摘要：目前水泥混凝土舊路面改造時的處理方式多樣化，如何有效利用舊水泥混凝土路面，確保改建道路質量，提高施工效率，并降低施工成本，成為舊路改造新興的課題。文章結合成都市三環(huán)路改造和國省干線“聯十四”拓寬改造工程的實際案例，對兩種主要的“白加黑”施工技術和施工中存在的問題進行分析及對比，并提出相應的控制措施。

關鍵詞：白加黑；改造技術；水泥混凝土路面；舊路面改造；施工控制 文獻標識碼：A

中圖分類號：U415 文章編號：1009-2374（2017）01-0110-04 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.054

國內多數原有道路的路面都為水泥混凝土面板結構，這種結構接縫多且易產生裂縫，最終導致錯臺、脫空等病害，造成路面損壞，影響行車舒適度。隨著城市道路、普通公路甚至高速公路的大規(guī)模改造，“白加黑”的處理方式被越來越廣泛地應用到舊水泥混凝土道路的瀝青化中。舊路改造的方式逐步在發(fā)展，選擇也多樣化，實際的應用過程中也存在一定的問題。文章結合成都市三環(huán)路改造和國省干線“聯十四”拓寬改造的施工實例，分析并對比水泥混凝土舊路面改造過程中兩種典型處理方式的技術要點和存在問題，提出相應的施工控制措施。

1 “白加黑”改造方式概述

“白加黑”改造的方式較多，最為典型的處理方式為整板利用和破碎利用。整板利用，即直接在水泥混凝土舊路面上加鋪瀝青結構層，該方式保留了原路面的結構性能；破碎利用則是將舊混凝土面板破碎后再鋪設瀝青結構層，該方式是將舊混凝土面板碎石化，作為新道路的基層。作者參與的成都市三環(huán)路改造和國省干線“聯十四”拓寬改造工程，分別采用了這兩種方式，其施工理念和施工工藝截然不同，經濟性和適用性也存在較大差異。

2 整板利用技術及施工控制措施

成都市三環(huán)路改造采用的是整板利用技術，文章對整板利用技術的闡述將依托于該項目改造的狀況進行。

2.1 成都市三環(huán)路改造前狀況分析

圖1 三環(huán)路車道示意圖

從檢測及調查情況來看，由于三環(huán)路交通流量劇增至遠遠超過設計流量，以及車輛軸載日益重型化，超載情況嚴重的實際條件下，原水泥混凝土路面出現了大面積的破損，僅靠局部維修維護已經不能滿足繼續(xù)增長的交通流量要求。

下面僅對三環(huán)路主車道整治前狀況進行說明：①路面破損嚴重：車道按破損狀況由重至輕排列為：車道2>車道3>車道1>車道4（內外環(huán)情況相同），平均破損率達到近四分之一。②承載力不足：外環(huán)快車道承載能力相對較差，路面彎沉較大，且不夠均勻，離散性較大。③接縫傳荷能力：三環(huán)路快車道接縫傳荷情況較差，內、外環(huán)快車道的優(yōu)良率均不足60%，其中內環(huán)快車道的情況相對更差。④板底脫空狀況：三環(huán)路板底脫空情況均較嚴重，除了外環(huán)快④車道和內環(huán)快④車道脫空率分別為41.4%和37.3%外，其余車道脫空率均達到50%以上，尤其是內環(huán)快①②③車道，脫空率分別達到67.2%、74.5%、79.4%。

圖2 原三環(huán)路路面破損情況

綜合來講，所有原混凝土路面在長期使用后均會出現裂縫、斷板、板角斷裂、錯臺、沉陷、接縫碎裂、填縫材料破損、板塊脫空、唧泥、網裂、磨損、露骨、坑洞、修補損壞等多種損壞形式，部分地段損壞程度嚴重至無法正常通行，這也加重了路面噪音對周邊區(qū)域的影響，導致道路使用品質下降，嚴重影響了行車的安全性和舒適性。

2.2 整板利用處理技術和存在的問題

2.2.1 整板利用改造內容和施工工藝。三環(huán)路改造選用了整板利用處理方式，該方式主要是進行以下方面的改造：

第一，原路面病害處置。原水泥路面病害處治的好壞將直接影響到加鋪后路面的使用效果，處治好路面的病害是舊路面加鋪改造的關鍵，需要針對不同病害類型采用不同的處治措施，為加鋪瀝青混凝土提供良好的基面，確保加鋪結構層達到預期的路用性能和耐久性能。其核心是基底加固，主要有破碎板換板處理、裂縫修補以及脫空板壓漿處理。若基床存在軟弱層，則須進行換填。

