高等级路面 “白改黑”的研究与实践

童 熙

（嘉善县公路管理段，浙江 嘉善 314100）

1 项目概况

嘉善县魏俞公路 （G320至姚庄段）路面大中修工程 （以下简称 “该工程”）路线全长3.8km，路基宽18m，大部分为水泥混凝土路面，通车十年来，随着交通量的增长和重载车辆的增多，路面破损严重，全路段路况较差，影响通行质量。因此，该工程列入嘉善县2013年农村公路大中修计划，由嘉善县公路管理段组织实施。2013年3月委托浙江省交通科学研究院对该项目开展全面技术咨询与质量管理，3月至4月实施了该路段的全面路况调查与工程检测，并在此基础上确定了大修工程实施的总体思路与技术方案，5月委托北京交科公路勘察设计研究院有限公司进行路面大修与提升工程施工设计，7月由嘉善县通顺路桥工程有限责任公司开始实施路面病害处治施工 （具体项目包括路面水泥板块注浆、破碎板块重新浇筑、板缝与错台板块沥青砂处治），11月由嘉兴市兴达建设公司开始沥青面层的施工 （具体项目包括1cm橡胶沥青应力吸收层、5cm沥青混凝土AC－16C、5cm SMA－13）。

2 路面检测调查情况

该工程路面现状检测的主要结论为：①路面结构强度：将魏俞线机动车道分为28个评定段，其中各评定段主点 “弯沉平均值”在0.198～1.413 mm之间，“路段代表弯沉”在0.356～2.663mm之间。②路面破损状况：对全路段2 324块水泥板块调查，其中有1 863块存在不同程度的损坏，占总板块数的80.2%，大部分水泥板都有不同程度的接缝料损坏现象，详见表1。

结合检测结果和路面的综合评定，全路段路面病害较密集，道路平整度较差，行车舒适性受到了较大的影响。根据本次路面病害的调查、路面使用状况评定检测及 《公路技术状况评定标准》的规定，需对本项目全线进行大修养护[1－3]。

表1 路面状况汇总

3 路面结构设计方案

根据路面检测调查结果，结合该段交通量大小及道路施工情况，决定采用 “白改黑”的改造设计。初步提出了三种大修方案，如表2[4－5]所示。

表2 三种设计方案对比

针对路面实际状况，结合国内外对水泥混凝土路面直接加铺沥青混凝土路面的研究应用成果，最终确定了在旧水泥路面上直接加铺沥青混凝土面层的设计方案即方案一。本设计方案采用了橡胶沥青应力吸收层等先进的材料和工艺。橡胶沥青作为一种性能优良的改性沥青，在国外被广泛应用于水泥路面罩面和应力吸收层，对减少反射裂缝的数量和减缓反射缝的发展速度有较好的使用效果。

4 “白改黑”的技术要点分析

4.1 原水泥混凝土面板病害处治

4.1.1 换 板

破碎、脱空严重与沉降严重 （与周边板块错台大于2cm）的水泥板块进行换板处理，该工程根据前期路况调查结果结合实际养护经验，在保留单板1／2以上未破损部分板块并做矩形切割处理后，挖除剩余部分破碎板块，重新浇筑C30水泥混凝土200处，折合面积4 878.6m2，同时按规范处理完善好拉杆和传力杆[6]。

4.1.2 水泥混凝土路面板注浆

水泥混凝土路面板块注浆是用具有一定强度、粘结性与流动性的水泥浆或者聚合物混合材料通过钻孔、高压灌注的方式填充混凝土面板与基层的空隙，从而避免或者减小路面板块在行车荷载作用下产生翘动的一种工程技术方法[7]。根据设计要求该工程采用M40水泥浆实施灌注，具体施工工艺为：

（1）孔：每块板5孔以上，孔距边板0.5m。

（2）钻孔：钻头直径3cm，钻孔深度超过板厚3～5cm。

（3）临时封孔：大面积流水作业，需临时采用木塞封住已钻好的孔 （注意雨天采用塑料薄膜覆盖），以防杂物落入。

（4）预埋法兰螺帽：为了压浆管枪头固定在孔口，需先在孔内壁预埋法兰螺帽，螺帽粘结剂采用现场调配的环氧树脂。

（5）清孔：空气高压枪插入孔中吹出杂物。

（6）压浆：采用冲程式压浆机 （灰浆标号为40M），需保证压浆枪头与板块上的压浆孔联接牢固，不漏浆，保证压浆压力，压浆压力为2MPa并稳定1min，然后关闭压力阀，并将回流的灰浆用桶接住，倒回灰浆缸，压浆采用的灰浆应具备初凝时间长，施工和易性好，早期强度高，收缩性小的特点，建议配比为水泥：粉煤灰：水：JK－24：铝粉＝1：1：0.5：0.16：0.001。

（7）封孔养生：压浆后，立即采用木塞封孔，至少养生3d，期间禁止车辆通行。

（8）第二次压浆：经第一次压浆养生3d后，采用贝克曼梁弯沉仪测定板角单点弯沉进行验收，单点弯沉必须小于20（0.01mm）。当验收时，对于单点弯沉值不满足要求时，再进行补孔，重复上面压浆过程，直至单点弯沉小于20（0.01mm）。待灰浆抗压强度达到3MPa时，用水泥砂浆封孔。

（9）对于反复压浆仍不能满足要求的，采取换板处理，基层处理、传力杆、拉杆、面板浇筑要求参照水泥板断板处理中的相关规定执行。

对水泥板块较完整 （含单板1／2无破损部分）且错台不大于2cm且脱空度不大于0.2mm的，按照规范与设计要求进行了M40水泥浆注浆处理，该工程注浆处理水泥混凝土板块与基层脱空共计1 600余块，折合面积28 000m2。

