公路大中修工程中白改黑施工技术分析及其施工控制.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：陈启平（1975-）男,汉族，广西玉林人，大专学历，助理工程师，研究方向为公路养护。-9-公路大中修工程中白改黑施工技术分析及其施工控制 陈启平 广西壮族自治区玉林城区公路养护中心，广西 玉林 537000 摘要：摘要：公路大中修工程在现代交通建设中占据着不可忽视的地位，其涉及的技术与工艺随着时间的推移不断创新与完善。其中，白改黑技术作为一种现代道路修复技术，已经在众多工程中得到广泛应用和验证。白改黑技术可以将旧的水泥混凝土路面转化为沥青混凝土路面，该技术不仅延长了路面的使用寿命，还提高了道路的舒适性和驾驶安全性。同时，这种技术对于资源的循环利用和环境保护也具有深远的意义。然而，如何确保施工过程中的技术控制和质量管理，确保白改黑技术的优势得到充分发挥，成为众多工程师和技术人员面临的挑战。因此，深入探讨白改黑施工技术及其控制策略，对于推进公路建设技术的持续进步具有重要价值。关键词：关键词：公路大中修工程；白改黑；施工技术；施工控制 中图分类号：中图分类号：U418 0 引言 白改黑技术是一项将旧水泥混凝土路面改造为沥青混凝土路面的创新技术，它为公路修复领域带来了新的解决方案。这一技术将经过深度破碎和再加工处理以及粘合的旧路面铺设到新的路面上。对于施工单位和政府部门来说，这种技术不仅能够有效减少工程成本，还可以简化施工流程，缩短工程周期。在资源紧张和环保要求日益增强的当下，白改黑技术因其较高的资源利用率和较低的环境影响而备受推崇。与传统的公路修复方法相比，这种技术在环保方面也展现出了明显的优势，为公路修复和改造提供了一个既高效又环保的解决方案。此外，随着经济的发展和人们生活水平的提高，对道路的舒适性和安全性的要求也越来越高。传统的水泥混凝土路面在使用一段时间后，往往会出现裂缝、坑洞等问题，给驾驶者带来很大的不便。而白改黑技术能够很好地解决这些问题，使道路更加平滑，提高驾驶者的舒适感和安全感。1 白改黑施工原料选择与配比技术 1.1 沥青的种类及性能 沥青在白改黑施工中占据了核心的位置，其种类和性能直接影响到道路的质量和寿命。一般而言，常用的沥青主要有普通沥青、改性沥青和特种沥青三大类。普通沥青，主要来源于石油提炼的副产品，具有一定的黏度和延性，但在高温或低温环境下可能出现流动或脆化。这就为改性沥青提供了应用场景，它通过在基础沥青中加入一些高分子改性剂如SBS、EVA等，从而改善其高温稳定性和低温抗裂性。例如，SBS 改性沥青可以增加沥青的软化点到 60以上，同时降低其低温韧性温度至-25以下，为道路提供更好的全天候性能。特种沥青则为一些特定用途而开发，如高黏度沥青，其黏度可达 3000Pas 以上，适用于高交通荷载和高温环境。在配比技术上，沥青的含量通常根据其与骨料的结合性、道路的使用环境和预期性能进行调整，一般沥青混凝土的沥青用量为骨料重量的 4%-7%。过多的沥青可能导致路面软，而过少则可能导致不耐磨和易裂。因此，选择合适种类并进行严格的配比是确保白改黑施工质量的关键。1.2 骨料的选择及处理 在白改黑施工中，骨料的选择及其处理是决定沥青混凝土性能的另一个关键环节。骨料种类众多，常见的包括花岗岩、石英石、石灰石和玄武岩等。这些骨料因其矿物组成和物理性质的差异，展现出不同的抗压、抗磨和抗滑性能。例如，花岗岩因其高硬度和耐磨性，在高交通荷载路段得到广泛应用。然而，选择骨料的硬度、粒径和形状是配比技术的初始步骤。统计数据显示，粒径在 5-25mm 的骨料对沥青混凝土的整体性能有积极的推动作用。紧密的骨料级配可以确保混凝土有足够的密实度和结合强度，通常，0.075mm以下的细粒含量应控制在 4%-9%之间，以获得良好的工作性和耐久性。骨料的处理也至关重要，首先要进行洗涤，以去除表面的泥沙和杂质。接下来，为确保骨中国科技期刊数据库 工业 A-10-料与沥青的良好结合，需要对骨料进行干燥，使其含水量低于 0.5%。此外，对骨料的预热也是常见做法，预热到 150-160可以确保沥青与骨料之间的良好粘结。选择高质量的骨料并进行恰当的处理是确保白改黑施工达到预期性能的基石。2 施工工艺流程技术分析 2.1 旧路面处理技术 施工工艺流程中，旧路面处理技术是白改黑工程的首要环节，它直接决定了后续工程的成功与否。