白加黑改造施工技术分析

白加黑改造施工技术分析

曹瑜

佛山市三水区公路局公路管养中心

摘要：文章主要结合了某水泥混凝土的路面改造工程，选用了白加黑路面技术对病害路面进行改造，并简单讲述了白加黑路面改造的关键技术，以供大家参考。

关键词：水泥混凝土路面；白加黑技术；沥青面层

一、旧水泥路修补前的调查和评价

在进行白加黑改造前，先对路面的实际情况进行调查，做出准确的诊断，采取相应的治理措施。路面调查包括以下几方面：

（1）路面破损状况调查。调查各种裂缝，沉降，断层，粉碎和排空路面。依据调查的结果，计算出路面的断板率DBL和状态指标PCI，以评估水泥混凝土路面的状况。在调查过程中同时分析产生疾病的主要原因。

（2）路面结构承载力调查。结构承载力的调查包括三方面。①调查路段的弯曲和下沉值。弯曲下沉值能反映出路段整体结构承载力。②使用落锤式弯沉仪FWD进行试验。其优点是它能利用弯沉盆曲线来计算路面每一层的模量，并评估每一层的承载能力。③采用了贝克曼梁弯沉仪。需要注意的是，水泥混凝土板是刚性结构。为了减少误差，通常使用长臂贝克曼光束（5.4m）来减小板效应对测量的影响。

（3）接缝传荷能力调查。普通水泥混凝土路面是不连续板块。当驱动载荷作用在路面上时，特别是当它作用在接头上时，两个板之间的传荷效应直接影响接头处的覆盖层的应力状态。在负荷下接头处的垂直位移差异是裂缝产生的最重要原因。因此，白加黑的改造应着眼于接缝传荷能力的检验。

测试的方法：在接头一侧对板块施加载荷，并根据板块两侧弯沉的变化计算接缝传荷能力。《水泥混凝土路面设计规范》有计算接缝传荷系数的方法，接缝传荷系数=A接缝板块弯沉值/B接缝板块弯沉值。

还要控制接缝处的弯沉差，弯沉差=A接缝板块弯沉值—B接缝板块弯沉值。依据经验，在加固改造旧水泥混凝土路面时要求水泥板块修复后的弯沉差不超过0.06mm。

（4）水泥混凝土强度测试，取芯强度试验反映了旧混凝土的强度特性。

（5）行驶质量的测试和抗滑能力的测试，评估道路驾驶舒适性和驾驶安全性。这不是研究的重点，因为这些问题可以在添加沥青层之后解决。

（6）交通状况调查，因为目前许多水泥混凝土路面的损坏与交通负荷密切相关，特别是与车辆超载有关。与沥青路面相比，水泥混凝土路面对超载响应更敏感，反映在水泥混凝土路面和沥青路面设计时累积当量轴次的计算。双重超载，沥青路面的累积当量轴次超过4倍，水泥混凝土路面的累积当量轴次为16倍。所以超载车辆可以通过少量次数直接导致水泥混凝土路面开裂。因此，在交通组成调查中，有必要关注货车的交通量，特别是超载的比例。此外还要调查路基路面的排水情况。

二、沥青加铺层施工前旧混凝土路面修补措施

2.1几种常见病害的处理

2.1.1脱空

2.1.1.1脱空板块的判定

综合以下四种方法判断脱空板块：

(1)下雨后的积泥板块视为脱空板块；

(2)测量全线板的弯沉值，并根据97.7％的保证率计算1km一段的代表弯沉。如果测量的实际值大于该段的代表弯沉值，那么板块很可能板下脱空。

(3)站在板块接缝处，重型车辆驶过时，感觉两板间的相对垂直位移；

(4)当重车行过，人站在板边能听到空洞声。

2.1.1.2脱空板处理方法

旧板打破，运走，基层清理干净;松散的基层用15＃贫混凝土修复（如果有软质泥块，则应挖坑切槽直到坚硬的基层），基层表面应平整并有一定的横坡坡度，然后重铸设计标签的混凝土板。

处理旧板换新板应注意以下几点：

①建议破碎机不要使用冲击锤。由于冲击力对周围板基层有振动影响，最好使用人工配合空气压缩机和小型凿岩机。

②新浇混凝土板的强度不低于原板的设计强度，其配合比，材料要求，施工工艺质量标准等要符合相关设计和施工规范的有关要求;

③行车道与超车道之间纵缝内的传力杆钢筋，应以予保留或恢复；横缝(胀缝或缩缝)中的拉杆钢筋也应保留；

④连续换板也应对应于旧板留出纵、横缝；

⑤混凝土配比中需加入早强剂。

2.1.2断板

按脱空板的方式处理有贯穿全板的纵、横、斜向裂缝的板块。即破碎旧板→清运走碎块→清扫基层→处理基层→浇设计标号混凝土新板→养生→开放临时交通。

2.1.3角隅断裂、接缝碎裂

角隅断裂、接缝碎裂的大多数原因是局部基层不稳定，软弱而且有些具有凹坑，少数是因为板厚度不够。

处理办法：按裂缝切割成一定长度和宽度的矩形，清除碎片并观察基层。如果底板的主体很差，则将底层向下挖，直到底板良好。然后，如脱空板方法一样，浇筑新混凝土并与原始路面齐平。

2.1.4传荷能力差的接缝

当相邻两板弯沉差≥0.06mm的接缝时，在接缝两边各50cm进行全深度切割，清除切割的旧板，目测基层，老基层板体性差，则下挖至板体性好的层面，用15#贫混凝土修复基层，然后浇筑设计标号混凝土与原有道面平齐。

