农村公路水泥混凝土路面“白改黑”施工技术研究

张鹤峰

（抚宁区农村公路发展中心，河北 秦皇岛 066300）

1 引言

早期修建的农村公路路面主要为水泥混凝土路面，混凝土路面主要由水泥胶结料和碎石集料构成，具备一定的承载能力，但随着农村交通的不断完善，公路保有车辆逐渐增多，行车荷载的长期作用会导致路面病害的产生，缩减公路寿命，使得现有水泥混凝土路面无法满足现阶段使用要求[1]。针对这种情况，常采用“白改黑”技术进行水泥混凝土路面养护，常使用的技术有直接罩面方案，机械破碎、弃运、重铺方案以及碎石化方案3类。本文对直接罩面方案，机械破碎、弃运、重铺方案以及碎石化方案3类技术进行分析，重点对碎石化方案进行研究，并在具体工程中进行应用。

2 “白改黑”技术方案设计

2.1 直接罩面方案

当水泥混凝土路面实际路况较好时，采用的“白改黑”技术主要为直接罩面方案。在旧板病害处治完毕后可直接在路面上铺设抗裂材料，再施工一层沥青混凝土面层结构[2]。直接罩面方案可充分利用旧板强度，且施工便利，以预防反射裂缝为原则。直接罩面施工工程特性如下：

1）直接罩面方案可有效改善旧水泥路面使用质量，提高水泥路面的平整度、防水性以及防滑能力，并有助于消除交通障碍，对周边环境污染较小，可快速开放交通，具备一定的环保要求。

2）直接罩面施工对水泥路面板块破损较低，无须进行板块的破碎和清运，节约施工成本，加快施工效率，且可缩短工期。

3）直接罩面施工方案的工期最短，成本最低，且在实施过程中无任何明显噪声，对周边居民生活影响较小。

4）直接罩面方案对原水泥混凝土路面的质量要求较高，且在施作过程中对外界温度、机械设备有较大的要求。

直接罩面施工方案的注意事项如下：

1）直接罩面施工之前应针对既有路面进行清扫，尤其是新铺板层上的浮泥，还有接缝处的碎石，应保证足够的干燥、整洁。

2）在寒冷季节，温度低于10℃时，不得使用黏性油。另外，喷涂量和喷涂速度需保持稳定。

3）黏层油不得长时间保存，在稀释沥青挥发完毕后需立即完成沥青混凝土层的铺筑。

4）待黏层油喷洒完毕后，不得让任何车辆行人进入施工现场。同时在施工过程中严禁破坏周边附属设施。

2.2 机械重铺法

机械重铺法主要是借助履带式液压压锤机对旧水泥混凝土路面进行破碎[3]，首先将水泥路面主板破碎至较小的网状碎块，再将其进行清运，处理完路基后重新铺筑同厚度水稳层，待透层沥青洒布完后铺筑沥青混凝土面层，主要工程特性如下：

1）机械破碎、弃运、重铺方案需重铺水稳层，具备足够的刚度和强度，有效缓解反射裂缝问题，确保了面层的平整度。

2）机械破碎、弃运、重铺方案能彻底处治旧水泥路面病害问题，但其施工缓慢，工期较长，增大施工成本，同时产生的噪声较大，容易影响周边环境。

3）机械破碎、弃运、重铺方案对施工温度条件要求较高，水稳层铺设完毕后需及时安装密封层，否则容易产生干缩裂缝。

机械破碎、弃运、重铺方案施工注意事项：

1）将不同粒径材料隔离分类存放，当遇下雨天气时，不得进行水泥稳定碎石及沥青混凝土施工。

2）运输车辆在装料前应彻底清洗，并在车厢内部涂抹一层薄膜剂，并在混合料上盖上帆布袋，以免热量散失。

3）透层油洒布时间控制在24 h以内为宜。

4）当新铺路面时应防止因加油、停机、加水等操作引发的污染问题。

2.3 碎石化方案

碎石化方案技术主要是对旧水泥路面进行彻底破碎以有效降低混凝土板尺寸，避免产生反射裂缝[4]。碎石化方案需利用破碎能量较高的机械设备，其破碎成本较大。碎石化方案工程特性具体如下：

