东莞市公路管理局
摘要：随着国省道公路交通量的日益增加，车辆的严重超载，很多水泥混凝土路面均呈现出一定的破坏，影响了路面的使用功能，因此，对旧水泥混凝土路面进行改造迫在眉睫。本文结合水泥混凝土路面改造工程，在论述路面存在的病害情况上，采用了“白加黑”技术进行路面改造，并阐述了关键技术的施工要点，可供类似工程参考。
关键词：水泥混凝土路面；改造工程；白加黑技术；施工
引言：水泥混凝土路面凭借着众多优势而成为了常见的路面结构形式，但随着国省道交通量日益增大，重载车辆、超载现象十分严重，已有的水泥混凝土路面出现了裂缝、坑槽、车辙和推移、泛油、松散等路面损坏，造成了沥青路面行车舒适性差，使用功能的下降。为了不让水泥混凝土路面进一步向更深层次发展，确保延长路面使用寿命、保持道路使用性能，必须对路面进行改造。而“白改黑”技术是水泥混凝土路面改造工程中常用的技术，它是将原水泥混凝土路面稳固处理后作为路面基层，加铺沥青混凝土面层，形成一种刚性基层与柔性面层的组合结构。下面，结合实例，介绍“白改黑”技术在旧水泥混凝土路面改造技术及方法进行探究。
一、“白加黑”改造方式概述
“白加黑”改造的方式较多，最为典型的处理方式为整板利用和破碎利用。整板利用，即直接在水泥混凝土旧路面上加铺沥青结构层，该方式保留了原路面的结构性能；破碎利用则是将旧混凝土面板破碎后再铺设沥青结构层，该方式是将旧混凝土面板碎石化，作为新道路的基层。作者参与的东莞市S358线清溪段路面改造工程及东莞市S359龙平西路升级改造工程，分别采用了这两种方式，其施工理念和施工工艺截然不同，经济性和适用性也存在较大差异。
二、路面整治方案选择
2.1 白加黑
“白改黑”技术是水泥混凝土路面改造工程中常用的技术，它是将原水泥混凝土路面稳固处理后作为路面基层，加铺沥青混凝土面层，形成一种刚性基层与柔性面层的组合结构。根据美国的经验，采用“白加黑”维修改造水泥混凝土路面有两个条件：
（1）更换的水泥面板不宜太多，否则经济性较差；
（2）水泥混凝土的破坏不是由于严重的耐久性问题引起的。
满足这两个条件的水泥混凝土路面都可以采用这种方法进行改造。这种方法的优点在于不仅能充、分利用原水泥混凝土面板的强度，改造时对结构又进行了加强。根据国外的经验，通过“白加黑”改造的水泥路面一般都具有较长的设计使用寿命。
由于水泥面板作为基层使用，模量较大，因此沥青面层应有较好的抗车辙能力，这点可以通过使用诸如SMA等性能优良的混合料解决；需要认真解决好反射裂缝的控制措施。
2.2破碎
在水泥混凝土面板的病害严重，无法通过常规修补恢复路面的使用功能的情况下，可将水泥混凝土面板进行破碎。在破碎板量较大的时候有显著的经济效益，修补比例在大于20%～25%。
这种方法的优点是通过破碎解决了面板接缝和裂缝引起的反射裂缝问题。
缺点是没有很好地利用原水泥混凝土路面的强度，另外还需要额外的结构层来进行补强。在国外许多国家，碎石化（破碎的一种常见方式）后的水泥面板可直接用作基层，但由于我国车辆轴载较大，一般需要在上面增加半刚性基层补强，做成了半刚性路面。
经过综合比较分析，从结构上该路面满足设计年限内承载力要求；由于破碎板的修补比例不高，经济上有优势；作为城市道路，标高提升有一定限制，而白加黑标高提升少于破碎法；该路面地下管网众多，以及周边居民区多，也限制了破碎方法的选择。
三、对原水泥混凝土路面的修补
原水泥路面病害处治的好坏将直接影响到加铺后路面的使用效果，处治好路面的病害是路面加铺改造的的关键。
3.1破碎板处理
对于破碎板块，采用更换破碎板的方法进行处治；对于水泥混凝土板块破碎严重或伴有沉陷、唧浆，或连续多块板破碎的，这些板块下的基层甚至底基层均存在不同程度的损坏，在对板块进行更换的同时，则换填整个基层或底基层。
3.2裂缝修补
根据裂缝损坏严重程度分别进行裂缝修补处治。当板内有轻微裂缝且板内无错台时，则不需要换板，只进行裂缝维修及混凝土板稳固处理即可。但经过处理后，断板间满足采用落锤式弯沉仪FWD逐板检测板角处的弯沉，根据不同荷载下弯沉曲线的截距小于30mm、单点弯沉小于0.14mm，相邻板块的弯沉差小于0.06mm的技术要求。如果混凝土板有错台时，则进行换板处理。
3.3 边角断裂剥落修补
当混凝土面板内仅有一条贯穿裂缝，或一个角破损，且破损板角的面积在 块面积内时，进行板块的局部更换，采用局部切除后进行修补。
3.4陷、脱空、接缝传荷能力不足的处理
对于存在沉陷、脱空、接缝传荷能力不足的完好混凝土面板，采用水泥混凝土板块脱空处理的方式，即采用板底压浆的方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆压浆的质量控制及工艺按照以下要求进行：
（1）浆孔的大小和压注嘴的大小一致，压浆孔的布设根据路面板的大小、沉降量、裂缝状况以及压浆机械、压浆压力来确定，一般情况，钻孔按6个孔布设。压浆孔距板边的距离80～100cm左右，达到贯穿水泥混凝土面板并深入二灰基层约10～15cm的位置，原则上深度应尽可能大，但以不穿透基层为度。
