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摘要：市政道路“白加黑”改造施工技术是新时期道路修复的一项新型技术，能够改善旧路面的使用功能，延长道路使用寿命。本文结合工程实例，介绍了旧水泥混凝土路面的评价情况和路面整治方案的选择，对“白加黑”改造施工技术在混凝土路面修补的应用进行分析，为类似的工程探讨提供参考的价值。
关键词：混凝土路面；改造；修补；加铺层
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
随着我国城市化进程的不断加快，城市交通行业等到进一步的发展，城市道路建设工程数量日益增加。但由于设计使用年限、交通流量和载重量的增加及道路维护不力等原因，我国城市道路混凝土路面出现了不同程度的损坏，无法满足城市道路发展的需要，并且这些病害影响到城市道路的行车速度、安全和舒适性。因此，开展城市旧水泥混凝土路面的改造和修复工作就显得尤为重要了。
1 工程概况
某市政道路，自通车以来,在该市城市交通中发挥了重要作用,并极大地带动了周边经济的高速发展，该道路设计为双向10车道的快速路,呈闭合环状,道路路线总长约51km，设计车速为80km/h。道路路面结构为水泥混凝土,面板厚度为24cm。
2旧水泥混凝土路面评价
随着经济的发展，近年来道路上交通量和汽车载重量剧增，超出了预定设计的流量。超载现象也越来越多。从检测及调查情况来看,道路已经开始不能满足继续增长的交通流量要求,其表现在:
(1)路面损坏严重。车道按损坏状况由轻至重为：内侧辅道,外侧辅道,内侧快车道,外侧快车道。
(2)承载力不足。道路外侧快车道承载能力相对较差,路面弯沉较大, 也相对较小，比较均匀。
(3)接缝传荷能力。道路快车道接缝传荷情况较差，内、外快车道的次差率分别为18.0%和21.7%，还分别有23.8%和22.5%中等率，优良率均不足60%，其中内侧快车道的情况相对更差。内侧辅道的接缝传荷能力较好，次差率为8.6%，优良率为72.7%；而外侧辅道情况相对较差，次差率为14.1%，优良率为61.6%。
(4)板底脱空状况。道路无论快车道还是慢车道，板底脱空情况均不容乐观，除了外快④车道和内快④车道脱空率分别为41.4%和37.3%外，其余车道脱空率均达到50%以上，尤其是内快①②③车道，脱空率分别达到67.2%、74.5%、79.4%，路面板脱空状况亟待改善。
原混凝土路面已经出现裂缝、断板、板角断裂、错台、沉陷、接缝碎裂、填缝材料破损、板块脱空、唧泥、网裂、磨损、露骨、坑洞、修补损坏等多种损坏形式，损坏程度比较严重，也加重了路面噪音对周边区域的影响，导致道路使用品质下降，严重影响了行车的安全性和舒适性，而且，病害发展呈逐年上升和加剧的趋势，亟待从根本上改善以防止路面破损状况继续恶化。
3 路面整治方案选择
3.1 白加黑
根据经验，采用“白加黑”维修改造水泥混凝土路面有两个条件：
(1)更换的水泥面板不宜太多，否则经济性较差；
(2)水泥混凝土的破坏不是由于严重的耐久性问题引起的。
满足这两个条件的水泥混凝土路面都可以采用这种方法进行改造。这种方法的优点在于不仅能充、分利用原水泥混凝土面板的强度，改造时对结构又进行了加强。根据国外的经验，通过“白加黑”改造的水泥路面一般都具有较长的设计使用寿命。
