道路“白加黑”的认识

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:道路作为社会经济建设的基础,在国家发展道路上具有特别重要的意义。目前,我国以高速公路、国省干线等为主骨架的道路网已基本形成,根据近些年国内的发展趋势,新建道路项目总数量呈下降趋势,而旧路提级或拓宽改造项目总数量则呈逐渐上升趋势。其主要原因之一是早期建设的水泥路面因其材料本身的缺陷,在汽车行驶过程中产生了较大的噪声,这对于居住在道路两侧的居民来说,尤其是夜间,都造成了很大的困扰。因此,目前国内各地都在对旧水泥路面进行改造,而道路“白加黑”改造方式由于在各方面所特有的优点,在各改造方案中得到了应用及普及。本文结合个人以往参与的设计项目,就道路“白加黑”改造方式在设计及施工过程中的一些认识进行总结。

  关键词:“白加黑”;水泥路面;沥青路面;市政管线;工程造价;

  “白加黑”简单说是指在旧水泥路面(白)上加铺沥青面层(黑),是一种经济适用的旧路改造方式。

  首先,沥青路面可以减少行车所产生的噪声,这也是为什么要“白加黑”的主要原因之一。噪声的产生主要是由于车轮频繁碾压路面接缝所造成的。沥青路面为柔性路面,在温差应力作用下,可以适应一定的变形量,很少产生温度裂缝,这就是平时在路上见到的沥青路面为什么不像水泥路面一样设置了密密麻麻、纵横交错的路面接缝的主要原因,也是沥青路面可以减少噪声的关键所在。相较之下,水泥路面为刚性路面,在反复温差作用下,容易产生开裂。为此,水泥路面需按规范间隔增设路面接缝,而路面接缝的设置使得路面整体平整度受到影响,便产生了噪声。尤其在车流量大、车速快的繁华市区,噪声影响就相当明显。

  另外,“白加黑”改造方式与周边环境的协调性强,且造价相对较优。与周边环境的协调性主要体现在“白加黑”的施工工艺上,该改造方式仅需对旧路进行铣刨,施工过程中不会产生较大噪声。对于位于镇区内的道路改造项目,因拟改造旧路一般两侧房屋已经形成,受房屋与旧路高差限制,加铺的沥青层厚要求不能太厚,而“白加黑”改造方式一般加铺厚度仅为20cm左右,可与两侧房屋做到较好的衔接。造价相对较优主要是因为该改造方式对旧水泥路面的处理相对简易,无需对旧路面进行开挖或者打裂压稳加铺水稳调平层等,当然这也需要以旧路面能满足相应设计指标要求为前提。

  “白加黑”改造方式在国内各地区已有非常多的成功案例,且目前仍在发展中,当然,该方式在应用和发展过程中仍存在一些问题需要做进一步研究探讨。

1 前期旧路状况调查至关重要

  对于旧路改造项目,前期旧路调查资料的详略及准确度对后期设计会产生很大影响。其重要性列举本人负责的项目“惠安县净岞线及镇区道路改造工程-净岞线”进行说明。项目位于镇区,总长5.246公里,双向六车道。设计拟进行沥青化改造,建设标准为二级公路兼城市主干路,最终财政审核建安造价为1.79亿元。在经过前期现场调查、路面弯沉检测等工作后,决定采用“白加黑”的改造方式。当时设计时,旧路面结构层情况主要以旧路施工图为依据。实际施工时,发现旧路第三板的路面结构层厚度与原设计严重不符,直接加铺沥青面层可能引起质量事故。事后,经过会议研究讨论,决定采取挖除重建该板水泥路面方案,最终造成了重大变更。

