舊水泥混凝土路面“白改黑”微裂均質(zhì)化技術(shù)應(yīng)用

朱玉虎

摘 要：舊水泥混凝土路面直接加鋪瀝青層或補強后加鋪瀝青層俗稱“白改黑”，如何消除舊水泥混凝土路面板塊加鋪瀝青面層的反射裂縫是一項較為復(fù)雜的技術(shù)難題，也一直是國內(nèi)外研究的重點。結(jié)合工程實踐，采取微裂注漿等均質(zhì)化技術(shù)，提出了切實可行的處理措施和建議。

關(guān)鍵詞：舊水泥混凝土路面;微裂;均質(zhì)化;直接加鋪瀝青層

目前，國內(nèi)舊水泥混凝土路面“白加黑”常用的處理方案主要有碎石化、沖擊碾壓二種形式，目的都是解決瀝青加鋪層反射裂縫問題，這種處理方案各有優(yōu)缺點。碎石化技術(shù)加鋪的瀝青面層基本無反射裂縫，但碎石化后，強度損失較大，表面有5-6cm厚碎石層，加鋪層容易出現(xiàn)車轍、網(wǎng)裂等病害。沖擊碾壓技術(shù)強度損失相對較小，但缺少針對性，難以完全消除板底脫空，反射裂縫無法徹底消除，同時容易損壞基層，以及沖擊打裂時對沿線住戶影響較大，并需要加鋪較厚瀝青面層。

一、項目概況

項目起點位于G328定遠與淮南交界處窯河特大橋，終點位于爐橋東，道路全長5.651公里，路面寬21米，于2004年建成通車。老路設(shè)計結(jié)構(gòu)為20cm石灰土+20cm水泥穩(wěn)定碎石+25cm水泥混凝土面板。經(jīng)過12年的運營，路面損壞嚴重。經(jīng)調(diào)查，老路主要為斷板、板角斷裂等病害，斷板率為24%，但板塊基本無下沉。于2016年8月進行“白加黑”改造，2016年11月完工。

二、病害原因分析

通過調(diào)查和彎沉測定，舊水泥混凝土路面彎沉平均值為22.2（0.01mm），彎沉代表值為28.78（0.01mm），結(jié)合結(jié)構(gòu)層打探等綜合評定，老路承載力基本滿足要求。主要由于雨水和重載車輛作用，導(dǎo)致舊水泥混凝土路面板塊底部局部脫空，加之板塊自身強度不足，造成斷板、碎板較多。

三、改造方案思路

微裂破碎壓穩(wěn)的舊水泥混凝土路面整體承載力損失較小，一般不需加鋪基層補強。G328舊水泥路面使用多年，多種病害引起的局部板塊脫空或承載力不足必然存在，必須逐板檢測，根據(jù)評價結(jié)果，采取微裂式破碎、注漿、換板等綜合處理措施后，可直接作為瀝青路面的新基層使用。

四、設(shè)計方案

對舊水泥混凝土路面進行微裂式破碎，用地聚物或水泥注漿處治后，加鋪8cm 厚AC-25 瀝青砼下面層+6cm厚AC-20 SBS改性瀝青砼中面層+4cm厚AC-13 SBS改性瀝青砼上面層。

（一）將原舊水泥混凝土路面微裂（約30cm×30cm ）作為新的基層使用。

（二）對舊水泥混凝土路面微裂壓穩(wěn)后，用貝克曼梁法對所有板塊進行彎沉檢測，彎沉值大于30（0.01mm）的，采用地聚材料物或水泥注漿，提升局部板塊的承載力;

（三）對零星下沉嚴重的破碎舊水泥路面板塊作挖除處理;

五、實施過程

（一）舊水泥混凝土路面微裂壓穩(wěn)

利用西安長大公路養(yǎng)護技術(shù)有限公司的智能連續(xù)式強夯機，最大沖擊能量為66KJ，可顯著減少對沿線居民生產(chǎn)生活的影響。通過不同檔位和錘擊高度的合理組合，確定最佳的施工參數(shù)，使微裂后的水泥路面內(nèi)部形成網(wǎng)狀的細小裂縫，微裂后面積小于0.1平方米，盡量減少表面的破損。微裂后采用重型輪胎壓路機進行碾壓2-3遍。