第二，防排水工程。防排水永遠都是道路工程的重中之重，多數次生病害都是因為防排水工程沒有做好。將路面明水及滲水匯集至雨水井排入雨水管網是市政道路的常用防排水方式，因此各管道各接口須設置通暢。

第三，加鋪瀝青面層。通過多方論證，路面加鋪方案采用4cm厚改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA-13+6cm厚改性瀝青混凝土AC-20+1cm橡膠瀝青碎石應力吸收層+處治合格的原水泥混凝土路面。

整板利用處理一般施工工藝流程如下：施工準備→原水泥砼面板病害處置（包括破碎板換板處理、基底處理、裂縫修補、脫空板壓漿）→基面清理→施工應力吸收層→鋪設新瀝青面層。

2.2.2 整板利用技術存在的主要問題。

第一，脫空板注漿量不易控制，處理不徹底易產生后期病害。

第二，路面由剛性向柔性直接過渡，瀝青路面易產生反射裂紋，影響路面耐久性能。

第三，水泥混凝土舊路面與新瀝青面層的粘結是關鍵，但多數情況會導致粘結強度不足，會導致瀝青面層“脫皮”等情況發(fā)生。

第四，水泥混凝土舊路面在長期荷載作用后，各板塊存在較大高差，瀝青面層施工尤其是攤鋪的平整度控制難度加大。

2.3 施工控制措施及建議

通過對水泥混凝土舊路面的狀況調查以及病害分析，需要針對不同病害類型采用不同的處治措施，為水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土提供良好的基面，確保加鋪結構層達到預期的路用性能和耐久性能。結合整板利用技術存在的主要問題，作者認為控制重點應該放在脫空板壓漿、剛柔結構層過渡處理、新舊路面粘結處理和瀝青面層平整度上。

2.3.1 脫空板壓漿。

第一，水泥漿配合比一般自行設計，漿液24小時的抗壓強度必須達到5MPa以上；漿體流動性好，100%結石率，泌水率、干縮率小。在施工過程中應注意灌漿壓力的控制，壓力控制在2～5MPa之間，壓漿完成后即對壓注區(qū)封閉，避免施工車輛和施工機械進入。

第二，壓漿效果檢測。養(yǎng)生1天后即可檢測壓漿效果?，F在普遍采用FWD（Falling Weight Deflectometer，落錘式彎沉儀）逐板檢測板角處（每板4個點）的彎沉，來判定質量是否合格，否則進行復灌，板塊合格率必須達到100%，直至符合要求后才允許開放交通或進行下道工序施工。一般要求板塊壓漿合格率一次應不低于85%，兩次壓漿合格率應滿足100%。為了控制板底壓漿的質量，還應按規(guī)定頻率取件作抗壓強度試驗。

第三，壓漿時應控制避免砼面層出現新裂縫。

2.3.2 剛柔結構層過渡處理。舊路面與新路面的剛柔過渡處理不好，極易產生反射裂紋，嚴重影響道路的使用壽命。作者建議推廣使用在過渡面增加橡膠應力吸收層（橡膠瀝青+改性瀝青覆裹后的碎石）的方式來進行處理，厚度1cm為宜。橡膠應力吸收層與碎石封層施工工藝基本相同，文章不作詳述。成都市三環(huán)路改造完成后已通車5年，目前道路狀況良好。通過這種方式處理后，可以在最大限度地利用原有路面結構能力的情況下使新面層的綜合性能大幅提升。

2.3.3 新舊路面粘結處理。在水泥混凝土舊路面處理完畢后，一般只作簡單的基面清理就噴砂粘層油，施工瀝青結構層（過渡層），導致新舊路面粘結強度不足。作者在三環(huán)路改造施工時經過摸索論證，借鑒橋面防水層施工時打毛處理的施工工藝，對水泥混凝土舊路面進行拋丸打毛處理后，再進行新路面施工。該處理工藝采用拋丸打毛專用設備，高速噴射鋼珠，然后鋼珠和沖擊下來的碎渣吸入機器，鋼珠和碎渣分離，鋼珠循環(huán)使用，碎渣收集后處理，速度快，效果好，且無二次污染，新舊路面粘結強度得到保證。

2.3.4 瀝青面層攤鋪。瀝青面層作為翻新后道路的新結構層，其施工質量的好壞直接影響到道路的使用壽命和行車舒適度。從材料的選取、配合比的設計到混合料的拌制、運輸、攤鋪、碾壓這一系列工序，每道工序都有嚴格的檢驗指標或評定標準，但究其根本，就是要解決三個問題：一是混合料質量；二是壓實度；三是平整度。尤其是舊路面上直接攤鋪，基面平整度先天性差的情況下，須加強控制。

