水泥混凝土路面白改黑的优化处理

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摘要：为进一步提高城市道路行车舒适性，降低交通噪音，部分城市水泥混凝土路面大修时进行了路面白改黑的改造，本文结合改造中的难点提出针对性的对策和优化处理方法，并提出了新技术的相关应用，解决工程问题。

关键词：水泥混凝土路面；白改黑；质量控制；优化处理

中图分类号：U418.6

目前国内部分城市水泥混凝土路面道路多为五年之前修建，随着使用年限和交通量的增长，水泥混凝土路面存在的裂缝、破碎板、脱空等道路病害，影响行车舒适性，对城市形象也有较大的影响。由于水泥混凝土路面存在运营噪音较大，养护维修比较困难等缺点，很多城市道路在大修时采取了路面白改黑的改造。

路面白改黑改造主要采用对原板块处理后采用应力吸收层、水稳碎石等预防反射裂缝以及补强，加强对水泥混凝土路面病害的调查分析，重视方案适应性，因地制宜采用合理的改造方案是路面白改黑改造成功的前提。

一、水泥混凝土路面病害的调查分析

对旧路板块病害进行全面的调查及确切的评价，是进行改造设计的重要依据。根据以往白改黑工程的经验，病害的调查检测除常规的破损调查、弯沉检测外，同时应加强路面结构的取芯调查，通过其结构整体性，客观判断病害产生原因。此外，还应加强对原始设计资料及历年养护病害的调查，通过病害产生及发展趋势分析，使方案更具针对性。

对水泥混凝土路面病害的调查，科学有效的评价体系也十分关键，结合我院从事水泥混凝土路面白改黑的经验，对水泥混凝土路面病害调查分析积累了丰富经验，尤其是对于脱空板块的判断及压浆处理后的验收标准，形成了符合规范而又更为严格，且行之有效的体系，可供本项目借鉴。水泥路面病害调查包括以下内容：

（1）水泥混凝土路面破损调查

在交通荷载、温度因素等综合作用下，路段出现不同程度的水泥路面病害，其中裂缝、水泥板断裂、水泥板脱空现象较为普遍。

路面破坏情况调查应重点放在断板和水泥板破碎方面。调查路面损坏状况拟采用专业队伍，采用人工描绘法进行。对水泥混凝土路面板块进行编号，绘制破坏板块形状图，并对每块板的破坏类型进行文字描述，最后统计整个路段的裂缝率和断板率。

（2）水泥混凝土路面结构强度调查

为对老路进行科学、客观的评价，须对老路进行准确的路面结构强度调查，主要调查原路面的结构强度检测（采用弯沉指标）、板块间的传荷能力评价以及土基强度等。

路面在荷载作用下的弯沉值，可以反映路面的结构承载能力，通过对水泥混凝土板上单点弯沉的实测，确定水泥板的处理方法。具体的弯沉检测判断标准将结合路面的具体情况和路面加铺方案确定。

（3）路面水泥板脱空检测

水泥混凝土路面大修改造的关键是准确了解水泥板块基层情况及确定有效的补强措施，因此对路面基层的检测和判断是老路改造项目的重点。近年来，路面探地雷达（GPR）在路面厚度及完整性测试方面显示了独特的优势，该仪器可以快速准确测定路面各层厚度以及路面各结构层之间的连续性。本项目将采用路用探地雷达（GPR）和落锤式弯沉仪（FWD）对路面的厚度和水泥板基层之间的层间情况进行全面检测，准确地判定水泥板与基层之间的脱空情况以及基层缺陷，为原路面处理和相应的加铺方案提供科学的依据。

此外，水泥混凝土脱空位置的确定方法还有很多，一种是目测，下雨之后唧浆的板块即视为脱空板块；另一种是在晴天用铁锤敲击水泥板块，如果板块发出“空空”的声音，也可以判定该板块为脱空板块。这些常规的检测方法可以在施工中为我们提供有益的补充。

（4）路面材料室内试验

水泥混凝土路面较沥青路面结构具有很高的强度，特别是其抗弯拉强度及弹性模量，与其他各种路面材料相比，要高得多，呈现出较大的刚性。对于水泥混凝土路面出现了的开裂、断板的现象，需要对水泥板的强度进行检测。按有关技术规范或标准取样，对芯样进行劈裂强度试验。同样，为准确的判断基层的强度情况，可以对基层进行取样，并对所取得的芯样进行劈裂强度试验。