首先，对旧的水泥混凝土路面进行深度破碎，利用高频振动锤或冷铣机，可以将路面破碎到预设的深度，一般在 5-15cm 范围内。这样的深度既能保证下层的稳定性，又能为新的沥青混凝土铺设提供足够的空间。紧接着，对破碎后的碎片进行清扫和整理，确保没有大块石料或其他障碍物。对于存在裂缝或坑洼的部分，需要进行特殊处理。数据显示，如果破碎深度超过 10cm，那么在这些部位的裂缝宽度应小于 3mm，以确保新的沥青混凝土与旧路面的紧密结合。然后，为进一步提高新旧路面的结合性，会施加一层黏结剂，如乳化沥青，其喷涂量通常为 0.3-0.5kg/m，以确保足够的粘结强度。此外，考虑到地下水位和排水问题，必须确保路面有适当的坡度，一般在 2%-3%范围内，这有助于雨水迅速排走，降低路面的水损伤风险。旧路面处理技术是确保白改黑工程成功的关键步骤，需要细致、严格地执行，以保证后续施工的质量和效果。2.2 沥青路面铺设技术 沥青路面铺设技术对决定整体道路性能起到关键作用。铺设开始之前，沥青混凝土的制备是至关重要的，这要求在特定的搅拌站中进行，以确保沥青混凝土的温度、含水量和沥青的含量达到标准。标准通常规定混凝土出料温度应维持在 150-160之间，以保持材料的工作性和流动性。沥青混凝土到达施工现场后，使用铺摊机进行铺设。为确保材料在铺设过程中得到均匀分布，铺摊速度和铺摊厚度成为关键参数。经验数据显示，沥青混凝土的铺设厚度通常落在 3-5cm范围内，而铺摊速度则需要控制在 3-6m/min。此外，接缝处理在沥青路面铺设中也非常关键。为了确保整个路面的连续性和整体性，接缝处的沥青混凝土必须经过充分的压实和热合。另外，沥青的选择也与路面的性能直接相关，其中改性沥青，如 SBS 和 APP，因其改善的抗疲劳、抗裂缝性能而广受欢迎。同样，骨料的选择、大小和分布，以及填料和添加剂的类型和比例，都对沥青混凝土的性能产生影响。考虑到变化的气候条件和交通荷载，沥青路面铺设技术需经过精心的设计和施工，确保其长期稳定、高效且耐用。2.3 压实与成型技术 压实与成型技术在沥青路面铺设中占据着至关重要的地位，为确保路面的承载能力、耐久性和驾驶舒适性，技术的选择与操作需要异常精细。开始压实时，沥青混凝土的温度对结果有显著影响，通常要求混凝土的初始压实温度高于 120，这样有助于提高其流动性，使其更易于压实。同时，结束压实的温度不应低于 90，以确保材料在整个过程中维持良好的塑性。使用的压路机类型也对压实效果有重大影响。静压压路机通常适用于平坦的路段，而振动压路机更适合于需要高密实度的路段。无论选择哪种类型，都需要根据实际的道路条件和混凝土特性调整其操作参数。实践数据指出，为达到理想的密实度，路面的压实次数通常在 3-5 次之间，而压实速度则通常控制在2-4m/min。密实度是评价压实效果的核心指标，通常使用Theoretical Maximum Specific Gravity(TMSG)作为参考。根据多年的实践和研究，沥青混凝土的密实度应在 92%-95%的 TMSG 之间，这样可以确保其有良好的结构性能和耐久性。过高或过低的密实度都会影响路面的使用性能。除了压实，成型也是关键。确保路面的平整度和坡度不仅关乎驾驶的舒适性，还直接影响雨水的排放和道路的安全性。高精度的平整仪器和激光导向系统在现代沥青铺设中得到了广泛的应用，它们可以确保路面的平整度达到设计要求，一般要求纵向平整度误差不超过 3mm/3m，横向坡度控制在 2%-3%之间。压实与成型技术对沥青路面的质量有决定性的影响。选择正确的技术，严格控制操作参数，并采用现代化的设备和检测手段，是确保沥青路面高质量、高性能的关键。3 施工控制策略 3.1 施工前的准备与计划 施工前的准备与计划是确保沥青路面铺设质量的基石，涉及多个关键环节的深入分析和详实规划。对于原料的检测与控制，首先要对沥青、骨料、填料及中国科技期刊数据库 工业 A-11-添加剂进行全面的物理和化学性能测试。如，在沥青的测试中，粘度、延度、软化点等数据不仅决定了其工作性和流动性，而且与路面的耐久性和防裂性直接相关。标准规定沥青的延度应在 50-100cm 范围内，而软化点应在 48-52。再如，骨料的颗粒大小、形状和厚度均要经过精确测量，以确保与设计参数一致。原料检测的另一关键是实时监控和自动控制系统的使用。现代化的实验室设备如红外光谱仪和高速离心机，可以实时分析沥青的组成和性质，为施工提供实时数据支持。