第一，攤鋪瀝青路面時氣溫不應低于10℃，雨天及路面潮濕的情況下不建議施工，如確需施工應采取必要措施。施工時必須選用有自動找平裝置、有預壓實裝置的攤鋪機。攤鋪機的攤鋪速度應根據拌和機的產量、施工機械配套及攤鋪寬度、攤鋪厚度來選擇，一般按1.5～2.5m/min，SMA混合料的攤鋪速度宜按低速控制，做到均勻前進，不間斷攤鋪，中間不得隨意停機。

第二，攤鋪瀝青路面下面層或分層攤鋪調平層（因原路面標高與原設計標高可能存在差異，故路面改造時可能存在調平層）時，采用懸掛鋼絲繩為基準線，以便下面層壓實標高符合要求。直線段每10m設置1個支承樁，彎道部分每5m設置一個支承樁，基準線距熨平板一般20～30cm，基準線采用鋼絲繩，每個張拉段200m左右，其張緊力一般控制在800～1000N之間，基準線應安排固定人員復核查看，以免出現支承樁松動、偏移、鋼絲繩下垂等問題，發(fā)現問題，必須及時修正。

第三，瀝青路面上面層找平應采用自動找平裝置，可選擇的有浮動式基準梁，超聲波自動找平儀，激光掃描自動找平儀，攤鋪機行走基面要清掃干凈，以免影響自動調平精度。

第四，為了保證瀝青混合料能夠在有效壓實時間內達到規(guī)定的壓實度，改性瀝青混合料碾壓時應做到“緊跟、慢壓、高頻、低幅”。一個作業(yè)面需配備的基本壓實設備應為：雙鋼輪振動壓路機（振幅和頻率可根據需要調整），施工SMA面層時不得少于5臺（SMA施工時不得使用膠輪壓路機碾壓），施工AC面層時不少于4臺（靜態(tài)不小于11噸），根據混合料類型、溫度和層厚選擇頻率和振幅。其余壓實設備可參照規(guī)范及相關經驗進行配置。橋面瀝青鋪裝層碾壓不宜采用振動壓路機，應該采用振蕩壓路機，以免損傷橋梁結構。

第五，溫度控制：一般來講，改性瀝青混合料的礦料溫度為180℃～200℃，瀝青溫度為170℃～180℃，混合料出廠溫度為175℃～185℃，初碾溫度不低于160℃，終壓溫度不低于120℃，具體實施時拌和、碾壓溫度還需要根據具體的道路瀝青、改性瀝青的粘溫曲線確定。熱拌瀝青混合料路面應待攤鋪層完全自然冷卻，混合料表面溫度低于50℃后，方可開放交通。

瀝青面層的施工是一項綜合工程，對混合料的質量要從源頭抓起，對于平整度的控制應從下面層就開始把關，前后場的調配工作不可脫節(jié)，合理安排施工順序和周期，方可將瀝青面層的攤鋪工作做好。

3 破碎利用技術及施工控制措施

國省干線“聯十四”拓寬改造工程采用的是破碎利用技術，文章對破碎利用技術的闡述將依托于該項目改造的狀況進行。

3.1 國省干線“聯十四”改造前狀況分析

國省干線“聯十四”是雙向四車道普通公路，改造前水泥混凝土舊路面病害較少，改造的主要原因是作為當地城區(qū)和景區(qū)的主要通道，其通行能力不足，且對外形象不佳。經過調查統計，該道路舊混凝土板的完好率在90%以上，道路坐落在九龍江老河床地帶，兩側為村莊和農田，路基采用河砂填筑，主要病害為裂縫、斷板、板角斷裂、錯臺等。

3.2 破碎利用處理技術及存在的問題

3.2.1 破碎利用改造內容和施工工藝。國省干線“聯十四”改造選用了破碎利用處理方式，該方式主要是進行以下方面的施工：

第一，原路基病害處置。施工前，基床存在的軟弱層必須挖除后進行換填處理，施工前應進行仔細核查。

第二，混凝土舊路面碎石化。采用重型多錘頭破碎設備將舊混凝土板破碎后作為新道路基層使用，破碎后水泥混凝土路面顆粒粒徑小，能將水泥混凝土路面破碎成嵌擠顆粒，力學模式更趨向于級配碎石，為加鋪層提供理想的柔性嵌鎖基層。

