高速公路“白改黑”改造技术分析

0 引言

高速公路“白改黑”改造即将原水泥混凝土路面进行特殊处理后，直接加罩沥青混凝土面层，行程新的路面结构。该类改造技术逐渐在国内外旧水泥混凝土路面的改造工程中得到大规模应用，其较大地降低工程造价，有利于缩短工期，对原有交通和环境的影响较小，并能极大地提高道路的使用品质，本文通过实例进行具体分析，详细阐述了此类改造技术。

1 工程概况

本项目为厦门（海沧）至漳州（天宝）高速公路厦门段，为提高角嵩路路面耐久性，防止面层过早出现车辙、开裂等破坏，特别是解决由于角嵩路红绿灯路口较多、车辆停车制动频繁而导致易形成早期破坏的问题，将角嵩路路面改造方案确定为采用“白改黑”补强加铺方案进行，即对原老路面板进行打裂压稳处理，再加铺沥青路面结构：采用4cmSMA-13细粒式SBS改性沥青混凝土上面层+6cmAC-20C中粒式SBS改性沥青混凝土+10cm ATB-30沥青稳定碎石+ 1cm预拌同步沥青碎石封层+18cm5%水泥稳定碎石（根据交通量调查及预测计算修订）。新建段根据交通量调查及预测分析计算确定所需要的路面结构厚度。

对角嵩路路面“白改黑”方案进行了特殊设计，主要考虑以下几点问题：①采用1cm同步沥青碎石封层，以具备应力吸收功能层作用；②采用4cmSMA-13细粒式SBS改性沥青混凝土上面层+6cmAC-20C中粒式SBS改性沥青混凝土，以提高其抗车辙能力。

2 原水泥混凝土路面处理

2.1 原水泥混凝土路面中央分隔带、侧分隔带处理

原角嵩路路面中央分隔带、侧分隔带因受改建影响，导致部分位于改建后的角嵩路机动车道或非机动车道内，必须对其进行补强处理，否则易因分隔带受压变形导致路面早期开裂。

设计对分隔带首先进行拆除，拆除后进行超挖70cm，再分层回填碾压3%水泥稳定碎石，压实度不小于93%(重型)。回填完成后同老路面板再次进行压稳操作，找平后沿分隔带铺设一层双向拉伸土工格栅GSL80，经、纬向极限抗拉强度≥80KN/m，2%伸长率时的拉伸力≥28KN/m，幅宽4米，沿分隔带中心布设，与老板搭接宽度1～1.13米，采用水泥钉固定。完成后再进行上部沥青路面结构层摊铺。

原角嵩路与改建角嵩路平面不能完全重合，加铺结构位于水泥面板之外部分必须进行超挖置换补强，超挖厚度按30cm控制，超挖土用于回填中分带及侧分带，分层回填3%水泥稳定碎石，压实度不小于93%(重型)。压实后沿老路面板边缘搭接缝铺设一层双向拉伸土工格栅GSL80，经、纬向极限抗拉强度≥80KN/m,2%伸长率时的拉伸力≥28KN/m，幅宽4米，沿老板边缘布设，与老板搭接宽度2米，采用水泥钉固定。

2.2 原水泥混凝土面板打裂压稳施工

（1）施工设备准备

本工程的破裂设备建议采用PSB160型破碎机，配备有2.5米宽、锤头重为5t的板式冲击锤，其具备的能量必须使旧混凝土路面产生一定程度的裂缝；选用LY25吨的轮胎式胶轮压路机作为稳压设备。

（2）打裂压稳要求及试验段

在打裂施工前，应通过100米单车道试验段测试破裂程序。破裂效果需要75%以上的路面不规则破裂、相邻裂缝合围的面积小于0.2平方米才算达到要求。试验中应鉴定破裂的程序是否符合破裂程序所设的要求。破裂程序确定后，接着是压稳程序，压稳遍数一般是4遍。在试验的路段，间隔25米取一个点，在破裂完成后对这些点进行测量，并且要求在每一次压稳程序时对这些破裂点进行测量，以观察其沉降量。压稳后除采用以上标准控制外，还需对其进行回弹模量的测定。

（3）破裂施工和压稳程序

施工人员，要严格按照施工操作原则和程序进行操作，可适当根据路面的实际情况进行调整，以达到破裂施工要求。

（4）清除路面

破裂混凝土路面后，要对路面尘土、外来物和破碎的混凝土进行清扫。

2.3 竣工验收

打裂压稳路基在施工完成后应进行检验：

（1）回弹模量值。加铺层厚38～50cm路段，路床顶面回弹模量值E0≥400Mpa，否则必须对其进行处理。其他路段E0≥300Mpa。

（2）弯沉值。当用贝克曼梁测定路基弯沉值，计算该路段的路基弯沉代表值时，应考虑不利季节和路基干湿类型的综合影响，400MPa路段路床顶设计弯沉值18(0.01mm)，300MPa路段路床顶设计弯沉值23.9(0.01mm)。

