝料可用聚氯乙烯胶泥、环氧砂浆、聚胺脂等。对缝宽≤0.5 mm的非扩展性的表面裂缝，可采取压注灌浆法；对缝宽 0.5~3 mm的非扩展性的表面裂缝，可采取直接灌浆法；对缝宽＜3mm 裂缝处未剥落的轻微裂缝，可采取扩缝灌浆法；对边缘有碎裂、缝宽 3~6 mm的贯穿全厚中等裂缝，可采取条带罩面法进行补缝；对边缘有错台、缝宽＞6mm 的严重裂缝可采用设置传力杆、拉杆的全深度补块法或整块板翻修。

传荷能力差的处理：对于相邻两板弯沉差≥6（1/100mm）的接缝，在接缝两边各50cm进行全深度切割，然后浇筑面板，新旧板间接缝要设置传力杆。如基层病害则采用贫混进行处理。

错台处理：对于高差小于1cm的轻微错台，可采用磨平机磨平或人工凿平。高差大于1cm的错台，则在加铺沥青砂进行处治，其纵坡变化应不大于1%

。

3. 反射裂缝防治方案

 一般认为，温度应力引起反射裂缝的产生并参与了最初的扩展，而荷载应力加速了裂缝的进一步扩展，因此路面白改黑的首要治理和防止水泥路面裂缝的反射问题。目前，工程实践中应用较为普遍技术措施可总结为如下几类：

3.1 增加沥青加铺层厚度

该方法简单直接。有关资料表明：对三、四级路而言每增加 1cm 沥青层厚度，可减少加铺层底面弯沉差6%左右；5cm 厚的加铺层，使用2年后就有部分反射裂缝发生，10cm厚加铺层，使用4年后有部分反射裂缝；如单纯厚度则不经济，同时会受到路面标高的限制，夏季高温也易产生车辙，从而会削弱其强基薄面的优势，常规方案有：4cm AC-13细粒式沥青混凝土+黏层油+5cm AC-16中粒式沥青混凝土+应力吸收层或柔性基层+旧板修复利用。

3.2设置应力吸收层

在旧水泥混凝土路面和加铺层之间设置夹层，主要有应力吸收层（SAMI、STRATA、同步碎石封层、沥青胶砂）、土工布、改性沥青油毡和玻纤格栅。一般设置于加铺层底部，其目的是减少裂缝尖端的拉应力，起到应力缓解和加筋作用。能消散裂缝或接缝在荷载作用下的应力集中，也缓解来自车辆荷载的应力。

3.3设置柔性基层

在沥青加铺层和旧水泥混凝土路面之间设置一层由开级配沥青碎石混合料或级配碎石组成裂缝缓解层，可以阻断旧混凝土路面板上裂缝向沥青路面层的扩展路径，使原路面板的相对位移的传递能力大大降低。经试验检测表明，其防裂效果良好。

3.4旧路面板的碎石化

旧混凝土路面的碎石化处理主要方法有共振碎石化、冲击压实和打裂压稳。可以有效地防治甚至是从根本上防止反射裂缝的出现。该技术相对成熟，目前在工程实践中应用较为广泛。

4.结语

公路白改黑是一个系统工程，应结合实际综合考虑采用防治反射裂缝措施，重视对旧路面板、基层及土基进行病害处理，努力提高沥青加铺层材料的抗裂性能，才能取得较好的效果。

[参考文献]

[1] 陆新民. 旧水泥混凝土路面沥青罩面层反射裂缝防治方法综述.石油沥青.2007 年 10 月第 21 卷第 5期.

[2] 徐尚谦. 水泥混凝土路面“白改黑”中的综合处治[J]. 公路. 2009(08)

[3] 冯立霞. 关于道路改造中“白改黑”施工的问题探索[J]. 科技创新与应用. 2014(12)