第三，鋪設調平層。舊路面碎石化后作為基層利用，其表面平整度較新建基層差很多，加之新路面縱坡調整，必須鋪設調平層來進行調控。

第四，鋪設瀝青層。瀝青層的做法全國都較為通用，瀝青化是舊路改造的最后一步?！奥撌摹备脑斓臑r青層結構形式較為多樣，標準結構形式為4cm厚改性瀝青瑪蹄脂碎石SMA-13+6cm厚普通瀝青混凝土AC-20+16cm瀝青碎石基層+碎石化基層。

破碎利用處理一般施工工藝流程如下：施工準備→原路基病害處置（主要是基底軟弱層的換填處理）→水泥混凝土舊路面碎石化處理→施工調平層→鋪設瀝青層。

3.2.2 破碎利用技術存在的主要問題。

第一，道路整體路況良好的情況下原路基病害不易事先發(fā)現，事后處理較為麻煩。

第二，混凝土舊路面碎石化采用的破碎壓穩(wěn)工藝要求高，目前僅有地方性標準和經驗數據作為參考，施工存在不穩(wěn)定性，舊路面碎石化后作為基層，其性能與級配碎石還是有一定差距。

第三，若新路面縱曲線進行調整，為保證瀝青面層結構的均勻性，調平層厚度會出現極大差異，需分成多個小段落進行調平層施工，且根據厚度不同，調平層選用的材料也不同，比如“聯十四”，就選用了級配碎石、水泥穩(wěn)定碎石和瀝青碎石等多種組合，施工難度加大，現場不易控制。

第四，碎石化采用重型破碎設備，振動大，沖擊力強，對周圍建筑物影響較大。

3.3 施工控制措施及建議

破碎利用技術雖較為單純，但存在的主要問題都是由不同的因素在主導，作者認為該方式控制重點如下：

3.3.1 原路基病害的確認和處理。原路基的病害必須經過詳細調查確認并做好標記，無法事先核實的，要在碎石化過程中仔細觀測高程的變化情況，以判別薄弱點的存在，破碎后進行回彈模量測試，及時進行處理。處理主要是采用換填的方式，填料要選用級配碎石（回彈模量≥300MPa），換填至破碎混凝土板頂，分層壓實。

3.3.2 調平層的施工。

第一，調平層施工前，需要確定厚度變化的每個里程位置，對現場高程認真測設，加密布點，分段插打鋼釬并固定牢靠。

第二，通過試驗段總結參數，尤其是調平層材料的壓實系數，要根據壓實系數和厚度確定每一段的松鋪厚度，才能保證調平層施工完成后的平順。

第三，在調平層選用多種材料組合時，要分層由下而上逐一施工，搞好施工組織安排，提高施工效率。在條件允許時，應提出變更，統一調平層的材料。

施工的具體工藝和建議可參考上文2.3.4瀝青面層攤鋪中調平層施工工藝。

3.3.3 破碎設備的振動影響。該問題嚴格來說非技術問題，但是也可以采用技術的方式解決或減小影響。

第一，施工前要對沿線房屋和其他結構物情況進行調查，各方簽認留底。

第二，房屋地段施工時調低破碎機錘頭落差，減小沖擊力，增加破碎遍數。

第三，對必要的設施進行加固，確保安全。

第四，連續(xù)的房屋段落，在道路和房屋之間開挖減震溝，以削弱沖擊波。

3.3.4 水泥混凝土舊路面碎石化。碎石化施工是破碎利用最關鍵的環(huán)節(jié)，舊路面作為基層利用，其結構性能能否滿足要求，決定著改造的成敗。

第一，設備選型的控制，作者建議碎石化工藝采用多錘頭破碎機進行破碎，Z型壓路機、鋼輪壓路機和膠輪壓路機進行組合碾壓，破碎壓穩(wěn)后的舊路面，粒徑自上而下逐漸增大，表面平整易于攤鋪，下部大顆粒之間形成嵌擠結構，形成緊密性好、內部結構穩(wěn)定、密度高的材料層。一般來講，多錘頭破碎機每重錘質量應在500kg以上，錘頭的提升高度可在0.8～1.8m之間調節(jié)，可通過調整重錘下落高度和刀距來控制破碎后顆粒粒徑的范圍。Z型壓路機Z型鋼箍的間距宜為7cm±1cm，高度宜為2.5～3cm，寬度不宜小于1cm，以保證碾壓完成后表層顆粒的細化。鋼輪壓路機和膠輪壓路機采用路基路面施工的同規(guī)格設備即可。

