浅谈道路白改黑设计与施工

1 项目概况

某二级公路设计速度为40 km/h，路面设计轴载:BZZ-100。主车道路幅宽度14 m，老路为水泥混凝土路面。路面在交通荷载、气候、水文等自然因素影响下，经过多年运营，该路段出现了以下不同程度的病害:

1)裂缝、斜裂缝、角隅裂缝;

2)交叉裂缝和断裂板;

3)沉陷、错台;

4)接缝张开、碎裂;

5)加铺的沥青面层破碎;

6)水泥路面磨损和露骨;

7)整板表面良好，板底脱空。

由于板块磨损，行车舒适性差，已经不能满足正常的交通功能。结合该段交通量大小及道路施工工程，采用了“白改黑”的改造设计。

2 设计方案

采用沥青混凝土作为路面面层，这种形式的路面结构能吸取两种材料的优点:水泥混凝土提供的稳定、坚实的基层;沥青混凝土路面提供的摩擦系数较高、平整度好的面层，大大改善了路面的使用性能。

然而，复合式路面的关键是解决沥青面层中出现的反射裂缝问题。由于水泥混凝土面板接缝的存在，在外力荷载作用下，接缝处相邻板块产生竖向位移差，会出现较大的切应力，受气温周期性变化的影响，产生的温度应力是沥青混凝土面层产生反射裂缝的原因。反射裂缝本身对面层的使用性能影响不大，但因其环境因素(雨水、氧化等)的负效应，常常使裂缝迅速扩散，从而缩短面层的使用寿命［1］。

为了减少反射裂缝的数量和延缓反射裂缝的发展速度，应控制反射裂缝的产生和发展，防范措施可分为改善沥青的面层性能，选用合适的面层混合料组成，设置中间加筋层和增设补强层3类。

针对现场实际，我们参考了国内外对老水泥路直接加铺沥青混凝土路面的研究成果，提出了在旧水泥路面上直接加铺柔性基层和沥青混凝土面层的设计方案。

在对老水泥板块进行仔细调查，并逐板进行弯沉检测的基础上，结合其他单位路面改造设计的成功经验，在本段路面改造中，采用了4 cm AR-AC13C(橡胶沥青)+6 cm AC-20(沥青混凝土)+8 cm LSM-25(大粒径沥青碎石)+1 cm SAMI(应力吸收层)，总厚度为19 cm的路面结构方案。

本设计方案采用了橡胶沥青和SAMI应力吸收层等先进的材料和工艺。橡胶沥青作为一种优秀的改性沥青，在国外被广泛应用于水泥路面罩面和应力吸收层，对减少反射裂缝的数量和减缓反射缝的发展速度有理想的使用效果。目前这两条路分别经历了2年的运营，改造效果非常不错。

3 原水泥混凝土路面变成路基的施工方法与要点

3．1 坏板的处理要求与施工注意事项

1)对于压烂、压碎的板块，必须将旧板彻底砸除，将混凝土石渣挖出外运，然后重新浇筑标号不低于原路面的水泥混凝土。

2)对于板块裂缝处理:在裂缝两侧距离不小于15 cm的地方，凿出7 cm深的槽，然后用φ16的耙钉每隔50 cm钉一道，清除碎块后浇筑水泥混凝土振捣密实，抹平。

3)对于小于1/2板长(或板宽)角隅断裂的板块处理:在裂缝周围大于30 cm的四周割出跟原板块平行的矩形水泥板块，视病害程度清除不小于15 cm的原基层材料，用C15混凝土浇至原基层顶面，待达到一定强度后浇筑水泥混凝土面层。

4)对于有深度裂缝交错、板块碎裂及大于1/2板长(或板宽)角隅断裂的板块处理:对于破碎板块统一采用挖除原有破碎板块，按原设计厚度重新浇筑水泥混凝土板块。挖除原板块后视基层破损程度，清除不小于15 cm的基础，然后浇筑C15素混凝土至基层顶面标高，待素混凝土抗压强度大于3 MPa后即可浇筑面层混凝土。

