摘要：随着人们生活质量的提升，对于物质方面的需求也越来越丰富，尤其是在近些年经济发展的过程中，交通工具的改进，进而带动着交通运输路线的布局也越来越合理，前期修建的一些水泥混凝土路面已经不能满足人们舒适的出行需要，这些道路急需提升服务等级，最常见且最经济的方式即是在水泥混凝土面层加铺沥青混凝土，以提升行车的舒适性，然而简单的加铺沥青层并不能延长道路的使用寿命，为了保证道路提升后能达到较长的使用期限，需要对水泥混凝土路面的病害进行全面处理，而其中最关键的一点就是要防止加铺沥青层后反射裂缝的出现，因此，本文将对水泥混凝土路面“白改黑”技术进行探究，分析混凝土路面在加铺沥青层的反射裂缝问题成因及相对应的处理方法。
关键词：水泥混凝土路面；沥青面层；反射裂缝；成因；防治对策
引言
“白改黑”实则就是采用沥青面层作为旧水泥混凝土路面的加铺层的一种较为典型的补强方法。其自身具有强烈的吸收特性，可以实现“刚柔相济”，保证水泥混凝土面板稳定性、安全性、平整性的目的。然而，想要满足以上特性，不仅材料差异要大，而且原来的混凝土面上经常存在错台、裂缝、接缝或脱空现象，从而导致反射裂缝。
一、工程案例
在武汉市蔡甸区知音湖大道和天鹅湖大道路面改造工程中，知音湖大道是连接蔡甸区和武汉经济技术开发区的一条重要出口通道，也是蔡甸区东部的一条纵向主干道，2006 年建成通车。技术等级为一级公路兼城市主干道，水泥混凝土路面，双向六车道，主行车道路面宽度为24 米，两侧非机动车道各宽4 米，路线全长11.5 公里，本次改造路段长约10.152 公里，起于孟永线古月路口，经马鞍山隧道、南湖大桥、大集平交口、南湾湖大桥，止于武汉经济开发区全力四路。原路面结构形式如下：面层为24cm 厚水泥混凝土板，基层为18cm 厚水泥稳定碎石，底基层为18cm 厚水泥稳定灰屑，路面总厚度为60cm。其中，在该项目上，原路面存在轻度块状裂缝、轻重板角断裂、轻度错台的病害，沥青层加铺前需要对这些病害进行处治，白改黑项目中原路面病害处治是否彻底直接影响到项目成功与否。本项目旨在通过对原水泥路面进行大修改造，保证行车的安全性与舒适性，提升路面使用性能，延长路面使用寿命、改善道路的美观性。
二、“白改黑”路面反射裂缝的防治流程
在进行“白改黑”路面反射裂缝防治的过程中，首先，要对该水泥混凝土板块进行详细的调查和分析，并且根据调查的相关信息进行总结和归纳，将板块划分为不同的类型，针对这些不同类型的板块采取不同的处理措施、处理方法等进行设计和规范；其次，需要对原有的路面的接缝进行必要的处理，一旦路面存在需要加宽的情况，必须要对新加宽的水泥混凝土板块与原有的面板之间的连接处进行有效的处理；最后，处理好原混凝土面板病害之后，在原水泥混凝土路面上加铺一层沥青。
三、沥青混凝土加铺层反射裂缝成因
3.1反射裂缝
反射裂缝指的就是要在原来旧混凝土的基础上加铺沥青罩面，当混凝土位置移动产生的拉力超过沥青罩面时就会出现开裂现象。其中，在此次“白改黑”项目建设中，反射裂缝主要是以张拉型和剪切型两种反射裂缝类型为主。
3.2成因
反射裂缝的出现主要是有两方面的原因造成，即交通荷载和温度作用。第一，交通荷载。在交通运输工具行驶到裂缝区域时，车轮的荷载作用，使得裂缝两侧的板端出现弯沉差，接缝上方的沥青混凝土加铺层就会承受非常大的弯拉应力和剪切应力，而此时的弯拉应力和剪切应力一旦超过核定的弯拉强度和抗剪强度，裂缝处就会产生反射裂缝。当然，反射裂缝首先是在车轮轮迹处出现，之后延伸到车轮两侧，尤其是遇到极端天气、沥青的氧化作用，以及路面结构层的不稳定性等，强大的动水压力无法满足现实需要，路面结构承载能力大幅下降，路面遭到加速式的破坏，道路使用寿命缩短，最终失去使用功能。第二，温度作用。沥青混凝土加铺层主要是粘附在原有的面层板之上，旧面层板因为温度的下降发生收缩情况，在其粘附阻力的影响下，沥青混凝土加铺层也会相应的出现收缩变形的情况。另外，混凝土板的收缩主要是在两条裂缝内进行，混凝土板在降温的情况下，就会导致裂缝上方的沥青混凝土加铺层内出现一个较为集中的拉应力，一旦抗拉强度过大，加铺层就会出现开裂现象，如该项目中，重型机动车在长期运行的过程中，道路遭到了加速式胡破坏，路面上裂缝分布较为紧密。
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四、防治措施及对策
