市政道路“白加黑”改建工程的设计思路研究

江鹏锐

（中国市政工程西南设计研究总院有限公司， 四川 成都 610000）

自上世纪80 年代开始，国内城市机动车数量大幅度增加，至90 年代后，各大中城市逐渐产生交通问题，受技术发展及资金等等因素限制，国内城市道路绝大部分采用水泥混凝土路面。由于承载能力强、技术难度低、施工简单快捷、成本较低，水泥混凝土路面在城市道路中得到广泛应用。

随着城市交通的快速发展，城市车辆急剧增多，水泥混凝土路面运营一定年限后路面平整度、抗滑能力、承载能力等性能逐渐退化，并出现各种病害，如裂缝、拱起、麻布、断裂、剥落、和板底脱空等，影响交通顺畅及路面耐久性, 缩短道路使用寿命。而“白加黑”则是近年来最常用的水泥混凝土路面改造方法，即将原水泥路面处理后，加铺沥青混凝土面层。本文主要对城市道路“白加黑”改建的方法思路，及现状存在的问题进行分析，并对未来城市道路路面改造发展方向进行展望。

1 市政水泥混凝土道路改造方法

1.1 水泥混凝土常见病害

我国水泥混凝土路面病害产生主要是受到城市道路交通荷载、环境温度、地质情况等的影响，常见的水泥混凝土路面破坏类型主要有分为三种：

1、浅层破坏。主要为道路轻度破坏，常发生在轻及中交通的道路，如路面起砂露石、麻面、砂浆破损等。

2、深层破坏。主要发生在中及重交通的道路，如凹陷、坑洞、板破碎、板角破裂等。

3、裂缝。如道路纵向及横向裂缝。

1.2 水泥混凝土路面常用改造方法

近年来，国内水泥混凝土市政路面常用改造方法主要分为以下三种：

1、“白加白”：即在原水泥混凝土路面上加铺新的普通水泥混凝土路面或连续配筋混凝土路面。该方法一般用于低等级道路，对道路承载力要求较高，但无法解决路面裂缝病害，随着修复后道路使用，短期内面临二次修补问题。

2、“白加黑”：即在原水泥混凝土路面上直接加铺沥青混凝土面层。

该方法能显著改善旧水泥混凝土路面的使用性能，提高行车舒适性，且施工方便。因此，该方法在国内水泥混凝土路面改造工程中应用最多。但由于反射裂缝的存在，将会导致加铺层使用寿命大大缩短。

3、将旧水泥混凝土路面碎石化后加铺沥青混凝土。

通过对国内外旧水泥混凝土路面加铺改造效果的研究分析，由于水泥路面病害处理措施的不完善，直接加铺沥青混凝土路面通常使用寿命达不到设计年限，改造措施多倾向于将原水泥混凝土路面补强后形成补强层，再加铺沥青混凝土的方式。

2 白加黑改造设计思路及步骤

1、对现状水泥混凝土道路进行路况调查，并形成技术指标检测成果，即调查报告。

通过路面钻芯试验、道路平整度调查、路面损坏检测、道路力学检测等方法，对现有道路进行分析评定，最终得出路面结构、路面行驶质量、路面损坏状况、综合评价指数、路面接缝传荷能力及路面面板脱空等方面的评定及报告，作为设计工作的重要依据。

2、结合路调报告，分析路面病害及破损原因。

根据道路调查报告，从交通特性、建设条件、养护措施等方面对旧路面病害进行统计和分析，查看路基是否存在软弱层。

3、旧水泥混凝土路面处理。

在对旧路面病害严重程度及成因分析的基础上，按照“分级处理、最优处治”的原则确定不同病害的处理措施，并合理利用旧路的剩余强度，有效地减少投资。

水泥混凝土路面病害处理表

4、沥青加铺层的设计。

加铺层的设计是“白加黑”改造过程中极为重要的环节。在原水泥混凝土刚性结构路面上加铺沥青，以形成柔性路面，在这个过程中充分考虑沥青层对混凝土板的作用，同时还要考虑到沥青层的破坏。适当增加沥青层厚度可达到延缓路面开裂的目的，但是厚度过厚则会影响加铺层的使用效果，故应有效的控制沥青层的厚度。

5、反射裂缝的防治措施。

反射裂缝是白加黑路面无法避免的问题，由于荷载或温度变化，在旧水泥面板缝隙附近产生位移，进而导致沥青层出现应力集中，形成反射裂缝。设计中常用的防治措施有设置防裂卷材、应力吸收层及改性沥青油毡三种。

3 白加黑改造设计和施工中的重点

3.1 设计中需特别注意的问题

水泥混凝土路面加铺沥青面层，即白加黑的技术关键是如何预防旧路面的接缝、裂缝反射穿透加铺面层而形成贯穿性反射裂缝。故设计时必须分析道路所在地区的气候特点、交通荷载大小、旧路路面的现状和性能，特别是接缝、裂缝两侧的弯沉差等，仔细核实各种防反射裂缝措施的适用性和效果，然后通过技术经济比较作出决策。

