市政道路路面改造中舊水泥混凝土的病害處理

楊 肯 李 敏

（1.柳州市市政設(shè)施維護管理處，廣西 柳州 545001；2.柳州市路橋管理處，廣西 柳州 545001）

市政道路路面改造中舊水泥混凝土的病害處理

楊 肯1李 敏2

（1.柳州市市政設(shè)施維護管理處，廣西 柳州 545001；2.柳州市路橋管理處，廣西 柳州 545001）

在舊水泥混凝土路面設(shè)置瀝青加鋪層的方法是一種較理想的市政道路舊路改造方式。從舊水泥混凝土路面的路況調(diào)查入手，對瀝青加鋪層改造中的舊水泥混凝土路面的病害處理措施及施工工藝的控制等方面進行了介紹。

市政道路；水泥混凝土路面；病害處理

水泥混凝土路面是我國公路與城市道路路面結(jié)構(gòu)的主要形式之一， 它具有強度高、穩(wěn)定性好、耐久性好，有利于夜間行車等優(yōu)點。但水泥混凝土路面接縫較多，對超載較為敏感，易發(fā)生脫空、唧泥、裂縫等先期病害，從而導(dǎo)致路面的破損，而且受到行車的影響，修復(fù)較為困難。

水泥混凝土路面損壞后，可以根據(jù)舊混凝土路面的損壞狀況和接縫傳荷能力評定等級為優(yōu)良或中時，可采用水泥混凝土路面設(shè)置瀝青加鋪層的改造方式，它可以以較少的時間和資金，在最大限度利用舊路面結(jié)構(gòu)能力的情況下使水泥混凝土路面的性能全面升級。

（一）舊混凝土路面病害調(diào)查

在柳州市的市政道路中，有不少水泥混凝土路面，如東環(huán)路、西環(huán)路、潭中路等等。由于城市交通的快速發(fā)展，原有的水泥混凝土路面出現(xiàn)了不少病害，必須對路面進行維修加固。在吸收國內(nèi)外已有的成功瀝青加鋪層改造的基礎(chǔ)上，經(jīng)過專家討論，決定對原有的水泥混凝土路面進行瀝青加鋪層改造。

在瀝青加鋪層的結(jié)構(gòu)設(shè)計之前，舊混凝土路面的損壞狀況和接縫傳荷能力評定非常重要，其與交通量是路面結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要參數(shù)，是瀝青混凝土加鋪層結(jié)構(gòu)選擇的關(guān)鍵因素。為取得較詳細的資料，對全市的水泥混凝土路面進行了全面的路況檢測和調(diào)查。其主要工作包括：水泥混凝土板的斷板、裂縫、錯臺、沉陷和其他路面破壞的類型和數(shù)量的調(diào)查；在設(shè)計期間需承擔交通量的預(yù)估，以便由此確定改造后的路面應(yīng)該達到的結(jié)構(gòu)厚度；結(jié)構(gòu)能力評價，一般是對全路段的彎沉進行檢測。

1.檢測方法和設(shè)備

此次調(diào)查與檢測分為分兩部分：

（1）調(diào)查道路的縱、橫斷面，路面外觀破壞情況等；

（2）檢測道路的內(nèi)在質(zhì)量，包括路面、路基的質(zhì)量等。

檢測時用道路探測雷達和透地雷達檢測路基路面的厚度、密度和板底脫空情況，用彎沉儀檢測道路的彎沉值。

2.調(diào)查檢測結(jié)果

調(diào)查顯示，原道路已有不同程度的損害，不少地方損害較為嚴重，通過對市東環(huán)路、西環(huán)路、潭中路進行的系統(tǒng)檢測表明，病害的具體表現(xiàn)為：

（1）混凝土面板彎沉值較小，模量值較大，能滿足規(guī)范要求。

（2）面板存在較多脫空現(xiàn)象、破碎板的數(shù)量也較大。

（3）路面縮縫、脹縫、縱縫中雜物較多。

（4）邊角斷裂和破碎，沉陷，錯臺，斷板；一小部份出現(xiàn)唧泥。

（5）其他一些非結(jié)構(gòu)性破壞：表面起皮、露骨、剝落、麻面裂縫和坑洞，邊角斷裂和破碎，沉陷，錯臺，斷板。

（二）舊混凝土路面病害發(fā)生原因

舊水泥混凝土路面實際存在結(jié)構(gòu)性和非結(jié)構(gòu)性破壞，病害歸納為四種：裂縫類、變形類、接縫類、松散類。產(chǎn)生的原因也較為復(fù)雜，主要有以下幾個方面：

