宁扬公路“白加黑”路面历年养护技术探讨

李 强，张正勇，赵 曜，吉增晖

(1.扬州市公路管理处;2.仪征市公路管理站)

1 项目基本情况

宁扬公路仪征段起点八字桥，终点宁扬交界，全长30.7 km，是我省苏中地区东西方向的交通大动脉。其中K133+119～K146+000和K158+300～K163+819约计18 km原为水泥混凝土板块路面，建成于上世纪八十年代，1998年高速化改造时加铺了沥青混凝土面层形成复合路面——“白加黑”路面，投入运营后，从2001年开始部分路段纵向裂缝、横向裂缝、唧泥、翻浆等病害就逐步发生、发展。扬州公路管养部门多年来尝试了一系列的养护方案对路面病害进行维修，处治各种病害，努力提高该路段的路面使用情况。K133+119～K146+000(下称仪征东段)和K158+300～K163+819(下称青山段)复合路面结构形式如图1所示。

图1 路面结构图

2 路面病害成因分析

(1)混凝土路面结构的影响。原路面是建成于八十年代的水泥混凝土路面，水泥混凝土板块仅纵向之间设有拉杆，横向未设传力杆，混凝土板之间传荷能力差。尽管在“白加黑”改造中采用了粘贴沥青油毡和玻纤等防反射裂缝措施，但随着路面使用年限的不断增长以及车辆的反复作用，这些防反射的技术措施逐渐失效，水泥混凝土板块接缝逐渐在沥青混凝土路面上反射出来。

(2)公路横断面调整的影响。宁扬公路原设计车道宽度为3.5 m，后调整为3.75 m，这就造成现行车道占用原硬路肩0.5 m，而硬路肩为柔性结构路面，因此行使在行车道上的重车右轮载恰好作用在水泥混凝土板块边缘与硬路肩交接处，即刚柔相接位置，水泥混凝土板角边缘应力处于集中状态，而刚柔两种结构层的刚度相差很大，在行车荷载直接反复作用下，刚柔相接处纵向裂缝发生也就无法避免。

(3)排水设施不完善。原设计的中央分隔带无排水系统、层间无排水通道，在宁扬高速化完善工程硬路肩改造时也未作用层间排水设计，也末充分考虑行车道与硬路肩结构层厚度的匹配，致使混凝土与石灰土的层间位置与硬路肩结构层不对应，导致渗入到水泥混凝土板块下面的层间水无法通过硬路肩结构层的层间间隙排出硬路肩。

(4)原基层水稳定性差。原宁扬一级公路基层为石灰土结构，仪征地区土质为粘性土，塑性指数高，粘性土的石灰土水稳定性差，在水的长期浸润和混凝土板块边缘应力集中处的反复挤压下，石灰土丧失强度，造成破坏，形成泥浆。

(5)交通量的影响。从十五里墩收费站历年的交通量观测数据表明，该路段交通量尤其是拖挂车的比重保持持续增长的趋势。在各种车型中，拖挂车这类超重车辆对路面的损伤最大，车辆荷载的反复作用使得路面病害迅速发展，直接影响路面的使用寿命。

(6)沥青路面老化。该路段1998年高速化改造完善项目投付使用，至今已经运行了10年，在使用过程中，沥青路面逐渐老化，路面各种微裂缝发生发展，使雨水渗入路面结构内部，也是导致路面状况劣化的一个原因。

3 历年养护维修情况

(1)青山段养护维修情况

青山段(K158+300～K163+819)，从2001年开始路面裂缝病害就不断发生、发展，养护管理部门每年都在这个段落上安排了不间断的维修养护，开始了对此段“白加黑”路面的养护维修探索，工作主要可以分为三个阶段。

第一阶段:病害发生、发展初期的常规维修阶段(2001～2003年)。

2001年开始(路面竣工后三年)，路面裂缝、唧泥等病害逐步发生、发展，为保证路况稳定，对病害路段进行小规模维护，主要采用在病害位置处沥青混凝土面层铣刨挖补、部分断板凿除重筑、钻孔压浆维修施工方案，维修规模一般在20～30万元左右。