2.1.5错台

错台的处治方法：磨平法和填补法，按错台的轻重程序选定。高差≤10mm的轻微错台采用磨平或人工凿平。高差>10mm的严重错台，使用沥青砂或水泥混凝土处治。

2.2压浆控制

本项目路面改造压浆施工工艺控制如下：

(1)布孔:每板呈5孔的梅花型，在第一次灌浆之后，确定弯沉值仍然在压浆值的范围内，需要第二次布孔和压浆，并且孔集中在不符合条件的孔位旁添加1到2个孔。

(2)钻孔：用5cm钻头钻取深度为30～35cm超过板厚的孔，并安排专人量深和记录。

(3)临时封孔:由于大面积的流水工作以及各种施工车辆的来往，需要将钻好的孔临时封孔，防止进入杂物。

(4)预埋法兰螺帽:为了使灌浆管枪头固定在灌浆孔上以形成具有足够压力的整体以进行灌浆，首先将法兰螺母嵌入孔的内壁是不可缺少的步骤。粘合剂是环氧树脂，并在现场调配。普通工人的封孔时间约为2分钟/孔。

应注意的是，预埋上螺帽后，继续封上孔，防杂物落入。环氧树脂2d后可达到强度。

(5)清孔:使用空气高压枪把压浆孔中的杂物吹出。

机械配备：一台发电机放置于一台手扶拖拉机上，配备两台压浆机和一根高压气枪。

(6)压浆:采用冲程式压浆机压浆，压力一般能稳定在0.5-2MPa左右(封孔好，有时压力可达3MPa)约1min。压浆关键要将压浆枪头和板块上的压浆孔牢固联接不漏浆并确保压浆压力。

压力在2MPa且达1min后，关闭压力阀，用提桶接住回流到回流槽的灰浆并倒回灰浆缸中。注意压力很小且路面上抬时须停止压浆。（上接第90页）

(7)封孔养生：压浆后，立即用木塞封孔，养生3d后才能开放交通。压浆期间应注意车辆通行，保留硬路肩作为施工通道。

(8)灰浆配比：依据公路交通施工和压浆工作的特殊性,浆液应具备下列特点：早期强度高，初凝时间长，不发生收缩，施工和易性好。

(9)第二次压浆：第一次压浆后3d，再次测单点弯沉值，弯沉值大于20的点，用红漆在板块角上标记，钻孔组根按照标记进行补孔，重复压浆过程。第二次压浆布孔和压浆时应仔细，重点把关掌握，保证效果。

2.3灌缝

板块修好后，还得用嵌缝料充填板块之间纵、横缝，防雨水及杂物下渗。

灌缝料应具有防水性、粘结性、热稳定性、弹塑性、抗嵌入性、低温柔性以及耐久性。

灌缝施工优先选用灌缝机专用设备并配备专用清缝机。

旧水泥混凝土板的修补工作结束后封闭交通，等待下一步加铺罩面层工作。

三、反射裂缝的防治措施

3.1、恢复设置传力杆

我国普通水泥混凝土路面一般没有传力杆，这是水泥路面破坏的重要原因之一。恢复水泥路面并设置传力杆非常重要。目的是使两块板承受交通荷载，同时减少接头处的接缝差异，减少剪切式反射裂缝。恢复设置传力杆的施工是耗时的，但它是处理反射裂缝的最有效方法。

3.2、改善罩面层的性能

（1）增加罩面层的厚度。能够改变路面的应力状态，减少温度对板的影响，是消除反射裂纹的有效方法。增加厚度的同时也意味着增加成本。特别是当道路标高有限时，将受到很大限制。

（2）合理选用加铺层沥青混合料的配比，采用改性沥青提高加铺层的变形能力，添加添加剂提高混合料的变形能力或强度。

级配方面，能够进行针对性的设计防止反射裂缝。利用具有较高沥青含量的混合料的类型改善路面的变性能力。例如，使用SMA混合物。经验表明，高沥青用量的抗反射裂缝的效果更好。其他也可以使用各种添加剂，一般原则是提高外涂层的性能。

3.3、采用中间层

中间层分为两种类型。第一种类型是高模量夹层，例如玻纤格栅、玻纤布等。这种类型的材料具有相对高的模量和高的拉伸强度。加铺在罩面上增加表面层的抗拉强度，起到延迟反射裂缝的作用。另一种是低模量夹层。该材料的特征柔软性和高变性能力。在较大的变性下仍不会开裂，水泥板的位移可以在这层消散，裂缝不会在覆盖层上反射。该方法也广泛用于国外，通常称为应力吸收薄膜夹层（SAMI）。施工方法：先喷涂橡胶沥青或改性沥青，然后涂抹单粒径的集料，用胶轮压路机压碎，将集料压入沥青中，沥青膜的厚度将增加到约5毫米。当在上层中施加热混合物时，集料将嵌入其中，最后将形成约1cm的应力吸收膜夹层。主要是因为施工喷涂设备的要求比较高，需要在高温下喷涂高粘度改性沥青或橡胶沥青。

3.4、补强层

当旧的水泥混凝土路面严重破损或道路的交通量较大时，需在沥青罩面层和处治后或破碎后的混凝土路面之间增加一层基层，可采用半刚性基层或柔性基层的方法来增加加铺层厚度，减少反射裂缝发生的几率。

结束语

在水泥混凝土路面上添加沥青混凝土表面作为改造水泥混凝土路面的技术是非常可行的。治疗路面疾病的人越来越多。随着中国交通量的增长越来越快，我们对水泥混凝土路面的质量要求越来越高，采用科学有效的技术处理水泥混凝土路面病害仍然是我们需要深入研究的主题。

参考文献：

[1]叶子青等.白改黑旧路面设计浅析[J].中国科技信息，2013

[2]李振铭.浅谈城市道路水泥混凝土路面“白加黑”施工工艺[J].建筑与工程，2011