以上病害在施工时，首先注意不能使用大油锤，可以采用人工或者小型号油锤破碎的方法，破碎后更不要采用装载机铲装，可以采用人工将碎石搬出，以严格避免施工挠动更深的底基层;其次注意破碎时不要损坏相邻混凝土板，同时石渣土清除后还要清除坑底浮土，注意相邻板的下面是否有空洞等。重新浇筑混凝土后，要严格按照规范要求进行振捣，赶光、拉毛、养护等施工，最后尽早切割好与相邻板的伸缩缝，以防天气炎热造成混凝土板胀裂［2］。

3．2 接缝处理要求与施工注意事项

对于接缝张开处理:纵横向裂缝张开宽度小于1 cm时，用聚氯乙烯等加热施工式填料灌缝;纵横向裂缝张开宽度1 cm＜w＜1．5 cm时，用聚氨酯类常温施工式填料灌缝;纵横向裂缝张开宽度w＞1．5 cm时，用沥青砂进行填缝维修。

4 聚酯玻纤布铺设于沥青混凝土路面摊铺

对水泥混凝土路面的病害处治结束后，即可进行热沥青喷洒、聚酯玻纤布铺设以及沥青混凝土路面的摊铺施工。

4．1 热沥青喷洒及土工布铺设

混凝土基层处理完毕并清扫干净后，利用专门大吨位沥青路面喷洒机将粘层油加热至150℃ ～170℃后进行仔细喷洒，喷洒时一定要喷均匀，喷洒量控制在1．2 kg/m2左右。

在粘层油高温状态下利用专门设备铺设聚酯玻纤布。玻纤布沿水泥板块纵横缝方向摊铺，纵横缝侧向余宽各为50 cm。玻纤布在接头应有搭接长度，纵横缝搭接长为20 cm～30 cm。铺时要求平整无褶皱，局部不到位时应该采用人工辅助处理，保证玻纤布与热沥青粘结密实。铺设完毕后，采用专业设备浇洒橡胶沥青应力吸收层。喷洒橡胶沥青后应立即撒铺碎石，然后用25 t以上的胶轮压路机进行压实。

4．2 沥青混凝土面层的摊铺

橡胶沥青应力吸收层铺设完成后，要马上转入沥青混凝土面层的施工。面层摊铺前要保证喷透层油前表面干干净净，无任何浮尘与污染，同时要经过建设单位、监理单位、设计单位、质监站等多家联合验收后才可进行沥青面层的施工。

沥青混合料由拌合厂运至施工现场的温度应该在170℃左右，摊铺后温度在150℃左右。碎石调整摊铺速度与供料速度的衔接，使摊铺可以均匀连续，一般保持摊铺机前有5辆～8辆运料车在等候。当温度降到110℃左右时开始碾压，碾压顺序分初压、复压、终压，碾压由边向中、先静后振。先用双钢轮压路机初压3遍，每次重叠30 cm，然后用轮胎压路机复压2遍，最后用双钢轮压路机终压2遍。碾压过程中压路机不得在新铺的面层上转向掉头、快速启动、制动和停机等候。

5 结语

沥青混凝土路面表面平整无接缝、柔性好，能够较好的满足行车要求，可以提高车速，降低油耗，具有明显的行车舒适性、耐磨性等优点。

我国很多国省道原来都是采用水泥混凝土路面结构，随着使用年限的增加，已经出现了不同程度的病害，严重影响了行车安全性与舒适性，随着“白改黑”技术的完善与提高，其方便的施工方法和低廉的造价必将会使其愈来愈受到关注与广泛接受。通过设计单位的合理设计以及施工单位的妥善组织与严密的技术措施，将有力地保证施工质量与施工进度。

［1］吴英俊．用沥青罩面改造旧水泥混凝土路面技术［J］．公路，2001(3):32-34．

［2］钟 樱．亭枫公路“白改黑”工程的施工工艺和质量控制［J］．上海公路，2004(1):33-34．

［3］马正英，东斌兰．水泥路面白改黑施工技术探讨［J］．山西建筑，2010，36(9):257-258．

［4］周长征．旧水泥混凝土路面加铺沥青面层施工工艺控制［J］．山西建筑，2010，36(17):250-251．