白改黑在公路改造中的应用研究

赵 鼎

(山西远方路桥(集团)有限责任公司，山西 大同 037006)

0 引言

公路工程行业经过多年发展，施工工艺与施工技术日益成熟。越来越多先进的施工技术和新研发的材料被应用于公路工程行业，这虽然提高了项目施工的速度和公路结构的质量。然而随着交通便利、荷载加大的同时，路面的破损状况一年比一年严重。路况直接影响人们的出行安全，关系人民生命财产安全。因此，路面结构层的质量问题受到越来越多的关注。在实际生活中为提高水泥混凝土路面的使用性能，常常采用“白改黑”对旧水泥混凝土路面进行改造，即在原水泥混凝土路面上铺设沥青混凝土面层，是路面结构层的力学性能发生改变，由刚性路面变为柔性路面。

1 原路面基本情况简述

改建道路的等级为二级公路，设计时速为40 km，其水泥混凝土路面的设计轴重为：Bzz-100。主干道宽14 m，路面结构在交通负荷、气候、水文、气候等自然因素的影响下，经多年运营使用，出现了不同程度的损伤，主要有以下几个方面：路面出现交叉裂缝，地基沉降引起部分路面断裂和错位，虽板面情况较为良好，但板底有空隙。路面基本情况如图1所示。已不满足驾驶舒适性要求，需进行设计修建。根据当地交通量和使用功能要求，现采用水泥混凝土路面改建为沥青混凝土路面。

2 沥青路面简述

沥青路面的结构层共分为四层，分别是面层、基层、底基层和垫层。如图2所示为沥青路面的结构层和结构层所选填料示意图。

沥青路面之所以能广泛应用于公路工程中与其本身的优势是分不开的。首先沥青路面价格低廉、施工周期短、养护和维修方面均比水泥路面简便，且沥青材料可再生循环使用。对实现企业的经济效益极为有利，并且适合于有分期修建要求的工程。其次，由于沥青铺设的路面具有良好的耐磨性，表面平整、无接缝，且面层较为柔软具有一定的弹性，使得驾驶人员在行驶过程中无颠簸、无振动，营造了极为舒适的行车环境。且沥青路面对噪声的吸收能力较强，不易扬尘且方便清洗，这为公路两边居住者提供了一个相对较好的居住环境。然而沥青路面也存在巨大的不足，首先是沥青这种材料本身并不耐热，当温度变化大时，沥青的稳定性就会发生变化，尤其是季节性变化极为明显，即冬天坚硬极易发生脆性断裂，而夏天温度较高容易软化。而且沥青路面的面层中混合料的空隙一般较大，因此耐水性极差，水分很容易就进到面层内部从而发生水破坏。虽然沥青路面具有平整度高的优点，但这种优点很难保持，由于沥青的强度并不是很高，且极易热胀冷缩，一般当路面存在积水或者有重荷载作用在路面上时，路面极易产生车辙破坏，而当路基发生不均匀沉降时也会对沥青路面造成很大的影响。这使得沥青路面的寿命较短，虽然设计年限是15年，但通常情况下，在一两年内就需要进行维修。但其维修方便，很快就可开放使用。

3 白改黑施工方法及要点

此次路面改建中采用沥青混凝土面层作为路面的面层，将原水泥混凝土路面作为基层的复合式路面，以此提高路面的性能，增加使用寿命。在复合式路面使用中存在一个较为关键的问题，是水泥面板接缝处的位移引起沥青面层产生反射裂缝，之后雨水等作用会破坏路面，进而缩短路面的使用寿命。施工要点如下。

3.1 对原水泥混凝土路面进行处理

彻底砸除压烂、压碎的板块，挖出混凝土石渣并运走，之后需浇筑水泥混凝土，其强度要求为：不低于原路面。在原地面裂缝处需进行凿槽处理，将槽清理干净后使用水泥进行填补抹平。遇到角隅断裂的情况需挖除破损板块，并按照原设计的厚度要求重新对水泥混凝土板块进行浇筑。浇筑时先采用C15素混凝土浇筑至基层顶面标高，待混凝土达到一定强度后再进行面层混凝土的浇筑。

3.2 沥青铺设施工要点

1)在基层处理完毕后需进行路面的铺设作业。为保证路面与地基结合良好，首先必须要对地基上层进行尘土、松散颗粒及其他杂物的清除，以确保无任何杂质影响到两种材料的结合。其次，由于水分会对沥青路面产生较大的破坏，因此清理完成后还要保证路面的干燥。

2)在土工布铺设之前先洒一层沥青粘层油，然后在铺设好的土工布上再洒一层粘层油。之后进行沥青混合料的摊铺工作，本次施工选用的是抗裂性和热稳定性都较好的乳化沥青。

3)由于上面层会直接承受行车荷载的作用，上面层沥青摊铺的质量会直接影响到路面的质量和驾驶人员的行车安全，因此为确保沥青路面的摊铺质量，采用浮动基准梁的方式对上面层进行找平。主要的流程是摊铺开始之前，在摊铺机上安装基准梁，并在基准梁上安装传感器，传感器的主要作用就是负责在摊铺工作进行时进行自动找平的。这样，在摊铺机进行摊铺工作时会带着基准梁一起工作。

4)由于沥青路面容易受到温度的影响，因此，防止热胀冷缩效应对路面造成伤害，一般会控制上下两层的纵向接缝的间距大于1 m,并垂直设置施工缝。

5)摊铺时要注意一定要边摊铺边整平，防止发生离析现象。在摊铺工作过程中应注意坍落度的一致性。为防止温度对沥青路面摊铺质量的影响，还应安排专门的人员对摊铺过程的温度进行实时的监控，当温度过高，不利于沥青路面的摊铺质量时，可采取必要的降温措施强制性降温。若是温度太低需要加热熨平板，并须缩短沥青路面辗压的距离。

6)若是遇到无法使用摊铺机需要人工摊铺的情况，须注意在摊铺过程中不应出现中途停顿，各个工序之间的连接要做到紧密。待摊铺工作完成后，为避免影响到路面的质量，务必要禁止行人和车辆随意走动。

7)压实：一般来说初压需使用压路机反复进行2次压实，且遵循从路面低的一侧向高的一侧进行压实的原则。需注意对平整度的必要调整。之后在复压作业时需将压实度控制到设计的压实度。通常复压次数在4次～6次之间。最终要保证路面的平整还需使用双钢轮式压路机进行两遍以上的压实，在辗压过程中还需注意压路机不能中途转方向。