芜湖市公路管理局 安徽芜湖 241000
摘要：该文介绍了芜湖市公路水泥混凝土路面“白改黑”的几种常用方法和施工工艺，针对芜湖市S208柘无路路面大中修工程项目建成后的使用情况，经研究和探讨后提出个人观点，供类似项目改建时参考。
关键词：水泥混凝土路面 白改黑 冲击压实 碎石化 挖除
一、前言
早期芜湖市干线公路修建了大量的水泥混凝土路面，经过多年的使用，这些水泥混凝土路面陆续出现了各种病害，给公路养护工作造成巨大困难，严重影响了行车的速度、舒适性和安全性。“白改黑”指对水泥混凝土路面改造处理，加铺沥青混凝土，使原来的灰白色水泥混凝土刚性路面改建为黑色的沥青混凝土柔性路面。相比水泥混凝土路面，改建后的沥青混凝土路面具有“美观、行车舒适、胎噪小、防滑效果好、安全系数高和后期维护方便”等诸多优势。
随着经济的发展，车辆的快速增加，特别是私家小客车保有量的迅猛增长，对道路行驶的舒适性提出了更高的要求，“十二五”期间芜湖市公路水泥混凝土路面大都进行了“白改黑”的改造。“白改黑”的具体改造方案应根据旧水泥板病害、强度以及基底情况等综合确定，下面结合芜湖市公路改建项目的经验和教训，对“白改黑”处治方案进行研究和探讨。
二、典型方案和工艺
在芜湖市公路改建和养护项目中，水泥混凝土路面“白改黑”的改造方案主要是针对旧水泥板处治的方法不同，处治后一般均加铺水泥稳定碎石基层和沥青混凝土面层。简要介绍以下几种常用的处治方案：
1、打裂压稳（冲击压实）
此方法是采用五边形冲击压路机将旧水泥板打裂并且压稳，打裂的效果应以75%以上面积的旧水泥板产生不规则开裂、并裂成0.5m左右大小的板块，压稳是以最后2遍冲压的平均沉降量不超过5mm为准。
该方法施工工艺较为简单，工程投资较小；将旧水泥板打裂，减小了板块的尺寸效应，从而减少了接缝处的位移，对延缓反射裂缝起到一定的作用；冲击破碎水泥板块后，消除了板块脱空，但板块仍较大，板块之间的裂缝容易反射至沥青面层。
2、碎石化处理
此方法是采用多锤头破碎机MHB将旧水泥板破碎，通常要求破碎粒径底部不超过37.5cm、中间不超过22.5mc、表面不超过7.5cm，并采用Z型压路机和光轮振动压路机碾压稳定和平整。
该方法将水泥板彻底破碎，消除了原路面病害，碎石化后的粒径组合合理，下层裂而不碎、联锁咬合、契合良好，破碎板块在平面上的强度分布较均匀，不易产生应力集中现象，防止反射裂缝的发生。
3、全部挖除
此方法是采用液压冲击锤将旧水泥板破碎成可装运的大块并移除运走，利用原基层作为新沥青混凝土路面的底基层。当水泥板移除后，需对基底进行检测评估，当基底软弱或原基层破碎严重时，还需进行必要修复处理。
该方案处理较为彻底，移除旧水泥板，解决了反射裂缝问题，并且能够较好地发现和解决老路路基的病害，避免加铺结构层抬高路面。主要缺点是挖除全部水泥板，社会负面影响较大，水泥板废弃，浪费严重也易造成环境污染。
三、应用实例
碎石化相比其他路面破碎处治工艺，是一种行之有效的针对水泥路面养护维修和再生利用的新技术，它将原有的旧水泥混凝土路面通过专业设备碎石化后作为基层或底基层，其上加铺水泥稳定碎石补强层和沥青面层，从而达到恢复路面性能的目的，近几年在公路大修工程中逐渐被推广运用。下面就芜湖市S208柘无路大中修工程简单介绍碎石化处理：
1、老路基本概况
S208柘无路起于巢湖市柘皋镇，终于芜湖市无为县，全线为二级公路，路面宽12m，路基宽15m；其中芜湖市境内K42+874～K45+320段为水泥混凝土路面，其他路段均为沥青混凝土路面。现状水泥路面使用状况较差，面板断裂、破碎较多，严重影响行车的舒适性。
四、关键性问题分析
1、碎石化前准备工作
(1)排水系统