（2）用压力压浆机或压浆泵进行压浆，压浆时压注嘴与压浆孔的紧密结合，使得压浆压力控制在2～5MPa之间，初始压浆阶段适当增加压力，后阶段逐渐进行降压调整至稳定压力。
（3）浆完毕，立即用木楔封住压浆孔，待浆体初凝后除去木楔，用高标号砂浆封孔，养生1d后检测压浆效果。
（4）浆效果检测，采用FWD逐板检测板角处的弯沉，根据不同荷载下弯沉曲线的截距小于30mm，且单点弯沉小于0.14mm、相邻板块的弯沉差小于0.06mm后，质量合格，否则进行复灌，直至符合要求。
3.5错台处治
对于完好的混凝土板与板之间发生错台，处治方法为采用压浆抬板并辅以磨平法。对于板块因脱空下沉，在压浆完毕弯沉检测满足其要求后，仍有错台的板块采用磨平机磨平（对高差小于10mm的错，直接用磨平机磨平；对大于10mm的错台，借助人工将高出的错台板基本凿平，然后再用磨平机磨平。），从错台最高点开始向四周扩展，边磨边用3m直尺找平，直至相邻两块板齐平为止。磨平后，将接缝内杂物清除干净，并吹净灰尘，及时用聚氨酯填缝料填缝。
3.6接缝维修
对于纵横向接缝填缝料采用填缝料进行重新灌缝处理；灌缝时将缝内碎屑及杂物用勾子清除，并将专用填缝料灌入缝内。
3.7混凝土板块病害处治合格的标准
经过对混凝土板块病害的处理后，砼的弯拉强度不低于5MPa；采用落锤式弯沉仪FWD逐板检测板角处的弯沉，满足不同荷载下弯沉曲线的截距小于30mm、单点弯沉小于0.14mm，相邻板块的弯沉差小于0.06mm的技术要求。
四、加铺沥青面层施工
沥青罩面层的厚度一般根据交通量的情况取5cm层路面的结构强度一般能满足要求，关键是如何防止沥青加铺层产生反射裂缝。
4.1应力吸收中间层
在水泥面板处治合格后考虑设置抗反射裂中间层材料。常见的有各类土工类材料，用于防止反射裂缝实际工程中的效果报道相差较大，从没有效果，甚至因为使用不当造成水损坏等反作用，到效果优越的都有报道。因此使用这类材料时应根据具体的裂缝病害选择合适的材料，在施工中应认真细致，不要造成材料的卷起或不平，特别是土工布类材料使用时候要让沥青浸透，否则还会起到相反的效果。
根据历史资料及使用经验，该路选择采用橡胶沥青同步碎石应力吸收层作为盈利吸收层使用，这种结构具有优良的柔韧性和粘结性，可抑制和减缓水泥混凝土路面接缝引起的反射裂缝，同时也是一层优良的防水层，可以有效地防止路表水分渗入混凝土路面结构内部。
4.2加铺层材料选择
沥青的添加剂、改性剂伴随着沥青在道路工程上的使用而逐渐发展起来，现在市场上有各种各样的添加剂、改性剂来有针对性地改善沥青的各种性能。如纤维就是一种典型的已经证明能有效抑制反射裂缝的添加剂，它可以提高沥青混合料的抗拉强度从而减少反射裂缝。
罩面层常采用的已经证明对抑制反射裂缝有良好效果的改性沥青有橡胶改性沥青、SBS改性沥青等。由于橡胶沥青当时在省内没有生产成规模、质量较稳定的橡胶沥青厂家，因此采用SBS改性沥青。同时采用改性沥青和纤维的沥青玛蹄脂碎石SMA性能优良，不但具有良好的高温稳定性具有良好的抗反射裂缝能力。
因此经过综合比较，该路采用SBS改性沥青玛蹄脂碎石SMA作为路面抗滑表层。
4.3加铺层厚度设计
我国现行规范并没用白改黑加铺层厚度设计内容。根据国内外使用经验，较厚的加铺层厚度能减轻反射裂缝的产生。
沥青面层厚度对防治或减轻反射裂缝的原因有两点：
（1）沥青面层越厚，原水泥混凝土面板的温缩应力将减小；
（2）反射裂缝通过较厚的沥青面层需要较长的时间。但较厚的沥青面层需要花费较高的费用，且根据国内外的研究资料来看，仅仅依靠增加罩面层厚度来防治反射裂缝的尝试仅部分成功，且最少厚度必须在15cm以上才有明显效果。
对于我国超载情况较严重的实际情况，单靠增加沥青层厚度来防治“白加黑”水泥面板的反射裂缝显然是不现实的。因此，加铺层厚度的设计根据交通荷载、提高路面平整度以及抗反射裂缝的要求综合确定采用10cm沥青混凝土加铺层。
结束语
水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层是改造水泥混凝土路面一种切实可行的方法，在路面病害处理中已普遍采用。随着交通量的不断增长，将对水泥混凝土路面质量有着更高的要求和标准，如何通过科学管理，技术进步，对水泥混凝土路面病害进行改造处理、精心施工，完善路面质量是值得我们深入研究的课题。
参考文献：
[1]叶仁华.白改黑旧路面补强设计浅析 2016.9
[2]白洪才.旧混凝土道路加铺沥青面层的设计与施工工艺 2017.9
论文作者:詹林衡
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第12期
论文发表时间:2019/1/4
标签：路面论文; 混凝土论文; 水泥论文; 沥青论文; 裂缝论文; 面层论文; 反射论文; 《建筑细部》2018年第12期论文;