由于水泥面板作为基层使用，模量较大，因此沥青面层应有较好的抗车辙能力，这点可以通过使用诸如SMA等性能优良的混合料解决；需要认真解决好反射裂缝的控制措施。
3.2破碎
在水泥混凝土面板的病害严重，无法通过常规修补恢复路面的使用功能的情况下，可将水泥混凝土面板进行破碎。在破碎板量较大的时候有显著的经济效益，根据以往经验，修补比例在大于20％～25％。
这种方法的优点是通过破碎解决了面板接缝和裂缝引起的反射裂缝问题。
缺点是没有很好地利用原水泥混凝土路面的强度，另外还需要额外的结构层来进行补强。在国外许多国家，碎石化(破碎的一种常见方式)后的水泥面板可直接用作基层，但由于我国车辆轴载较大，一般需要在上面增加半刚性基层补强，做成了半刚性路面。
经过综合比较分析，从结构上道路满足设计年限内承载力要求；由于破碎板的修补比例不高，经济上有优势；作为城市道路，标高提升有一定限制，而白加黑标高提升少于破碎法；道路地下管网众多，以及周边居民区多，也限制了破碎方法的选择。
综上所述，道路采用白加黑的方法进行改造。
4对原水泥混凝土路面的修补
原水泥路面病害处治的好坏将直接影响到加铺后路面的使用效果，处治好路面的病害是路面加铺改造的的关键。
4.1破碎板处理
对于破碎板块，采用更换破碎板的方法进行处治；对于水泥混凝土板块破碎严重或伴有沉陷、唧浆，或连续多块板破碎的，这些板块下的基层甚至底基层均存在不同程度的损坏，在对板块进行更换的同时，则换填整个基层或底基层。
4.2裂缝修补
根据裂缝损坏严重程度分别进行裂缝修补处治。当板内有轻微裂缝且板内无错台时，则不需要换板，只进行裂缝维修及混凝土板稳固处理即可。但经过处理后，断板间满足采用落锤式弯沉仪FWD逐板检测板角处的弯沉，根据不同荷载下弯沉曲线的截距小于30mm、单点弯沉小于0.14mm，相邻板块的弯沉差小于0.06mm的技术要求。如果混凝土板有错台时，则进行换板处理。
4.3 边角断裂剥落修补
当混凝土面板内仅有一条贯穿裂缝，或一个角破损，且破损板角的面积在 块面积内时，进行板块的局部更换，采用局部切除后进行修补。
4.4陷、脱空、接缝传荷能力不足的处理
对于存在沉陷、脱空、接缝传荷能力不足的完好混凝土面板，采用水泥混凝土板塊脱空处理的方式，即采用板底压浆的方法。压浆的质量控制及工艺按照以下要求进行：
(1)浆孔的大小和压注嘴的大小一致，压浆孔的布设根据路面板的大小、沉降量、裂缝状况以及压浆机械、压浆压力来确定，一般情况，钻孔按6个孔布设。压浆孔距板边的距离80～100cm左右，达到贯穿水泥混凝土面板并深入二灰基层约10～15cm的位置，原则上深度应尽可能大，但以不穿透基层为度。
(2)用压力压浆机或压浆泵进行压浆，压浆时压注嘴与压浆孔的紧密结合，使得压浆压力控制在2～5MPa之间，初始压浆阶段适当增加压力，后阶段逐渐进行降压调整至稳定压力。
(3) 浆完毕，立即用木楔封住压浆孔，待浆体初凝后除去木楔，用高标号砂浆封孔，养生1d后检测压浆效果。
(4) 浆效果检测，采用FWD逐板检测板角处的弯沉，根据不同荷载下弯沉曲线的截距小于30mm，且单点弯沉小于0.14mm、相邻板块的弯沉差小于0.06mm后，质量合格，否则进行复灌，直至符合要求。
4.5错台处治