4.1.3 板缝与错台板块处治

由于应力吸收层结构厚度只有1cm且采用同步车机械撒布，必须确保下承层平整无空隙，根据原设计要求是用C40水泥浆进行板缝填实与错台板块抹平处治。在实际施工开展中，考虑到水泥浆养生要求较高时间较长，不利于边通车边施工作业，同时考虑到板缝用水泥浆不能较好适应水泥混凝土板体较大的热胀冷缩性能，最后根据以往养护经验，经过分析总结和上路作业实践后，确定由设计变更为采用乳化沥青添加中砂拌合物填实板缝抹平板块错台，本工程实施板缝与板块错台沥青砂处治共计18 000延米。

4.2 橡胶沥青应力吸收层 （AR－SAMI）

施工前应进行基层的清扫、吹尘和清洗，清除基层表面浮灰和泥浆，尽量使基层顶面集料颗粒能部分外露，过后进行沥青粘层施工 （0.6～1.0 L／m2）。

洒布橡胶沥青前，应注意检查：①空气温度和地面温度都不得低于15℃；②下承层必须干燥，路缘石防护良好；③风速不影响橡胶沥青洒布效果；④需要的设备进入待命状态，包括橡胶沥青洒布车、碎石撒布机、胶轮压路机等[8]。

橡胶沥青和碎石的洒布采用专门的橡胶沥青同步碎石封层车，将高温橡胶沥青与洁净干燥的石料几乎同时均匀喷洒在路面上，保证沥青与石料在最短的时间内完成结合，并在外荷载的作用不断形成强度。

采用25T以上的胶轮压路机进行压实。碎石撒铺后应立即进行碾压工作，两台胶轮压路机同时进行碾压，紧跟碎石撒铺车，碾压三遍。施工完成碾压时间要求在10min内。

在铺筑上层沥青混合料前，应对橡胶沥青应力吸收层进行清扫，以清除没有粘结的松散碎石，避免影响SAMI层与上层的粘结。橡胶沥青应力吸收层施工应与上层沥青混凝土紧凑进行，中间不开放交通，若期间必须开放交通，则须待SAMI施工完成3小时后开放，车速不宜超过25km／h。在上层沥青混凝土施工前必须加洒粘层油，粘层油洒布量宜控制在0.25kg／m2左右[9]。

4.3 加铺罩面

加铺前应清除工作面上散粒、浮土、杂物等，使工作面干燥整洁，再洒布粘层沥青，粘层沥青用量可视实际施工情况、沥青品种等，通过试洒确定。施工过程中通过施工组织计划，使多面层之间的摊铺间隔时间不至过长，各面层也要做好压实工作，确保沥青混凝土的压实度。

另外，沥青混合料的摊铺应避免在雨天进行，当路面滞水或潮湿时，应暂停施工；施工气温低于10℃时，也应停止摊铺。

4.4 沥青马蹄脂混合料 （SMA）

SMA是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成，沥青玛蹄脂填充与间断级配粗集料的骨架密实型沥青混合料。SMA路面是一种新型路面结构层，特点为粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少。与其他沥青混凝土路面相比，具有抗高温车辙、耐低温开裂、抗滑耐磨、密实持久、使用寿命长等优点。因此，在魏俞线路面大中修工程项目中，路面结构中加铺5cm的SMA13面层。

SMA混合料的碾压以 “紧跟、慢压、高频、低幅”为原则。摊铺后应立即压实，不得等候。压路机应以2～4km／h的速度进行均匀的碾压，碾压按初压 （1遍）、复压 （3～4遍）、终压 （1～2遍）三阶段进行。由于SMA混合料使用了改性沥青和纤维，因而粘度大，不得使用轮胎式压路机碾压，防止粘轮及轮胎揉搓造成沥青玛蹄脂挤到表面，必须采用刚轮碾压。

5 结 语

（1）通过对魏俞公路路面现状的研究和分析，需对本项目全线进行大修养护，在考虑技术经济指标的前提下，选择方案一作为主要的大修方案是适宜的。

（2）通过对大修工程的研究来看，在日后的水泥路面改造设计中对以下几点必须引起重视：①做好旧水泥混凝土路面的修复，确保病害处理彻底；②严格要求各类原材料与施工机械设备的技术指标；③施工过程中要有完善的施工组织计划，重点安排好工料机的组织配合；④按照规范与设计要求进行施工，加强施工过程中的质量控制；⑤关注气候条件的变化，在适宜沥青摊铺的环境条件下进行施工。

在对原路面进行修补后，应用橡胶沥青应力吸收层对高等级路面 “白改黑”，具有性能优良，施工快捷，成本低廉，施工期间对交通通行影响小的特点，被公认是耗能低、性价比高的公路建设和路面养护新技术，具有极好的经济效益和推广应用前景。

[1]JTG H20－2007，公路技术状况评定标准[S].

[2]JTG F80－2004，公路工程质量检验评定标准[S].

[3]JTJ 073.1－2001，公路水泥混凝土路面养护技术规范[S].

[4]沈丹桂.道路 “白改黑”方案及工程造价分析[J].铁路工程造价管理，2013，（5）：33－35.

[5]JTJ073.2－2001，公路沥青路面养护技术规范[S].

[6]JTG F30－2003，公路水泥混凝土路面施工技术规范[S].

[7]吴艳，胡昌斌.水泥混凝土路面沥青加铺结构行为特性分析[J].福建工程学院学报，2013，11（4）：324－328.

[8]黄磊.道路改造中白改黑施工技术的探讨[J].山西建筑，2012，38（31）：170－172.

[9]JTG F40－2004，公路沥青路面施工技术规范[S].