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摘要：文章针对白加黑路面的特点进行了分析和研究，阐明了白加黑路面的处置方法和原理，提出了白加黑技术成功实施的关键要点和注意事项。通过研究此技术，以期获得经济、环保、方便且可靠的旧路改造、提高等级的修筑方法。
关键词：白加黑路面；反射裂缝；界面剪力；温度应力；防水卷材
中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）21-0065-03
1 概述
改革开放初期，因沥青混凝土技术还不够成熟和工程造价较高的原因，我国修建了大量的水泥混凝土路面。随着改革开放的深入，人们对交通出行的快捷舒适提出了更高的要求，高等级的沥青混凝土路面已得到广泛的应用。一个问题也越来越突出地摆在我们面前，即如何采用成熟的沥青混凝土技术改造原来大量修筑的水泥混凝土路面，也就是我们通常所说的白加黑路面或白改黑路面。
许多地方对白加黑路面的特点并未做深究，通常只是在白色路面上简单地加铺一层或两层沥青混合料，其结果是这种路面未使用多久即出现了开裂、推移及沉陷等多种严重病害，不仅未能有效地改善行车条件，反倒浪费了宝贵的投资。
一段时间过后，人们逐步认识了白加黑路面要解决反射裂缝问题。一种颇为流行的方法是将原来的水泥路面板体打碎以消散板缝处可能出现的应力集中对新加铺的沥青路面的破坏。于是，我们经常可以看到挖掘机安装上振动破碎头忙碌地在水泥路面上作业，许多完好的水泥板块也被完全震碎了。一个新的问题出现了，就地破碎的水泥路面并非级配均匀且安定的道路基层，在其上直接铺筑沥青路面是不能成功的。若将这些破碎路面拉走弃掉的话，不仅要花费大量的运输成本，而且还对环境造成不良影响。于是很多地方在破碎的路面上重新铺筑水泥稳定基层，然后再铺筑至少两层沥青混凝土路面，这个结果不仅花费很大，还将原路面标高提高了许多，引起了排水、安全设施重置等一系列的问题。
为寻找经济可靠的白加黑改造之路，我们有必要对白加黑路面进行深入的研究。
2 白加黑路面破坏的主要原因分析
白加黑路面破坏的主要原因和白色路面的特点有关。白色路面也称之为刚性路面，其混凝土材料有随温度升高或降低伸长或缩短的特性，若我们限制它随温度的伸长或缩短，其内部就要产生内应力，我们称之为温度应力。这个应力引起的伸长或缩短的力量通常是很大的，足以破坏一切阻碍其变形的任何物体。如果细心观察，在夏季高温时节，我们不难发现有些修筑不佳的水泥路面在局部被挤压，会出现凸出隆起。修筑白色路面时按一定间隔设置胀缝和缩缝就是为了给水泥路面在温度变化时的伸缩留出余地。在水泥板缝之间通常填充可变形的防水材料，防止雨水通过板缝进入路面的下面引起病害。水泥板在受力上被视为支撑在连续的半空间无限体上，水泥板的厚度按弹性层状理论和车辆荷载计算得出。
然而，由于填筑路基所经过的路段的地基通常有一定的差异，填筑材料和施工也不可能均匀一致，在道路运行一段时间后，路基通常会发生不均勻沉降，这就有可能引发两个问题：一是水泥板的支撑受力状态发生改变，由原来的连续均匀支撑改变为简支或悬臂支撑，严重时会导致水泥板的断裂；二是原水泥板缝的状态可能发生了改变，这就给水提供了可乘之机，地表水通过变宽了的板缝或裂缝进入到了水泥板的下面。在车辆荷载的作用下，这部分水变得流动且附有压力，当车辆通过时，水泥板受压弯曲，挤压板下的水通过板缝向外喷出，同时带走板下细小的沙石材料，当车辆荷载离开该板时，水泥板弹性恢复原状，又吸入更多的水进入板下，周而复始，水泥板下被掏空，水泥板断裂，道路路面破坏。这是
白色路面破坏理论上的主要原因。
由此我们可以很容易理解在白色路面上进行简单加盖沥青路面不容易成功的原因。水泥板缝在温度和荷载作用下不停地变形，对于在其上铺筑的沥青路面来说这是一种集中的应变，当该应变较大时，沥青路面在该位置很容易出现疲劳裂缝。裂缝出现后，水进入裂缝，前面所述的掏空现象并不因你加盖了沥青路面而避免，所不同的仅仅是沥青路面加原来的水泥路面比原来厚了一点而已。
