城市道路“白加黑”改造技术探讨

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【摘要】我国在90年代修建了大量的水泥混凝土路面，作为城市道路及国省道路升级主要的路面结构型式，这与当时社会经济的发展状况、交通结构及交通量状况是相适应的，发挥了积极的作用。近年来，随着我国社会经济持续高速发展，交通运输发生了翻天覆地的变化，无论是交通运力结构还是交通流量均不可同日而语，而超限、超载车辆日益增多的现实，使得原设计为30年的水泥混凝土路面，在没有达到设计年限就出现了大面积的严重破坏，裂缝、破碎、板底脱空等病害较多，提前进入了大中修改造，加之随着人民生活水平的提高，人民对出行的舒适性提出了更高的要求，而水泥混凝土路面跳车，噪音大，扬尘重等

然而直接加铺沥青层很容易产生反射裂缝，故需对旧水泥混凝土路面进行调查、分析和处理，在满足应用条件后方可进行加铺。

【关键词】水泥混凝土路面；白加黑；沥青面层；反射裂缝

中图分类号：TU37 文献标识码： A

本文通过对郑州市航海路跨线桥引坡段旧水泥混凝土路面加铺沥青面层的工程实例进行调查分析研究，探讨了城市道路“白加黑”改造技术中的几个关键问题：旧水泥混凝土路面状况调查与评价，旧水泥混凝土路面的处理，沥青加铺层结构设计，沥青加铺层反射裂缝的防治措施等。

水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好、耐磨耗强、取材便利、尤其适应中小型机械化生产等优点，在城市道路中得到了广泛的使用。但是，随着使用年限的增加，受到地质水文条件等多种因素影响，早期修建的水泥混凝土路面往往出现裂缝、破碎、断板、板底脱空等病害，严重降低了道路的使用性能。

为了利用旧水泥混凝土路面的残存强度，近年来在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层的技术—俗称“白加黑”复合路面—在城市道路改造中应用越来越多。但由于水泥混凝土路面属于刚性路面结构，直接加铺沥青层容易产生反射裂缝，故需对其进行调查、分析、处理，根据具体情况确定是否加铺及加铺厚度。下面结合郑州市航海路跨线桥引坡段道路改造工程对旧水泥混凝土路面加铺沥青面层的几个关键问题进行探讨。

旧水泥混凝土路面状况调查与评价

旧水泥混凝土路面状况的调查与评价是改造设计和施工的基础性工作。通过对调查数据分析和评价，能准确预测旧水泥混凝土路面的剩余寿命，找到路面损坏的主要原因。郑州市航海路西起西四环，东至机场高速，其水泥混凝土路面已运行多年，部分出现破损，对交通安全影响较大。旧水泥混凝土路面状况调查主要有以下几点：

1.1调查破碎板块、开裂板块、板角边的破损状况；调查纵、横向接缝拉开宽度、错台位置与高度；调查水泥混凝土板底脱空情况。

1.2用落锤式弯沉仪或贝克曼弯沉仪现场测定弯沉，了解旧水泥混凝土路面的承载能力，评价其接缝传荷能力，并结合错台高度评定板底脱空情况。

1.3选择典型路面状况进行分层钻芯取样，测定旧水泥混凝土的强度、模量等参数，分析其破坏原因。

根据对郑州市航海路跨线桥引坡段旧水泥混凝土路面的调查，其水泥混凝土面板厚度21-23cm，平均22 cm。依据现行《城镇道路路面设计规范》（CJJ 169-2012）并结合实际路面检测参数，计算得水泥混凝土面板抗弯拉强度平均值为4.2Mpa，横缝两侧板边平均弯沉值为40（1/100mm），弯沉差为1.5（1/100mm），路面破损状况评价等级为“优和良”，接缝传荷能力良好，基本无错台，板底也基本无脱空。因此，可对其旧水泥混凝土路面适当处理后加铺沥青面层。

旧水泥混凝土路面的处理

旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层，由于接缝和裂缝的存在，往往会出现反射裂缝。为减少加铺后的反射裂缝，必须对旧水泥混凝土路面进行技术处理。针对旧水泥混凝土路面调查情况，主要有以下处理措施：

2.1对于板底脱空，可在脱空部位水泥混凝土面板上钻2个直径为30mm的孔（钻穿混凝土板），间距0.8-1.5m，再采用M15高强水泥砂浆高压灌注至满；严重的进行换板。

2.2旧水泥混凝土路面纵、横缝用机械开缝机进行开槽，用高压空气清除接缝内杂物并用水清洗，然后填灌裂缝，进行防水处置。一般3-10mm宽的缝用沥青乳液灌填，超过10mm的缝先灌沥青乳液后用热沥青砂填实压平。水泥混凝土路面纵缝处，切出宽15mm缝后，用半固体填缝料填充。