对于完好的混凝土板与板之间发生错台，处治方法为采用压浆抬板并辅以磨平法。对于板块因脱空下沉，在压浆完毕弯沉检测满足其要求后，仍有错台的板块采用磨平机磨平(对高差小于10mm的错，直接用磨平机磨平；对大于10mm的错台，借助人工将高出的错台板基本凿平，然后再用磨平机磨平。)，从错台最高点开始向四周扩展，边磨边用3m直尺找平，直至相邻两块板齐平为止。磨平后，将接缝内杂物清除干净，并吹净灰尘，及时用聚氨酯填缝料填缝。
4.6接缝维修
对于纵横向接缝填缝料采用填缝料进行重新灌缝处理；灌缝时将缝内碎屑及杂物用勾子清除，并将专用填缝料灌入缝内。
4.7混凝土板块病害处治合格的标准
经过对混凝土板块病害的处理后，砼的弯拉强度不低于5MPa；采用落锤式弯沉仪FWD逐板检测板角处的弯沉，满足不同荷载下弯沉曲线的截距小于30mm、单点弯沉小于0.14mm，相邻板块的弯沉差小于0.06mm的技术要求。
5加铺沥青面层施工
沥青罩面层的厚度一般根据交通量的情况取5cm层路面的结构强度一般能满足要求，关键是如何防止沥青加铺层产生反射裂缝。
5.1应力吸收中间层
在水泥面板处治合格后考虑设置抗反射裂中间层材料。常见的有各类土工类材料，用于防止反射裂缝实际工程中的效果报道相差较大，从没有效果，甚至因为使用不当造成水损坏等反作用，到效果优越的都有报道。因此使用这类材料时应根据具体的裂缝病害选择合适的材料，在施工中应认真细致，不要造成材料的卷起或不平，特别是土工布类材料使用时候要让沥青浸透，否则还会起到相反的效果。
根据历史资料及使用经验，道路选择采用橡胶沥青同步碎石应力吸收层作为盈利吸收层使用，这种结构具有优良的柔韧性和粘结性，可抑制和减缓水泥混凝土路面接缝引起的反射裂缝，同时也是一层优良的防水层，可以有效地防止路表水分渗入混凝土路面结构内部。
5.2加铺层材料选择
沥青的添加剂、改性剂伴随着沥青在道路工程上的使用而逐渐发展起来，现在市场上有各种各样的添加剂、改性剂来有针对性地改善沥青的各种性能。如纤维就是一种典型的已经证明能有效抑制反射裂缝的添加剂，它可以提高沥青混合料的抗拉强度从而减少反射裂缝。
罩面层常采用的已经证明对抑制反射裂缝有良好效果的改性沥青有橡胶改性沥青、SBS改性沥青等。由于橡胶沥青当时在省内没有生产成规模、质量较稳定的橡胶沥青厂家，因此采用SBS改性沥青。同时采用改性沥青和纤维的沥青玛蹄脂碎石SMA性能优良，不但具有良好的高温稳定性具有良好的抗反射裂缝能力。
因此经过综合比较，道路采用SBS改性沥青玛蹄脂碎石SMA作为路面抗滑表层。
5.3加铺层厚度设计
我国现行规范并没用白改黑加铺层厚度设计内容。根据国内外使用经验，较厚的加铺层厚度能减轻反射裂缝的产生。
沥青面层厚度对防治或减轻反射裂缝的原因有两点：
(1)沥青面层越厚，原水泥混凝土面板的温缩应力将减小；
(2)反射裂缝通过较厚的沥青面层需要较长的时间。但较厚的沥青面层需要花费较高的费用，且根据国内外的研究资料来看，仅仅依靠增加罩面层厚度来防治反射裂缝的尝试仅部分成功，且最少厚度必须在15cm以上才有明显效果。
对于我国超载情况较严重的实际情况，单靠增加沥青层厚度来防治“白加黑”水泥面板的反射裂縫显然是不现实的。因此，道路加铺层厚度的设计根据交通荷载、提高路面平整度以及抗反射裂缝的要求综合确定采用10cm沥青混凝土加铺层。
6 结束语
综上所述，旧水泥混凝土路面的改造及修复对城市的道路发展具有重要的意义，这可以大大改善了原有路面的整体性能，延长道路的使用寿命。但“白加黑”施工技术现正在起步阶段，相信随着城市建设改造规模的扩大，在不断的施工探索和经验总结中，“白加黑”施工技术能够得到更广泛的应用。
