城市道路路面白改黑的设计探讨

城市道路路面白改黑的设计探讨

陈晓飞

（陕西顺通勘察设计有限公司，陕西省西安市710000）

摘要：城市道路的路面使用质量改造提升是城市建设中的重要课题，我国的城市道路存在着部分水泥混凝土路面，随着此部分路面服务年限的延长，很多路面出现了不同程度的病害，行车不舒适性和不安全性逐步凸显出来，本文主要结合铜川市城市道路路面改造工程，分析了原路面破损原因，提出了旧水泥混凝土路面改造措施，最后通过方案比选确定出路面改造方案，期望为相关设计人员提供借鉴。

关键词：白改黑；城市道路；路面改造；病害处理

Discussiononthedesignofwhiteroadblackeningofurbanroads

ChenXiaofei

(ChinaRailway14thBureauGroupCo.,Ltd,ShanxiXian272000)

Abstract：Improvementofpavementqualityofurbanroadsisanimportantissueinurbanconstruction.Therearesomecementconcretepavementinurbanroadsofourcountry.Withtheextensionofservicelifeofthispartofpavement,manypavementshavedifferentdegreesofdiseases,drivingdiscomfortandinsecurityaregraduallyhighlighted.CombiningwithTongchuancityroadpavementreconstructionproject,thispaperanalysesthecausesoftheoriginalpavementdamage,putsforwardtheoldcementconcretepavementreconstructionmeasures,andfinallydeterminestheroadsurfacereconstructionschemethroughschemecomparison,expectingtoprovidereferenceforrelevantdesigners.

Keywords：whitetoblack;urbanroad;roadreconstruction;diseasetreatment

0引言

城市道路路面的使用质量是影响城市居民出行的重要因素，近年来随着社会经济的迅速发展，城市化水平不断提高，社会小客车保有量迅猛增加，城市道路交通量与日俱增，人们对安全出行、舒适出行的要求也越来越高，但是目前很多城市道路都是前期修建的水泥混凝土路面，随着多年的使用，已经出现了不同程度的病害，行车舒适性越来越差，水泥混凝土路面的养护时间和维修时间较长，对城市交通的影响较大。为有效解决水泥路面维修与交通需求之间的矛盾，近年来新出现的路面“白改黑”技术可有效解决这一难题，“白改黑”技术是是把原来的水泥混凝土路面（灰白色）通过技术手段改建为沥青混凝土路面（黑色），达到环保、防尘、降噪和增添行车舒适性的效果。“白改黑”技术不仅结合了沥青、水泥混凝土的优点，还能减轻对交通的影响，以改善路面的使用质量，提高行车舒适性，此项技术目前已被广泛应用。

1旧路路面技术状况分析

通过对现状水泥混凝土路面的技术状况进行分析，对道路的平整度、行驶质量指数、路面损害状况、断板率等进行综合评定，为“白改黑”的方案比选提供原始数据支持。一般采用以下方式：

（1）实地踏勘调查

根据项目的现场实际情况，主要对路面的病害进行分类统计，初步判断各类病害产生的原因。

（2）路面结构层及上路床钻孔取芯

对路面结构层钻孔取芯（一般每车道每100米一处，深度约1米）主要反映的既有水泥混凝土路面结构层各层的结构类型、结构厚度及强度状况，并通过室内试验取得土质路基上路床的压实度数据。

（3）路面弯沉检测

通过对路面顶面水泥混凝土面板边缘的弯沉检测（一般每车道每25米一处，检测点距板缝30厘米），排查是否存在悬空的混凝土面板，对面板的传荷能力及面板与基层的层间结合状况进行判断。

2道路白改黑方案比选

根据旧路面的技术状况分析结果，结合项目的实际情况（如：路面下管网分布情况、周边居民及企事业单位的分布情况、施工的干扰因素等）进行路面“白改黑”方案比选，一般根据对路面承载能力的需求不同分为两类：

（1）现有水泥混凝土路面结构在满足轻、中型交通类型需求的情况下，利用现状水泥混凝土路面结构加铺沥青层，不显著提高路面承载能力，重点在于改善路面的行车舒适性及路面观感。

（2）经对路面结构层及上路床钻孔取芯，反映出的既有水泥混凝土路面结构层各层的结构类型、结构厚度、结构强度及上路床压实状况，经按专用程序计算，现状水泥混凝土路面结构上加铺沥青层不能满足重型交通类型需求时，采取挖除既有水泥混凝土路面结构后新建沥青混凝土路面，提高路面承载力。

3工程实例介绍

3.1工程概况

本文结合陕西省铜川市新区某主干路路面改造工程，对上述道路原有水泥混凝土路面进行各类病害调查分析，通过取芯调查原有路面的结构类型、结构厚度、强度状况、路面弯沉以及土质路基的路床压实度等指标，检测结果显示水泥混凝土面层厚度24～26厘米，芯样完整，弯拉强度4.0～5.0Mpa；石灰土碎石基层厚度19～24厘米，碎石含量21～35％，板结状况良好，芯样基本为小块状；石灰土底基层厚度20～30厘米，含少量石灰，板结状况较差，芯样呈松散状，基层与底基层层间界限不明显；面板边缘单点弯沉值均小于15（0.01mm）；路床顶部压实度K≤80%；病害处理换板率约4%；石灰土碎石基层顶面弯沉代表值132.7（0.01mm）。

