城市道路路面“白改黑”技術(shù)探討

劉錦斌南靖縣城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)局（363900）

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城市道路路面“白改黑”技術(shù)探討

劉錦斌
南靖縣城鄉(xiāng)規(guī)劃建設(shè)局（363900）

摘要：針對混凝土路面加鋪前的主要病害的綜合處治措施進(jìn)行簡單介紹，歸納總結(jié)目前工程實(shí)踐中廣泛采用的典型防反射裂縫技術(shù)，對比這些經(jīng)典技術(shù)措施之間的優(yōu)缺點(diǎn)，然后根據(jù)工程實(shí)例了解各種防反射裂縫技術(shù)的有效性。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土；白改黑；裂縫；對策

0　前言

近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，人們對城市道路提出了更高層次的要求。特別是在國內(nèi)一些大中城市以及沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的地區(qū)，水泥混凝土路面因?yàn)楸旧泶嬖诘娜毕荻霈F(xiàn)了嚴(yán)重的質(zhì)量問題，使得整個(gè)城市道路與時(shí)代不相適應(yīng)。在這種社會背景下，人們提出了“白改黑”技術(shù)，為路面工程改建提供了技術(shù)參考。在我部門參與的漳州市近幾年的城市道路改造項(xiàng)目中，如南靖縣東大路拓寬改造工程，南靖荊江路、人民路、荊南路、蘭陵路等“白改黑”改造工程等，我們也進(jìn)一步接觸和了解了城市道路白改黑這一新型的概念。

1　舊板加鋪前綜合處治技術(shù)

舊水泥混凝土路面出現(xiàn)的主要病害包括裂縫、斷板、板底脫空、錯(cuò)臺、接縫傳荷能力損失等。由于舊板處治質(zhì)量直接關(guān)系到加鋪瀝青面層后裂縫的擴(kuò)展速率和反射裂縫出現(xiàn)的時(shí)間，因此對舊路綜合處治情況是影響后期“白改黑”路面能否達(dá)到預(yù)期目標(biāo)的關(guān)鍵因素之一。簡單匯總給出了水泥混凝土路面主要病害類型、判定標(biāo)準(zhǔn)和處治措施見表1。

表1　水泥混凝土路面主要病害類型和處治措施

2　舊路面板破碎化

目前，工程界對舊混凝土路面“白改黑”改造前多采用舊路破碎化處理，即先對原路面板的破損程度進(jìn)行調(diào)查，分段設(shè)計(jì)施工改造方案。若原路面板破碎嚴(yán)重，則可以直接將已經(jīng)嚴(yán)重破損的路面板全部打碎。若原路面整體情況較好，可以將該類型的路面板打出裂紋，再采用重型壓路機(jī)將已經(jīng)打裂或破碎的路面板碾壓穩(wěn)定至可以作為改建的瀝青路面的基層（底基層）。經(jīng)過破碎化處理之后，可以明顯消除嚴(yán)重?cái)喟搴桶宓酌摽諏愉仦r青路面的影響。舊路破碎化處治技術(shù)具體可分為三種：

1）打裂壓穩(wěn)

采用HHT-3型打裂壓穩(wěn)機(jī)或其他類型的鍘裂機(jī)等機(jī)械將已嚴(yán)重破損或輕微破損的舊水泥混凝土路面進(jìn)行打裂，然后采用重型壓路機(jī)碾壓直至穩(wěn)定，最后用彎沉檢測儀器（如落錘式彎沉儀）測量打裂壓穩(wěn)后的混凝土路面板的彎沉是否在設(shè)計(jì)允許范圍內(nèi)。

2）沖擊壓實(shí)