参考文献
[1] 孙飞.浅谈市政“白加黑”改造工程施工质量控制[J].安徽建筑.2010年第05期
[2] 宁哲思.浅谈旧水泥混凝土路面的改造技术[J].上海公路.2010年第02期
关键词：混凝土路面；改造；修补；加铺层
中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号：
随着我国城市化进程的不断加快，城市交通行业等到进一步的发展，城市道路建设工程数量日益增加。但由于设计使用年限、交通流量和载重量的增加及道路维护不力等原因，我国城市道路混凝土路面出现了不同程度的损坏，无法满足城市道路发展的需要，并且这些病害影响到城市道路的行车速度、安全和舒适性。因此，开展城市旧水泥混凝土路面的改造和修复工作就显得尤为重要了。
1 工程概况
某市政道路，自通车以来,在该市城市交通中发挥了重要作用,并极大地带动了周边经济的高速发展，该道路设计为双向10车道的快速路,呈闭合环状,道路路线总长约51km，设计车速为80km/h。道路路面结构为水泥混凝土,面板厚度为24cm。
2旧水泥混凝土路面评价
随着经济的发展，近年来道路上交通量和汽车载重量剧增，超出了预定设计的流量。超载现象也越来越多。从检测及调查情况来看,道路已经开始不能满足继续增长的交通流量要求,其表现在:
(1)路面损坏严重。车道按损坏状况由轻至重为：内侧辅道,外侧辅道,内侧快车道,外侧快车道。
(2)承载力不足。道路外侧快车道承载能力相对较差,路面弯沉较大, 也相对较小，比较均匀。
(3)接缝传荷能力。道路快车道接缝传荷情况较差，内、外快车道的次差率分别为18.0%和21.7%，还分别有23.8%和22.5%中等率，优良率均不足60%，其中内侧快车道的情况相对更差。内侧辅道的接缝传荷能力较好，次差率为8.6%，优良率为72.7%；而外侧辅道情况相对较差，次差率为14.1%，优良率为61.6%。
(4)板底脱空状况。道路无论快车道还是慢车道，板底脱空情况均不容乐观，除了外快④车道和内快④车道脱空率分别为41.4%和37.3%外，其余车道脱空率均达到50%以上，尤其是内快①②③车道，脱空率分别达到67.2%、74.5%、79.4%，路面板脱空状况亟待改善。
原混凝土路面已经出现裂缝、断板、板角断裂、错台、沉陷、接缝碎裂、填缝材料破损、板块脱空、唧泥、网裂、磨损、露骨、坑洞、修补损坏等多种损坏形式，损坏程度比较严重，也加重了路面噪音对周边区域的影响，导致道路使用品质下降，严重影响了行车的安全性和舒适性，而且，病害发展呈逐年上升和加剧的趋势，亟待从根本上改善以防止路面破损状况继续恶化。
3 路面整治方案选择
3.1 白加黑
根据经验，采用“白加黑”维修改造水泥混凝土路面有两个条件：
(1)更换的水泥面板不宜太多，否则经济性较差；
(2)水泥混凝土的破坏不是由于严重的耐久性问题引起的。
满足这两个条件的水泥混凝土路面都可以采用这种方法进行改造。这种方法的优点在于不仅能充、分利用原水泥混凝土面板的强度，改造时对结构又进行了加强。根据国外的经验，通过“白加黑”改造的水泥路面一般都具有较长的设计使用寿命。
由于水泥面板作为基层使用，模量较大，因此沥青面层应有较好的抗车辙能力，这点可以通过使用诸如SMA等性能优良的混合料解决；需要认真解决好反射裂缝的控制措施。
3.2破碎
