市政道路“白加黑”改建工程的設(shè)計思路研究

江鵬銳

（中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司， 四川 成都 610000）

自上世紀80 年代開始，國內(nèi)城市機動車數(shù)量大幅度增加，至90 年代后，各大中城市逐漸產(chǎn)生交通問題，受技術(shù)發(fā)展及資金等等因素限制，國內(nèi)城市道路絕大部分采用水泥混凝土路面。由于承載能力強、技術(shù)難度低、施工簡單快捷、成本較低，水泥混凝土路面在城市道路中得到廣泛應(yīng)用。

隨著城市交通的快速發(fā)展，城市車輛急劇增多，水泥混凝土路面運營一定年限后路面平整度、抗滑能力、承載能力等性能逐漸退化，并出現(xiàn)各種病害，如裂縫、拱起、麻布、斷裂、剝落、和板底脫空等，影響交通順暢及路面耐久性, 縮短道路使用壽命。而“白加黑”則是近年來最常用的水泥混凝土路面改造方法，即將原水泥路面處理后，加鋪瀝青混凝土面層。本文主要對城市道路“白加黑”改建的方法思路，及現(xiàn)狀存在的問題進行分析，并對未來城市道路路面改造發(fā)展方向進行展望。

1 市政水泥混凝土道路改造方法

1.1 水泥混凝土常見病害

我國水泥混凝土路面病害產(chǎn)生主要是受到城市道路交通荷載、環(huán)境溫度、地質(zhì)情況等的影響，常見的水泥混凝土路面破壞類型主要有分為三種：

1、淺層破壞。主要為道路輕度破壞，常發(fā)生在輕及中交通的道路，如路面起砂露石、麻面、砂漿破損等。

2、深層破壞。主要發(fā)生在中及重交通的道路，如凹陷、坑洞、板破碎、板角破裂等。

3、裂縫。如道路縱向及橫向裂縫。

1.2 水泥混凝土路面常用改造方法

近年來，國內(nèi)水泥混凝土市政路面常用改造方法主要分為以下三種：

1、“白加白”：即在原水泥混凝土路面上加鋪新的普通水泥混凝土路面或連續(xù)配筋混凝土路面。該方法一般用于低等級道路，對道路承載力要求較高，但無法解決路面裂縫病害，隨著修復(fù)后道路使用，短期內(nèi)面臨二次修補問題。

2、“白加黑”：即在原水泥混凝土路面上直接加鋪瀝青混凝土面層。

該方法能顯著改善舊水泥混凝土路面的使用性能，提高行車舒適性，且施工方便。因此，該方法在國內(nèi)水泥混凝土路面改造工程中應(yīng)用最多。但由于反射裂縫的存在，將會導致加鋪層使用壽命大大縮短。

3、將舊水泥混凝土路面碎石化后加鋪瀝青混凝土。

通過對國內(nèi)外舊水泥混凝土路面加鋪改造效果的研究分析，由于水泥路面病害處理措施的不完善，直接加鋪瀝青混凝土路面通常使用壽命達不到設(shè)計年限，改造措施多傾向于將原水泥混凝土路面補強后形成補強層，再加鋪瀝青混凝土的方式。

2 白加黑改造設(shè)計思路及步驟

1、對現(xiàn)狀水泥混凝土道路進行路況調(diào)查，并形成技術(shù)指標檢測成果，即調(diào)查報告。

通過路面鉆芯試驗、道路平整度調(diào)查、路面損壞檢測、道路力學檢測等方法，對現(xiàn)有道路進行分析評定，最終得出路面結(jié)構(gòu)、路面行駛質(zhì)量、路面損壞狀況、綜合評價指數(shù)、路面接縫傳荷能力及路面面板脫空等方面的評定及報告，作為設(shè)計工作的重要依據(jù)。