二、水泥混凝土板块处理方案的优化

水泥混凝土路面加铺前，需对其病害进行彻底处理，是保证加铺质量的前提。

（1）水泥混凝土板换板

当水泥混凝土板出现一条或一条以上贯穿全板的裂缝将板块分成两块或两块以上时视为断板。

对于断板采用换板方法处理，首先将旧板破碎，运走，处理基层，待基层强度达到要求后重新浇筑路面板。断板处理的施工注意事项：

破碎机械建议采用人工配合空压机，小型凿岩机也可；浇筑新板前必须处理基层。基层表面有轻微碎裂时，清除表层松散碎块，露出基层完好部分，当基层处理厚度大于5cm时，可采用C20素混凝土修复；当基层处理厚度小于5cm时，可直接与面板一同修复。基层开裂严重时，应将基层全部挖除，然后回填C20水泥混凝土。基层表面要平整，且具有一定的横坡坡度。

（2）水泥板钻孔压浆

水泥板钻孔压浆处治的主要目的，是对水泥板脱空的基层进行加固处治。对弯沉不满足要求的水泥板必须反复压浆处治，直至满足要求，如实在无法通过压浆处治使水泥板的弯沉满足要求，可考虑采用破碎下挖，进行基层处治，然后重新浇注新板。

（3）接缝处理

板块维修好，新老板块之间增设拉杆、传力杆装置，同时对板块之间纵、横缝用嵌缝料充填，以防雨水、杂物下渗。灌缝材料必须采用专门材料，配备专门的清缝机，并配合专人清扫。然后进行下一步的贴缝和路面加铺工作。

（4）基层病害的处理

基层病害处理遵循动态设计的原则，尤其是换板维修过程中，若发现基层病害应及时予以修复，进行及时的补强。

三、合理的反射裂缝防治方案

反射裂缝的防治是水泥混凝土路面加铺改造的关键，目前可采用的技术方案也较多，在项目区域也应用过多种方案，效果不一。根据国内白改黑工程的成功实践，根据路段病害的实际情况，制定针对性的反射裂缝防治方案取得了不错的效果。

（1）聚酯土工布粘层

聚酯土工布粘层是在洒热沥青或改性沥青、改性乳化沥青后，布设长丝无纺聚酯土工布，经碾压后使沥青向上浸渍而形成的具有减裂、防水、加强层间结合的薄层。

（2）SAMI应力吸收层

SAMI应力吸收层，是一种预防沥青路面反射裂缝的技术措施。SAMI 是由橡胶沥青和一定级配的碎石材料分层撒布而成的一种柔性防裂层，厚度为1cm 左右。SAMI 具有良好的抗变形性能，可以吸收水泥路面接缝或半刚性基层裂缝处竖向或横向位移，减少裂缝处沥青面层的受力，从而减少或消除沥青路面反射裂缝。

（3）沥青稳定碎石ATB-25

ATB-25属于密级配沥青混合料，空隙率在3～6%之间，具有良好的抗水损害、抗车辙性能。沥青稳定碎石基层设置在面层于水泥面板之间，能够吸收与消减裂缝处产生的应力与应变，其大粒径、多空隙结构具有较大的塑性变形能力，可充分吸收接缝释放的应变能，减小接缝处加铺层的应力集中现象，减少和延缓反射裂缝的产生；沥青稳定碎石基层的隔离作用大大改善了旧水泥板块的温度状况，减少了降温及温度梯度对水泥路面与加铺层的影响程度，使水泥混凝土路面板的翘曲程度及接缝的张开位移量均有大幅度地降低，因而可使沥青加铺层在温度作用下的受力状况得以改善；设置沥青稳定碎石基层，相当于增加了沥青面层的总厚度，抗裂总能量增加有效地减小沥青加铺层的荷载应力及接缝两侧的弯沉与弯沉差，延缓沥青加铺层荷载型反射裂缝的产生与扩展速度。

以上几种方案在白改黑工程应用效果较好，下阶段设计中，将加强对项目病害的调查，采用有效的防止反射裂缝措施，多种方案可配合使用。

四、相关设施的衔接与完善

为了保证白改黑工程的工程质量，还应重视其余相关设施的衔接与完善，主要包括以下几点：

（1） 与桥梁构造物的纵断面衔接，保证行车舒适性；

（2） 排水设施的改造与完善，保证工程使用寿命；

（3） 交通工程设施的相应改造，保证行车安全性。

五、结语

本文结合改造项目对城市道路的路面白改黑的常用方案进行试验研究，并结合具体的施工工艺控制进行验证，通过对改造的难点进一步优化处理和新技术的应用，保证路面白改黑改造的效果。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。