  分析该案例,造成重大变更的原因很大程度上归因于设计单位未充分掌握旧路面状况,而盲目轻信于原设计图纸。由此可知,“白加黑”改造项目前期调查工作在设计中的重要性,在今后的设计当中应更加重视前期资料的收集、分析及整理。道路“白加黑”改造项目旧路状况调查重点应包括现状交通量大小、旧路面质量状况、现状市政管线情况等,并做好相关的地形图修测、试验检测、地质勘探等工作。对于现状交通量调查,可采取现场实测或向当地观测站咨询等方式。对于旧路面技术状况,“分为优、良、中、次、差五个等级”[1],应重点调查现状路面质量状况,包括旧路面病害情况、旧路面结构层厚度以及旧路面弯拉强度等技术指标。可通过多种方式取得调查资料,其中,旧路面病害资料可主要通过现状踏勘配合弯沉检测取得,旧路结构层厚度以及旧路面弯拉强度等技术指标,可通过收集原施(竣)工图并结合钻芯取样通过试验取得。对于现状市政管线情况调查,因其所涉及管线类型多,现场情况较难准确把握,因此,应采取多种渠道。首先应结合施(竣)工图进行现场踏勘核对,并应主动向管线权属单位进行咨询,会同相关负责人进行现场摸查。若现状管线错综复杂,则应进行必要的物探及CCTV检测等工作。

  道路“白加黑”改造项目要做好旧路状况调查这项工作,必不可少的还要进行相应的地形图修测、试验检测、地质勘探等工作。沥青加铺层设计应“调查旧路面状况,分析路面损坏原因,对路面破损程度进行分段评价”[2]。地形图是设计与计量的基础资料,应保证其准确性。因随着时间推移,地形地物会发生变化,对于早期的测量资料,应进行实时更新,做必要的修测,以保证测量数据准确可靠。需进行的试验检测工作,相对于道路专业来说,应主要包括旧路弯沉检测、接缝传荷能力检测、旧路面结构层厚度及旧路面弯拉强度检测等。相对于桥涵专业来说,应主要进行桥梁检测。相对于市政管线专业来说,应主要包括物探、CCTV检测等。另外,还应进行相应的地质勘探工作,原因是很多项目虽然路面承载力能满足路面设计要求,但旧路基下常存在未经处理的软弱下卧层或者开挖困难的石方等,这些情况对新增管道的沟槽开挖,以及埋设管道关系重大,且很大程度上影响了工程造价。因此,在设计前应探明设计范围内地质情况,出具相应的地质报告,取得相应的土层技术参数等。

2 控制反射裂缝是道路“白加黑”改造项目的关键性问题

  因刚性的水泥面层为抵消材料热胀冷缩产生的温度应力,需在面层上设置很多一定规则的横纵接缝,这些接缝以及旧路面已存在的其他原因产生的裂缝,使得加铺后的沥青面层在旧水泥面层接缝或裂缝处产生反射裂缝的现象,而裂缝产生的多少,就决定了工程的成败。因此,控制反射裂缝的发生一直是道路“白加黑”改造项目的关键性问题。“无论采用何种路面类型,均应对旧路面的病害进行修复处置”[3]。为更好的控制路面反射裂缝的产生,目前国内已有多种不同的处理方案,主要包括在水泥面层顶铺设橡胶应力吸收层、铺设土工织物以及增加柔性基层等。

  “既有路面存在较多裂缝时,应采取减缓反射裂缝的措施”[4],具体采用何种方案来减少反射裂缝的产生,应根据各地区的技术水平、成功经验等因素进行选择。对于“惠安县净岞线及镇区道路改造工程-净岞线”,前期设计分别对各方案进行了综合比较。首先,根据本地区的经验,应力吸收层存在施工技术要求高、薄层沥青在施工质量方面难以控制等问题,给建设单位管控带来困难。经过几个类似项目的调查研究发现,采用应力吸收层的效果不理想,且给工程带来了较大的投资浪费。其次,在接缝处铺设土工织物,如玻纤格栅等,也可以延缓路面反射裂缝的产生,但其铺贴工艺要求高,机械碾压后容易出现打折现象,且需特别注意成品保护。经比选分析后,“惠安县净岞线及镇区道路改造工程-净岞线”最终选择采用三层沥青结构形式,从上到下分别为4cm厚细粒式改性沥青混凝土、6cm厚中粒式改性沥青混凝土、8cm厚ATB-25密级配沥青稳定碎石,由ATB-25密级配沥青稳定碎石作为基层。该方案不仅可以满足沥青面层厚度要求,使其具有相应的承载力。而且ATB-25密级配沥青稳定碎石材料本身具有控制反射裂缝的功能,可不再增设应力吸收层等,施工时方便快捷。另外,该种“白加黑”沥青路面结构层形式在当地其他项目的运用和实践中也收到了良好的效果,最后也受到了各参建方的认可。