2、結(jié)合路調(diào)報告，分析路面病害及破損原因。

根據(jù)道路調(diào)查報告，從交通特性、建設(shè)條件、養(yǎng)護措施等方面對舊路面病害進行統(tǒng)計和分析，查看路基是否存在軟弱層。

3、舊水泥混凝土路面處理。

在對舊路面病害嚴重程度及成因分析的基礎(chǔ)上，按照“分級處理、最優(yōu)處治”的原則確定不同病害的處理措施，并合理利用舊路的剩余強度，有效地減少投資。

水泥混凝土路面病害處理表

4、瀝青加鋪層的設(shè)計。

加鋪層的設(shè)計是“白加黑”改造過程中極為重要的環(huán)節(jié)。在原水泥混凝土剛性結(jié)構(gòu)路面上加鋪瀝青，以形成柔性路面，在這個過程中充分考慮瀝青層對混凝土板的作用，同時還要考慮到瀝青層的破壞。適當增加瀝青層厚度可達到延緩路面開裂的目的，但是厚度過厚則會影響加鋪層的使用效果，故應(yīng)有效的控制瀝青層的厚度。

5、反射裂縫的防治措施。

反射裂縫是白加黑路面無法避免的問題，由于荷載或溫度變化，在舊水泥面板縫隙附近產(chǎn)生位移，進而導致瀝青層出現(xiàn)應(yīng)力集中，形成反射裂縫。設(shè)計中常用的防治措施有設(shè)置防裂卷材、應(yīng)力吸收層及改性瀝青油氈三種。

3 白加黑改造設(shè)計和施工中的重點

3.1 設(shè)計中需特別注意的問題

水泥混凝土路面加鋪瀝青面層，即白加黑的技術(shù)關(guān)鍵是如何預(yù)防舊路面的接縫、裂縫反射穿透加鋪面層而形成貫穿性反射裂縫。故設(shè)計時必須分析道路所在地區(qū)的氣候特點、交通荷載大小、舊路路面的現(xiàn)狀和性能，特別是接縫、裂縫兩側(cè)的彎沉差等，仔細核實各種防反射裂縫措施的適用性和效果，然后通過技術(shù)經(jīng)濟比較作出決策。

3.2 施工中需特別注意的問題

施工過程及工藝控制是道路白加黑改造中特別重要的環(huán)節(jié)，也是對道路改造質(zhì)量影響較大的因素。施工工藝水平的高低直接影響了改造后的道路性能和使用壽命，雖然相關(guān)施工及驗收規(guī)范對于整個施工過程提供了一套較為成熟的施工工藝經(jīng)驗、試驗結(jié)果和檢驗標準，但是在施工流程中仍存在諸多環(huán)節(jié)需要引起注意。

1、根據(jù)設(shè)計圖紙?zhí)峁┑那€要素放設(shè)曲線。必須與鄰接工程核對銜接無誤后，方可進行施工。

2、局部混凝土路面鑿除時，應(yīng)特別注意對相鄰保留板的影響。使用撞擊式破碎機破除的路段應(yīng)保留板塊80cm 寬范圍，該80cm 范圍應(yīng)采用人工或液壓鎬鑿除，盡可能保留原有拉桿。

3、灌漿施工嚴格按照流程進行：定位、鉆孔、制漿、壓漿、壓漿孔封堵、交通控制、檢測。灌漿完成后的板塊，禁止車輛通行，待砂漿抗壓強度達到3.0Mpa以上時方可開放交通。

4、處理水泥混凝土路面橫縫、縱縫、脹縫和施工縫時，要確?？p壁及內(nèi)部清潔、干燥?？p壁檢驗以擦不出灰塵為灌縫標準。將填縫料加熱至產(chǎn)品要求的相應(yīng)溫度，加熱過程中應(yīng)將填縫料融化，攪拌均勻，并保溫使用。填縫必須飽滿、均勻、厚度一致并連續(xù)貫通，填縫料不得缺失、開裂和滲水。加熱施工式填縫料的養(yǎng)生期，低溫天宜為2h，高溫天宜為6h。在灌縫料養(yǎng)生期間應(yīng)封閉交通。

