浅析破损路面“白改黑”改造技术

摘要：近年来，随着城市经济的发展，城市原有的混凝土路面经常出现由于老路路面结构较为薄弱，交通负荷大导致道路损坏，而不能满足城市道路的功能要求情况或者考虑道路行车舒适性，需将混凝土路面改造为沥青路面。本文就混凝土路面改造为沥青路面技术方案进行了简要分析。

关键词：路面改造白改黑病害碎石化

中图分类号：C35文献标识码： A

沥青混凝土路面具有抵抗变形能力强、行车舒适、噪音小、防滑性能好、便于养护维修等优点，近年来，对旧水泥混凝土路面的改造工程，人们越来越多的认同“白”改“黑”，即通过在旧水泥路面上设置中间夹层消除或消减反射裂缝而后加铺沥青面层、将旧水泥路面用专用器械破碎后直接加铺面层或先加铺基层再铺沥青路面、或者将老路旧混凝土板块及老路基层挖除重新铺筑基层及沥青面层等方案将原水泥混凝土路面改造为沥青路面。

一、老路病害成因分析

“白”改“黑”首先要针对工程情况到现场对现状道路水泥混凝土板块病害逐块进行仔细地调查。现场调查可根据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》及《公路技术状况评定标准》旧水泥混凝土板块的病害检测及评定要求进行，必要的时候进行钻芯取样。

水泥混凝土板因其具有强度高、稳定性好等优点，早期在道路建设中被广泛应用。然而其使用寿命却不容乐观，3～4年就会出现断板、错台等不同程度的早期破坏。这些破坏产生的原因，除现有车辆超限、超载严重等因素外，还存在设计施工方面的问题。

城市混凝土道路病害一般有板块出现不规则的横向、纵向、交叉断裂断板和角隅折断裂缝等，究其破坏原因，主要有以下几点：

1．路面基层强度不足。混凝土面层一般浇筑在二层碎石基层或水泥稳定碎石基层上。水泥砂浆将面层、基层形成一个整体，然而往往由于基层强度的不足，面层与基层的接触面成为强度薄弱层。随着时间的推移，面层与基层彼此分离，破坏面处于一种非常光滑的凹凸不平状态。凹凸不平的接触面阻碍了混凝土面板与基层的不均匀胀缩，产生了巨大剪应力。剪应力直接对面板施加撕裂破坏，使板底不同部位产生微裂纹，这些微裂纹极易在混凝土面板强度不足的情况下逐渐向板中扩大。

2、交通量超限的因素。由于板底、板中微裂缝的产生，在路面继续胀缩和产生温度变形的剪应力作用下，其板底微裂纹必将不断的发展、不断的增多，损伤路面强度。在超限、超载车辆动荷载的作用下，路面板会发生振动，板的振动反过来又作用于行驶其上的车辆，这种车－板之间的耦合作用随荷载多少和车速的大小、路面平整状况以及基层材料性能的不同而变化，并且会对板的开裂产生较大的影响。研究表明，路面越不平整，车速越高，荷载越大，这种作用会更加明显，裂纹的生成和拓展速度亦就越快。板底裂纹的向上扩展和板中裂纹的进一步延长，必然会导致两者在某一应力水平下互相连通，从而加剧板的开裂破坏。

3、水的因素。“百害水为先”，对水泥混凝土道路来说，首先要考虑的问题就是对水的防治。排水系统存在缺陷，使本应及时排走的水大量滞留在路上无法外排，加上水泥混凝土板块自身的纵横缝特点，以及在上述两种因素作用下引起的裂缝、错台、接缝损坏等病害，都成为水损坏的侵入点，大量的路面积水通过各种途径下渗至路基，导致路基强度的局部软弱，在重载、超载车的作用下，板底脱空、唧泥，从而出现大面积的严重病害。

二、水泥混凝土路面改造方案

结合老路破损程度，大致可以以以下三种方案进行技术改造：

1、原混凝土面层全部挖除。原路面破损严重区域基层一并挖除，浇筑水泥稳定碎石或低标号混凝土作为基层。这种技术处理方案对老路病害处理较为彻底，有一劳永逸的功效，能够从根本上解决反射裂缝和老路承载能力不足的问题；此外该方案将老板块挖除，能够尽量维持原有道路高程，与周边道路衔接较好，适用于高程受限的路段，但该方案缺点是造价相对较高，对交通干扰较大。

