“白加黑”改造技术在市政道路工程中的应用研究

2021-04-09游励勤

运输经理世界 2021年8期

游励勤

（福建恒达通工程项目管理有限公司，福建福州350000）

0 引言

“白加黑”改造技术就是指在道路施工中，将颜色为灰白色的原有水泥混凝土路面掺入黑色沥青，提升路面行车舒适性。但是“白加黑”路面容易形成反射裂缝，为了解决这一问题，有必要针对具体的裂缝情况进行路面病害治理，在不破除现有面层的情况下，直接在水泥混凝土面层上加铺沥青混凝土，从而降低施工难度，提高施工效率。

1 旧混凝土路面的缺陷分析

以往市政道路建设中，路面的主要施工材料为水泥混凝土，不仅强度高，且耐久性好，适合用于城市内交通压力大且车流量高的路面。水泥物理与化学性能稳定，外界环境温湿度的变化对路面力学影响小，但随着汽车数量的增加，路面荷载不断加大，人们对于道路的要求不断提升，以水泥混凝土为主要材料的路面缺陷逐渐显现出来，具体如下：一是水泥路面接缝多，这是因为大体积水泥浇筑会产生温度应力，为降低温度应力，会在路面设置施工缝，这样使得后期养护工作难度加大，且车辆行驶经过施工缝时会产生跳动，所带来的颠簸容易产生安全隐患。二是水泥混凝土材料强度的提升需要时间，所以施工完成的路面不能立即开通，还需要经过20天左右的养护。三是水泥混凝土路面如果发生损坏问题，后期挖掘和修补难度大，且会影响城市交通。后期修补的材料与原材料间的连接性不高，强度较差，接缝处容易损坏。四是水泥混凝土经过长期摩擦容易反射阳光，给车辆驾驶带来安全隐患。五是路面施工前期准备工作复杂，需提前支护模板和设置接缝。

与传统水泥混凝土路面相比，采用了“白加黑”改造技术后路面与汽车轮胎间的摩擦力更强，汽车紧急制动距离缩短，保障了车辆行驶安全，且路面没有接缝，车辆行驶不会产生振动，降低了胎噪。“白加黑”技术主张在原路面添加沥青混合料，优势如下：其一，沥青混凝土属于一种黏性胶结材料，力学性能较好，施工时大面积铺装沥青无须设置施工缝。其二，沥青路面平整且粗糙度较大，轮胎与路面间的摩擦力更大，雨天不会轻易出现打滑的现象。黑色路面可以吸收太阳光，减少对光线的不良反射。其三，道路维修方便，维修后可立即开放交通，路面造价低廉，耐久性较好[1]。

2 水泥混凝土路面常用改造方法

现阶段市政道路改造中常用的改造方法主要有三种：第一种是“白加白”，即在水泥混凝土路面铺设新的水泥混凝土路面，可用于低等级道路，但是道路会面临二次修补的问题。第二种是“白加黑”改造技术，在原水泥混凝土路面铺设沥青混凝土，该方法可以改善原道路路面的使用性能，保障车辆行驶安全，而且施工方便。第三种是将原路面碎石化处理再加入沥青混凝土，但在这之前必须将道路病害问题处理好，否则将影响道路的使用年限。经过钻芯试验、平整度调查和路面损坏检测分析，得出路面结构与损坏情况，最终决定选择应用“白加黑”改造技术，并按照分级处理的原则做好病害处理，实现对旧水泥混凝土路面的有效改造，图1为道路改造现场。

3 “白加黑”改造技术在市政道路工程中的实践应用

3.1 反射裂缝防治技术

对于路面反射裂缝的预防措施，主要如下：其一，调整沥青层的厚度，一般厚度在10～23cm左右，如果厚度达不到10cm，沥青层将难以发挥作用，如果厚度超过23cm，防治效果将会受到影响。对于“白加黑”改造路面来说，沥青层的作用主要体现在两方面：一方面，赋予路面弯曲刚度，控制加铺层弯曲产生的剪切应力；另一方面，延缓裂缝产生的时间，使路面性能接近预期。其二，增设防范夹层，使用金属加筋材料、玻璃格栅覆盖沥青层，提高沥青层的防水性能与抗开裂性能。或者使用路面加筋网，使其控制裂缝的扩大速度，提升路面使用性能。其三，设置吸收应力层，其作用主要体现在分散应力和减小裂缝反射的影响，延长裂缝产生时间，为沥青层提供有效保护，避免因应力集中而造成反射裂缝。