5、對于“白加黑”的舊水泥混凝土路面在加罩前對處理的板塊必須逐板檢測舊板彎沉，評價處理效果，對檢測不符合要求的板應(yīng)進行再處理，達到控制標準要求。控制標準為實測舊板彎沉L≤0.2mm，板縫彎沉差應(yīng)≤0.06mm，實測彎沉值合格后方進行下一道施工。

6、嚴格按照設(shè)計圖紙進行施工，對加鋪層設(shè)計的材料組成及規(guī)范標準進行嚴格檢查，材料液限、塑性指數(shù)、最大粒徑、壓實度等均應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范要求。

4 水泥混凝土路面改造發(fā)展方向

4.1 改造后路面問題

經(jīng)白加黑改造后，原來道路使用性能得到大大提升，道路強度及壽命也得到提高。但是由于城市道路修復(fù)工作的標準越來越高，修復(fù)養(yǎng)護至開放交通的時間也要求盡量縮短，避免對道路的通行能力產(chǎn)生較大的影響。根據(jù)近年來城市白加黑改造道路的使用情況調(diào)查，道路改造運營后，仍會出現(xiàn)一些病害，如瀝青疲勞開裂、局部凹陷、水損害、反射裂縫等。

水損害、凹槽病害 反射裂縫病害

白加黑改造路面病害存在諸多誘因，如原來水泥路面處理不完善、施工中混合料溫度控制不當、道路交通車輛超載超限等等。故對于白加黑改造后路面的病害，應(yīng)從改造全過程入手，嚴格控制每個環(huán)節(jié)，按照標準化原則進行治理，在原路面病害處理過程中做好管理監(jiān)查工作，保證原病害合理處治。

4.2 研究發(fā)展方向

根據(jù)我國城市道路現(xiàn)狀，及交通發(fā)展趨勢來看，對于水泥混凝土道路進行“白加黑”改造，在相當長一段時期內(nèi)仍將是主要的處理方式。而對于此種修復(fù)技術(shù)相對簡單、工期短、交通影響較小、成本低處理方式，如何去規(guī)避病害或提高修復(fù)效果，同樣值得我們?nèi)パ芯俊?/p>

1、利用新材料降低“白改黑”路面反射裂縫的數(shù)量

對于白加黑路面改造極易出現(xiàn)的反射裂縫，除常用的處治措施外，可利用一些新材料的特性降低病害。如在廣州某區(qū)市政道路白加黑改造中，加鋪瀝青混凝土之前在舊混凝土板面設(shè)置聚酯玻纖布作為防反隔離層，取得了良好的效果。

2、新型防水粘結(jié)層在“白改黑”中的應(yīng)用

使用防水粘結(jié)層，增強瀝青應(yīng)力吸收層與混凝土板間的有效粘接。防水粘結(jié)層以其自身較高的強度和延伸率，對基層收縮和變形開裂具有較強的適應(yīng)性。

3、研究提高加鋪瀝青層的性能

目前白加黑道路改造使用的瀝青加鋪層多為瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA），該混合料具有良好的高溫穩(wěn)定性、柔性及耐久性，抗車轍能力強，攤鋪和壓實效果較好。但SMA 由1991 年得以研究推廣以來，至今已近30 年，城市道路交通狀況已發(fā)生極大變化，SMA 結(jié)構(gòu)已逐漸無法滿足日益加重的城市交通道路需求，需要對新型路面結(jié)構(gòu)進行大力研究，以提高加鋪層的性能。

5 結(jié)語

隨著城市交通量逐年提升，城市道路的交通體系也在不斷完善，既有城市道路在不斷改造新建的同時，面臨著越來越大的交通壓力。這就要求在城市道路設(shè)計過程中，要站在項目全過程角度，對病害成因及預(yù)防措施深刻分析總結(jié)，找到最優(yōu)的處理措施和施工工藝，確保道路路面使用性能得到充分發(fā)揮。