白改黑路面加鋪層研究

摘要 南昌地區(qū)早年建成的水泥混凝土路面逐步面臨改造。文章以青山湖地區(qū)市政道路白改黑工程為例，闡述了加鋪層性質、作用，然后針對該地區(qū)常用的加鋪金屬網及鋪設抗裂貼兩種方案，從技術可行性、經濟性等方面進行比選，最后通過調查多年運營后路面狀況，驗證得出金屬網的防反射裂縫效果優(yōu)于抗裂貼，為今后白改黑市政道路提供了借鑒。

關鍵詞 舊水泥混凝土路面;白改黑;瀝青加鋪層;金屬網

中圖分類號 U416.216 文獻標識碼 B 文章編號 2096-8949（2022）11-0169-03

引言

早年，因造價低、強度高、耐久性好，水泥混凝土路面廣泛建于南昌各地，伴隨著城市經濟的迅猛增長，交通量急劇增加及重載車輛增多，加劇了水泥混凝土路面破壞，另一方面城市面貌也對路面外觀提出了更高要求。早年建成的水泥混凝土路面逐步面臨改造，而白改黑是目前改造的主要方式。

依據《公路水泥混凝土路面設計規(guī)范》（JTG D40—2011）[1]條文8.6.3，在現有水泥混凝土路面上瀝青罩面，可通過提高罩面瀝青層厚度或在原水泥混凝土路面上布設應力吸收層、土工織物等措施延緩反射裂縫。加鋪層的選取通常要綜合考慮原路面狀況（PCI、接縫傳荷能力、斷板率等）以及當地氣候、道路交通荷載等因素。

該文以青山湖地區(qū)市政道路白改黑工程為例，針對加鋪金屬網及鋪設抗裂貼兩種常見方案的適用性及應用進行相關論述，為相關市政道路改造項目提供借鑒。

1 項目概況

南昌市委、市政府2017年12月12日在南昌市召開“美麗南昌·幸福家園”環(huán)境綜合整治新聞發(fā)布會。會議決定實施三大工程，即市容環(huán)境整治工程、城市交通暢通工程、城市文明提升工程。

為響應及落實市里關于環(huán)境整治會議精神，青山湖區(qū)2017—2021年啟動青山湖區(qū)為民辦實事道路“白改黑”綜合整治工程。

道路多為城市支路，均為早年建成的水泥混凝土路面，建成通車已長達十余年，存在多類病害，路況不佳，影響行車的安全性、舒適性、對沿線居民出行及市容市貌有一定影響。經調查車行道水泥混凝土面板厚約24 cm，部分道路后期在運營養(yǎng)護過程中機動車道加鋪了約10 cm瀝青混凝土罩面，車行道瀝青路面主要病害表現為反射裂縫，局部坑洞、接縫破壞、面層細料散失、部分錯臺（路表與井框形成高差大于15 mm）?，F狀路面縱、橫向反射裂縫尤為明顯，如圖1所示。

現場調查表明，歷經十余年的運營，現狀水泥路面出現局部病害。根據路面現狀檢測報告，路面評價指標PCI=70.75～83.12，評價等級為A、B級，養(yǎng)護對策為中修。

2 工程方案

反射裂縫產生的原理：原混凝土面層即使對破損板塊及裂縫、錯臺、板角斷裂等病害修復處理后，依然存在結構上的縱橫向接縫，而接縫附近的瀝青加鋪層在溫度、濕度以及車輛荷載作用下容易引起水平及豎向位移錯動，從而應力集中導致瀝青層開裂[2]。

工程上常用于減緩反射裂縫的技術措施如下：

2.1 聚酯玻纖布

一種結合了聚酯纖維及玻璃纖維特性的復合防裂材料，因材料具有較高拉伸強度及變形延展能力，可以較好地抑制反射裂縫。

2.2 應力吸收層

常見的如橡膠瀝青、瀝青碎石應力吸收層等，厚度一般2～3 cm，通過降低舊混凝土面層與瀝青加鋪層之間的黏附阻力，一般用于減緩因溫度變化導致的反射裂縫。

碎石應力吸收層通常采用質地堅硬、非圓多棱角、干燥潔凈、粒徑單一的碎石，材質多為玄武巖。

2.3 土工織物夾層（抗裂貼）

主要含聚酯織物、無紡織物，其作用原理同黏膠瀝青應力吸收層。

青山湖區(qū)為民辦實事道路“白改黑”綜合整治工程結合南昌市情況，分別采用了金屬網及抗裂貼。

2.3.1 金屬網

首先對現狀水泥混凝土路面進行病害處理，保持路面干凈、干燥、平整。在瀝青罩面層和現有水泥路面之間滿鋪雙絞合機編金屬網，可以有效降低由溫度及荷載作用導致的瀝青面層拉應力集中，而特有的金屬網格結構限制了瀝青混合料的水平及豎向剪切位移，從而延緩罩面瀝青反射裂縫的產生，降低車轍變形。