1.路基不穩(wěn)定導(dǎo)致局部路基沉降引起破壞。從 2008下半年至2009上半年對全市采用各水泥混凝土路面的路段進行調(diào)查，斷板、破碎板的檢測的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，斷板中大部份處于不良地質(zhì)段，一些路段采用沒有經(jīng)過處理黃粘土進行路基填筑，斷板較為集中，不良地基是導(dǎo)致路基不穩(wěn)定，出現(xiàn)局部路基沉降引起破壞，是導(dǎo)致水泥混凝土路面發(fā)生斷裂破壞的重要原因之一。特別是行車道在超載車動載的反復(fù)作用下，路基與地基加速下沉，造成板底脫空或路基沉陷。

2.氣候因素影響。柳州地處廣西中部，春天溫濕多雨，夏季氣候炎熱，秋天天氣干燥，冬季溫度較低。年最大溫差可達 40℃，路上的溫差更大。劇烈的溫差變化導(dǎo)致面板的翹曲變形，使局部面板發(fā)生脫空。而且接縫出現(xiàn)填縫料脫落、市政道路排水不暢，雨水極易導(dǎo)致板底沖刷脫空，在車載的作用下引發(fā)斷裂破壞。

3.路面結(jié)構(gòu)設(shè)計欠合理。從路面結(jié)構(gòu)來看，市水泥混凝土道路原設(shè)計的路面結(jié)構(gòu)基本為24厘米厚水泥混凝土面層+18厘米二灰穩(wěn)定類基層+16厘米厚級配碎石底基層結(jié)構(gòu)形式。基層與底基層易導(dǎo)致板底沖刷脫空。

4.基層脫空引起斷板。在東環(huán)路檢測時，有些面板載重車通過時，板塊劇烈起伏，并發(fā)出明亮的響聲。在挖出混凝土板底時，發(fā)現(xiàn)板底局部與基層脫空，其間隙最大達到3cm。

5.超載、超限作用引起破壞。東環(huán)路交通量大，承擔大部分過境柳州市區(qū)的載重車輛，特別是市區(qū)運輸砂石材料、運輸鋼材的重車，實際載重量為均在40噸以上，大大超過了設(shè)計荷載。砼面板長期在高應(yīng)力作用下，疲勞壽命急劇降低，斷裂破壞將不可避免。

（三）舊混凝土路面病害處理

在混凝土路面上加鋪瀝青面層前，應(yīng)該對原有的水泥混凝土路面進行綜合處理，從而減少產(chǎn)生反射裂縫的根源。原道路病害較多，破壞程度不一樣，針對不同的病害，制定了不同的處理方案。

1.水泥灌漿加固

對于舊水泥混凝土板沉陷、路面板下脫空及唧泥的補強處理，采用水泥灌漿法，并要抬升下陷路面板并加固基礎(chǔ)。水泥混凝土面板灌漿是通過注漿管，施加一定壓力將漿液均勻注入板底空隙、板下基( 墊) 層中，以充填、滲透、擠密等方式，趕走板底、基層裂隙中的積水、空氣后占據(jù)其位置，經(jīng)人工控制一段時間后，漿液將原來的松散顆粒或裂隙膠結(jié)為整體，形成一個良好的“結(jié)石體”。灌漿改善了板底原有受力狀態(tài)，恢復(fù)板體與地基的連續(xù)性。達到加固基礎(chǔ)，治理病害的目的。

砂漿管用直徑為32毫米、壁厚為2毫米，長87厘米的焊接管制成，下部做管尖，離管頭部42厘米以下鉆一周4個直徑6毫米的孔，間隔15厘米。離管頭部7厘米處用8鋼筋管箍焊接管周，固定灌漿膠管用。灌漿管露出路面板18厘米。

灌漿漿液應(yīng)具有下列特點：初凝時間長，施工和易性好，早期強度高，不發(fā)生收縮，避免再次收縮。水泥漿材料包括：42.5普通硅酸鹽水泥、二級以上粉煤灰，配合比為水泥∶粉煤灰∶水∶U型高效膨脹劑∶早強劑＝1∶2∶0.7∶0.05∶0.05。機械配置：發(fā)電機、機械用沖程式壓漿機配高壓槍。