3 预拌同步沥青碎石封层

3.1 施工前准备

工程施工前，应按要求检查道路基层顶面的各项指标，有局部损坏的地方必须采取补救措施；同步沥青碎石封层只能在干燥洁净的基层顶面进行同步沥青碎石封层的施工。施工时必须注意其气温必须在15℃以上，且在下雨、大雾、大风天气不能进行施工。

3.2 沥青碎石洒布

施工时，为保证能有均匀且厚度相等的沥青膜，要求同步沥青碎石封层的洒布温度不低于160℃，洒布之前必须对碎石进行预拌处理。

3.3 稳压

在沥青和碎石同步洒布后，采用轻型轮胎压路机稳压一、二遍，使单粒径碎石嵌入沥青之中且牢固，控制碾压速度为5～8km／h。当沥青碎石封层完成后，要及时封闭路面，尽快施工沥青稳定碎石下面层，在碎石封层上行驶的下面层运料车，车速应控制在20km／h以下。

4 沥青稳定碎石下面层的施工

4.1 沥青稳定碎石拌和

可选择间歇式拌和机进行拌合生产，在拌合ATB30的时候，混合料的冷料仓和常规路段的AC30完全一样，无须增减，但是需要改变拌和楼热料仓的筛网设置。沥青稳定碎石拌和时间的确定以拌和的混合料较均匀且保证所有碎石混合料均被沥青结合料裹覆为准。

4.2 下面层摊铺

根据摊铺层的特点以及沥青稳定碎石混合料配比特点，控制好混合料摊铺机的工作频率。摊铺速度要缓慢，尤其对于10cm厚的沥青稳定碎石层其速度应不得高于120m/h，建议采用两台摊铺机同时在道路的半幅上进行摊铺。

4.3 稳压

沥青稳定碎石下面层应采用钢轮压路机进行初压，并采用前静后振的振动方式。初压后，进行复压4至5遍，或者也可都采用胶轮压路机进行反复碾压4～5遍，以对其进行很好地压实且又不压坏沥青稳定碎石层。终压时可采用钢轮压路机进行静压，以清除下面层表面的轮迹。

5 沥青混凝土路面施工

5.1 施工前准备

对沥青混凝土面层的施工，采用厂拌法进行施工，并在天气干燥、晴天、暖和时铺筑。通过试验结果来选择路面结构层的松铺厚度、摊铺速度、摊铺机的组合方式、碾压机械的组合以及碾压方式、遍数等，以此作为正式施工时的依据。

5.2 沥青混凝土厂拌

对所选的厂家出产的沥青混凝土的沥青、石子、砂子和石粉等材料，进行各类原料的室内实验，并将各项指标均到达计划标准的试验数据报批工程师，再进行组织原材料供应，并进行施工配合比设计。同时对厂家整个拌和生产的混合料按标准进行抽样检查，必要时及时给与调整，除此之外还要对每批进场沥青的软化点、针入度、延度以及进场骨料的规格、材质等进行检测。

5.3 沥青混合料运输

运输前应预估沥青混合料专用运输车的运输能力稍大于混合料的拌和能力和摊铺速度。

5.4 沥青混凝土摊铺

在沥青混凝土摊铺前先对基层进行清理，并沿摊铺两侧设置自动找平基线，按照摊铺试验得到的数据进行摊铺作业。同时还应处理好路面纵向接缝和横向工作缝。为尽量减少纵向接缝，本工程摊铺时左右幅分开进行，采用两台进口摊铺机进行全幅摊铺施工，并保证摊铺机在连续摊铺施工及匀速前进，以使沥青混合料摊铺均匀、连续。

5.5 沥青混凝土碾压

碾压时以DD110双钢轮压路机进行初压，让压路机驱动轮紧挨摊铺机前进，并用 YC26E型压路机进行终压。压路机从路边顺着行车的方向来回逐遍碾压，慢慢过渡碾压至路的中心线，并保证轮迹重叠1/3--1/2轮迹，碾压直至没有明显的轮胎痕迹。凡是压路机碾压不到的地方，采用小型振动碾压实。

5.6 沥青混凝土罩面质量检查

在沥青混凝土摊铺整平的过程中，采用路拱板、直尺以及水准仪对路拱和平整度等指标进行检查，保证高程、路拱横坡等全部符合要求；在沥青混凝土面层全部施工工序结束后对其进行全面的质量检查，主要包括路拱、密实度、平整度以及接缝处理质量等，当其全部符合质量要求且其路表温度降低到室外温度后方可开放交通。对于高温季节（气温超过30℃），则在交通开放前用18t压路机进行试压，如还有轮迹，则待早晚气温比较低的时候进行碾压，再开放交通。

6 结语

通过对原水泥混凝土路面进行“白改黑”改造后，能充分利用原路面作为基层达到了资源再生，大大减轻对生态环境的破坏，节约了道路的维修费用，并提升了道路行车舒适性。此类“白改黑”改造技术适用于超过使用年限又必须进行大修的高等级水泥混凝土路面，值得全国大范围推广。