施工范圍內滿鋪路面加筋網，其材料性能要求如下：

（1）單位質量≥1 500 g/m2。

（2）經/緯抗拉強度≥40/35 kN/m。

路面加筋網可采用人工鋪設或機械鋪設，路面加筋網的長度方向應沿道路縱向鋪設，須拉緊貼地鋪設平整，不得有翹起和褶皺，如圖2所示。搭接處應有一定重疊，橫向重疊寬度應保證不低于30 cm，縱向不低于15 cm，重疊位置要平整，以便鋪設上層瀝青層。路面加筋網鋪設完成后，應采用輪胎壓路機碾壓。為避免路面加筋網局部松弛，鋪設時應一端用錨或重型設備固定，一端用夾具夾住，并進行拉伸。路面加筋網拉直后，每卷開始的前4 m應用大量夾具固定，固定夾具密度不低于6個/m2。

鋪設路面加筋網時，嚴禁作業(yè)車輛急剎或者轉彎，攤鋪瀝青罩面層前嚴禁開放交通，避免對其造成損傷或破壞其整體性。鋪設路面加筋網后，須在當天攤鋪瀝青混凝土，避免長時間裸露沾灰，影響加鋪效果。

2.3.2 抗裂貼

首先對現狀水泥混凝土路面進行病害處理，清理現狀道路接縫，采用更換聚氨酯橡膠填充。在瀝青罩面層和現有水泥路面之間設置土工合成材料可以提高瀝青混合料的抗拉強度和抗變形能力，起到加筋和應力擴散作用，從而延緩反射裂縫的產生[3]。該工程采用高性能路用抗裂貼作為應力吸收土工材料，抗裂貼鋪設位置及施工分別如圖3、圖4所示。該土工材料具有較強的抗拉能力，對延緩反射裂縫有一定的效果，各類指標及要求詳見表1。同時高性能路用抗裂貼有較好的防水效果，可阻止路表水下滲到現有水泥路面中，防止路面結構進一步破壞。在滿鋪完高性能路用抗裂貼后，再在其上鋪筑瀝青混凝土。路面結構自上而下為：4 cm AC-13C細粒式瀝青混凝土（SBS改性）+6 cm AC-20C中粒式瀝青混凝土+高性能路用抗裂貼+病害處理后現有水泥混凝土路面[4]。

3 工程驗證及分析

經過四五年的運營，通過實地踏勘，對原設計項目進行追蹤調查，現場情況如下：

加鋪金屬網改造后道路：路面整體運營狀況較好，平整度完好，現場未出現明顯的縱、橫向反射裂縫，僅局部細微裂縫，且寬度較窄;現場無車轍、表層粒料松散等病害，行車舒適性高，道路景觀效果好，現場如圖5所示。

而抗裂貼加鋪改造道路已出現明顯的橫向反射裂縫，且裂縫呈現擴散狀態(tài)，局部已出現縱向反射裂縫，現場如圖6所示。部分道路因養(yǎng)護不及時，在出入口、交叉口等車流量較大區(qū)域路面嚴重的已出現瀝青剝落。多雨地區(qū)反射裂縫的提早出現對路面使用效果是較大隱患，修復不及時可能導致路表水下滲到瀝青加鋪層與水泥路面層間，造成加鋪層脫空、表層粒料剝落，導致路面結構進一步破壞，縮短加鋪層使用壽命。

因抗裂貼主要設置于原水泥混凝土路面裂縫處，未能完整的解決裂縫處受力問題，效果不如滿面加鋪的金屬網效果好。滿鋪雙絞合機編金屬網，可以有效降低由溫度及荷載作用導致的瀝青面層拉應力集中，而特有的金屬網格結構限制了瀝青混合料的水平及豎向剪切位移，從而延緩罩面瀝青反射裂縫的產生，降低車轍變形，約束裂縫的進一步發(fā)展。

金屬網及抗裂貼方案優(yōu)缺點對比，詳見表2。后者雖然建設成本較低，但延緩反射裂縫的時間較短，尤其在南方多雨區(qū)域，后續(xù)養(yǎng)護投入成本高，且市政類項目短期內頻繁的維修保養(yǎng)對建設單位社會影響較大;前者不僅推遲了反射裂縫發(fā)生時間，且事實證明后期反射裂縫普遍較窄，滿足居民對道路景觀的需求。

4 結語

為探索水泥混凝土路面加鋪層性能，該文采用南昌地區(qū)常用的加鋪金屬網及鋪設抗裂貼兩種方案進行對比，綜合考慮技術可行性、經濟性、現狀工程應用狀況及表現，驗證得出金屬網防反射裂縫效果優(yōu)于抗裂貼，更適用于南方多雨地區(qū)市政道路。

在后續(xù)的加鋪層研究中亦可以采用橡膠瀝青、瀝青碎石應力吸收層等進行對比研究。

參考文獻

[1]公路水泥混凝土路面設計規(guī)范： JTG D40—2011[S]. 北京：人民交通出版社， 2011.

[2]王立勇， 馮培. 市政道路白加黑路面反射裂縫防治技術研究[J]. 城市道橋與防洪， 2020（5）： 56-58.

[3]鄭茂參， 等. 道路抗裂貼防治反射裂縫性能研究[J]. 湖南交通科技， 2021（3）： 8-11.

[4]青山湖區(qū)2018年道路“白改黑”綜合改造工程施工圖文件[Z].南昌：南昌市城市規(guī)劃設計研究總院， 2018.

收稿日期：2022-04-15

作者簡介：康榮根（1988—），男，碩士，工程師，從事市政道路設計工作。