舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層改造技術研究

袁 玲 常 山 高 武 凌道龍

（安徽科技學院建筑學院 安徽·蚌埠 233000）

0 引言

新中國成立以來，尤其是改革開放以來，我國交通運輸行業面貌發生了歷史性變化，直接加速了我國的經濟社會發展，為人民群眾安全便利出行作出了重要貢獻。2020年，政府全面深化交通運輸改革，加快建設現代綜合交通運輸體系，逐漸提升交通運輸行業治理水平，交通運輸行業邁進各種運輸方式綜合發展的新階段。在公路運輸飛速發展的現在，道路路面的老化以及病害成為亟待解決的問題。

1 混凝土路面

混凝土路面即用水泥混凝土板作為道路面層的路面。水泥混凝土路面早期由于其諸多優點而被廣泛應用，成為我國公路與城市道路路面最常見最主要的結構形式之一，但隨著我國經濟的飛速發展，交通運輸行業呈現出歷史性變化，交通量急劇增長。在2020年6月公安部交管局公布的2020年上半年汽車保有量和駕駛人的最新數據顯示，全國機動車保有量已經達到約3.6億輛，這其中汽車保有量約為2.7億輛，私家車占1.98億輛左右。持有駕駛證的人在4.4億人左右，汽車駕駛人在4億人左右。經濟高速發展的背后，交通量加速增長的同時也給我國公路以及城市道路帶來新的挑戰。

1.1 混凝土路面的發展

十九世紀中葉，混凝土路面首次出現在一貨場道路上，此條道路由蘇格蘭人鋪筑。到十九世紀末，此種鋪筑方法傳至美國和德國。最開始鋪筑的混凝土路面皆是由素混凝土直接單層澆筑，采用雙層式或配筋混凝土鋪筑路面的寥寥無幾。二十世紀初期，混凝土路面廣泛應用于西方一些發達國家的公路、市政道路和機場跑道等場合，由此，美國也逐漸將研究領域延伸到裝配式混凝土路面和連續配筋混凝土路面。到30年代中期，美國開始嘗試預應力混凝土路面，到40年代中期法國也逐步試鋪預應力混凝土路面。隨后美國和荷蘭將研究領域擴展到鋼纖維混凝土，于70年代初逐步實現鋼纖維混凝土路面的試鋪。

二十世紀二十年代后期，中國逐漸在一些大城市的道路和機場跑道嘗試鋪設混凝土路面。二十世紀三十年代初，中國首次在南京到杭州的國道上鋪設了長寬為500m*5.5m的混凝土路面試驗段。隨著試驗段混凝土路面的成功鋪設，經過十幾年的發展，到1948年我國就在南京飛機場跑道上鋪筑長2200m、寬45m、厚30cm的鋼筋混凝土道面。中國混凝土路面主要以素混凝土單層澆筑，少數采用裝配式預制板，少數做成雙層式或配筋混凝土[1]。

1.2 混凝土路面特點分析

水泥混凝土路面承載能力較強，穩定性好和耐久性好較好，剛度較大，而且其工藝簡單，路面顏色呈現灰白色，利于夜間行車，施工條件要求不高。因此，水泥混凝土路面被廣泛使用于公路以及城市道路。但隨著水泥混凝土道路的廣泛使用，其缺點逐步顯現出來。首先是水泥用量大，環境保護負荷較重；其次由于水泥混凝土路面結構剛度大，車輛行駛過程中產生的噪音較大，駕乘人員體驗感和舒適性均較差；三是水泥混凝土路面由于其剛性較大，比較容易受自然環境影響，比如在冬季水泥混凝土路面容易積雪，存在較大安全隱患；四是混凝土路面施工預留縫較多，地面積水容易下滲，對路基承載力造成一定影響；五是混凝土路面后期在養護維修方面較為困難，造成其維修成本偏高[2]。

