城市道路路面“白改黑”技术探讨

刘锦斌南靖县城乡规划建设局（363900）



城市道路路面“白改黑”技术探讨

刘锦斌
南靖县城乡规划建设局（363900）

摘要：针对混凝土路面加铺前的主要病害的综合处治措施进行简单介绍，归纳总结目前工程实践中广泛采用的典型防反射裂缝技术，对比这些经典技术措施之间的优缺点，然后根据工程实例了解各种防反射裂缝技术的有效性。

关键词：水泥混凝土；白改黑；裂缝；对策

0　前言

近年来，随着国民经济的进一步发展，人们对城市道路提出了更高层次的要求。特别是在国内一些大中城市以及沿海经济发达的地区，水泥混凝土路面因为本身存在的缺陷而出现了严重的质量问题，使得整个城市道路与时代不相适应。在这种社会背景下，人们提出了“白改黑”技术，为路面工程改建提供了技术参考。在我部门参与的漳州市近几年的城市道路改造项目中，如南靖县东大路拓宽改造工程，南靖荆江路、人民路、荆南路、兰陵路等“白改黑”改造工程等，我们也进一步接触和了解了城市道路白改黑这一新型的概念。

1　旧板加铺前综合处治技术

旧水泥混凝土路面出现的主要病害包括裂缝、断板、板底脱空、错台、接缝传荷能力损失等。由于旧板处治质量直接关系到加铺沥青面层后裂缝的扩展速率和反射裂缝出现的时间，因此对旧路综合处治情况是影响后期“白改黑”路面能否达到预期目标的关键因素之一。简单汇总给出了水泥混凝土路面主要病害类型、判定标准和处治措施见表1。

表1　水泥混凝土路面主要病害类型和处治措施

2　旧路面板破碎化

目前，工程界对旧混凝土路面“白改黑”改造前多采用旧路破碎化处理，即先对原路面板的破损程度进行调查，分段设计施工改造方案。若原路面板破碎严重，则可以直接将已经严重破损的路面板全部打碎。若原路面整体情况较好，可以将该类型的路面板打出裂纹，再采用重型压路机将已经打裂或破碎的路面板碾压稳定至可以作为改建的沥青路面的基层（底基层）。经过破碎化处理之后，可以明显消除严重断板和板底脱空对加铺沥青路面的影响。旧路破碎化处治技术具体可分为三种：

1）打裂压稳

采用HHT-3型打裂压稳机或其他类型的铡裂机等机械将已严重破损或轻微破损的旧水泥混凝土路面进行打裂，然后采用重型压路机碾压直至稳定，最后用弯沉检测仪器（如落锤式弯沉仪）测量打裂压稳后的混凝土路面板的弯沉是否在设计允许范围内。

2）冲击压实

冲击压实技术是指用三楞、四楞或五楞形冲击式压路机依靠碾压轮的巨大惯性对旧混凝土路面板进行冲击破碎，之后需要压路机对破碎的路面板进行压稳，然后以压稳后的破碎板作为垫层。冲击压实技术最适用于混凝土路面板严重破碎、断板情况严重和板底脱空现象严重的路段。冲击压实技术的优点主要包括：可以减小旧混凝土路面板的破碎块的水平位移，以便基本消除导致后期产生反射裂缝的温度应力；可以在冲击破碎块之间形成紧密的集料嵌挤作用，基本可以消除板底脱空现象。旧的混凝土路面板经过冲击压实后可以显著提高基础和原路面板的整体性。其缺点主要是环境振动影响程度和范围较广，对邻近的结构物存在不利影响，不适宜用于存在邻居结构物的道路改建。

3）共振或冲击碎石化

该类技术主要是通过利用共振原理和落锤冲击原理使用专用碎石化机械设备（如现场移动式的单头共振式破碎机、多头冲击式破碎机）对旧路面板进行均匀地击碎或冲碎。目前，该技术主要采用美国安迈公司研制的单头共振碎石机较多，国内的共振碎石机相对国外的还是较少，工程实践中采用多头冲击破碎机较少。在将原破碎路面碎石化后，采用压路机进行碾压稳定，碎石化后的路面板表面颗粒较小，越往下击碎后的颗粒或碎块逐渐增大，因此可以把原路面板内部存在的温度、湿度变化以及外界荷载作用下的位移降低，进而完全消除导致新加铺沥青路面产生反射裂缝的影响，尽管碎石化后的路面损失了部分结构强度和整体性。碎石化技术可以较为彻底地解决困扰工程的反射裂缝问题，也是为后期摊铺的沥青面层提供整体性好、结构安全坚实的基础。