第二，通過試驗段確定參數，長度不宜少于500m，主要用于設備參數調整，以達到規(guī)定的破碎效果。在試驗段破碎過程中安排不同落錘高度、頻率和行車速度的不同區(qū)間完成設備調試，確定適合該路段的施工參數（如落錘高度、刀具、各型號壓路機的碾壓組合方式等）。在水泥混凝土舊路面厚度不超過30cm時，多錘頭破碎設備碎石化一般初始參數可如表1設置。

第三，封層的施工。碎石化完成后要進行澆灑透層油并進行下封層施工，封層亦采用鋼輪壓路機碾壓2～3遍為宜，封閉碎石化基層。

第四，同一條路由于地質狀況、路面強度的不一致，因此會產生不同的破碎程度，施工期間應根據實際破碎狀況及時調整沖壓遍數，以防止出現過度破碎與破碎不夠等現象。對于局部出現面積大于1m2的未破碎混凝土面板時，調整設備破碎寬度，進行局部補充破碎，以保證破碎質量。

第五，碎石化技術要求建議。在進行充分碾壓后，要求水泥混凝土破碎率達到75%，表面最大尺寸不超過7.5cm，中間層不超過22.5cm，底部不超過37.5cm的粒徑，確保由上而下粒徑在7.5～37.5cm之間，接近或達到級配碎石層的結構性能。

破碎順序應先從路面高處向低處過渡，路面瀝青混合料攤鋪也按此順序進行，以避免由于先攤鋪低處路面造成排水不暢。破碎寬度應超過一個車道，搭接寬度在5～15cm之間。對于水泥混凝土左右兩幅面板中縫應進行搭接破碎，以保證徹底消除中縫的反射裂縫問題。

4 兩種技術的對比分析

整板利用和破碎利用的施工理念和施工工藝截然不同，經濟性和適用性也存在較大差異。

4.1 施工理念

整板利用傾向于維持舊路的全部結構性能，采用的是剛柔相濟的新老結合，破碎利用則更趨于新建瀝青道路的結構形式，對老路面的結構性能進行了徹底改造，以滿足于新建路面柔性過渡的需求?；谶@兩種理念，整板利用技術不管采取什么措施來消減剛柔連接的弊端，瀝青面層都更容易產生反射裂紋；而破碎利用技術對基底的處理較為簡單，在長期荷載作用下，更容易出現不均勻沉降。

4.2 施工工藝

兩種技術的施工程序都是相近的，尤其是瀝青面層的施工可以說是完全相同。存在的最大不同就是混凝土舊路面的處理工藝，采用的機械設備也是完全不同。工藝本身沒有優(yōu)劣之分，關鍵在于過程控制。

4.3 經濟性

相對于全部挖除新建，這兩種技術都更節(jié)約投資，但脫空板注漿數量只能現場記錄確認，在老路基狀況不明的情況下，數量不易控制，造價上略高于破碎利用。

4.4 適用性

整板利用污染小，施工快速，更適合于城市道路的改造施工；破碎利用噪音大，對周圍建筑物影響大，施工相對緩慢，更適合于普通公路的改造施工。

5 結語

水泥混凝土舊路面“白加黑”改造施工牽涉到多方面的技術因素，尚有待進一步的理論和試驗研究，工藝質量過程控制也只能依照現有規(guī)范和相關經驗去實踐總結。在作者經歷的兩條特點鮮明的道路改造完成后使用情況來看，有三個薄弱的環(huán)節(jié)尚無法得到解決：一是下坡段路面檢查井的處理，因車速快車流量大極易被損壞；二是橋面鋪裝的翻新，因原鋪裝層的質量無法明確判定，在部分銑刨的段落病害隱患多，筆者認為存在兩個方面的原因：原橋面梁板存在質量問題或原橋面鋼筋混凝土鋪裝及老瀝青面層鋪裝存在問題，最行之有效的辦法是將原面層銑刨后檢查病害，再重新鋪裝，而這又牽涉到投資問題，很難輕易抉擇；三是破碎利用的實例中，當局部段落因為高程控制和病害處理等原因導致需要挖除處理時，新建結構層與既有結構層搭接處無法得到良好的解決，存在隱患。

“白加黑”改造工程施工階段質量控制是一項重要的工作，需要各方面的配合，工程技術、管理人員要有足夠的責任心、豐富的專業(yè)知識。嚴格按照設計要求完成每一步施工工序，總結經驗，必然在緊張的施工工期中達到質量與進度的完美結合。

參考文獻

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作者簡介：劉洋（1984-），男，湖北公安人，中鐵二局第六工程有限公司工程師，研究方向：現場施工技術管理。

（責任編輯：王 波）