1.3 混凝土路面常見病害與治理方案

隨著交通量的急劇增加，混凝土路面出現了不同程度的病害[3]。目前，混凝土路面常見病害主要有以下幾種：

1.3.1 面層斷裂類病害

面層斷裂類病害，屬于混凝土路面的常見病害之一，如裂縫、掉角、錯臺、拱起等，如圖水泥混凝土路面板面層斷裂根據其斷裂程度采用不同的修復方法。若面層斷裂并不嚴重，只是出現少量縱橫向或斜裂縫并無板破碎、錯臺時，只需進行裂縫修補或進行混凝土板加固，具體還要參照水泥混凝土板裂縫的具體形式。若面層損害較為嚴重，常采用的路面板替換的方法進行修補，根據路面板斷裂程度又分為角隅斷裂修補、條狀破碎換板、塊狀破碎換板和整塊換板等。

1.3.2 接縫類病害

由于道路具有熱脹冷縮的特性，故在道路上需設置漲縮縫，另外考慮施工道路工藝特性，混凝土澆筑存在停歇問題，道路必然會產生施工縫。這些道路接縫是水泥混凝土路面的薄弱位置，數量最多、引發反射裂縫概率最高。由接縫而引發的病害主要包括接縫張開和阻塞、接縫破裂、填縫料老化和損壞、缺失、脹縫荷載傳遞能力下降、錯臺卿泥等。對于以上可能產生的接縫類病害主要采取的處理措施有：（1）屬于填縫料原因的將原縫中的填料挖除預處理后重新填縫料灌縫。（2）屬于接縫破裂原因的預處理后填補瀝青砂。（3）對于錯臺將最高點磨平預處理后養護此處填縫料。（4）對于卿泥及板底脫空病害預處理后進行充填，壓漿后及時灌縫。

2 瀝青路面

瀝青路面即在礦料中摻入路用瀝青材料鋪設而成的路面。瀝青路面屬于柔性路面，可柔性材料，也可采用剛性或半剛性的路面材料[4]。

2.1 瀝青路面的發展

據資料記載，15世紀印加帝國使用天然瀝青修筑瀝青碎石路。到20世紀，石油瀝青成為用量最大的道路鋪筑材料[5]。中國最早于1920年左右開始修筑瀝青路面，時至今日瀝青路面已然發展成為目前中國鋪筑面積最多的一種高等級路面[6]。

2.2 瀝青土路面特點分析

瀝青路面結構層一般由面層、基層、底基層和墊層組成。瀝青路面表面平整度較好，不需要設置接縫，可以實現無縫連接，行車舒適較高。從力學方面分析，瀝青混凝土路面屬于柔性路面范疇，能夠有效緩解行駛車輛輪胎對路面的沖擊力，提高行車舒適度，體驗感佳[7]。

3 舊水泥混凝土路面加鋪瀝青層的研究和應用

目前我國公路運輸事業蓬勃發展，隨著交通量和汽車保有量的日益增加，道路路面板病害問題逐漸凸顯，如何解決在公路以及城市道路中遇到的問題已刻不容緩。水泥混凝土路面鋪設瀝青層(白改黑)能夠融合二者優點，不僅集剛性路面和柔性路面的優點于一身，而且能夠實現舊水泥混凝土路面的再次利用。“白改黑”技術在水泥混凝土路面改造工程中應用較為廣泛，對舊水泥混凝土路面的病害處理成為城市道路交通方面的研究重點。

白改黑，即把舊水泥混凝土路面（灰白色）改造成瀝青混凝土路面（黑色），達到環保、防塵、降噪和增加駕乘舒適性等效果。跟原來的混凝土路面相比，“白改黑”道路路面和輪胎之間附著力顯著增強，在遭遇緊急事件時，車輛制動性能顯著提高，車輛行駛安全性明顯增強，增加平穩性和舒適性；行駛過程中產生的噪音明顯下降，起到降噪作用；瀝青路面吸塵性能好，能有效吸收車輛行駛過程中產生的揚塵，進而提高周邊店鋪以及住宅的空氣質量，起到美化城市環境質量的作用。

4 結語

綜上所述，文章深入探究了水泥混凝土路面和瀝青路面各自的力學特性和結構特性，以及容易出現的路面病害。研究結果表明，通過合理加鋪瀝青層，可有效改善水泥混凝土道路的使用性能，對舊水泥混凝土路面進行二次利用，并延長道路使用壽命。和其他道路改造技術相比，該方法具有施工工期較短、效益高等優點，符合我國舊水泥混凝土路面改造標準和相應技術規范的要求，具有大面積推廣應用的價值。