在进行破碎前应设置好排水设施，使水泥混凝土板块破碎后处于较好的排水状态。同时，原水泥混凝土路面可能的水损害隐患也得以消除，做到排水通畅，使水泥混凝土板块下基层、路基的干湿状况有所改善，从而在碎石化过程中有更加坚实的下部结构。在有可能出现降雨的天气要进行适当的防护，如：加盖塑料薄膜。
(2)特殊路段的处理
在破碎之前修复软弱基层和底基层，对混凝土板存在严重缺陷的路段，如沉陷、重度错台等应进行换填处理。
(3)构造物的标记与保护
MHB 破碎会产生较大范围的冲击波，有可能损坏与破碎位置邻近的构造物，施工时要尽量避免。如果构造物与水泥混凝土板块间存在联接，可采用锯缝切断这些联接，锯缝要达到板块全深范围。重锤在距离构造物1m时停止破碎，在离开构造物1m 以上时继续锤击。对构造物周围未破碎的板块进行人工破碎或挖除换填。
2、设置试验段，确定破碎参数
在碎石化施工正式开始之前，应根据路况调查资料，在有代表性的路段选择至少100m 长、一个车道宽的路面作为试验区。逐级调整破碎参数对路面进行破碎，目测破碎效果；碎石化后路表呈鳞片状时，碎石化的效果满足要求，记录下所采用的破碎参数。
为了确保路面被破碎成规定的尺寸，在试验区内随机选取2～3 个独立的位置开挖1平方米的试坑，试坑应开挖至基层，以在全深度范围内检查碎石化后的颗粒是否在规定的粒径范围内。如果破碎的粒径没有达到要求，那么破碎程序必须进行相应调整，并相应增加试验区，循环上一过程，直至要求得到满足。
3、碎石化质量控制
(1)碎石化粒径要求
破碎后颗粒的粒度组成决定了其压实后的效果，也决定了破碎消除原板块向上产生反射裂缝的效果。粒径较大固然会导致顶面强度不均匀不利于加铺层稳定，但破碎成较细小的颗粒又会使其水稳定性变得更差。碎石化后对不同板厚处的颗粒规定了最大粒径，要求75％的颗粒满足要求：破碎粒径底部不超过37.5cm、中间不超过22.5mc、表面不超过7.5cm。
(2)破碎后的压实要求
压实的主要作用是将表面的扁平颗粒进一步破碎，同时稳固下层块料，为加铺路面提供一个平整的表面。为了防止压实过度而将碎石化层压入基层，应避免在潮湿的条件下进行压实操作。压实按如下顺序进行：Z纹压路机至少3遍；振动钢轮压路机1~3遍。
(3)检测弯沉
现场碎石化处理后顶面回弹模量一般都比碎石化前有所降低，并且方差变小，说明碎石化后路面强度更加均匀，绝大部分路面顶回弹模量都在200Mpa以上。碎石化后应验证路面顶回弹模量是否满足要求，对于不满足要求的区域应增加压实次数或换填不稳定的基层。
五、结束语
水泥混凝土路面“白改黑”改造方案应根据道路等级、交通量预测、旧水泥混凝土路面结构性能和养护水平等因素科学确定。采用旧水泥路面碎石化处理，不仅提高材料再生利用率，降低工程造价，也能减少改造后沥青路面反射裂缝的产生，同时还缩短了施工工期。结合芜湖市部分公路水泥混凝土路面“白改黑”改造的使用状况，建议我省干线公路养护和改建工程水泥混凝土改造采用“碎石化处理”方案。
参考文献
[1]李昶、张玉宏、张建，《冲击压实与MHB类设备对水泥混凝土路面破碎效果对比》，公路交通科技，2004；
[2]王松根，《旧水泥混凝土路面碎石化技术应用指南》，人民交通出版社，2007；
[3]吴凤霞，《路面碎石化的施工工艺和质量控制》，中国新技术新产品，2011。
论文作者:周正富
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第7期
论文发表时间:2017/8/8
标签：路面论文; 碎石论文; 混凝土论文; 水泥论文; 芜湖市论文; 水泥板论文; 粒径论文; 《建筑学研究前沿》2017年第7期论文;