1）碎石化技术主要是将旧水泥路面进行破碎至碎石层，可避免产生反射裂缝，经过压实后呈典型嵌锁形结构，结合碎石块的紧密结合、嵌挤作用、强度增大等，进而防止应力集中。

2）碎石化施作时不需清运旧水泥路面，直接就地破碎后压实，因此，可降低运输成本，减少对交通同行的影响。

3 工程概况

某农村公路总长8 650m，设计为4级县道，宽6 m，设计行车速度为30 km/h，路面设计为水泥混凝土路面。该公路现已运营较长时间，路面已存在较多病害问题，导致路面平整度、抗滑性等性能均发生较大程度的降低，直接影响了行车安全性和舒适性。通过对该公路路面病害情况进行全面调查可知，路面存在的主要病害有啃边、错台、板角断裂等，结合规范指标，水泥混凝土路面破损状况见表1，现场实际情况见图1。为改善水泥路面病害问题，现计划采用“白改黑”技术进行路面养护维修处理，并选择采用碎石化方案进行施作。

表1 旧水泥混凝土路面破损状况

图1 旧水泥路面破损情况

4 碎石化施工技术要点

4.1 旧路面清理和构筑物标识

对旧水泥混凝土路面进行必要的清理和处治，其中包括路面板清洁、破碎板开挖换填、排水系统的修复以及沥青补块铣刨处理等，并对公路沿线的桩基、井盖、箱涵等构造物进行标识处理，以免在碎石化施工过程中破坏构筑物[5]。

4.2 隔振沟和应力释放渠设置

针对一般构造物，如井盖等，可采取漏振措施，与其周边0.5 m以外范围设定施工间距，而针对重要构造物，如箱涵等，应在其周边设置隔振沟，确保其宽度大于0.1 m，深度大于0.8 m。公路两侧路缘石挖除时应设定应力释放渠，确保在进行共振破碎施工时可将周边侧向应力进行释放。

4.3 共振破碎施工

结合试振段的破碎效果确定出共振碎石化施工各项施工参数，所用锤头振幅为16 mm，锤距在14~16 mm，对应的共振频率在48~50 Hz，工作速度不得低于1.1 km/h。共振碎石化施工质量检验标准见表2。

表2 质量检验标准

4.4 碎石化层清理与碾压

待路面板破碎施工完毕后，应及时予以清理和处治，主要包括清除沥青填缝料、未均匀破碎区域换填压实以及隔振沟回填夯实等，确保碎石化层局部的沉降小于2 cm，且顶面模量超过200 MPa。紧接着于表面处进行4~5遍的洒水处理，直至碎石化层得到充分浸湿后即可开展碾压施工。碾压施工时应先采用12 t双钢轮压路机进行一遍静压初压，接着采用22 t单钢轮压路机进行3遍振动压实复压，最后再终压静压2遍。待碾压施工完毕后，直接洒布一层1.0 kg/m2左右的乳化沥青透层，以确保表层结构密实度。

4.5 沥青加铺层施工

在第二层再次洒布1.0 kg/m2左右的乳化沥青透层，再直接洒布1 cm厚度的同步碎石封层，施作ATB-25下面层作为共振碎石化调平层，最终形成共振碎石化沥青加铺路面。

4.6 碎石化方案施工注意事项

1）共振碎石化施工不宜在下雨等异常天气下展开，且在施工中应注重对周边构造物的保护。

2）共振碎石化破碎施工应遵循先两侧后中间的顺序，且在施工中应对杂物进行及时清除，破碎时需设置重复破碎搭接面，宽度确保大于5 cm。

3）破碎完毕后应及时对顶面高程进行测量，并对高程进行准确调整后施工调平层，选用级配碎石作为调平层材料。

4）在下雨天气时，需对雨水进行合理控制，设置好相应的排水系统，确保破碎层和旧路基础内水彻底蒸发后方可进行沥青层摊铺作业。

5 结语

本文结合实际农村公路路面养护工程为例，分别介绍了直接罩面方案，机械破碎、弃运、重铺方案以及碎石化方案3类技术，并以碎石化方案施工技术要点进行了研究，研究结果证实了农村公路水泥混凝土路面“白改黑”施工技术应用的可行性和实用性。