第二阶段:病害持续发生、发展并加重的试验探索阶段(2004年～2008年)。

经过两年的常规维修，裂缝病害仍在持续发生、发展，复合路面的唧泥、翻浆病害不断加重。我们针对“白加黑”路面病害产生的原则，提出了“上堵下疏”的处治指导思想，并开始尝试有针对性地养护维修方案。

2004尝试解决唧泥、翻浆点的排水问题，采取了设置硬路肩底基层排水设施和路面边缘排水等施工工艺，投资总额约为150万元。

2005年，尝试增设混凝土板块传力杆措施，增强混凝土板块的整体性;继续增设横向硬路肩排水管;对部分病害严重路段铣刨行车道上面层路面，并恢复沥青混凝土面层以改善路况，投资总额约为250万元。

2006年着重推广增设传力杆的做法，同时继续增设横向排水设施和板块压浆等实施方2007年总结2006年施工技术方案，注重横向排水设施施工，设置了半幅全宽排水设施，同时加强了纵向裂缝病害处治方案研究，在混凝土板块外侧增设纵向排水沟，并接长混凝土板块1 m，同时解决行车道外侧轮载位置处于刚柔相接的情况，累计投资200万元。

2008年改进了传力杆的设置方法，修补了断板，增设了半幅全宽排水设施和路肩排水，同时在路面修补较密集的路段进行了行车道整体铣刨加铺，累计投资130万元。

第三阶段:大修改造阶段(2009年)

对此段“白加黑”路面分两种方案进行彻底改造，南半幅南京到扬州方向整体改为柔性路面体系，将沥青混凝土面层铣刨后对水泥混凝土板块碎石化，加铺水泥稳定碎石及泡沫沥青冷再生基层，再加铺两层沥青混凝土面层，同时对硬路肩和排水系统进行彻底改造，使之与行超车道结构层相匹配，并满足整条道路的排水要求。北半幅扬州到南京方向保留水泥板块基层，仅对断板和弯沉较大的水泥板块凿除重新进行浇筑，加铺水泥稳定碎石及泡沫沥青冷再生基层，再加铺两层沥青混凝土面层。封闭中分带绿岛。

该项目总投资约2800万元，每公里改造平均造价500万元。

(2)仪征东段养护维修情况

仪征东段(K133+119～K146+000)，该路段路况与青山段相比，病害发生发展有明显不同，一是病害出现晚，二是病害发展速度缓慢。2006年病害开始出现，先以水泥混凝土板块反射裂缝为主，局部路段有翻浆病害，2008年以来，路面病害发生发展速度加快。两个路段同是1998年改造的路段，但路面使用状况差距却十分明显，究其原因，我们认为原因有二:一是“白加黑”改造施工质量的差异，无论是水泥混凝土板处理的质量还是沥青混凝土的施工质量仪征东段要明显好于青山段，二是底基层石灰土的质量差异，处理断板过程中可以发现原石灰土基层的质量仪征东段要好于青山段。

养护管理部门从2006年开始在此段道路上实施维修养护。2006年增设传力杆30道，投入经费8万元。2007年增设路肩排水26道，投入经费3万元。2009年，对该路段的严重病害铣刨了行车道沥青混凝土面层及硬路肩，增设传力杆，硬路肩设置透水混凝土的排水通道，恢复沥青混凝土面层，投入经费125万元。

在总结青山段历年的施工技术方案的基础上，为减少全寿命周期成本，不让病害发展进一步加剧，2010年，继续按照“上堵下疏”的处治原则，选择了K136+300～K146+000约9.5 km路段，采用对原路面病害彻底处置，对硬路肩进行了改造，并在老沥青混凝土面层上加铺一层橡胶沥青应力吸收层及一层AR-AC13橡胶沥青混凝土面层，封闭中分带绿岛的改造方案。此项工程目前已进入实施阶段，投资约1 200万元，每公里改造造价240万元。

