白改黑路面加铺层研究

摘要 南昌地区早年建成的水泥混凝土路面逐步面临改造。文章以青山湖地区市政道路白改黑工程为例，阐述了加铺层性质、作用，然后针对该地区常用的加铺金属网及铺设抗裂贴两种方案，从技术可行性、经济性等方面进行比选，最后通过调查多年运营后路面状况，验证得出金属网的防反射裂缝效果优于抗裂贴，为今后白改黑市政道路提供了借鉴。

关键词 旧水泥混凝土路面;白改黑;沥青加铺层;金属网

中图分类号 U416.216 文献标识码 B 文章编号 2096-8949（2022）11-0169-03

引言

早年，因造價低、强度高、耐久性好，水泥混凝土路面广泛建于南昌各地，伴随着城市经济的迅猛增长，交通量急剧增加及重载车辆增多，加剧了水泥混凝土路面破坏，另一方面城市面貌也对路面外观提出了更高要求。早年建成的水泥混凝土路面逐步面临改造，而白改黑是目前改造的主要方式。

依据《公路水泥混凝土路面设计规范》（JTG D40—2011）[1]条文8.6.3，在现有水泥混凝土路面上沥青罩面，可通过提高罩面沥青层厚度或在原水泥混凝土路面上布设应力吸收层、土工织物等措施延缓反射裂缝。加铺层的选取通常要综合考虑原路面状况（PCI、接缝传荷能力、断板率等）以及当地气候、道路交通荷载等因素。

该文以青山湖地区市政道路白改黑工程为例，针对加铺金属网及铺设抗裂贴两种常见方案的适用性及应用进行相关论述，为相关市政道路改造项目提供借鉴。

1 项目概况

南昌市委、市政府2017年12月12日在南昌市召开“美丽南昌·幸福家园”环境综合整治新闻发布会。会议决定实施三大工程，即市容环境整治工程、城市交通畅通工程、城市文明提升工程。

为响应及落实市里关于环境整治会议精神，青山湖区2017—2021年启动青山湖区为民办实事道路“白改黑”综合整治工程。

道路多为城市支路，均为早年建成的水泥混凝土路面，建成通车已长达十余年，存在多类病害，路况不佳，影响行车的安全性、舒适性、对沿线居民出行及市容市貌有一定影响。经调查车行道水泥混凝土面板厚约24 cm，部分道路后期在运营养护过程中机动车道加铺了约10 cm沥青混凝土罩面，车行道沥青路面主要病害表现为反射裂缝，局部坑洞、接缝破坏、面层细料散失、部分错台（路表与井框形成高差大于15 mm）。现状路面纵、横向反射裂缝尤为明显，如图1所示。

现场调查表明，历经十余年的运营，现状水泥路面出现局部病害。根据路面现状检测报告，路面评价指标PCI=70.75～83.12，评价等级为A、B级，养护对策为中修。

2 工程方案

反射裂缝产生的原理：原混凝土面层即使对破损板块及裂缝、错台、板角断裂等病害修复处理后，依然存在结构上的纵横向接缝，而接缝附近的沥青加铺层在温度、湿度以及车辆荷载作用下容易引起水平及竖向位移错动，从而应力集中导致沥青层开裂[2]。

工程上常用于减缓反射裂缝的技术措施如下：

2.1 聚酯玻纤布

一种结合了聚酯纤维及玻璃纤维特性的复合防裂材料，因材料具有较高拉伸强度及变形延展能力，可以较好地抑制反射裂缝。

2.2 应力吸收层

常见的如橡胶沥青、沥青碎石应力吸收层等，厚度一般2～3 cm，通过降低旧混凝土面层与沥青加铺层之间的黏附阻力，一般用于减缓因温度变化导致的反射裂缝。

碎石应力吸收层通常采用质地坚硬、非圆多棱角、干燥洁净、粒径单一的碎石，材质多为玄武岩。

2.3 土工织物夹层（抗裂贴）

主要含聚酯织物、无纺织物，其作用原理同黏胶沥青应力吸收层。

青山湖区为民办实事道路“白改黑”综合整治工程结合南昌市情况，分别采用了金属网及抗裂贴。

2.3.1 金属网

首先对现状水泥混凝土路面进行病害处理，保持路面干净、干燥、平整。在沥青罩面层和现有水泥路面之间满铺双绞合机编金属网，可以有效降低由温度及荷载作用导致的沥青面层拉应力集中，而特有的金属网格结构限制了沥青混合料的水平及竖向剪切位移，从而延缓罩面沥青反射裂缝的产生，降低车辙变形。