3　典型防反射裂缝技术

混凝土路面“白改黑”工程中的防反射裂缝问题早已出现，而且各个工程都采用不同的防反射裂缝技术来解决该问题，但是效果不一。目前，工程实践中应用较为普遍的防反射裂缝技术措施可总结为如下几类：

1）增加沥青加铺层厚度

该方法在早期的工程实践中比较常见，因为该方法简单直接。实际工程应用发现，沥青路面厚度的增加可直接导致工程造价明显提高。单纯地提高沥青路面厚度的方案的经济效益不高，防“反”效果不显著。因此，该技术在工程实际防治反射裂缝方面已不作首选。

2）设置各种薄夹层

在对旧混凝土路面综合处治后，在加铺沥青面层前设置薄夹层来延缓或者防治反射裂缝技术在工程实践中逐渐发展起来。所谓薄夹层主要类型有防水卷材、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。实践证明，设置薄夹层技术来防治反射裂缝的出现，虽造价未提高很多，但是其防治反射裂缝的效果不甚明显，或者说仅仅延缓了反射裂缝的出现，未能彻底解决反射裂缝问题。

3）加铺柔性基层

柔性基层包括两种，一种是大粒径开级配沥青碎石，一种是级配碎石。加铺该类柔性基层所起的作用主要是作为裂缝缓解层，例如采用最大粒径分别为75 mm、63 mm及50 mm的碎石配制的大粒径开级配沥青碎石摊铺在旧混凝土路面板上作为柔性基础，该沥青混凝土具体多空隙结构（25％～35％），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。缓解层还可以吸收消化掉由温度荷载和车辆荷载耦合作用产生温度应力和车辆荷载应力。

4）旧路面板的破碎化

旧混凝土路面的破碎化处理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。主要方法有共振碎石化、冲击压实和打裂压稳。

5）锯口封缝技术

该方法是指在加铺的沥青路面施工完毕后开放交通前，在原路面横缝对应处标线锯出沥青路面的新横缝，采用填缝料封缝，确保新锯横缝的密封性，防止渗水等。该类技术对原路面板结构状况良好、且接缝两侧弯沉差较小的旧路面改造较为适宜。

6）提高加铺层抗裂性

该技术是指采用高黏、高弹的改性沥青制作出的具有高抵抗反射裂缝特性的沥青混合料，工程实践中常用富沥青混合料FAC。表2总结出了不防反射裂缝技术的对比以及典型防反射裂缝技术的特点。通过对比，各工程可以因地制宜地选择出比较符合各自要求的防反射裂缝技术措施。

4　工程实例

下面将列举不同“白改黑”工程来了解工程实践中采用的防反射裂缝的技术方案。主要工程实例有某道路S203线混凝土路面“白改黑”工程（2013年）、南靖县东大路拓宽改造工程，南靖荆江路、人民路、荆南路、兰陵路等“白改黑”改造工程。这些工程对于旧路状况良好的路段，均采用对旧路进行综合处治并在纵缝和横缝位置粘帖防水卷材或玻纤格栅后进行直接加铺，综合处治方法主要有注浆、清灌缝、裂缝修补、零星置换板等。对于旧路破损严重的路段，S203线“白改黑”工程采用的是国外引进的共振碎石机械进行碎石化处理。南靖县东大路“白改黑”工程采用的是HHT-3型打裂压稳机械进行打裂压稳处理。这两种均属于碎石化处理技术，工程造价方面共振碎石机单价较高（40元/m2左右）。在加铺厚度方面，南靖荆江路“白改黑”工程沥青路面加铺厚度均为18 cm，而G324线“白改黑”工程沥青路面加铺厚度达到22 cm，对预防反射裂缝的出现均起到一定作用。以上工程的上层沥青路面均采用了改性沥青（硅藻土改性和SBS改性），提高了沥青路面的抗裂性，有助于延缓反射裂缝的出现。

表2　不同防反射裂缝的技术对策及其技术对比

5　结语

“白改黑”施工是一项比较成熟的技术，但是如果没有预先对旧混凝土路面进行综合处治，旧混凝土板存在的病害（如裂缝、脱空、断板等）就会很快反射到沥青混凝土层上，早期损害损失巨大。只要在设计前对现有路况进行详细的调查，在设计及施工中注意细节，选用正规厂家生产的材料，让旧路面发挥它的作用，将是一项利国利民的事情，对当今倡导的“绿色环保，节能减排”起到很好的促进作用。