  对于采用何种方式控制反射裂缝的产生,各个地区可能适合的做法都不大一致,但其重要性是一致的。因此,对于设计单位来说,从技术层面上讲,道路“白加黑”改造项目中的反射裂缝处置都应当视为重点研究对象,否则新铺沥青面层上的一道道裂缝将会产生很大的不利影响。

3 市政管线改造方案是道路“白加黑”改造项目的重要节点问题

  目前,国家已经非常重视环保问题,并已采取了多方面的举措来控制环境污染,就市政管线中的雨污混流、排污入河入海等现象均严厉遏制,对道路管线部分,特别是排水管道的规划、设计及施工,也提出了严格的要求。因此,在新建或改造的道路项目中,特别是人口密集的镇区,“城市工程管线宜地下敷设”[5],埋设地下管线已然成为刚性要求。市政管线具有种类繁多、交叉频繁等特点,因其权属部门多,对于设计单位来说,前期的沟通协调工作量大、难点多。特别对于改造项目,现状地下管线往往错综复杂,早期无规划、各自为政的情况比比皆是。管道改造设计的调查难度更大、协调工作量更多,且往往需要考虑临时迁改、地基处理等问题,会增加很大一部分工程造价。对于道路改造项目中道路部分,目前国内已经有相当成熟的经验,而市政管线改造部分,各个项目都有各自的特点,且都相当复杂。因此,市政管线的改造方案经常是设计项目的重要节点问题。

  如“惠安县净岞线及镇区道路改造工程-净岞线”,经过现场调查及查阅相关资料,现状道路底下埋设有给水管、污水管、通信管等,地上还有10KV的架空线路。现状管线杂而无章、不成系统。此时就产生了现状管线处置问题,若保留现状管线,维持现状,因现状管线凌乱且不完整,沥青层加铺后再行开挖改造代价大。若废弃现状管线,结合路面改造一并进行统一布置,又存在临时迁改、造价高昂等问题。因此,对于本项目的管线改造方案,项目组在收集资料、掌握现状管线情况方面花费了大量的精力,投入了相当长的时间进行沟通协调,吸取了相关各部门的意见及建议,最后从技术、经济等方面综合考虑,确定了最终的管线改造方案。主要采取了保留与增设相结合的措施,对于现状已成系统,且能满足今后使用功能的污水管,予以保留。对于架空线路等影响今后市容市貌的管线,予以落地缆化。对于现状布置杂乱的给水管、通信管等予以废除重建。对于现状缺少的雨水管等管线,予以增设。

  总结以往改造项目的经验,针对管线改造所面临的问题,管网改造设计应当做好以下几项工作。首先,应当收集相关的施(竣)工图,掌握书面的管线资料。其次,应多次踏勘现场,核对已修测地形图、竣工图等资料与现场的符合性,尽可能详尽的了解现场管线的布置位置、管径、走向等。再者,应当向相关部门提出物探工作的必要性,争取到物探报告,以取得管道井标高等更为详细的基础资料。另外,在完成管道初步设计方案后,应当建议建设单位组织管道协调会,召集各相关权属部门核对现状管道情况以及对管线的设计方案提出相应的意见及建议。最后,应当形成会议纪要或书面意见,尽可能让各管线权属部门确认最终管线方案,以免今后发生变更时产生责任问题。

4 总结

  道路“白加黑”改造工程是一种常见的改造项目类型,其难度及复杂性不管从设计还是施工等方面都比新建项目大。做好这类工程的设计工作,应当充分吸取以往同类项目的工程经验,要求各专业人员具有一丝不苟的工作态度。同时,应当配置经验丰富,且能统筹全局的设计项目负责人,从方方面面,细致的考虑并解决设计过程中可能出现的各种情况。且应当具备超前的意识,对一些不可预见的问题,在设计方面应当留有变更方案的余地。

参考文献

  [1]JTG H20-2007,公路技术状况评定标准[S].

  [2]CJJ 169-2012,城镇道路路面设计规范[S].

  [3]JTG H10-2009,公路养护技术规范[S].

  [4] JTG D50-2017,公路沥青路面设计规范[S].

  [5] GB 50289-2016,城市工程管线综合规划规范[S].

作者:吴青成 单位:中铁城际规划建设有限公司

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