（二）舊水泥混凝土路面調(diào)查評定

對微裂壓穩(wěn)的6670塊水泥板塊承載力進行拉網(wǎng)式排查評估，每塊板檢測4個點，共檢測26680個點，其中664個點彎沉值大于30（0.01mm）的板塊承載力不足。

（三）采用地聚物或水泥注漿

對彎沉值大于30（0.01mm）的承載力不合格點進行注漿，消除板底脫空，同時對道路各結(jié)構(gòu)層具有加固補強作用。注漿材料利用通過堿激活劑形成膠凝體的無機高性能高分子地聚物或水泥材料，注漿孔深要穿透路面結(jié)構(gòu)層厚度。

（四）局部板塊挖除

對損壞嚴重的水泥混凝土板塊進行挖除，并對損壞的基層和底基層一并挖除，重新澆筑水泥混凝土。

（五）注漿后彎沉檢測

微裂注漿后養(yǎng)生后需再進行彎沉檢測驗證，確保達到設(shè)計要求。經(jīng)檢測G328定淮交界至爐橋段舊水泥路面彎沉平均值為8.27（0.01mm），代表值為17.42（0.01mm），滿足直接加鋪瀝青層條件。

（六）竣工檢測

加鋪瀝青面層后，經(jīng)檢測彎沉合格率100%;平整度合格率95.6%;抗滑構(gòu)造深度合格率98%;壓實度合格率100%;厚度合格率100%;滲水系數(shù)合格率100%;橫坡合格率92.9%;車轍合格率100%。

六、抗裂機理

微裂技術(shù)是采用專用的微裂式破碎設(shè)備，對舊水泥路面進行微裂，使水泥板內(nèi)部形成各方向均勻分布的細小裂紋，處治后的面板呈 “斜向裂縫、裂而不碎、完全契合、嵌鎖力強、剛?cè)嵯酀钡慕Y(jié)構(gòu)特性。這項技術(shù)巧妙地采用了“以裂攻裂”理念，將舊水泥路面變成帶有柔性特性，同時具有剛性承載力的特殊基層。

七、目前路面狀況

經(jīng)過三年重載交通行駛，目前路面無任何病害，無一條反射裂縫，完全領(lǐng)先傳統(tǒng)的舊水泥混凝土路面處治方案。同一條公路的爐橋東至永康鎮(zhèn)約10公里路段，采用挖除破碎利用，加鋪二層水泥穩(wěn)定碎石基層，再加鋪瀝青面層方案，工程投資每公里比微裂后直接加鋪瀝青層方案多投入200多萬元，同時目前瀝青面層已出現(xiàn)半剛性基層反射裂縫。

八、結(jié)語

2015年開始，滁州市公路管理局引進了微裂壓穩(wěn)新技術(shù)，先后在104國道等工程應(yīng)用了40余公里。加鋪瀝青層厚度有8cm、12cm、18cm三種。對舊混凝土路面承載力欠缺，或技術(shù)等級高的路面，采用較厚瀝青層;反之，則取相對較薄的瀝青層。均取得了預(yù)期效果，承載力滿足要求，并完全克服了反射裂縫。

舊水泥混凝土路面板塊比一般常用的道路基層強度都高出多倍，通過對舊水泥混凝土路面采用微裂均質(zhì)化技術(shù)的利用，不但有利于加快構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的交通運輸生產(chǎn)方式，而且改造加鋪后的路面使用壽命較長，具有重要的社會和經(jīng)濟意義。

參考文獻：

[1] 安徽省地方標準《舊水泥混凝土路面微裂均質(zhì)化再生技術(shù)規(guī)程》（DB 34/T 3174—2018）

[2] 交通運輸部標準《公路水泥混凝土路面再生利用技術(shù)細則》（JTG/T F31-2014）