孫　元

(杭州市城鄉(xiāng)建設(shè)設(shè)計(jì)院股份有限公司，浙江 杭州　310000)

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“白加黑”改造技術(shù)在寧海人民大道路面改造中的應(yīng)用

孫元

(杭州市城鄉(xiāng)建設(shè)設(shè)計(jì)院股份有限公司，浙江 杭州310000)

摘要：文章分析了人民大道改造的原因，結(jié)合現(xiàn)狀水泥路面的損壞狀況檢測(cè)結(jié)果，對(duì)現(xiàn)狀水泥板塊進(jìn)行評(píng)價(jià)分析，根據(jù)類似工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，從舊水泥板塊處理方式、瀝青加鋪層材料選擇、應(yīng)力吸收層設(shè)置、加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面介紹了“白加黑”改造技術(shù)在寧海人民大道工程中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：人民大道；水泥板塊；白加黑改造；瀝青混凝土路面；反射裂縫

寧海縣人民大道位于寧海主城區(qū)，是一條東西向的重要交通干道，道路等級(jí)為城市主干路，設(shè)計(jì)車速為40 km/h。本次改造路段長(zhǎng)度約970 m，道路標(biāo)準(zhǔn)斷面寬度為50 m，其中車行道寬度36 m，人行道寬度7～10 m不等。

人民大道現(xiàn)狀為三塊板型式，雙向四車道，機(jī)非分離，車行道全線為水泥混凝土路面，板塊厚度為20 cm。

隨著寧?？h經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及人民生活水平的逐步提高，寧?？h人均汽車保有量也不斷增大，隨之而來(lái)的是主城區(qū)交通壓力越來(lái)越大，交通擁堵現(xiàn)象時(shí)常發(fā)生。

人民大道在寧海城區(qū)主干路網(wǎng)中有著舉足輕重的地位。近年來(lái)，人民大道的交通流量不斷增大，雙向四車道的斷面已經(jīng)逐漸滿足不了迅速增長(zhǎng)的交通需求。同時(shí)隨著道路兩側(cè)地塊的開發(fā)，超載超限車輛出入頻繁，路面出現(xiàn)了諸多不同程度的損壞，嚴(yán)重影響行車速度、行車安全以及舒適性。另外，人民大道中段正在進(jìn)行地下空間開發(fā)，路幅由雙向4車道優(yōu)化為雙向6車道，為了與人民大道中段相匹配，保證人民大道全線的協(xié)調(diào)一致，避免交通瓶頸的出現(xiàn)，迫切需要對(duì)人民大道東段進(jìn)行同步提升改造。

1現(xiàn)狀水泥路面評(píng)價(jià)

1.1必須對(duì)現(xiàn)狀道路的結(jié)構(gòu)狀況進(jìn)行檢測(cè)

(1) 通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀水泥路面損壞狀況進(jìn)行檢測(cè)，做出路面損壞的評(píng)價(jià)，從而直觀掌握現(xiàn)狀路面的工作狀態(tài)，全面地發(fā)現(xiàn)道路各部位存在的各種缺損和病害，從而為后續(xù)改造設(shè)計(jì)基礎(chǔ)性技術(shù)參考。

(2) 通過(guò)對(duì)現(xiàn)狀水泥路面進(jìn)行結(jié)構(gòu)承載力檢測(cè)，從而了解現(xiàn)狀水泥路面水泥板承載能力、板底脫空情況，并評(píng)估接縫傳荷能力，從而為后續(xù)道路的拓寬改建提供技術(shù)參數(shù)。

(3) 通過(guò)對(duì)舊路的路面損壞狀況以及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)，為未來(lái)的道路改造工程提供初始技術(shù)參數(shù)，分析道路“白+黑”改建可行性，提出改建技術(shù)建議，確保道路改建的順利實(shí)施，并為改建后的道路運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)及評(píng)價(jià)提供基本結(jié)構(gòu)原始參數(shù)。

1.2人民大道路面結(jié)構(gòu)狀況檢測(cè)結(jié)果

(1) 根據(jù)路面病害調(diào)查，按100 m為單位進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)，綜合各路段路面損壞狀況指數(shù)(PCI)進(jìn)行加權(quán)平均得到90.24，評(píng)定等級(jí)為優(yōu)。

(2) 依照路段破損狀況調(diào)查得到的斷裂類病害的板塊數(shù)，按斷裂縫種類和嚴(yán)重程度的不同，采用不同的權(quán)系數(shù)進(jìn)行修正后，確定改造路段的斷板率(DBL)為2.99%，評(píng)定等級(jí)為優(yōu)良。