而对于骨料，现代的筛分设备和颗粒分析仪器能够实时监控其颗粒大小和分布。设备的维护与准备也是施工前不可或缺的环节。铺摊机、压路机等关键设备需经过严格的检查和维护，确保其在施工过程中的高效、稳定运行。例如，铺摊机的刮刀、输送带和振动系统都要经过详细的检查，确保其清洁、无损伤，并按照制造商的指导进行润滑和维护。此外，对于液压系统、电气系统和控制系统，都要进行定期的维护和校准。在施工前的准备与计划中，时间管理和资源配置也显得至关重要。详细的施工计划需要考虑到各个环节的时间需求、物料供应和人员分配，确保整个施工过程高效、连续且无缝。为了实现这一目标，施工团队需采用先进的项目管理软件和技术，如 BIM 技术，来模拟施工过程，预测潜在问题，并制定应对策略。3.2 施工中的监测与质量控制 施工中的监测与质量控制决定了沥青路面的终极性能和耐用性。温度控制策略在沥青混凝土的铺设中显得尤为关键，因为温度对材料的工作性和流动性有直接影响。沥青混凝土在出料时应保持在 150-160的温度范围内，这样可以确保其在铺设和压实时保持适当的粘度。为了实现这一点，现代化的温控设备，如红外线温度计和热成像相机，常被部署在施工现场，以进行实时温度监测。骨料与沥青的混合比例控制同样至关重要。一个不当的混合比例可能会导致路面的脆化、开裂或形成车辙。通过精确的计量系统和自动搅拌技术，混合站可以保证骨料与沥青的混合比例始终在设计范围内。具体地说，沥青的含量通常控制在4%-6%的范围内，骨料的颗粒大小和分布则要满足特定的规范要求。在线化学分析仪和光学显微镜经常用于对沥青混凝土的成分和微观结构进行监测，从而保证其混合比例的精确性。而对于压实度与成型质量的评估，它们直接决定了路面的承载能力和使用寿命。标准化的压实测试，如核密度测试和板载试验，被广泛应用于施工现场，以评估沥青混凝土的压实度。为了达到理想的压实度，压路机的滚筒宽度、压路速度和重复次数都需要根据实际条件进行调整。另外，成型质量的评估涉及沥青混凝土的平整度、连续性和接缝处理。使用激光测距仪和三维扫描技术，可以实时监测路面的几何形状和平整度，确保其达到设计要求。3.3 施工后的评价与整改 施工后的评价与整改环节决定了沥青路面工程的完整性和长期性能。首先，进行全面的路面性能测试是不可或缺的。对于新铺设的路面，通常进行初始平整度、摩擦系数和弹性模量等关键性能指标的测定。例如，使用高速激光测距仪可以得到路面的微观和宏观不平度，这些数据对于评估驾驶舒适性和路面耐久性至关重要。同时，摩擦系数测试设备，如摩擦摆测量器，确保路面在各种天气条件下为车辆提供足够的附着力。然而，施工后常出现的问题包括路面车辙、开裂和脱浆等。车辙的形成可能是由于混凝土的过早压实、混合不均或沥青的过度老化。对此，常见的解决策略是使用高强度的沥青、增加沥青的含量或调整骨料的颗粒大小分布。路面的开裂可能与材料的收缩特性、基层条件或环境因素有关。为了预防开裂，可以通过增加沥青混凝土的韧性、提高基层的稳定性或使用防裂纤维等技术进行整改。至于脱浆现象，它可能与沥青的低粘度、骨料的表面质量或混合过程中的空气含量过高有关。解决此问题的策略可能包括调整沥青的配方、改进骨料的预处理技术或优化混合设备的工作参数。4 结束语 随着科技的不断进步和材料科学的深入研究，沥青路面施工技术将迎来更多的创新与挑战。智能化施工、环境友好型材料和精确的质量控制系统预计将逐渐成为行业标准。此外，随着城市化和交通需求的持续增长，对路面的使用寿命和耐久性的要求也将更为严格。这促使工程师和研究者不断探索新的施工方法和材料配方，以满足更高的性能标准。同时，环境可中国科技期刊数据库 工业 A-12-持续性和循环经济的理念也将进一步渗透到沥青路面施工中，推动整个行业向更为绿色、低碳的方向发展。沥青路面施工领域的未来充满了无限的机遇和可能性，期待更多的技术突破和应用实践为社会带来更大的价值。参考文献 1徐驰.路面“白改黑”施工技术研究J.设与设计,2023(04):178-180.2闫妍.公路大中修工程中白改黑技术的应用及施工J.交通世界,2021(34):54-55.3阮聪.公路大中修养护工程碎石化“白改黑”施工技术研究J.西部交通科技,2021(10):44-45.4刘春林.山岭高速公路隧道水泥路面“白改黑”施工技术研究J.运输经理世界,2020(10):55-56.5冯将军.高速公路隧道水泥路面“白改黑”施工技术分析J.居业,2020(03):110-111.