沖擊壓實(shí)技術(shù)是指用三楞、四楞或五楞形沖擊式壓路機(jī)依靠碾壓輪的巨大慣性對舊混凝土路面板進(jìn)行沖擊破碎，之后需要壓路機(jī)對破碎的路面板進(jìn)行壓穩(wěn)，然后以壓穩(wěn)后的破碎板作為墊層。沖擊壓實(shí)技術(shù)最適用于混凝土路面板嚴(yán)重破碎、斷板情況嚴(yán)重和板底脫空現(xiàn)象嚴(yán)重的路段。沖擊壓實(shí)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要包括：可以減小舊混凝土路面板的破碎塊的水平位移，以便基本消除導(dǎo)致后期產(chǎn)生反射裂縫的溫度應(yīng)力；可以在沖擊破碎塊之間形成緊密的集料嵌擠作用，基本可以消除板底脫空現(xiàn)象。舊的混凝土路面板經(jīng)過沖擊壓實(shí)后可以顯著提高基礎(chǔ)和原路面板的整體性。其缺點(diǎn)主要是環(huán)境振動(dòng)影響程度和范圍較廣，對鄰近的結(jié)構(gòu)物存在不利影響，不適宜用于存在鄰居結(jié)構(gòu)物的道路改建。

3）共振或沖擊碎石化

該類技術(shù)主要是通過利用共振原理和落錘沖擊原理使用專用碎石化機(jī)械設(shè)備（如現(xiàn)場移動(dòng)式的單頭共振式破碎機(jī)、多頭沖擊式破碎機(jī)）對舊路面板進(jìn)行均勻地?fù)羲榛驔_碎。目前，該技術(shù)主要采用美國安邁公司研制的單頭共振碎石機(jī)較多，國內(nèi)的共振碎石機(jī)相對國外的還是較少，工程實(shí)踐中采用多頭沖擊破碎機(jī)較少。在將原破碎路面碎石化后，采用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓穩(wěn)定，碎石化后的路面板表面顆粒較小，越往下?lián)羲楹蟮念w?；蛩閴K逐漸增大，因此可以把原路面板內(nèi)部存在的溫度、濕度變化以及外界荷載作用下的位移降低，進(jìn)而完全消除導(dǎo)致新加鋪瀝青路面產(chǎn)生反射裂縫的影響，盡管碎石化后的路面損失了部分結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和整體性。碎石化技術(shù)可以較為徹底地解決困擾工程的反射裂縫問題，也是為后期攤鋪的瀝青面層提供整體性好、結(jié)構(gòu)安全堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3　典型防反射裂縫技術(shù)

混凝土路面“白改黑”工程中的防反射裂縫問題早已出現(xiàn)，而且各個(gè)工程都采用不同的防反射裂縫技術(shù)來解決該問題，但是效果不一。目前，工程實(shí)踐中應(yīng)用較為普遍的防反射裂縫技術(shù)措施可總結(jié)為如下幾類：

1）增加瀝青加鋪層厚度

該方法在早期的工程實(shí)踐中比較常見，因?yàn)樵摲椒ê唵沃苯?。?shí)際工程應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，瀝青路面厚度的增加可直接導(dǎo)致工程造價(jià)明顯提高。單純地提高瀝青路面厚度的方案的經(jīng)濟(jì)效益不高，防“反”效果不顯著。因此，該技術(shù)在工程實(shí)際防治反射裂縫方面已不作首選。

2）設(shè)置各種薄夾層

在對舊混凝土路面綜合處治后，在加鋪瀝青面層前設(shè)置薄夾層來延緩或者防治反射裂縫技術(shù)在工程實(shí)踐中逐漸發(fā)展起來。所謂薄夾層主要類型有防水卷材、應(yīng)力吸收層（SAMI、STRATA、同步碎石封層、瀝青膠砂）、土工布、改性瀝青油氈和玻纖格柵。實(shí)踐證明，設(shè)置薄夾層技術(shù)來防治反射裂縫的出現(xiàn)，雖造價(jià)未提高很多，但是其防治反射裂縫的效果不甚明顯，或者說僅僅延緩了反射裂縫的出現(xiàn)，未能徹底解決反射裂縫問題。

3）加鋪柔性基層

柔性基層包括兩種，一種是大粒徑開級配瀝青碎石，一種是級配碎石。加鋪該類柔性基層所起的作用主要是作為裂縫緩解層，例如采用最大粒徑分別為75 mm、63 mm及50 mm的碎石配制的大粒徑開級配瀝青碎石攤鋪在舊混凝土路面板上作為柔性基礎(chǔ)，該瀝青混凝土具體多空隙結(jié)構(gòu)（25％～35％），可以阻斷舊混凝土路面板上裂縫向?yàn)r青路面層的擴(kuò)展路徑，使原路面板的相對位移的傳遞能力大大降低。緩解層還可以吸收消化掉由溫度荷載和車輛荷載耦合作用產(chǎn)生溫度應(yīng)力和車輛荷載應(yīng)力。