3.2方案设计

针对检测结果和设计交通量的要求，决定对原有路面采取白改黑方式进行改造，根据后期各路段交通类型对路面承载能力的不同需求，共设计四个路面改造方案：

方案一是针对轻、中型交通，依据上述旧路面检测信息和参数，按照《公路水泥混凝土路面设计规范》JTGD40－2011“8.6款沥青加铺层结构设计”有关规定，经按公路路面设计程序系统中旧混凝土路面加铺沥青层设计程序计算结果，首先对原有水泥混凝土路面进行病害处理后，对新旧面板顶面铣刨5-10mm，铺设50KN玻璃纤维土工格栅，洒布热沥青碎石粘结层，加铺8厘米ATB－25中粒式沥青碎石下面层+5厘米AC－13细粒式SBS改性沥青混凝土上面层。改造后路面结构示意图如图2（左）所示。

方案二针对轻、中型交通，首先对原路床软基进行换填处理，然后对面层进行共振碎石化处理，最后加铺沥青面层（热沥青碎石封层＋8厘米ATB－25中粒式沥青碎石下面层+5厘米AC－13细粒式SBS改性沥青混凝土上面层），改造后路面结构与方案一类似。

方案三是针对重交通，设计基准期为15年，将原路面全部挖除后，对路床进行加固，最后新建沥青路面，经城镇道路路面设计程序系统计算，改造后路面结构为5cmAC－13SBS改性沥青混凝土上面层+7cmAC-20沥青混凝土下面层+36cm水泥稳定碎石基层+20cm水泥粉煤灰土底基层。

方案四主要针对中型交通，设计基准期为15年，改造时将原面层全部挖除后进行基层以下的病害处理，然后对原基层进行就地冷再生，最后加铺新的沥青路面结构，经城镇道路路面设计程序系统计算，改造后路面结构示意图如图2（右）所示。

3.3方案比选

通过对上述四种方案进行比较分析，方案一实施起来最简单，对交通影响较小，投资金额最少，可有效减少反射裂缝，但是不能有效克服刚性基层的通病，主要适用于轻型交通；方案二能有效的处理好基层的反射裂缝问题，但是路面碎石化之后板体性减弱，会导致路面结构强度下降，主要适用于轻型交通；方案三路面结构承载力高，通行能力强，可适用于重型交通，但是投资金额最高，不能有效利用原有路面结构，代价较大；方案四对原有路面结构充分利用，并适当的提高承载力，增强通行能力，造价适中，使用周期较长，对交通影响大。针对区域的交通流特征、工程项目建设造价、交通影响程度和改造后质量综合分析，最终选择方案一为本项目的最终设计方案。

3.4旧水泥混凝土路面病害处理

根据选定的改造方案，首先需要对原有水泥混凝土路面的病害进行处理，经过处理后的水泥板具有足够的强度、刚度及耐久性，将作为复合式路面结构基层。旧路面病害处理是否达到预定要求，直接影响复合式路面的使用寿命和行车效果，成功的关键在于对原有路面病害的针对性处理，以保证基层应有的承重及传递荷载的作用。根据本项目中旧水泥混凝土路面的损坏程度，对病害进行分类，分别制定处理措施。

（1）病害类型：裂缝填隙类

原有路面表现为：路面板完好无裂缝或者板块裂缝仅1条且规则，裂缝一般处于板中，裂缝两侧无碎块无错台；板块缩缝和胀缝处填缝料脱落。

处理方法为：清除裂缝及原有缩缝、胀缝内灰尘泥土，用填缝料灌缝。

（2）病害类型：面板断裂

原有路面表现为：面板严重断裂（无明显竖向变形）板块裂缝＞2条，裂缝两侧产生碎块网裂或明显错台；或板块裂缝仅1条但距板边缘距离＜1m。

处理方法：将原有破损水泥混凝土面板全部挖除并重新浇筑水泥混凝土面板。

（3）病害类型：轻微沉陷、断角、唧泥、板底脱空问题

原有路面表现为：无错台破碎、轻微沉陷、断角、唧泥、板底脱空病害产生原因主要由面层强度不足或因面层与基层层间联结不良引起。

处理方法：将原有破损水泥混凝土面板及基层全部挖除，新铺水泥混凝土面板及基层。

（4）病害类型：错台破碎、中度沉陷、面板破碎成块问题

原有路面表现为：错台破碎、中度沉陷面板破碎成块状且水平错位己活动；沉陷量小于10mm而引起面板断裂。病害产生原因主要由路床土基压实不足或因基层及底基层强度、厚度不足引起。

处理方法：将原有破损水泥混凝土面板、基层及底基层全部挖除，新铺水泥混凝土面板、基层及底基层。

（5）病害类型：路面严重破碎、沉陷问题

原有路面表现为：严重沉陷面板破碎成块状且水平错位己活动；沉陷量大于10mm，甚至达20～80mm，而引起面板断裂。病害产生原因主要由路床土基压实不足（部分因管道基槽回填土压实不足引起）或因基层、底基层强度、厚度不足引起。

处理方法：将原有破损水泥混凝土面板、基层及底基层全部挖除并将路床翻挖回填处理2米，新铺水泥混凝土面板、基层及底基层。

病害处理完成后，根据设计的路面加铺层结构进行下一步施工。

4结语

城市道路的白改黑技术目前已经很成熟，但是在应用中大多只停留在改模板的阶段，甚至出现不同地区间的套用，不能够针对具体区域、具体路面进行病害原因剖析，导致改造工程实施了，但是后期依然出现类似的病害，在改造中一般就给出一种方案，很少出现方案比选的情况。本文结合铜川市道路白改黑的改造工程，从病害分类处理到方案设计、比选提出了自己的见解，通过设计探讨确定了项目实施的最佳方案，期望可以为相关设计人员提供借鉴。

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