2、在原有混凝土路面加铺沥青面层。将破损严重区域混凝土路面破除，基层以低标号的混凝土处理，上铺设水泥稳定碎石与原有混凝土路面相平。在可利用的原混凝土路面铺设乳化沥青及聚酯玻纤布作为衔接层，上铺沥青路面。维修方案如下：

（1）、当单个板块出现病害时,将板块挖除，重新浇筑混凝土，并在四周植入拉杆，长度间距根据道路等级需要。

（2）、当板块连续出现病害,方便进行水稳碎石施工时,挖除损坏的混凝土板，对原老路基层进行检查：如老路基层成型良好，强度满足要求,用压力空气将基层顶面清理干净后，重新用水稳碎石填补与老混凝土路面平齐，其上一起加铺补强结构：水泥稳定碎石+沥青路面。如果老路基层松散,将基层病害范围沿四周超宽20cm开挖成四方形凹槽，清除松散的基层，用压力空气将凹槽底面清理干净后，浇筑C20素砼与原基层顶面齐平，其上用水稳碎石填补与老混凝土路面平齐，然后同一般路段一起加铺补强结构。

（3）、接缝处理。用清缝机清除旧填缝料，用钢丝刷清理缝壁，吹干净缝内土，用稀释沥青涂刷缝壁，缝下部填泡沫塑料嵌条，填填缝料，缝顶部须留5～10mm膨胀空间，在已填好的缝上，用烙铁烙平，使填缝料密实。

（4）、与相衔接道路搭接处理。与相交接道路顺接时，如衔接道路为沥青道路，铣刨衔接道路沥青面层约1m，接口处对称铺设聚酯玻纤布，；如为混凝土道路，则凿除厚度与改造道路沥青路面厚度相同的混凝土面层，长度约2m。

此技术方案对老路路面基层强度要求较高，较适用于旧水泥混凝土路面破损较轻的路段，对路面高程有一定影响。

3、将老路水泥混凝土板碎石化，然后加铺水泥稳定碎石层、沥青面层。旧水泥混凝土板碎石化是将水泥混凝土路面离散化的施工工艺，这种施工工艺将水泥混凝土板破碎成7.5～37.5cm的颗粒，但不会扰动颗粒间的嵌挤结构，所形成的碎石化层比级配碎石具有更高的强度，碎石化后混凝土板块层相当于级配碎石强度的三倍，可以作为新加铺沥青路面结构的基层，能更好地改善加铺层的受力状况。其主要原理是碎石化层下部类似于块石路面，由裂而不碎且粒径较大的混凝土块组成，经过较好的压实后，承受竖向荷载时仍然具有比级配碎石大得多的强度，另外碎石化层上部强度较低的松散胶结层也起到了很好的缓冲和应力吸收的作用，进行碎石化后可以消除反射裂缝产生的可能性。此方案的优点是将老水泥混凝土面板碎石化后作为沥青路面基层使用，减少了挖除混凝土板块对环境的污染，其次，碎石化后基层直接使用减少了对水泥混凝土板处理、挖运等费用，降低了基层造价。此外，由于该方案不需要将老路旧混凝土板挖除处理，直接在旧混凝土板块上实施破碎，然后施工沥青封层、面层，施工工期较短，对交通干扰小。碎石化技术在江苏部分城市都得到了应用，道路改造效果良好，应该说这种技术相对也已经比较成熟，综合造价、工期等考虑，路面碎石化方案不失为一种比较合理的选择。

三、结语

水泥混凝土路面行驶舒适性低，噪音大，灰尘多，车速受到限制，因此在全国许多地区，特别是城市中，都在实行“白改黑”工程，即水泥混凝土路面改为沥青混凝土路面。在旧水泥路面上加铺沥青混凝土面层由于施工方便、对既有交通影响较小、造价低、环保等优点，得到国内外的广泛采用。但对用沥青加铺层改造旧水泥混凝土路面的方法和理论，国内外仍在作进一步的研究，我们在水泥混凝土路面改造时，应在详细调查既有道路状况的基础上，根据实际情况因地制宜，选择合适的改造方案，力图找到符合国情、切实可行的改造措施。

参考文献：

《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ 073.1-2001）

《公路技术状况评定标准》（JTG H20-2007）

《城市道路工程设计规范》（CJJ37-2012）

《城市道路路基设计规范》（CJJ193-2012）

《城镇道路工程施工与验收规范》（CJJ1-2008）

《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTG F30-2003）