3 白加黑路面的关键技术和原理
根据以上的分析，修筑白加黑路面应着重解决三个方面的问题：（1）采用合适的板缝处置方式防止地表水进入板缝中；（2）采用合适的路面铺装材料阻止或延缓反射裂缝的发生；（3）注重界面防水粘结层性能，防止剪切滑移破坏。
3.1 关于板缝的处置
关于板缝的处置目前有许多方法，例如采用聚硫橡胶或聚胺脂之类的高弹性填缝材料在刷黑加盖之前对破损板缝进行灌填处理，寄希望于填缝材料的可变形能力使板缝变形时仍能防住水。这种方法处置板缝有很好的针对性，缺点是施工较为麻烦，材料也比较昂贵。
笔者推荐采用防水卷材的方式对板缝进行处置。防水卷材由土工织物和沥青在工厂浸压成型，其卷材胎基由多层土工织物构成，有很强的抗拉和变形能力，其沥青多经过改性处理，有很强的粘附能力和耐高温性能，其沥青含量高达每平方米3～4千克。卷材出厂宽度一般为1米，将其裁剪成3条在施工现场用热熔的方式将板缝完全粘贴覆盖。特制防水卷材处理板缝的原理在于：卷材的胎基被沥青完全浸润，卷材下有较大量的高粘沥青封住了水进入板缝的通路，高强且有一定厚度的胎基可防止石料刺穿卷材。另外重要的是，卷材具有一定厚度，可吸收板缝处的集中变形，延缓沥青混合料的开裂。即使后期沥青路面开裂了，但卷材依旧在板缝处存在，防止水进入板缝产生掏空作用。
卷材方法对集中应变的吸收和消散作用笔者2003年曾专门做过对比性试验。试验的结果表明，有卷材的铺装层比没有卷材的铺装层疲劳次数增加了一倍以上。
3.2 关于应力消散层的设置
对于白加黑路面考虑应力消散或曰吸收肯定是必要的。在如何消散吸收板缝处产生的集中应变方式上有两种不同的观点：一种是采用更柔韧的胶结材料配制特殊的沥青混合料，使其具有更好地变形能力来适应较大的集中变形；另一种观点是将铺装下层做的厚一点，孔隙率大一点，以空隙阻断应变的传递，消散集中应变产生的能量。第一种方式常见一些，另一种方式相对少见一些，但目前我们还未见对比性的相关研究报告。出于对铺装结构水稳定性的考虑，笔
者倾向于采用第一种方法吸收消散应变能。
另外值得注意的是适当增加铺装层的总体厚度对白加黑路面的使用寿命有很大帮助。国外有研究表明，当铺装层厚度减薄到一定值时，其反射裂缝通常以一个月一厘米的速度在铺装层内发生，当厚度达到一定值时，反射裂缝是以一年一厘米的速度发生，可见适当提高厚度的重要性。当然，这个厚度的一定值和板缝的变形大小、荷载的大小及温差的变化大小都有关系，并非一成不变。一般来说，白加黑路面的铺装厚度不宜小于8厘米。同时增加厚度对减小界面剪力也是十分有帮助的。
3.3 界面防水粘结层的设置
若板缝已适当处置，防水粘结层设置的首要目的是保证铺装层与水泥板块的有效粘结，防止铺装层产生水平向的滑动位移。许多地方原来并未意识到这样做的重要性，只撒布乳化沥青或改性乳化沥青作为粘结层。当铺装层较薄、水平剪力较大时，铺装层会产生水平向的滑移，导致铺装层拥包和开裂。特别是当被铺筑水泥路面表面有灰尘和表面比较光滑的时候，其界面抗剪能力更加薄弱。因此做好被洒布水泥路面的除尘清洁、采用岩沥青改性或橡胶沥青改性提高粘结材料对混凝土的粘结能力，同时撒布一些碎石防止施工设备对粘结层的破坏通常会有比较好的效果。
综上所述，笔者认为，白加黑路面的结构设置应根据道路的实际现状和使用需求综合考虑。一般来说，合理处置板缝、适当增加厚度、选用适当的沥青混凝土和界面粘结层是做好白加黑路面的
关键。
4 结语
白加黑路面是一种修复旧路、提高等级的好方法。白加黑路面具有节约资源、减少环境破坏、缩短改建道路的工期、对公共交通的影响小、提高道路通行能力的效果显著等一系列优点，只要了解了白加黑路面的原理，因地制宜地采取适当的措施，在合适的时机进行白加黑改造完全可以取得很好的效果。
