市政道路白改黑工程反射裂缝防治效果

市政道路白改黑工程反射裂缝防治效果

尹民冲

广西建工第一建筑工程集团有限公司   广西   南宁   530000

摘要：很多早期修建的市政道路在长期使用的过程中，暴露了很多的问题，为保障这些道路的正常通行和使用，对这些道路开展了改扩建，而白改黑是较为常见的改建方案。虽然在当前是的条件下，道路白改黑技术日渐成熟，但由于技术固有的特性，路面经常出现反射裂缝，对反射裂缝的预防与控制是道路白改黑工程中需要关注的重点性问题。基于此，本文从市政道路白改黑工程反射裂缝的机理出发，以某工程项目为例，重点研究了反射裂缝的防治策略和措施，对同类型项目的实施具有一定的指导价值。

关键词：市政道路白改黑工程；反射裂缝；防治

道路工程领域的白改黑指的是在旧有的水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土材料，打造复合式结构的路面技术，通过这一技术对原有道路的改造，可实现路面性能的优化，提高通行的舒适性与安全性。但由于白改黑技术的特殊性，在道路白改黑的实施中经常出现反射裂缝，这类裂缝的存在对工程质量的影响巨大。针对白给黑工程项目，在反射裂缝防治方面展开了大量的研究，市场上出现了各种类型的材料与技术，为减少反射裂缝的出现，未来还需加大技术研究。

1.反射裂缝开裂机理

水泥混凝土路面在经历一段时间的使用后，往往会出现或大或小的裂缝，在车载压力、温度应力等多重因素的干扰与作用下，水泥路面的开裂将逐步反射到沥青路面，此时，加铺的沥青混凝土面层将再次出现裂缝，这就是白改黑工程中的反射裂缝。实际上，当水泥混凝土路面发生了损坏时，也就意味着其基层与路基状态不再是最初投入使用时的状态，路基路面的承载力大大降低且产生了一定的路基沉降，对这些旧路面可通过修复来进行处理，但路基与基层的病害却很难彻底消除，在其上加铺了沥青面层以后，水泥混凝土与沥青混凝土的材料存在着刚度方面的差异，再加上水泥混凝土具有较大的收缩性，也就会使得在其界面上产生了较大的剪力，旧水泥路面上布设有伸缩缝，在受到荷载与温度的影响后，可能会出现水平或者垂直方向上的位移，加铺的沥青层上，应力过于集中，反射裂缝很难避免[1]。

2.白改黑工程中反射裂缝的防治措施

2.1设置隔离层

在白改黑工程中，针对反射裂缝的预防与控制，设置隔离层较为有效。首先，在水泥板块及沥青加铺层中间进行隔离层的设置，此隔离层应该有一定的变形能力，如开级配沥青碎石，通过隔离层的设置，减小沥青面层受到剪切应力所产生的负面影响，在原先的市政道路白改黑工程中应用较多，虽然有一定的作用但也存在一定的技术不足，就是沥青碎石的变形能力相对减小，对反射裂缝可以起到一定的减缓作用，却不能从源头上消除。其次，在水泥板块与沥青加铺层中间设置橡胶沥青碎石应力吸收层，具体的操作中，将单一粒径的石料均匀铺设在橡胶沥青层上，最后利用胶轮压路机实施碾压作业，橡胶沥青被挤压到石料高度约3/4的情况，在石料嵌锁后，也就起到了结构支撑的作用，所构成的碎石封层路面，对于反射裂缝的控制具有一定的作用[2]。橡胶沥青应力吸收层的作用体现在以下几个方面：

2.1.1抗反射裂缝

橡胶沥青应力吸收层中，橡胶沥青的用量相对较大，其与单一粒径的碎石之间可强烈粘结在一起，也就构成了1cm厚的裂缝反射结构层，在此情况下，旧水泥路面上的各种裂缝，几乎都不会穿透这一结构层，对裂缝的反射具有一定的控制作用。

2.1.2抗水损坏

通常情况下，通过橡胶沥青应力吸收层的设置来进行隔离时，橡胶沥青的用量大约保持在2.2～2.8kg/m2之间，这一用量的橡胶沥青，可在路面形成3mm厚的沥青膜，可预防雨水的渗透，实现对路面的保护[3]。在上面摊铺沥青混合料的过程中，橡胶沥青应力吸收层顶部的橡胶沥青二次熔化，在对路面实施了压实处理以后，可实现对面层混合料底部缝隙的填充，这种填充作用下，阻断了层间存水的可能性，可使路面免受水损坏。

