旧水泥混凝土路面加铺沥青层改造技术研究

袁 玲 常 山 高 武 凌道龙

（安徽科技学院建筑学院 安徽·蚌埠 233000）

0 引言

新中国成立以来，尤其是改革开放以来，我国交通运输行业面貌发生了历史性变化，直接加速了我国的经济社会发展，为人民群众安全便利出行作出了重要贡献。2020年，政府全面深化交通运输改革，加快建设现代综合交通运输体系，逐渐提升交通运输行业治理水平，交通运输行业迈进各种运输方式综合发展的新阶段。在公路运输飞速发展的现在，道路路面的老化以及病害成为亟待解决的问题。

1 混凝土路面

混凝土路面即用水泥混凝土板作为道路面层的路面。水泥混凝土路面早期由于其诸多优点而被广泛应用，成为我国公路与城市道路路面最常见最主要的结构形式之一，但随着我国经济的飞速发展，交通运输行业呈现出历史性变化，交通量急剧增长。在2020年6月公安部交管局公布的2020年上半年汽车保有量和驾驶人的最新数据显示，全国机动车保有量已经达到约3.6亿辆，这其中汽车保有量约为2.7亿辆，私家车占1.98亿辆左右。持有驾驶证的人在4.4亿人左右，汽车驾驶人在4亿人左右。经济高速发展的背后，交通量加速增长的同时也给我国公路以及城市道路带来新的挑战。

1.1 混凝土路面的发展

十九世纪中叶，混凝土路面首次出现在一货场道路上，此条道路由苏格兰人铺筑。到十九世纪末，此种铺筑方法传至美国和德国。最开始铺筑的混凝土路面皆是由素混凝土直接单层浇筑，采用双层式或配筋混凝土铺筑路面的寥寥无几。二十世纪初期，混凝土路面广泛应用于西方一些发达国家的公路、市政道路和机场跑道等场合，由此，美国也逐渐将研究领域延伸到装配式混凝土路面和连续配筋混凝土路面。到30年代中期，美国开始尝试预应力混凝土路面，到40年代中期法国也逐步试铺预应力混凝土路面。随后美国和荷兰将研究领域扩展到钢纤维混凝土，于70年代初逐步实现钢纤维混凝土路面的试铺。

二十世纪二十年代后期，中国逐渐在一些大城市的道路和机场跑道尝试铺设混凝土路面。二十世纪三十年代初，中国首次在南京到杭州的国道上铺设了长宽为500m*5.5m的混凝土路面试验段。随着试验段混凝土路面的成功铺设，经过十几年的发展，到1948年我国就在南京飞机场跑道上铺筑长2200m、宽45m、厚30cm的钢筋混凝土道面。中国混凝土路面主要以素混凝土单层浇筑，少数采用装配式预制板，少数做成双层式或配筋混凝土[1]。

1.2 混凝土路面特点分析

水泥混凝土路面承载能力较强，稳定性好和耐久性好较好，刚度较大，而且其工艺简单，路面颜色呈现灰白色，利于夜间行车，施工条件要求不高。因此，水泥混凝土路面被广泛使用于公路以及城市道路。但随着水泥混凝土道路的广泛使用，其缺点逐步显现出来。首先是水泥用量大，环境保护负荷较重；其次由于水泥混凝土路面结构刚度大，车辆行驶过程中产生的噪音较大，驾乘人员体验感和舒适性均较差；三是水泥混凝土路面由于其刚性较大，比较容易受自然环境影响，比如在冬季水泥混凝土路面容易积雪，存在较大安全隐患；四是混凝土路面施工预留缝较多，地面积水容易下渗，对路基承载力造成一定影响；五是混凝土路面后期在养护维修方面较为困难，造成其维修成本偏高[2]。