(3) 改造路段路面錯(cuò)臺(tái)不明顯，未來(lái)道路提升改造工程范圍內(nèi)存在10處板塊錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，最大的錯(cuò)臺(tái)量達(dá)24 mm，評(píng)定等級(jí)為差。

(4) 彎沉檢測(cè)結(jié)果顯示改造路段代表彎沉值在0.356 5～0.629 5 mm，結(jié)合其他類似工程的“水泥路面彎沉檢測(cè)”經(jīng)驗(yàn)，本工程范圍的彎沉差，表明路段水泥板塊下的路基強(qiáng)度不足。

(5) 根據(jù)主副點(diǎn)彎沉值的比較及差異彎沉統(tǒng)計(jì)，評(píng)定大部分水泥板傳荷能力為次以下，對(duì)機(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道混凝土面板的傳荷能力進(jìn)行分析，僅有13.79%的水泥板塊的傳荷能力達(dá)到優(yōu)良，剩下等級(jí)為次和差的水泥板塊達(dá)到75.32%。整個(gè)路段的傳荷系數(shù)均值為34，傳荷能力評(píng)定等級(jí)為差。

(6) 根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，本次檢測(cè)的主彎沉點(diǎn)共發(fā)現(xiàn)770塊(45.81%)面板脫空，87塊(5.18%)面板平均彎沉嚴(yán)重超限。

另外，現(xiàn)狀水泥板塊已經(jīng)出現(xiàn)了裂縫、破碎板、板角斷裂、邊角剝落、接縫料損壞、填縫料缺失、坑洞、拱起、露骨、修補(bǔ)等多種損壞現(xiàn)象。損壞程度較嚴(yán)重，也加重了路面噪音對(duì)周邊區(qū)域的影響，導(dǎo)致道路使用品質(zhì)下降。因此亟待通過(guò)改造從根本上改善路面損壞狀況[1]。

2路面整治方案選擇

2.1白加黑

根據(jù)美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，采用“白加黑”維修改造水泥混凝土路面有兩個(gè)條件[2]：① 更換的水泥路面板塊不宜過(guò)多，否則經(jīng)濟(jì)性較差。② 水泥板塊的損壞不因耐久性問(wèn)題引起。

滿足以上兩個(gè)條件的水泥混凝土路面可以采用“白加黑”進(jìn)行改造。該方法的優(yōu)點(diǎn)在于不僅能充分利用原水泥板塊的強(qiáng)度，改造時(shí)又對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了加強(qiáng)。根據(jù)英、美等國(guó)家的工程實(shí)踐，通過(guò)該方法改造的水泥混凝土路面一般都具有較長(zhǎng)的設(shè)計(jì)使用壽命。

同時(shí)，由于水泥板塊作為基層，模量較大，因此瀝青面層的抗車轍能力明顯增強(qiáng)。但需要考慮采取相應(yīng)措施來(lái)減少瀝青表面反射裂縫的產(chǎn)生，可以通過(guò)使用SMA、SBS等改性瀝青混合料來(lái)解決。

2.2碎石化

對(duì)于水泥板塊損壞嚴(yán)重，無(wú)法通過(guò)常規(guī)修補(bǔ)恢復(fù)路面的使用功能時(shí)，可將原水泥板塊進(jìn)行破碎。該方法在破碎板數(shù)量較大的時(shí)候有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，修補(bǔ)比例大于20%～25%以上采用該方法較合理。

該方法的優(yōu)點(diǎn)在于通過(guò)破碎解決了面層接縫和裂縫引起的反射裂縫問(wèn)題。缺點(diǎn)是沒(méi)有很好的利用原水泥板塊的強(qiáng)度，同時(shí)還需要對(duì)原結(jié)構(gòu)層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)[3]。

綜上所述，從路面損壞狀況指數(shù)、斷板率、路面彎沉值等方面采用白加黑技術(shù)均有明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，因此本工程選用白加黑的方法進(jìn)行改造。

3原水泥板塊處理方式

原水泥路面病害處治的好壞直接影響到加鋪后路面的使用效果，處治好路面病害是白加黑改造的關(guān)鍵[4-5]。

針對(duì)本工程路面結(jié)構(gòu)狀況評(píng)價(jià)，建議采用以下處理方式：

(1) 對(duì)板底嚴(yán)重脫空和病害嚴(yán)重的板塊采用直接換板處理。

(2) 對(duì)板底脫空采用板下封堵的方法進(jìn)行壓漿處理。

(3) 對(duì)板塊破碎、角隅斷裂、沉陷、掉邊、缺角等病害板，必須進(jìn)行鑿除。清除混凝土碎屑后，整平基層，并夯壓密實(shí)，然后鋪筑與舊板塊等強(qiáng)度的水泥混凝土，其標(biāo)高控制與舊板齊平。