4 历年养护方案及处治效果分析

(1)断板处理

根据沥青路面非反射裂缝判断断板位置，掀开沥青混凝土，凿除断板，清理松散的石灰土底基层，重铺混凝土垫层，浇筑混凝土，恢复沥青混凝土面层。该方案处治后水泥混凝土板块得到恢复。

(2)轻微横向裂缝病害处治

①在沥青路面上直接粘贴贴缝带

贴缝带能有效阻止雨水沿裂缝缝隙下渗，特别对于无变形、唧浆的轻微裂缝，封闭处理后，可有效缓解裂缝的发展;但对于不规则的多缝病害，由于贴缝带施工宽度过大，与旧路面粘结效果不好，有脱落现象。另外，使用中发现路面裂缝缝隙中水蒸气不能排出，以致贴缝带表面局部鼓起，呈气泡状，易损坏。经调查发现贴缝带表面磨耗的有效时间一般为1年左右。

②在混凝土表面粘贴抗裂防水卷材

凿除沥青混凝土面层，在混凝土板块接缝处贴SBS抗裂防水卷材，恢复沥青面层。此方案延缓的的反射，但不能解决沥青面层反射裂缝的病害。

(3)严重横向裂缝病害处治

①压浆

对水泥混凝土板块裂缝病害集中的路段连续进行压浆处治，解决水泥板块脱空的问题，压浆孔的位置确定在板块边角40～60 cm处和板块中间，压浆效果用弯沉指标来检验，弯沉不合格，则在原钻孔位置20～40 cm左右重新钻孔补压，直到弯沉达到要求为止。

由于受边通车边施工的影响，压浆施工中相邻超车道干行车扰较大，一侧的填充空隙的水泥浆无法静养，难成型，且水泥混凝土板端弯沉检测值受超车道上的行车作用，不准确，因此实际压浆效果始终难以评判。在与其他养护方案共同实施时，施工顺序安排在传力杆水泥混凝土养生结束后，增设排水设施和纵向裂缝处治施工前，

②增设传力杆

2006～2007年采用间接传力的方案增设传力杆，间接传力工序多、周期长，施工难度较大;且由原来的一道缝变为两道缝，通车使用后，不少处治位置有两道接缝反射到位沥青面层上来。从08年开始，我们用直接传力的方案增设传力杆，直接传力方案简便，但切缝开槽是个细活，效率不高。该方案使用效果较间接传力的方案为优。

(4)水泥混凝土板角与柔性路肩交接处唧泥处治

①增设路肩排水设施

针对唧泥点，在水泥混凝土板块边缘至路肩水沟范围，在水泥混凝土板块下设置排水管。多数在设置初期有水排出，有的甚至有排出泥浆，一年后堵塞严重，在排水通道的上方，原唧泥处唧泥重新出现。2008年11月底进行了排水通道的反冲，2009年六月观察时，多数通道又已堵塞，堵塞速度较快。

②增设路面全宽横向盲沟

水泥混凝土板块下增设全宽盲沟。该方案尝试解决路面基层和底基层间积水在横向上实现由“面到线”的排水方式，收集排除上游方向层间水。经现场观察，该方案使用效果良好，两年后下过雨仍有清水流出。

(5)轻微纵向裂缝处治

处治方法与轻微横向裂缝相同，分别为涂刷沥青再生剂和粘贴道路贴缝带，具体方案和处治效果同轻微横向裂缝处治部分。

(6)严重纵向裂缝处治

主要通过沿水泥混凝土板块外侧增设纵向碎石盲沟，收集汇聚水泥混凝土板块与石灰土的层间水，再通过管网排入砖砌边沟，力图解决翻浆、唧泥等常见的病害。另外，在纵向碎石盲沟上面，加宽设置了拉杆及钢筋网水泥板块，来提高这部分路面承载能力。

该方案尝试解决了行车道内统一结构形式的问题，同步解决了“面对点”路肩排水的缺陷，实现先由“面到线”再由“线到点”的排水方式，有针对性。现场观察沥青路面基本完好，大部分出水口经常处于潮湿状态，个别位置雨后3～4天排水管口仍有滴水现象。但此方案短期内排水效果明显，长期观察，一年左右纵向碎石盲沟淤塞现象严重，排水作用失效。