作者简介：郑剑锋（1976-），男，湖北宜昌人，宜昌市交通规划勘察设计研究院工程师，研究方向：公路与桥梁。
（责任编辑：周加转
关键词：白加黑路面；反射裂缝；界面剪力；温度应力；防水卷材
中图分类号：U416 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）21-0065-03
1 概述
改革开放初期，因沥青混凝土技术还不够成熟和工程造价较高的原因，我国修建了大量的水泥混凝土路面。随着改革开放的深入，人们对交通出行的快捷舒适提出了更高的要求，高等级的沥青混凝土路面已得到广泛的应用。一个问题也越来越突出地摆在我们面前，即如何采用成熟的沥青混凝土技术改造原来大量修筑的水泥混凝土路面，也就是我们通常所说的白加黑路面或白改黑路面。
许多地方对白加黑路面的特点并未做深究，通常只是在白色路面上简单地加铺一层或两层沥青混合料，其结果是这种路面未使用多久即出现了开裂、推移及沉陷等多种严重病害，不仅未能有效地改善行车条件，反倒浪费了宝贵的投资。
一段时间过后，人们逐步认识了白加黑路面要解决反射裂缝问题。一种颇为流行的方法是将原来的水泥路面板体打碎以消散板缝处可能出现的应力集中对新加铺的沥青路面的破坏。于是，我们经常可以看到挖掘机安装上振动破碎头忙碌地在水泥路面上作业，许多完好的水泥板块也被完全震碎了。一个新的问题出现了，就地破碎的水泥路面并非级配均匀且安定的道路基层，在其上直接铺筑沥青路面是不能成功的。若将这些破碎路面拉走弃掉的话，不仅要花费大量的运输成本，而且还对环境造成不良影响。于是很多地方在破碎的路面上重新铺筑水泥稳定基层，然后再铺筑至少两层沥青混凝土路面，这个结果不仅花费很大，还将原路面标高提高了许多，引起了排水、安全设施重置等一系列的问题。
为寻找经济可靠的白加黑改造之路，我们有必要对白加黑路面进行深入的研究。
2 白加黑路面破坏的主要原因分析
白加黑路面破坏的主要原因和白色路面的特点有关。白色路面也称之为刚性路面，其混凝土材料有随温度升高或降低伸长或缩短的特性，若我们限制它随温度的伸长或缩短，其内部就要产生内应力，我们称之为温度应力。这个应力引起的伸长或缩短的力量通常是很大的，足以破坏一切阻碍其变形的任何物体。如果细心观察，在夏季高温时节，我们不难发现有些修筑不佳的水泥路面在局部被挤压，会出现凸出隆起。修筑白色路面时按一定间隔设置胀缝和缩缝就是为了给水泥路面在温度变化时的伸缩留出余地。在水泥板缝之间通常填充可变形的防水材料，防止雨水通过板缝进入路面的下面引起病害。水泥板在受力上被视为支撑在连续的半空间无限体上，水泥板的厚度按弹性层状理论和车辆荷载计算得出。
然而，由于填筑路基所经过的路段的地基通常有一定的差异，填筑材料和施工也不可能均匀一致，在道路运行一段时间后，路基通常会发生不均勻沉降，这就有可能引发两个问题：一是水泥板的支撑受力状态发生改变，由原来的连续均匀支撑改变为简支或悬臂支撑，严重时会导致水泥板的断裂；二是原水泥板缝的状态可能发生了改变，这就给水提供了可乘之机，地表水通过变宽了的板缝或裂缝进入到了水泥板的下面。在车辆荷载的作用下，这部分水变得流动且附有压力，当车辆通过时，水泥板受压弯曲，挤压板下的水通过板缝向外喷出，同时带走板下细小的沙石材料，当车辆荷载离开该板时，水泥板弹性恢复原状，又吸入更多的水进入板下，周而复始，水泥板下被掏空，水泥板断裂，道路路面破坏。这是
白色路面破坏理论上的主要原因。
由此我们可以很容易理解在白色路面上进行简单加盖沥青路面不容易成功的原因。水泥板缝在温度和荷载作用下不停地变形，对于在其上铺筑的沥青路面来说这是一种集中的应变，当该应变较大时，沥青路面在该位置很容易出现疲劳裂缝。裂缝出现后，水进入裂缝，前面所述的掏空现象并不因你加盖了沥青路面而避免，所不同的仅仅是沥青路面加原来的水泥路面比原来厚了一点而已。