1.3 混凝土路面常见病害与治理方案

随着交通量的急剧增加，混凝土路面出现了不同程度的病害[3]。目前，混凝土路面常见病害主要有以下几种：

1.3.1 面层断裂类病害

面层断裂类病害，属于混凝土路面的常见病害之一，如裂缝、掉角、错台、拱起等，如图水泥混凝土路面板面层断裂根据其断裂程度采用不同的修复方法。若面层断裂并不严重，只是出现少量纵横向或斜裂缝并无板破碎、错台时，只需进行裂缝修补或进行混凝土板加固，具体还要参照水泥混凝土板裂缝的具体形式。若面层损害较为严重，常采用的路面板替换的方法进行修补，根据路面板断裂程度又分为角隅断裂修补、条状破碎换板、块状破碎换板和整块换板等。

1.3.2 接缝类病害

由于道路具有热胀冷缩的特性，故在道路上需设置涨缩缝，另外考虑施工道路工艺特性，混凝土浇筑存在停歇问题，道路必然会产生施工缝。这些道路接缝是水泥混凝土路面的薄弱位置，数量最多、引发反射裂缝概率最高。由接缝而引发的病害主要包括接缝张开和阻塞、接缝破裂、填缝料老化和损坏、缺失、胀缝荷载传递能力下降、错台卿泥等。对于以上可能产生的接缝类病害主要采取的处理措施有：（1）属于填缝料原因的将原缝中的填料挖除预处理后重新填缝料灌缝。（2）属于接缝破裂原因的预处理后填补沥青砂。（3）对于错台将最高点磨平预处理后养护此处填缝料。（4）对于卿泥及板底脱空病害预处理后进行充填，压浆后及时灌缝。

2 沥青路面

沥青路面即在矿料中掺入路用沥青材料铺设而成的路面。沥青路面属于柔性路面，可柔性材料，也可采用刚性或半刚性的路面材料[4]。

2.1 沥青路面的发展

据资料记载，15世纪印加帝国使用天然沥青修筑沥青碎石路。到20世纪，石油沥青成为用量最大的道路铺筑材料[5]。中国最早于1920年左右开始修筑沥青路面，时至今日沥青路面已然发展成为目前中国铺筑面积最多的一种高等级路面[6]。

2.2 沥青土路面特点分析

沥青路面结构层一般由面层、基层、底基层和垫层组成。沥青路面表面平整度较好，不需要设置接缝，可以实现无缝连接，行车舒适较高。从力学方面分析，沥青混凝土路面属于柔性路面范畴，能够有效缓解行驶车辆轮胎对路面的冲击力，提高行车舒适度，体验感佳[7]。

3 旧水泥混凝土路面加铺沥青层的研究和应用

目前我国公路运输事业蓬勃发展，随着交通量和汽车保有量的日益增加，道路路面板病害问题逐渐凸显，如何解决在公路以及城市道路中遇到的问题已刻不容缓。水泥混凝土路面铺设沥青层(白改黑)能够融合二者优点，不仅集刚性路面和柔性路面的优点于一身，而且能够实现旧水泥混凝土路面的再次利用。“白改黑”技术在水泥混凝土路面改造工程中应用较为广泛，对旧水泥混凝土路面的病害处理成为城市道路交通方面的研究重点。

白改黑，即把旧水泥混凝土路面（灰白色）改造成沥青混凝土路面（黑色），达到环保、防尘、降噪和增加驾乘舒适性等效果。跟原来的混凝土路面相比，“白改黑”道路路面和轮胎之间附着力显著增强，在遭遇紧急事件时，车辆制动性能显著提高，车辆行驶安全性明显增强，增加平稳性和舒适性；行驶过程中产生的噪音明显下降，起到降噪作用；沥青路面吸尘性能好，能有效吸收车辆行驶过程中产生的扬尘，进而提高周边店铺以及住宅的空气质量，起到美化城市环境质量的作用。

4 结语

综上所述，文章深入探究了水泥混凝土路面和沥青路面各自的力学特性和结构特性，以及容易出现的路面病害。研究结果表明，通过合理加铺沥青层，可有效改善水泥混凝土道路的使用性能，对旧水泥混凝土路面进行二次利用，并延长道路使用寿命。和其他道路改造技术相比，该方法具有施工工期较短、效益高等优点，符合我国旧水泥混凝土路面改造标准和相应技术规范的要求，具有大面积推广应用的价值。