3.2 施工中需特别注意的问题

施工过程及工艺控制是道路白加黑改造中特别重要的环节，也是对道路改造质量影响较大的因素。施工工艺水平的高低直接影响了改造后的道路性能和使用寿命，虽然相关施工及验收规范对于整个施工过程提供了一套较为成熟的施工工艺经验、试验结果和检验标准，但是在施工流程中仍存在诸多环节需要引起注意。

1、根据设计图纸提供的曲线要素放设曲线。必须与邻接工程核对衔接无误后，方可进行施工。

2、局部混凝土路面凿除时，应特别注意对相邻保留板的影响。使用撞击式破碎机破除的路段应保留板块80cm 宽范围，该80cm 范围应采用人工或液压镐凿除，尽可能保留原有拉杆。

3、灌浆施工严格按照流程进行：定位、钻孔、制浆、压浆、压浆孔封堵、交通控制、检测。灌浆完成后的板块，禁止车辆通行，待砂浆抗压强度达到3.0Mpa以上时方可开放交通。

4、处理水泥混凝土路面横缝、纵缝、胀缝和施工缝时，要确保缝壁及内部清洁、干燥。缝壁检验以擦不出灰尘为灌缝标准。将填缝料加热至产品要求的相应温度，加热过程中应将填缝料融化，搅拌均匀，并保温使用。填缝必须饱满、均匀、厚度一致并连续贯通，填缝料不得缺失、开裂和渗水。加热施工式填缝料的养生期，低温天宜为2h，高温天宜为6h。在灌缝料养生期间应封闭交通。

5、对于“白加黑”的旧水泥混凝土路面在加罩前对处理的板块必须逐板检测旧板弯沉，评价处理效果，对检测不符合要求的板应进行再处理，达到控制标准要求。控制标准为实测旧板弯沉L≤0.2mm，板缝弯沉差应≤0.06mm，实测弯沉值合格后方进行下一道施工。

6、严格按照设计图纸进行施工，对加铺层设计的材料组成及规范标准进行严格检查，材料液限、塑性指数、最大粒径、压实度等均应满足相关规范要求。

4 水泥混凝土路面改造发展方向

4.1 改造后路面问题

经白加黑改造后，原来道路使用性能得到大大提升，道路强度及寿命也得到提高。但是由于城市道路修复工作的标准越来越高，修复养护至开放交通的时间也要求尽量缩短，避免对道路的通行能力产生较大的影响。根据近年来城市白加黑改造道路的使用情况调查，道路改造运营后，仍会出现一些病害，如沥青疲劳开裂、局部凹陷、水损害、反射裂缝等。

水损害、凹槽病害 反射裂缝病害

白加黑改造路面病害存在诸多诱因，如原来水泥路面处理不完善、施工中混合料温度控制不当、道路交通车辆超载超限等等。故对于白加黑改造后路面的病害，应从改造全过程入手，严格控制每个环节，按照标准化原则进行治理，在原路面病害处理过程中做好管理监查工作，保证原病害合理处治。

4.2 研究发展方向

根据我国城市道路现状，及交通发展趋势来看，对于水泥混凝土道路进行“白加黑”改造，在相当长一段时期内仍将是主要的处理方式。而对于此种修复技术相对简单、工期短、交通影响较小、成本低处理方式，如何去规避病害或提高修复效果，同样值得我们去研究。

1、利用新材料降低“白改黑”路面反射裂缝的数量

对于白加黑路面改造极易出现的反射裂缝，除常用的处治措施外，可利用一些新材料的特性降低病害。如在广州某区市政道路白加黑改造中，加铺沥青混凝土之前在旧混凝土板面设置聚酯玻纤布作为防反隔离层，取得了良好的效果。

2、新型防水粘结层在“白改黑”中的应用

使用防水粘结层，增强沥青应力吸收层与混凝土板间的有效粘接。防水粘结层以其自身较高的强度和延伸率，对基层收缩和变形开裂具有较强的适应性。

3、研究提高加铺沥青层的性能

目前白加黑道路改造使用的沥青加铺层多为沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA），该混合料具有良好的高温稳定性、柔性及耐久性，抗车辙能力强，摊铺和压实效果较好。但SMA 由1991 年得以研究推广以来，至今已近30 年，城市道路交通状况已发生极大变化，SMA 结构已逐渐无法满足日益加重的城市交通道路需求，需要对新型路面结构进行大力研究，以提高加铺层的性能。

5 结语

随着城市交通量逐年提升，城市道路的交通体系也在不断完善，既有城市道路在不断改造新建的同时，面临着越来越大的交通压力。这就要求在城市道路设计过程中，要站在项目全过程角度，对病害成因及预防措施深刻分析总结，找到最优的处理措施和施工工艺，确保道路路面使用性能得到充分发挥。