3 白加黑路面的关键技术和原理
根据以上的分析，修筑白加黑路面应着重解决三个方面的问题：（1）采用合适的板缝处置方式防止地表水进入板缝中；（2）采用合适的路面铺装材料阻止或延缓反射裂缝的发生；（3）注重界面防水粘结层性能，防止剪切滑移破坏。
3.1 关于板缝的处置
关于板缝的处置目前有许多方法，例如采用聚硫橡胶或聚胺脂之类的高弹性填缝材料在刷黑加盖之前对破损板缝进行灌填处理，寄希望于填缝材料的可变形能力使板缝变形时仍能防住水。这种方法处置板缝有很好的针对性，缺点是施工较为麻烦，材料也比较昂贵。
笔者推荐采用防水卷材的方式对板缝进行处置。防水卷材由土工织物和沥青在工厂浸压成型，其卷材胎基由多层土工织物构成，有很强的抗拉和变形能力，其沥青多经过改性处理，有很强的粘附能力和耐高温性能，其沥青含量高达每平方米3～4千克。卷材出厂宽度一般为1米，将其裁剪成3条在施工现场用热熔的方式将板缝完全粘贴覆盖。特制防水卷材处理板缝的原理在于：卷材的胎基被沥青完全浸润，卷材下有较大量的高粘沥青封住了水进入板缝的通路，高强且有一定厚度的胎基可防止石料刺穿卷材。另外重要的是，卷材具有一定厚度，可吸收板缝处的集中变形，延缓沥青混合料的开裂。即使后期沥青路面开裂了，但卷材依旧在板缝处存在，防止水进入板缝产生掏空作用。
卷材方法对集中应变的吸收和消散作用笔者2003年曾专门做过对比性试验。试验的结果表明，有卷材的铺装层比没有卷材的铺装层疲劳次数增加了一倍以上。
3.2 关于应力消散层的设置
对于白加黑路面考虑应力消散或曰吸收肯定是必要的。在如何消散吸收板缝处产生的集中应变方式上有两种不同的观点：一种是采用更柔韧的胶结材料配制特殊的沥青混合料，使其具有更好地变形能力来适应较大的集中变形；另一种观点是将铺装下层做的厚一点，孔隙率大一点，以空隙阻断应变的传递，消散集中应变产生的能量。第一种方式常见一些，另一种方式相对少见一些，但目前我们还未见对比性的相关研究报告。出于对铺装结构水稳定性的考虑，笔
者倾向于采用第一种方法吸收消散应变能。
另外值得注意的是适当增加铺装层的总体厚度对白加黑路面的使用寿命有很大帮助。国外有研究表明，当铺装层厚度减薄到一定值时，其反射裂缝通常以一个月一厘米的速度在铺装层内发生，当厚度达到一定值时，反射裂缝是以一年一厘米的速度发生，可见适当提高厚度的重要性。当然，这个厚度的一定值和板缝的变形大小、荷载的大小及温差的变化大小都有关系，并非一成不变。一般来说，白加黑路面的铺装厚度不宜小于8厘米。同时增加厚度对减小界面剪力也是十分有帮助的。
3.3 界面防水粘结层的设置
若板缝已适当处置，防水粘结层设置的首要目的是保证铺装层与水泥板块的有效粘结，防止铺装层产生水平向的滑动位移。许多地方原来并未意识到这样做的重要性，只撒布乳化沥青或改性乳化沥青作为粘结层。当铺装层较薄、水平剪力较大时，铺装层会产生水平向的滑移，导致铺装层拥包和开裂。特别是当被铺筑水泥路面表面有灰尘和表面比较光滑的时候，其界面抗剪能力更加薄弱。因此做好被洒布水泥路面的除尘清洁、采用岩沥青改性或橡胶沥青改性提高粘结材料对混凝土的粘结能力，同时撒布一些碎石防止施工设备对粘结层的破坏通常会有比较好的效果。
综上所述，笔者认为，白加黑路面的结构设置应根据道路的实际现状和使用需求综合考虑。一般来说，合理处置板缝、适当增加厚度、选用适当的沥青混凝土和界面粘结层是做好白加黑路面的
关键。
4 结语
白加黑路面是一种修复旧路、提高等级的好方法。白加黑路面具有节约资源、减少环境破坏、缩短改建道路的工期、对公共交通的影响小、提高道路通行能力的效果显著等一系列优点，只要了解了白加黑路面的原理，因地制宜地采取适当的措施，在合适的时机进行白加黑改造完全可以取得很好的效果。
作者简介：郑剑锋（1976-），男，湖北宜昌人，宜昌市交通规划勘察设计研究院工程师，研究方向：公路与桥梁。
（责任编辑：周加转