4.1应力吸收法
应力吸收法指的就是罩面层和原来混凝土路面设置一个隔离层，主要采用弹性模量较小的材料类似于橡胶沥青应力吸收层。这种方案本质上可以消除水泥混凝土板缝处造成的应力集中情况，把被加罩的沥青混凝土面层由应力产生的微小形变传递给低模量的隔离层，隔离层隔离开了了加罩层的形变情况，从而真正起到吸收应力作用。就目前运行的情况来看，应力吸收主要是以土工布这种材质为主，但是，土工布施工质量无法得到有效的保障，所以，在未来的发展过程中，其他替代材料侧出现也是必然的趋势。
4.2加筋法
加筋法从本质上而言，就是提高面层沥青混凝土的弹性模量，增加沥青面层的刚度，使沥青面层提高抗裂抗拉能力。在实际应用的过程中，加筋的应用方法多种多样，其中包括了铺设钢筋网、铺设玻璃纤维格栅、采用加筋纤维沥青混凝土等。在实际应用的过程中，加筋法如果运用的极为合理，不仅能够明显的减缓反射裂缝的进一步开展，而且还会增加路面结构的强度。当然，在进行加筋法应用的过程中，必须要认识到加筋工艺的差异性、施工工艺的复杂性、加筋材料价格的昂贵性问题等。
4.3破碎旧水泥路面法
破碎原水泥路面法首先就是要将原水泥混凝土道路完全破碎成小块状，其次，借助重型压路机将其进行压实作用，最后，在压实的路面上摊铺沥青混凝土。虽然这种方法在国外使用较为广泛，并且还能够起到防治反射裂缝的作用，但是，在实际施工的过程中，其工艺的复杂性，需要专用的破碎设备的同时，还需要保障破碎后的路面压实作用后不能出现任何松动，一旦任意条件变动，豆浆要增加罩面层的厚度，不仅导致施工费用增高，而且还会造成施工噪音过大。
4.4锯缝法
锯缝法就是在加罩之后的沥青面层上锯缝，并且要使得锯的缝隙与原来的水泥路面的接缝是对齐的，然后灌注缝隙，并且将其封住，其中，施工中最常采用的是锯横缝。是在沥青面层上预先留下假缝，或者是称之为预切缝，使裂缝沿着设计要求开展。当裂缝通过灌缝材料后，仅需重新灌缝就可以了。另外，虽然锯缝法的养护费用低，但是，其养护效率的比较高的。当然，在认识到其优越性的同时，还必须要考虑到施工的复杂性、适用的范围较小等问题。
4.5设置沥青碎石缓解层
为了防治沥青路面反射裂缝问题的产生，在水泥面板和加铺沥青层之间设置一层橡胶沥青碎石封层，其作用主要两个方面：一是有效提高水泥面板和沥青层之间的粘结，防止后期因为层间结合不良出现的一些推移、拥抱等变形类病害；二是能有效的吸收水泥面板接缝产生向上发展的应力，起到抑制白改黑方案中出现的典型反射裂缝问题。相对于前四种方法而言，设置沥青碎石缓解层能够使反射裂缝得到有效抑制，而且具有较低的工程造价，在工期要求紧、质量要求高的公路工程中应用的较多。综合考虑提出白改黑路段沥青加铺结构形式如下：
上面层：4cmAC-13 改性沥青砼
粘层：改性乳化沥青
下面层：8cmAC-25 沥青砼
防裂层：1cm 橡胶沥青同步碎石封层
粘层：改性乳化沥青
水泥砼板接缝处理：粘贴32cm 宽抗裂贴
此方案得到了项目业主和相关专家的一致认可，最终按照此方案执行。
五、结语
综上所述，水泥混凝土路面“白改黑”路面反射裂缝的防治一直是我国公路技术领域的重大课题之一，就目前发展的情况来看，并没有相应的设计规范和方法。所以，在按照相关施工流程施工的基础之上，要认识到反射裂缝是因为交通荷载和温度作用这两个方面的原因造成，然后应用不同的防治对策，减缓其裂缝向上面层发展的速度，延长路面使用寿命；为了能够改善其质量，应该要从提高面层、夹层性能方面着手，处理好新旧之间的关系；最后，任何路面反射裂缝的防治前提就是要考虑起防裂作用的应力环节层，其次才是一些辅助防裂措施。
参考文献：
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[2]韦联飞.二级公路水泥混凝土路面加铺沥青面层（白改黑）施工及设计常见问题探讨[J].建材与装饰，2016-01-29.
[3]唐山林.谈“白改黑”工程反射裂缝防治结构层性能研究[J].山西建筑，2015-06-01.
论文作者:张冲
论文发表刊物:《基层建设》2018年第19期
论文发表时间:2018/8/15
标签：沥青论文; 裂缝论文; 路面论文; 混凝土论文; 面层论文; 反射论文; 水泥论文; 《基层建设》2018年第19期论文;