施工范围内满铺路面加筋网，其材料性能要求如下：

（1）单位质量≥1 500 g/m2。

（2）经/纬抗拉强度≥40/35 kN/m。

路面加筋网可采用人工铺设或机械铺设，路面加筋网的长度方向应沿道路纵向铺设，须拉紧贴地铺设平整，不得有翘起和褶皱，如图2所示。搭接处应有一定重叠，横向重叠宽度应保证不低于30 cm，纵向不低于15 cm，重叠位置要平整，以便铺设上层沥青层。路面加筋网铺设完成后，应采用轮胎压路机碾压。为避免路面加筋网局部松弛，铺设时应一端用锚或重型设备固定，一端用夹具夹住，并进行拉伸。路面加筋网拉直后，每卷开始的前4 m应用大量夹具固定，固定夹具密度不低于6个/m2。

铺设路面加筋网时，严禁作业车辆急刹或者转弯，摊铺沥青罩面层前严禁开放交通，避免对其造成损伤或破坏其整体性。铺设路面加筋网后，须在当天摊铺沥青混凝土，避免长时间裸露沾灰，影响加铺效果。

2.3.2 抗裂贴

首先对现状水泥混凝土路面进行病害处理，清理现状道路接缝，采用更换聚氨酯橡胶填充。在沥青罩面层和现有水泥路面之间设置土工合成材料可以提高沥青混合料的抗拉强度和抗变形能力，起到加筋和应力扩散作用，从而延缓反射裂缝的产生[3]。该工程采用高性能路用抗裂贴作为应力吸收土工材料，抗裂贴铺设位置及施工分别如图3、图4所示。该土工材料具有较强的抗拉能力，对延缓反射裂缝有一定的效果，各类指标及要求详见表1。同时高性能路用抗裂贴有较好的防水效果，可阻止路表水下渗到现有水泥路面中，防止路面结构进一步破坏。在满铺完高性能路用抗裂贴后，再在其上铺筑沥青混凝土。路面结构自上而下为：4 cm AC-13C细粒式沥青混凝土（SBS改性）+6 cm AC-20C中粒式沥青混凝土+高性能路用抗裂贴+病害处理后现有水泥混凝土路面[4]。

3 工程验证及分析

经过四五年的运营，通过实地踏勘，对原设计项目进行追踪调查，现场情况如下：

加铺金属网改造后道路：路面整体运营状况较好，平整度完好，现场未出现明显的纵、横向反射裂缝，仅局部细微裂缝，且宽度较窄;现场无车辙、表层粒料松散等病害，行车舒适性高，道路景观效果好，现场如图5所示。

而抗裂贴加铺改造道路已出现明显的横向反射裂缝，且裂缝呈现扩散状态，局部已出现纵向反射裂缝，现场如图6所示。部分道路因养护不及时，在出入口、交叉口等车流量较大区域路面严重的已出现沥青剥落。多雨地区反射裂缝的提早出现对路面使用效果是较大隐患，修复不及时可能导致路表水下渗到沥青加铺层与水泥路面层间，造成加铺层脫空、表层粒料剥落，导致路面结构进一步破坏，缩短加铺层使用寿命。

因抗裂贴主要设置于原水泥混凝土路面裂缝处，未能完整的解决裂缝处受力问题，效果不如满面加铺的金属网效果好。满铺双绞合机编金属网，可以有效降低由温度及荷载作用导致的沥青面层拉应力集中，而特有的金属网格结构限制了沥青混合料的水平及竖向剪切位移，从而延缓罩面沥青反射裂缝的产生，降低车辙变形，约束裂缝的进一步发展。

金属网及抗裂贴方案优缺点对比，详见表2。后者虽然建设成本较低，但延缓反射裂缝的时间较短，尤其在南方多雨区域，后续养护投入成本高，且市政类项目短期内频繁的维修保养对建设单位社会影响较大;前者不仅推迟了反射裂缝发生时间，且事实证明后期反射裂缝普遍较窄，满足居民对道路景观的需求。

4 结语

为探索水泥混凝土路面加铺层性能，该文采用南昌地区常用的加铺金属网及铺设抗裂贴两种方案进行对比，综合考虑技术可行性、经济性、现状工程应用状况及表现，验证得出金属网防反射裂缝效果优于抗裂贴，更适用于南方多雨地区市政道路。

在后续的加铺层研究中亦可以采用橡胶沥青、沥青碎石应力吸收层等进行对比研究。

参考文献

[1]公路水泥混凝土路面设计规范： JTG D40—2011[S]. 北京：人民交通出版社， 2011.

[2]王立勇， 冯培. 市政道路白加黑路面反射裂缝防治技术研究[J]. 城市道桥与防洪， 2020（5）： 56-58.

[3]郑茂参， 等. 道路抗裂贴防治反射裂缝性能研究[J]. 湖南交通科技， 2021（3）： 8-11.

[4]青山湖区2018年道路“白改黑”综合改造工程施工图文件[Z].南昌：南昌市城市规划设计研究总院， 2018.

收稿日期：2022-04-15

作者简介：康荣根（1988—），男，硕士，工程师，从事市政道路设计工作。