2.1.3粘结作用

橡胶沥青的粘性大，在旧水泥路面上通过橡胶沥青的使用，可使得其牢固地吸附在路面上，保持与路面良好的粘结效果。白加黑工程项目中，橡胶沥青应力吸收层设置的方法较为常用，通过对橡胶沥青粘性性能的利用，可有效减少路面接缝所造成的反射裂缝，使传递到上层底部的应力大大降低。

2.2加筋沥青层

在一些白改黑工程的反射裂缝防治方面，会采用加筋沥青层的方式，就是在沥青加铺层的底部使用纤维，或者铺设土工织物形成加筋沥青层，通过这些方式，对反射裂缝的预防与控制具有重要的意义。现阶段关于白改黑工程项目中的反射裂缝预防与控制，玻纤格栅的利用较多，因为这种材料的拉伸强度较大，延伸率小且耐高温性好，当在工程现场将其与沥青混凝土充分碾压后，也就使二者结合了起来，发挥了玻纤格栅对沥青混凝土的性能改良作用，如使用了玻纤格栅后，沥青混凝土的抗弯拉强度显著增大[4]。但玻纤格栅同样也存在着一定的劣势，就是洒粘层油后铺筑时，运料车、摊铺机、轮胎压路机很可能被格栅带起，虽不能完全消除反射裂缝的出现，却可以有效延缓反射裂缝的发生。

2.3原有板块打裂或碎石化

破碎工艺的基础原理为，将旧水泥混凝土路面加以破碎处理，以此减轻或是彻底避免水泥混凝土板块对加铺层造成的反射裂缝。破碎工艺的施工流程为，先把水泥混凝土板块加以破碎处理成体积更小的片断或者是颗粒，而这些经过处理后的颗粒由于尺寸变小，相较于车辆荷载而言是均匀性更强的结构层，在经过压实处理之后，再实行加铺，即能很好地避免反射裂缝的产生。对于破碎工艺依照破坏特点的差别可分成三类：（1）震裂压稳；（2）碎裂压稳；（3）碎石化。其中，震裂与碎裂压稳均是使用特殊机械装置把水泥混凝土板块纵向破碎为更短的长度，再使用大型的胶轮压路机（50t）进行至少三遍碾压，让其稳定嵌压在基层顶部，其后再实行加铺作业。这两项工艺的主要差别在于，前者破碎后裂缝效果不太明显，而这是因为破碎过程中机械设备的冲击作用不同导致的。

3.工程概况

以某市政道路工程为例，其总长4.2km，路基宽40m，在2008年，依据市政道路的建设标准与要求，建成了4车道水泥混凝土路面，厚度25m，在2018年，为满足通行需求，在原有的道路基础上进行了扩建，改建成了6车道，通车2年后，多个部位都发生了横纵向裂缝，在道路两侧扩宽搭接位置，纵向裂缝出现较多，缝宽保持在1～3cm之间。根据调查，纵向裂缝是新旧路的不均匀沉降所引起，横向裂缝是水泥混凝土的板块开裂所导致。为避免这些病害演变成更为严重的病害，在2020年，又在此对路面病害实施了处理，并实施了加铺罩面的作业处理。经由相应的试验检测，各车道代表弯沉平均值＜30（0.01mm），板角弯沉＜14（0.01mm），所占比例保持在65%～73%之间，弯沉差≥6（0.01mm），所占比例在21%～25%之间。通过对这些数据的分析，发现旧水泥混凝土板块的脱空率偏低，通过对脱空部位的裂缝治理，可延缓反射裂缝的发生。在组织相关人员进入了工程现场后，发现在路面上的裂缝较多，为实现对这些裂缝的修复，需开展病害处理、罩面处理。本项目中选择的是橡胶沥青混凝土材料，就是铺设橡胶沥青混凝土RAC131(4cm)+橡胶沥青应力吸收层（1cm）的施工处理方式。

