简述“白改黑”水泥混凝土路面的处理

简述“白改黑”水泥混凝土路面的处理
摘要：随着公路改造规模日益扩大，“白改黑”由于其施工快速、简便，易于养护和优良的使用性能，将在工程实践中进一步得到应用。

本文首先对原水泥混凝土路面的处治原则与处治方案进行了介绍，然后探究了加铺层的结构设计，最后阐述了“白改黑”需要解决的几个技术问题。

关键词：水泥混凝土路面；白改黑；老路处治
随着交通量的增长、路面病害的增加，许多地区采用了在原水泥混凝土路面的基础上加铺沥青混凝土面层的“白改黑”工艺。

首先要对原水泥路面旧板进行全面的调查和检测评估，对相关病害进行妥当的处置，然后根据公路等级、预测的交通量及旧路面调查检测的结果，理论和经验相结合，科学地进行沥青混凝土加铺结构层的设计与施工。

原有水泥混凝土路面作为新路面基层,起到了承重及传递荷载的作用，在“白改黑”的过程中,对原水泥混凝土路面病害的处理是否到位对整个工程质量至关重要。

1 老路处治原则
“白改黑”工艺一般由老路调查及评价、老路处治、老路加铺三部分组成，老路处治方案应该在老路调查与评价的基础上，结合现场实际情况，以满足路面加铺设计要求的原则进行。

2 老路处治方案
根据老路调查结果，路面状况一般可分为以下几种情况:1）水泥板表面完好且无板底脱空。

2）水泥板表面完好但存在板底脱空。

3）水泥板存在一条主裂缝。

4）存在多条裂缝并形成块裂、出现成片的路面破损。

老路的处治方案应针对各种情况分别制定。

2.1水泥板完好的情况
对于老路水泥板无表面破损且经过弯沉测定法确定没有板底脱空的路段的情况，将原有水泥板作为改建道路刚性基层，并铺筑面层。

由于水泥混凝土面板本身强度较高,加铺沥青混凝土路面结构，关键在于老水泥板的处理及能否防止反射裂缝的产生。

为了保持老路水泥板之间承载能力的均衡，铺筑面层之前需要进行接缝处治或设置传力杆等措施。

其中接缝处治按以下方法进行:1）对于接缝开张宽度小于10mm的接缝，不进行处理。

2）对于接缝开张宽度大于10mm或出现破碎缝时，修补前应清除缝内杂物或灰尘，对破碎缝应在外缘垂直于面板切割成规则矩形。

宜采用高模量补强材料，进行填充维修。

3）对于接缝开张宽度大于15mm以上的接缝，宜采用沥青砂填缝。

2.2水泥板底脱空情况
水泥混凝土脱空位置的确定，采用弯沉测定法确定，凡弯沉超过0.14mm的板块均应按如下方式进行处理。

1）单点弯沉介于0.14～0.2mm之间，需根据具体情况决定措施,通常如果加铺层包括基层，则可不压浆；如果仅加铺面层，则需要压浆。

2）单点弯沉介于0.2～0.4mm之间采用灌浆法修补，主要的要求是控制灌浆压力与灌浆量。

3）当单点弯沉大于0.4mm的脱空板，可采用将老板挖除，重浇新路面方法进行修补，重浇新的面板。

板底脱空一般伴随着出现错台问题，对高差小于等于10mm的错台，可以利用老路加铺进行改善，无需进行处理；对高差大于10mm的错台可采用水泥混凝土修补。

与水泥板完好的情况一致，本方案同样需要进行接缝处治，且由于水泥板脱空导致的接缝损坏往往更为严重，需要更加注意保证水泥板之间的传荷能力。

2.3存在一条主裂缝的情况
对于水泥板存在表面破损的情况，如果仅存在一条主裂缝，其他损害较少，采用修补裂缝或者在出现裂缝处植入钢筋的方法进行裂缝处治，使老路保持整体性。

1）对宽度小于15mm的裂缝，可采取扩缝灌浆修补。

扩缝灌填的目的是封闭存在的裂缝，防止道面表面水和杂质进入裂缝，减缓裂缝的进一步发展、恶化。

维修要求灌缝材料与缝槽结合紧密，不发生灌缝材料剥落、挤胀、断裂等封缝失效现象。

2）对宽度大于15mm且贯穿板厚的严重裂缝，可采用全厚度补块，或进行破碎重浇混凝土板的方法进行修补。

3）植筋加固技术。

植筋加固，就是在已有混凝上结构或构件上根据工程设计所用钢筋(通常称为植筋)直径，以适当的钻孔直径和深度钻孔，采用建筑用化学胶粘剂使新增的设计直径钢筋与原混凝上粘接牢固，并使设计钢筋与原混凝上的粘接强度达到设计要求。

2.4形成不规则块裂的情况
对于裂缝较多，出现块裂的情况，视破损的严重程度,将水泥板局部挖除并用水泥混凝土修复，或者将整块板挖除并铺筑新的水泥板，将处理后的水泥板作为改建道路的基层，之后加铺沥青混凝土罩面。