在水泥混凝土面板的病害严重，无法通过常规修补恢复路面的使用功能的情况下，可将水泥混凝土面板进行破碎。在破碎板量较大的时候有显著的经济效益，根据以往经验，修补比例在大于20％～25％。
这种方法的优点是通过破碎解决了面板接缝和裂缝引起的反射裂缝问题。
缺点是没有很好地利用原水泥混凝土路面的强度，另外还需要额外的结构层来进行补强。在国外许多国家，碎石化(破碎的一种常见方式)后的水泥面板可直接用作基层，但由于我国车辆轴载较大，一般需要在上面增加半刚性基层补强，做成了半刚性路面。
经过综合比较分析，从结构上道路满足设计年限内承载力要求；由于破碎板的修补比例不高，经济上有优势；作为城市道路，标高提升有一定限制，而白加黑标高提升少于破碎法；道路地下管网众多，以及周边居民区多，也限制了破碎方法的选择。
综上所述，道路采用白加黑的方法进行改造。
4对原水泥混凝土路面的修补
原水泥路面病害处治的好坏将直接影响到加铺后路面的使用效果，处治好路面的病害是路面加铺改造的的关键。
4.1破碎板处理
对于破碎板块，采用更换破碎板的方法进行处治；对于水泥混凝土板块破碎严重或伴有沉陷、唧浆，或连续多块板破碎的，这些板块下的基层甚至底基层均存在不同程度的损坏，在对板块进行更换的同时，则换填整个基层或底基层。
4.2裂缝修补
根据裂缝损坏严重程度分别进行裂缝修补处治。当板内有轻微裂缝且板内无错台时，则不需要换板，只进行裂缝维修及混凝土板稳固处理即可。但经过处理后，断板间满足采用落锤式弯沉仪FWD逐板检测板角处的弯沉，根据不同荷载下弯沉曲线的截距小于30mm、单点弯沉小于0.14mm，相邻板块的弯沉差小于0.06mm的技术要求。如果混凝土板有错台时，则进行换板处理。
4.3 边角断裂剥落修补
当混凝土面板内仅有一条贯穿裂缝，或一个角破损，且破损板角的面积在 块面积内时，进行板块的局部更换，采用局部切除后进行修补。
4.4陷、脱空、接缝传荷能力不足的处理
对于存在沉陷、脱空、接缝传荷能力不足的完好混凝土面板，采用水泥混凝土板塊脱空处理的方式，即采用板底压浆的方法。压浆的质量控制及工艺按照以下要求进行：
(1)浆孔的大小和压注嘴的大小一致，压浆孔的布设根据路面板的大小、沉降量、裂缝状况以及压浆机械、压浆压力来确定，一般情况，钻孔按6个孔布设。压浆孔距板边的距离80～100cm左右，达到贯穿水泥混凝土面板并深入二灰基层约10～15cm的位置，原则上深度应尽可能大，但以不穿透基层为度。
(2)用压力压浆机或压浆泵进行压浆，压浆时压注嘴与压浆孔的紧密结合，使得压浆压力控制在2～5MPa之间，初始压浆阶段适当增加压力，后阶段逐渐进行降压调整至稳定压力。
(3) 浆完毕，立即用木楔封住压浆孔，待浆体初凝后除去木楔，用高标号砂浆封孔，养生1d后检测压浆效果。
(4) 浆效果检测，采用FWD逐板检测板角处的弯沉，根据不同荷载下弯沉曲线的截距小于30mm，且单点弯沉小于0.14mm、相邻板块的弯沉差小于0.06mm后，质量合格，否则进行复灌，直至符合要求。
4.5错台处治
对于完好的混凝土板与板之间发生错台，处治方法为采用压浆抬板并辅以磨平法。对于板块因脱空下沉，在压浆完毕弯沉检测满足其要求后，仍有错台的板块采用磨平机磨平(对高差小于10mm的错，直接用磨平机磨平；对大于10mm的错台，借助人工将高出的错台板基本凿平，然后再用磨平机磨平。)，从错台最高点开始向四周扩展，边磨边用3m直尺找平，直至相邻两块板齐平为止。磨平后，将接缝内杂物清除干净，并吹净灰尘，及时用聚氨酯填缝料填缝。