4.市政道路白改黑工程反射裂缝防治施工要点

4.1原路面病害处理

为保障白改黑工程中反射裂缝防治效果，需首先对原路面的病害加以专业化处理，对于原路面的反射裂缝位置，利用灌缝的处理方式，对于缝表面的杂物，可利用鼓风机清除干净。对于扩缝、热沥青料灌缝等操作环节，同样需配备专门的机械设备辅助施工作业，灌入的深度一般应达到75%。

4.2高分子抗裂贴施工

由于在此路面上分布有纵横向裂缝，针对这些裂缝的处理，可利用高分子抗裂贴施工的方法，将高分子抗裂贴铺设到这些纵向与横向位置，抗裂贴的宽度为24cm，具体施工中，一旦路面表层温度在21℃以内，需使用温火烤一烤抗裂贴胶面，在按照规定完成了铺设任务后，配备胶轮滚筒开展3次的碾压，确保碾压以后表面没有皱起、翘边的问题，平整度可达到相应的要求[5]。

4.3原路边缘铣刨

此道路工程项目中，绿化带侧平石有快车道边缘，可能会干扰正常的罩面施工，为有效降低这种影响，需结合对现场情况的掌握，适当调整侧平石，铣刨路面与路缘石相距1m的原路面，将铣刨深度控制在4cm以内。

4.4粘层油施工

粘层油施工是罩面施工之前的步骤，一般应选择乳化沥青，用量控制为0.5kg/m2，利用洒布车完成粘层油的撒布作业，当破乳结束后，进入沥青层的摊铺环节。

4.5沥青混合料拌和

针对沥青混合料的拌和作业，需配备专门的设备，以完成橡胶沥青的生产，由于橡胶沥青的粘度大，运输中经常会遇到各种的问题，在施工建设中，应适当控制运输距离。混合料的生产过程中，需严格控制橡胶沥青、集料的加热温度、沥青混合料的出厂温度，在白改黑工程项目中，反射裂缝的防治中，能否实现对橡胶沥青混凝土的温度控制，将直接影响到最终的施工质量，根据工程经验，橡胶沥青的加热温度一般保持在190～200℃之间，混合料出厂温度保持在165～175℃范围内最佳，摊铺最低温度、初压最低温度、碾压终了温度分别为155℃、150℃、100℃。混合料的拌和过程中，时间也是需重点关注的方面，一般需根据试拌的方式，确定时间。

4.6运输

在沥青混合料的运输过程中，由自卸车完成，为避免运输过程中出现混合料的性能变化，需在车槽内均匀涂抹隔离剂，由成品仓通过运料车完成装料。在汽车装料的过程中，前后要移动3次，尽可能规范操作，避免出现集料离析的情况，运输时使用篷布覆盖住运输车，不仅可达到良好的保温作用，更可以起到防雨的作用，注重对运输过程中的温度管理与控制。

4.7摊铺

摊铺作业的难度系数较高，为保障路面平整度可满足施工的要求，应始终保持摊铺的连续性，根据道路工程的具体施工要求，确定摊铺操作中的有关参数，如摊铺速度应保持在1～3m/min之间。

4.8压实

压实是最终的步骤，在此环节需借助专业的压实机械设备来完成，为保障压实作业的高效开展，需选择恰当的压路机组合，并确定压实方法与参数。

结束语：

综上所述，因为车载压力、温度应力等多方面的原因，会导致反射裂缝的形成。而道路白改黑工程项目中的反射裂缝问题，对道路通行的危害较大，为全面提高整体的施工质量和效果，在白改黑工程实施中，需从根本上重视反射裂缝的处理，采取恰当的防治方法，降低反射裂缝的出现几率。

参考文献：

[1]阮聪. 公路大中修养护工程碎石化“白改黑”施工技术研究[J]. 西部交通科技,2021,(10):44-45+62.

[2]喻金楼,严文雄,詹宇凡,汤玉强,曹红军,李朝辉. 浅谈“白改黑”改造路面恢复工艺[J]. 科学技术创新,2021,(29):114-116.

[3]朱朴,肖启扬,蔡芬芳. 沥青加铺层使用指标检测与早期病害防治——以泉州市政道路为例[J]. 吉林建筑大学学报,2020,37(05):31-40.

[4]熊盼盼. 市政白改黑路面工程反射裂缝防治分析[J]. 中外建筑,2019,(09):180-182.

[5]林建锐. 探讨市政道路“白改黑”工程中补强压密注浆的施工技术[J]. 建材与装饰,2018,(22):253-254.