(4) 對(duì)輕度錯(cuò)臺(tái)可進(jìn)行填補(bǔ)或磨平，清除舊混凝土面層表面的松散碎屑、油跡或輪胎擦痕，剔除接縫中失效的填縫料和雜物，并重新封縫。

(5) 對(duì)傳荷能力不足的接縫進(jìn)行壓漿填封或增加傳力桿。

4加鋪瀝青面層設(shè)計(jì)

瀝青加鋪層厚度一般根據(jù)交通量、交通等級(jí)以及荷載等級(jí)等因素確定，通常取5 cm及以上，由于水泥板塊強(qiáng)度較高，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)是如何防止反射裂縫的產(chǎn)生。

4.1加鋪層材料選擇

合理的瀝青面層材料選擇對(duì)抑制反射裂縫的產(chǎn)生作用明顯，現(xiàn)在常用的瀝青混合料有橡膠改性瀝青、SBS改性瀝青以及SBS改性瀝青瑪碲脂碎石SMA等，由于橡膠瀝青的生產(chǎn)沒(méi)有成規(guī)模、質(zhì)量較穩(wěn)定的廠家，且瀝青瑪碲脂碎石SMA費(fèi)用較高，因此本工程推薦采用SBS改性瀝青作為面層。

4.2應(yīng)力吸收層設(shè)置

反射裂縫是由于舊水泥板塊在接縫或裂縫處出現(xiàn)較大的位移，引起上面層瀝青內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力集中所造成的[6]。

為延緩或減少反射裂縫的產(chǎn)生，可采用土工防反射裂縫層的方法，如玻璃纖維土工格柵或土工布，相當(dāng)于設(shè)置一層應(yīng)力吸收層，起到抗疲勞開裂、耐高溫車轍的作用，增強(qiáng)瀝青層與舊水泥板塊的層間結(jié)合，從而減少反射裂縫的產(chǎn)生[7]。

4.3加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

(1) 厚度的確定。經(jīng)驗(yàn)表明，瀝青加鋪層的厚度越厚對(duì)防止裂縫的產(chǎn)生效果越明顯，但會(huì)相應(yīng)導(dǎo)致工程費(fèi)用的增加，不夠經(jīng)濟(jì)合理，因此本工程推薦采用10 cm厚面層進(jìn)行加鋪設(shè)計(jì)。

(2) 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：① 經(jīng)過(guò)處治后的板塊作為路面基層利用，再加鋪瀝青面層，其結(jié)構(gòu)層為：4 cm AC-13-C細(xì)粒式瀝青混凝土+6cm AC-20-C中粒式瀝青混凝土+聚酯玻纖布+原水泥路面板塊處治后利用。② 直接換板的方式進(jìn)行處理，將原有板塊整體移除，同時(shí)清表至設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)層的路基底面，對(duì)路基進(jìn)行壓實(shí)后新建路面，路基采用C20素混凝土補(bǔ)強(qiáng)。具體路面結(jié)構(gòu)為：4 cm AC-13-C細(xì)粒式瀝青混凝土+6 cm AC-20-C中粒式瀝青混凝土+聚酯玻纖布+22 cm 抗折4.5 MPa水泥混凝土+30 cm C20素混凝土+40 cm塘渣墊層。同時(shí)在新老板塊搭接處設(shè)置拉桿，防止不均勻沉降的發(fā)生[8-10]。

5結(jié)束語(yǔ)

白加黑改造已廣泛應(yīng)用于水泥混凝土路面改造中，施工技術(shù)已經(jīng)非常成熟，目前寧海縣人民大道改造工程正處于施工圖設(shè)計(jì)階段，相信通過(guò)設(shè)計(jì)和施工的配合一定會(huì)將人民大道的改造成功完成。

〔參考文獻(xiàn)〕

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收稿日期：2016-02-22；修改日期：2016-02-25

作者簡(jiǎn)介：孫元(1988-)，男，安徽池州人，碩士，杭州市城鄉(xiāng)建設(shè)設(shè)計(jì)院股份有限公司工程師．

中圖分類號(hào)：U416.216；U416.217

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1673-5781(2016)02-0260-03