2.3对板角裂缝，首先按板角断裂的破裂面大小确定切割范围，再用液压镐凿除破损部分，尽可能保留原有钢筋。在切割完水泥混凝土板破裂而后，对基层用C15小石子混凝土补强。基层补强完成后，在新旧混凝土之间加设传力杆并在旧路面板接缝而涂刷沥青，然后浇筑快硬水泥混凝土，浇完后用养护，待混凝土达到强度后再进行加铺。

2.4将麻面、严重脱皮处杂质清除并清洗干净，洒上一层4%橡胶沥青。

2.5对破碎的水泥混凝土面板凿除并清理干净原破碎混凝土，然后用C15小石子混凝土补平。

2.6对孔洞坑槽，先将孔洞凿成形状规则的直壁坑槽，再用钢丝刷将破坏处的尘土、碎屑清除，然后再压缩空气吹干净修补面。填上聚合物乳液混凝土，然后喷漆养生剂。

2.7当板块出现大面积严重破损时，则采用整仓清除后用C15小石子混凝土补平。

航海路跨线桥引坡段水泥混凝土路面因破损不严重，只需进行清缝和适当修补即可。

旧水泥混凝土路面沥青加铺层结构设计

旧水泥混凝土沥青加铺层结构设计的关键是预防和延缓反射裂缝的产生，其设计应考虑沥青加铺层破坏和旧水泥混凝土面板破坏两种情况。在现行的《城镇道路路面设计规范》（CJJ 169-2012）中主要针对后一类结构破坏进行复合式路面设计，即考虑沥青面层加铺后对旧水泥混凝土板边约束效应和应力的影响，计算旧水泥混凝土板的弯拉应力。除此之外，还应考虑沥青加铺层破坏，即加铺层反射裂缝层间剪切破坏。

在通常的情况下，沥青加铺层在接缝处的应随加铺层厚度基本上呈线性变化，加铺层越厚，应力越小，但超过一定厚度，加铺层厚度对应力的影响则不大。根据国内外工程实例的总结，沥青加铺层的合理厚度为9-15cm。旧水泥混凝土面板上的沥青加铺层，其剪切应力较大，应注意提高沥青混合料的抗剪强度和高温稳定性。因此，经综合考虑，航海路跨线桥引坡段沥青加铺层厚度定为10cm，分别为4cm厚细粒式密级配沥青混合料AC-13、6cm厚中粒式密级配沥青混合料AC-20。经实践证明，效果较好。

沥青加铺层反射裂缝的防治措施

旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层，会产生反射裂缝。反射裂缝是由于旧面层在接缝或裂缝附近的位移引起接缝或裂缝上方沥青加铺层内出现应力集中所造成的。旧面层在接缝或裂缝附近的位移，包括由于环境温度的变化引起的面板的水平伸缩和由于荷载作用引起的边缘竖向弯沉。前者导致接缝或裂缝上方的沥青加铺层内出现较集中的拉应力；后者则使接缝上方的沥青加铺层承受较大的弯拉应力和剪切应力。由于水泥混凝土面板强度较高，作为基层加铺沥青面层这种路面结构，强度方面一般能满足要求。但由于反射裂缝的产生使沥青面层丧失整体性，因路面水的渗入导致沥青加铺层发展成为严重的病害破坏。因此，旧水泥混凝土加铺沥表面层，一定要做好防治反射裂缝的措施。

针对反射裂缝，常用的防治措施主要以下几种：设置土工布、设置玻璃纤维格栅、设置应力吸收层、设置改性沥青油毡等，各种处理方法具体不同的适用条件，各厂家的产品说明也有严格的技术要求，本文不在赘述。考虑工程实际，矿工路东段在对旧水泥混凝土路面进行清缝和修补后，采取了洒布粘层油并铺设一道玻璃纤维格栅的工艺，防治效果良好。

综上所述，城市道路“白加黑”改造技术，只要在设计、施工和管理中加强和注意质量控制，不仅在技术上可行，而且可以提高路面行驶质量，改善交通运行条件，延长道路使用年限，节约资金，缩短旧路改建的工期，具有较好的经济效益和社会效益，有利于资源节约型社会的发展。城市道路“白加黑”改造技术，具有广阔的发展前景。

参考文献

水泥混凝土路面改建技术 北京.人民交通出版社，2006.

城镇道路路面设计规范CJJ 169-2012.北京.人民交通出版社，1996.

公路沥青路面施工技术规范 JTJ032-94.北京.人民交通出版社，1994.

公路水泥混凝土路面设计规范 JTG D40-2002. 北京.人民交通出版社，2002.