白改黑在公路改造中的應用研究

趙 鼎

(山西遠方路橋(集團)有限責任公司，山西 大同 037006)

0 引言

公路工程行業經過多年發展，施工工藝與施工技術日益成熟。越來越多先進的施工技術和新研發的材料被應用于公路工程行業，這雖然提高了項目施工的速度和公路結構的質量。然而隨著交通便利、荷載加大的同時，路面的破損狀況一年比一年嚴重。路況直接影響人們的出行安全，關系人民生命財產安全。因此，路面結構層的質量問題受到越來越多的關注。在實際生活中為提高水泥混凝土路面的使用性能，常常采用“白改黑”對舊水泥混凝土路面進行改造，即在原水泥混凝土路面上鋪設瀝青混凝土面層，是路面結構層的力學性能發生改變，由剛性路面變為柔性路面。

1 原路面基本情況簡述

改建道路的等級為二級公路，設計時速為40 km，其水泥混凝土路面的設計軸重為：Bzz-100。主干道寬14 m，路面結構在交通負荷、氣候、水文、氣候等自然因素的影響下，經多年運營使用，出現了不同程度的損傷，主要有以下幾個方面：路面出現交叉裂縫，地基沉降引起部分路面斷裂和錯位，雖板面情況較為良好，但板底有空隙。路面基本情況如圖1所示。已不滿足駕駛舒適性要求，需進行設計修建。根據當地交通量和使用功能要求，現采用水泥混凝土路面改建為瀝青混凝土路面。

2 瀝青路面簡述

瀝青路面的結構層共分為四層，分別是面層、基層、底基層和墊層。如圖2所示為瀝青路面的結構層和結構層所選填料示意圖。

瀝青路面之所以能廣泛應用于公路工程中與其本身的優勢是分不開的。首先瀝青路面價格低廉、施工周期短、養護和維修方面均比水泥路面簡便，且瀝青材料可再生循環使用。對實現企業的經濟效益極為有利，并且適合于有分期修建要求的工程。其次，由于瀝青鋪設的路面具有良好的耐磨性，表面平整、無接縫，且面層較為柔軟具有一定的彈性，使得駕駛人員在行駛過程中無顛簸、無振動，營造了極為舒適的行車環境。且瀝青路面對噪聲的吸收能力較強，不易揚塵且方便清洗，這為公路兩邊居住者提供了一個相對較好的居住環境。然而瀝青路面也存在巨大的不足，首先是瀝青這種材料本身并不耐熱，當溫度變化大時，瀝青的穩定性就會發生變化，尤其是季節性變化極為明顯，即冬天堅硬極易發生脆性斷裂，而夏天溫度較高容易軟化。而且瀝青路面的面層中混合料的空隙一般較大，因此耐水性極差，水分很容易就進到面層內部從而發生水破壞。雖然瀝青路面具有平整度高的優點，但這種優點很難保持，由于瀝青的強度并不是很高，且極易熱脹冷縮，一般當路面存在積水或者有重荷載作用在路面上時，路面極易產生車轍破壞，而當路基發生不均勻沉降時也會對瀝青路面造成很大的影響。這使得瀝青路面的壽命較短，雖然設計年限是15年，但通常情況下，在一兩年內就需要進行維修。但其維修方便，很快就可開放使用。

3 白改黑施工方法及要點

此次路面改建中采用瀝青混凝土面層作為路面的面層，將原水泥混凝土路面作為基層的復合式路面，以此提高路面的性能，增加使用壽命。在復合式路面使用中存在一個較為關鍵的問題，是水泥面板接縫處的位移引起瀝青面層產生反射裂縫，之后雨水等作用會破壞路面，進而縮短路面的使用壽命。施工要點如下。

3.1 對原水泥混凝土路面進行處理

徹底砸除壓爛、壓碎的板塊，挖出混凝土石渣并運走，之后需澆筑水泥混凝土，其強度要求為：不低于原路面。在原地面裂縫處需進行鑿槽處理，將槽清理干凈后使用水泥進行填補抹平。遇到角隅斷裂的情況需挖除破損板塊，并按照原設計的厚度要求重新對水泥混凝土板塊進行澆筑。澆筑時先采用C15素混凝土澆筑至基層頂面標高，待混凝土達到一定強度后再進行面層混凝土的澆筑。

3.2 瀝青鋪設施工要點

1)在基層處理完畢后需進行路面的鋪設作業。為保證路面與地基結合良好，首先必須要對地基上層進行塵土、松散顆粒及其他雜物的清除，以確保無任何雜質影響到兩種材料的結合。其次，由于水分會對瀝青路面產生較大的破壞，因此清理完成后還要保證路面的干燥。

2)在土工布鋪設之前先灑一層瀝青粘層油，然后在鋪設好的土工布上再灑一層粘層油。之后進行瀝青混合料的攤鋪工作，本次施工選用的是抗裂性和熱穩定性都較好的乳化瀝青。

3)由于上面層會直接承受行車荷載的作用，上面層瀝青攤鋪的質量會直接影響到路面的質量和駕駛人員的行車安全，因此為確保瀝青路面的攤鋪質量，采用浮動基準梁的方式對上面層進行找平。主要的流程是攤鋪開始之前，在攤鋪機上安裝基準梁，并在基準梁上安裝傳感器，傳感器的主要作用就是負責在攤鋪工作進行時進行自動找平的。這樣，在攤鋪機進行攤鋪工作時會帶著基準梁一起工作。

4)由于瀝青路面容易受到溫度的影響，因此，防止熱脹冷縮效應對路面造成傷害，一般會控制上下兩層的縱向接縫的間距大于1 m,并垂直設置施工縫。

5)攤鋪時要注意一定要邊攤鋪邊整平，防止發生離析現象。在攤鋪工作過程中應注意坍落度的一致性。為防止溫度對瀝青路面攤鋪質量的影響，還應安排專門的人員對攤鋪過程的溫度進行實時的監控，當溫度過高，不利于瀝青路面的攤鋪質量時，可采取必要的降溫措施強制性降溫。若是溫度太低需要加熱熨平板，并須縮短瀝青路面輾壓的距離。

6)若是遇到無法使用攤鋪機需要人工攤鋪的情況，須注意在攤鋪過程中不應出現中途停頓，各個工序之間的連接要做到緊密。待攤鋪工作完成后，為避免影響到路面的質量，務必要禁止行人和車輛隨意走動。

7)壓實：一般來說初壓需使用壓路機反復進行2次壓實，且遵循從路面低的一側向高的一側進行壓實的原則。需注意對平整度的必要調整。之后在復壓作業時需將壓實度控制到設計的壓實度。通常復壓次數在4次～6次之間。最終要保證路面的平整還需使用雙鋼輪式壓路機進行兩遍以上的壓實，在輾壓過程中還需注意壓路機不能中途轉方向。