(7)硬路肩改造方案

①青山段硬路肩改造方案

下行线铣刨全宽硬路肩30 cm深(水泥代板块以下)，分两层进行级配碎石摊铺，下层15 cm(人工摊铺)，上层15 cm(机械摊铺)，在铺设完第一层级配碎石后，每50 m(边沟加宽路段30 m)安防10 cm布孔PVC管，级配碎石以上结构同行超车道结构层。

②仪征东段硬路肩改造方案

对连续翻浆路段，铣刨全宽硬路肩42 cm深(路面以下)，若行车道水泥板底有积水在相对应的硬路肩石灰土有松散或积水现象，需对石灰土底基层进行挖除并换填C20混凝土，石灰土基层平整密实后喷洒改性乳化沥青下封层，然后设置12 cm排水混凝土，其间按15 m的间距设置10 cm打孔PVC横向排水管，其上铺设防渗土工布，喷洒改性乳化沥青层，浇筑18 cmC20素混凝土。在浇筑C20前，在行车道水泥板与新浇筑的C20混凝土间设置拉杆(直径16 mm，长度800 mm，间距700 mm)，在原行车道24 cm水泥板拉杆上方9 cm部分设置3 mm厚双面贴，保证与新浇筑混凝土之间的粘结。在新浇筑C20混凝土与行车道原水泥混凝土板间粘贴48 cm宽抗裂贴，以上结构同行超车道结构层。

以上两种方案都彻底改造了硬路肩原结构层，使之排水通道与行超车道路面结构层相匹配，目前使用效果较好。

5 结语

(1)白加黑路面反射裂缝随着时间的推移在逐步发生、发展，对因传荷能力不强而产生的反射裂缝的混凝土板块增设传力杆是有效的，对混凝土板块下局部脱空进行在沥青路面上的直接压浆也有一定效果。

(2)白加黑路面唧泥、翻浆的病害仍是水泥混凝土路面病害的主要反映形式，是水损坏的表现，这部分水份是路面渗水、路基毛细水、中央分隔带渗水的综合作用，但我们认为:其绝大多数是来源于路面渗水，路面反射接缝和纵向裂缝是渗水的主要通道。养护过程中设置的各类排水设施对排除路面层间水起到了一定的作用，缓解了路面病害的进一步发展。

(3)白加黑路面在无层间排水系统的前提下，其底基层水稳定性的差异将直接决定了白加黑路面病害的发生、发展状况，在养护阶段，对于底基层已破坏的混凝土板块来说，增设任何排水设施都无济于事，唧泥、沉陷等病害仍不会缓解，要处治必须从底基层开始。

(4)白加黑路面改造过程中应重点要关注板块传荷能力、路面层间排水和底基层状况。我们认为，设计单位在设计白加黑路面改造时要开展这三个方面的调查检测，掌握老路这三个方面的实际技术状况，提出相应的处治方案，并施工中执行到位，这样才能保证白加黑改造的使用寿命，避免运营中、后期白加黑路面唧泥、翻浆等病害的大面积发生发展，减少白加黑二次改造时再次对混凝土板块病害进行彻底处理的工程量，从全寿命周期的角度节约工程建设成本。

(5)距离宁通公路白加黑第一次改造已经过去十年，目前又对青山段和仪征东段两段白加黑路面进行了不同方案的二次改造，我们将在今后对这三种改造方案进行后续观测，继续总结白加黑路面二次改造过程中的成败得失。

总的来说，在这几年来我们尝试了多种养护方案，一定程度上缓解了这些路段路面病害的发展，延长了其使用寿命，履行了养护管理的职责。

［1］ 公路技术状况评定标准(JTJ H20-2007)［S］.

［2］ 公路养护技术规范(JTJ H10-2009)［S］.

［3］ 公路水泥混凝土路面养护技术规范(JTJ 073.1-2001)［S］.

［4］ 公路沥青路面养护技术规范(JTJ 073.2-2001).