1）水泥板在局部区域内除裂缝外还存在多种其它损坏，而其它区域质量良好，具有保留价值时，可以选择全厚度板块修补。

2）对于裂缝严重，已经丧失结构承载能力的道面板，可以采取整块板翻修的维修工艺。

2.5成片路面破损的情况
对于老路破损非常严重，多块水泥板出现成片的路面破损，应将原路面水泥板完全挖除。

将断板率作为方案选择的依据，对于断板率大于10%的情况采用该方法。

老路基使用年限较长，有一定的强度与稳定性，可不进行改造，而路面底基层应一并开挖后新建处理。

原路面基层作为改建道路的底基层，填补水泥稳定碎石作为基层，其上铺筑新的沥青混凝土罩面。

水泥板挖除后，需对老路基层做必要的处理，保证其表面平整，如基层质量较差，要挖除部分基层，并进行处治。

3 加铺层结构设计
旧水泥混凝土路面上加铺沥青层，如何防止反射裂缝的产生是加铺层成败的关键。

由于公路交通情况，施工时不能全封闭交通，而且封闭时间应尽可能短，因此要选择既能缩短工期，又能保证工程质量的路面施工方案。

现提供目前应用较多的两种典型方案供探讨。

（1）方案一：沥青玛蹄脂碎石SMA上面层：4cm厚改性沥青玛蹄脂碎石SMA-13；下面层：5cm厚中粒式沥青混凝土AC-16；改性乳化沥青粘层油（用量为0.4～0.6kg/m2）；玻璃纤维土工格栅；旧混凝土路面（修复完善）。

此方案的优点是玻璃纤维土工格栅能有效地防止反射裂缝向面层扩散，沥青粘层油能加强沥青层与水泥混凝土层的粘结。

整体性能表现为有良好的级配结构，路面耐久性好，抗变形能力强，抗滑性能优越。

（2）方案二：橡胶沥青混凝土上面层：4cm厚橡胶沥青混凝土RAC；1cm 橡胶沥青应力吸收层；改性乳化沥青粘层油（用量为0.4～0.6kg/m2）；旧混凝土路面（修复完善）。

此方案的优点采用了橡胶沥青应力吸收层与橡胶沥青混凝土的组合形式，一方面增强整个结构抗反射裂缝的效果，另一方面提高了路面的抗疲劳开裂性能及抗车辙能力，提高了路面的耐久性。

路面更加美观，舒适性更好，降低路面噪音较明显。

加铺层的设计中要考虑到道路路面类型、结构层次和组成材料的选择，应依据公路等级、交通繁重程度、环境条件、施工考虑、寿命周期、资金筹措等因素综合考虑。

4 “白改黑”需要解决的几个技术问题
4.1反射裂缝的防治
反射裂缝产生的主要原因是温度梯度、交通荷载的作用。

由于环境温度变化，混凝土板出现胀缩变形，导致接缝或裂缝处的沥青罩面层产生应力集中，使沥青罩面出现裂缝。

混凝土板块在厚度方向上的温度差使混凝土板翘曲，接缝或裂缝处的沥青罩面层在竖向变形差的剪切作用下，会在底部出现裂缝。

交通荷载作用在接缝或裂缝位置附近时，除了应力集中外，缝两侧的混凝土板对加铺层产生剪切作用，其直接结果是引发反射裂缝和加速裂缝的发展。

目前常用的反射裂缝的防治措施:1)强化罩面层，设计具有抵抗反射裂缝能力的沥青混合料。

2)设置有效的应力吸收层，常用的为改性沥青混合料应力吸收层。

其技术优势主要体现在以下六个方面:a．优良的延缓裂缝扩展的能力。

b．结构密实，能有效防止路表水下渗和毛细水上升。

c．良好的层间粘结能力。

d．优越的抗疲劳能力。

e．施工技术相对简单、质量容易控制。

f．施工时间短、便于后期路面养护和再生回收利用。

3)铺设土工格栅或玻璃格栅等材料。

4)旧板处理，如脱空处置、裂缝处置、错台处理、板块破碎化处理等。

4.2车辙的防治
车辙产生的主要原因:压实度不足及沥青混凝土塑性流动。

常用防治的方法
有:采用PE改性、添加抗车辙剂、采用应力吸收层。

4.3水损害防治
路面积水通过罩面层的反射裂缝、旧水泥路面的接缝、裂缝渗入路基，对道路产生破坏。

防治水损害，首先要保证沥青混凝土的强度和抗水损害能力，粗集料宜选用与沥青粘附性能好的碱性硬质石料，石料与沥青的粘附性应达到5级。

如缺乏碱性石料，只能采用花岗岩等酸性石料时，应添加抗剥落剂，使石料与沥青的粘附性达到5级。

其次选择抗渗透的应力吸收层，防止路表水下渗。

再次就是对路面的接缝、裂缝进行灌缝、填缝处理。

5 结束语
“白改黑”的应用将日趋广泛，混凝土板振冲碎石化、橡胶沥青应力吸收层等新技术也在对其进行不断优化与完善。

但任何处理工艺，对老路混凝土处治均有自己相应的要求，通过合理的施工组织与严密的技术措施来满足老路混凝土板的处治需要，是保证“白改黑”工程质量的关键。

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