4）舊路面板的破碎化

舊混凝土路面的破碎化處理可以有效地防治甚至是從根本上防止反射裂縫的出現(xiàn)。該技術(shù)相對成熟，目前在工程實(shí)踐中應(yīng)用較為廣泛。主要方法有共振碎石化、沖擊壓實(shí)和打裂壓穩(wěn)。

5）鋸口封縫技術(shù)

該方法是指在加鋪的瀝青路面施工完畢后開放交通前，在原路面橫縫對應(yīng)處標(biāo)線鋸出瀝青路面的新橫縫，采用填縫料封縫，確保新鋸橫縫的密封性，防止?jié)B水等。該類技術(shù)對原路面板結(jié)構(gòu)狀況良好、且接縫兩側(cè)彎沉差較小的舊路面改造較為適宜。

6）提高加鋪層抗裂性

該技術(shù)是指采用高黏、高彈的改性瀝青制作出的具有高抵抗反射裂縫特性的瀝青混合料，工程實(shí)踐中常用富瀝青混合料FAC。表2總結(jié)出了不防反射裂縫技術(shù)的對比以及典型防反射裂縫技術(shù)的特點(diǎn)。通過對比，各工程可以因地制宜地選擇出比較符合各自要求的防反射裂縫技術(shù)措施。

4　工程實(shí)例

下面將列舉不同“白改黑”工程來了解工程實(shí)踐中采用的防反射裂縫的技術(shù)方案。主要工程實(shí)例有某道路S203線混凝土路面“白改黑”工程（2013年）、南靖縣東大路拓寬改造工程，南靖荊江路、人民路、荊南路、蘭陵路等“白改黑”改造工程。這些工程對于舊路狀況良好的路段，均采用對舊路進(jìn)行綜合處治并在縱縫和橫縫位置粘帖防水卷材或玻纖格柵后進(jìn)行直接加鋪，綜合處治方法主要有注漿、清灌縫、裂縫修補(bǔ)、零星置換板等。對于舊路破損嚴(yán)重的路段，S203線“白改黑”工程采用的是國外引進(jìn)的共振碎石機(jī)械進(jìn)行碎石化處理。南靖縣東大路“白改黑”工程采用的是HHT-3型打裂壓穩(wěn)機(jī)械進(jìn)行打裂壓穩(wěn)處理。這兩種均屬于碎石化處理技術(shù)，工程造價(jià)方面共振碎石機(jī)單價(jià)較高（40元/m2左右）。在加鋪厚度方面，南靖荊江路“白改黑”工程瀝青路面加鋪厚度均為18 cm，而G324線“白改黑”工程瀝青路面加鋪厚度達(dá)到22 cm，對預(yù)防反射裂縫的出現(xiàn)均起到一定作用。以上工程的上層瀝青路面均采用了改性瀝青（硅藻土改性和SBS改性），提高了瀝青路面的抗裂性，有助于延緩反射裂縫的出現(xiàn)。

表2　不同防反射裂縫的技術(shù)對策及其技術(shù)對比

5　結(jié)語

“白改黑”施工是一項(xiàng)比較成熟的技術(shù)，但是如果沒有預(yù)先對舊混凝土路面進(jìn)行綜合處治，舊混凝土板存在的病害（如裂縫、脫空、斷板等）就會很快反射到瀝青混凝土層上，早期損害損失巨大。只要在設(shè)計(jì)前對現(xiàn)有路況進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，在設(shè)計(jì)及施工中注意細(xì)節(jié)，選用正規(guī)廠家生產(chǎn)的材料，讓舊路面發(fā)揮它的作用，將是一項(xiàng)利國利民的事情，對當(dāng)今倡導(dǎo)的“綠色環(huán)保，節(jié)能減排”起到很好的促進(jìn)作用。