4.6接缝维修
对于纵横向接缝填缝料采用填缝料进行重新灌缝处理；灌缝时将缝内碎屑及杂物用勾子清除，并将专用填缝料灌入缝内。
4.7混凝土板块病害处治合格的标准
经过对混凝土板块病害的处理后，砼的弯拉强度不低于5MPa；采用落锤式弯沉仪FWD逐板检测板角处的弯沉，满足不同荷载下弯沉曲线的截距小于30mm、单点弯沉小于0.14mm，相邻板块的弯沉差小于0.06mm的技术要求。
5加铺沥青面层施工
沥青罩面层的厚度一般根据交通量的情况取5cm层路面的结构强度一般能满足要求，关键是如何防止沥青加铺层产生反射裂缝。
5.1应力吸收中间层
在水泥面板处治合格后考虑设置抗反射裂中间层材料。常见的有各类土工类材料，用于防止反射裂缝实际工程中的效果报道相差较大，从没有效果，甚至因为使用不当造成水损坏等反作用，到效果优越的都有报道。因此使用这类材料时应根据具体的裂缝病害选择合适的材料，在施工中应认真细致，不要造成材料的卷起或不平，特别是土工布类材料使用时候要让沥青浸透，否则还会起到相反的效果。
根据历史资料及使用经验，道路选择采用橡胶沥青同步碎石应力吸收层作为盈利吸收层使用，这种结构具有优良的柔韧性和粘结性，可抑制和减缓水泥混凝土路面接缝引起的反射裂缝，同时也是一层优良的防水层，可以有效地防止路表水分渗入混凝土路面结构内部。
5.2加铺层材料选择
沥青的添加剂、改性剂伴随着沥青在道路工程上的使用而逐渐发展起来，现在市场上有各种各样的添加剂、改性剂来有针对性地改善沥青的各种性能。如纤维就是一种典型的已经证明能有效抑制反射裂缝的添加剂，它可以提高沥青混合料的抗拉强度从而减少反射裂缝。
罩面层常采用的已经证明对抑制反射裂缝有良好效果的改性沥青有橡胶改性沥青、SBS改性沥青等。由于橡胶沥青当时在省内没有生产成规模、质量较稳定的橡胶沥青厂家，因此采用SBS改性沥青。同时采用改性沥青和纤维的沥青玛蹄脂碎石SMA性能优良，不但具有良好的高温稳定性具有良好的抗反射裂缝能力。
因此经过综合比较，道路采用SBS改性沥青玛蹄脂碎石SMA作为路面抗滑表层。
5.3加铺层厚度设计
我国现行规范并没用白改黑加铺层厚度设计内容。根据国内外使用经验，较厚的加铺层厚度能减轻反射裂缝的产生。
沥青面层厚度对防治或减轻反射裂缝的原因有两点：
(1)沥青面层越厚，原水泥混凝土面板的温缩应力将减小；
(2)反射裂缝通过较厚的沥青面层需要较长的时间。但较厚的沥青面层需要花费较高的费用，且根据国内外的研究资料来看，仅仅依靠增加罩面层厚度来防治反射裂缝的尝试仅部分成功，且最少厚度必须在15cm以上才有明显效果。
对于我国超载情况较严重的实际情况，单靠增加沥青层厚度来防治“白加黑”水泥面板的反射裂縫显然是不现实的。因此，道路加铺层厚度的设计根据交通荷载、提高路面平整度以及抗反射裂缝的要求综合确定采用10cm沥青混凝土加铺层。
6 结束语
综上所述，旧水泥混凝土路面的改造及修复对城市的道路发展具有重要的意义，这可以大大改善了原有路面的整体性能，延长道路的使用寿命。但“白加黑”施工技术现正在起步阶段，相信随着城市建设改造规模的扩大，在不断的施工探索和经验总结中，“白加黑”施工技术能够得到更广泛的应用。
参考文献
[1] 孙飞.浅谈市政“白加黑”改造工程施工质量控制[J].安徽建筑.2010年第05期
[2] 宁哲思.浅谈旧水泥混凝土路面的改造技术[J].上海公路.2010年第02期