对于路面反射裂缝的病害处理措施，应根据裂缝的严重等级编制处理方案，具体内容如下：其一，混凝土面板内不出现裂缝，但是没有产生错台时，不用更换混凝土板块，可直接维修裂缝部位，使断块间的弯沉值低于20（0.01mm）即可，否则使用灌浆技术修补裂缝。其二，裂缝宽度不超过0.5cm的时候，需进行扩缝作业，保证扩缝宽度处于0.6～1.0cm之间，缝隙的深度低于3cm，再使用聚氨酯填缝料做好灌缝处理。其三，裂缝宽度处于0.5～1.0cm之间时，应在清缝作业后进行灌缝操作，保证缝壁垂直度达到标准。其四，裂缝宽度超过1cm时，可使用聚氨酯填缝料执行灌缝处理，如果翻浆，应对基层注浆补强，同时更换混凝土面板[2]。

按照不同的反射裂缝类型进行有效防治：其一，板底脱空问题的处理。依据板底的实际脱空程度选择相应的处理方式，如果脱空程度较轻，建议采用钻孔灌浆处理措施，使用钻头在脱空面板上钻孔，使其穿透混凝土板，孔的直径在30mm左右，孔间距为1.5m。钻孔后使用高强度水泥砂浆进行高压灌注。其二，板面裂缝的处理措施，则是路面常出现的问题，可通过开槽、清理、填灌的处理方式。先使用机械开槽机对路面进行开槽处理，再用高压空气与水清理杂物，最后填灌裂缝即可。由于路面裂缝宽度不同，选择的填灌材料也会不同，如果裂缝宽度在3～10mm之间，可使用沥青乳液填缝；如果裂缝宽度超过10mm，填缝之后还需用热沥青砂填入并压平裂缝。其三，板角裂缝的处理措施，采用切割、补强、涂刷、浇筑、养护以及加铺等方法，测量裂面大小，确定切割范围，应用液压镐凿清除破损面，减少钢筋切割，使用小石子混凝土对裂缝基层补强，再用沥青对接缝处涂刷。此外，还需要在新旧混凝土间加设传力杆，使路面承重更加均衡。

3.2 铺贴防裂贴

为了处理反射裂缝，还可铺贴防裂胶贴，宽度为50cm，厚度为3mm，纵向抗拉强度为2000N/mm，伸长率可以达到30%，材料的黏附性超过4.0MPa，50℃高温下抗剪力不低于0.12MPa，且材料不透水。经过处理后的水泥混凝土板块要求平整干燥，固结残留的粉尘，清理之前使用清洁剂，晾干后再铺设防裂胶贴。以裂缝作为中心线，展开胶贴，并排放在需要防裂的部位，隔离纸向下，将胶贴原地掀起一半，撕下隔离纸并向前铺贴，使胶贴铺贴在道路原基面上。施工完成后使用压辊将路面压平，铺贴搭接处时，要求搭接长度不能低于10cm，再用压辊压实即可。

3.3 加铺沥青面层施工

现阶段用于旧混凝土路面改造的主要为“白加黑”改造技术，除了对反射裂缝进行处理之外，对沥青面层施工还需注意以下几点：其一，强化沥青面层力学性能，基于路面上部荷载作用下，旧水泥混凝土路面会在接缝处产生裂缝，施工时人们难以控制裂缝放射应力，因此可提升沥青层的抗裂力学性能，以此降低裂缝产生概率。目前市政路面一般会使用SMA材料，这种混合料能够提升沥青材料的抗永久变形能力，高温情况下，沥青路面的抗变形能力依旧较强。其二，控制沥青加铺层的厚度。由于沥青加铺层的厚度会受行车荷载与防反射裂缝的影响，建议在施工作业中加大沥青层的厚度，以此阻抗路面开裂。

3.4 加铺沥青混凝土面层

做好原材料的质量控制，要求沥青混合料的配比与均匀度必须达到标准，如表1所示。拌料之后，使用拌和机向运料车装料，防止粗集料分离，控制混合料的温度，做好保温与防雨措施，将运料车停靠在摊铺机30cm的位置。加铺沥青混凝土面层时，还需完成以下操作：一是摊铺作业。使用2台摊铺机交错摊铺作业，相邻机器的缝隙保持在10cm，应用导梁工艺处理下面层，保证摊铺之后路面压实度，同时控制好粗集料质量与松铺的厚度，将摊铺面的压实度保持在85%。二是碾压作业。使用2台钢轮振动压路机与胶轮压路机，初压2遍，复压4遍，运输碾压，控制好碾压速度，直到路面压实度达到施工要求。