灌漿后檢測彎沉，兩相連板間彎沉差控制在0.06mm內(nèi)，單點彎沉值小于0.2mm。要求逐板檢測，合格后才能進行下一工序。

2.接縫處理

（1）凡是路面橫縫、縱縫無填料或原填料喪失、老化，接縫中雜物較多，阻礙板的膨脹，以及路表水泥入路基屬于此類病害。

（2）用機械挖除填縫料，用鋼絲刷清縫壁，用壓縮空氣吹凈縫內(nèi)雜物（水、膠物、土、油脂、廢物等）。

（3）橫縫清縫機采用手扶拖拉機頭，帶動一根清縫齒條進行深度清縫。縱縫清縫機采用切割機，不需帶水，刀輪片為特制，注意拉桿及砼企口不能切斷。

（4）寬度小于1厘米的接縫，用高強度灌縫材料聚乙烯橡膠泥填縫；寬度大于1厘米的接縫，先用瀝青乳液后用瀝青砂填平壓實。

（5）所有接縫處對舊水泥混凝土路面機械銑刨打毛后，用粘層瀝青涂刷兩側(cè)路面各寬30厘米，然后用50厘米的改性瀝青油氈騎縫，要求平縫無折，用木滾壓實后用噴燈燒邊。

3.交叉裂縫或斷板

凡是一塊板被交叉裂縫分割為三塊以上的板稱為破碎板。處理方法是破除打碎板，重新鋪筑新混凝土板。

施工時先將板四周全深鋸縫，在不破壞相鄰板塊的前提下進行該板塊的鑿除。使用小型機具打碎混凝土板塊后，對基層進行檢查，若基層松散，則挖除基層直至結(jié)實的路基，然后用C15素凝土作基層，再澆筑混凝土板。

重新澆筑混凝土板必須設(shè)置傳力桿和拉桿，橫向施工縫傳力桿采用直徑為25毫米的光面鋼筋，長度為45厘米，嵌入相鄰板塊內(nèi)22.5厘米，傳力桿間距30厘米，不得少于2條。縱向施工縫設(shè)拉桿，拉桿采用直徑為16毫米的螺紋鋼筋，長度為50厘米，嵌入相鄰板塊內(nèi)25厘米，間距為70厘米，不得少于2根。

具體做法是在板厚1/2處鉆孔，鉆具應(yīng)安裝在硬框架上，以確保鉆孔在水平方向和垂直方向上都能對齊。清孔后加以潤濕、填實1∶2水泥砂漿后，插入傳力桿或拉桿。澆筑混凝土前，原保留板接觸面和伸出的傳力桿及拉桿必須按設(shè)計要求涂刷改性瀝青二遍，如是脹縫傳力桿端部須安裝套筒。

4.表面裂縫和坑洞

表面出現(xiàn)坑洞的板塊，將坑洞清理干凈后，用瀝青混凝土找平；裂縫嚴重的地方打掉混凝土面板，按坑洞處理，裂縫較輕的不作處理。

5.邊角斷裂和破碎

角隅處有裂縫或斷角，按破裂面大小，確定切割范圍，邊縫離板角不小于1.3米，二邊縫交角處必須用圓弧連結(jié)，半徑大于30厘米。施工時用切割機切開邊縫，鑿除破損部，打成規(guī)則的垂直圖，檢查原有的拉桿傳力桿，如有缺陷或沒有設(shè)置，應(yīng)修復(fù)或另設(shè)。

角隅局部修補需配置直徑為8毫米雙層鋼筋網(wǎng)，網(wǎng)間距10厘米，離板頂板底4.5厘米。設(shè)架立鉤筋直徑為6毫米，間距30厘米。角隅局部修補采用4.5Mpa水泥砼澆筑振搗密實并及時養(yǎng)護，強度達到80%以上才能開放交通。

6.鋪設(shè)自粘式玻璃纖維土工格柵

為減少以后產(chǎn)生的反射裂縫， 在瀝青混凝土下面層與調(diào)平層鋪設(shè)自粘式玻璃纖維土工格柵。 玻璃纖維網(wǎng)用于減少瀝青路面反射裂縫在國內(nèi)有很多公路改造上使用，但鋪設(shè)時容易產(chǎn)生卷曲，嚴重影響使用效果。本市各路段的施工過程中，鋪設(shè)自粘式玻璃纖維土工格柵，有效地防止了玻璃纖維的卷曲。

（四）結(jié)語

柳州市區(qū)舊路加鋪瀝青面層路段施工已經(jīng)完成。由于在舊水泥混凝土路面的病害處理及瀝青混凝土加鋪層施工中嚴格按設(shè)計要求及施工規(guī)范進行質(zhì)量控制。舊路加鋪瀝青面層段基本上未出現(xiàn)反射裂縫和瀝青層推移現(xiàn)象，路面開裂、唧漿、坑洞、車轍等常見的瀝青路面早期損害也極少出現(xiàn)，表明舊水泥混凝土路面的病害處理措施是適當?shù)摹⒅档猛茝V的。

[1] 包惠明,曹曉巖.路基路面工程[M].北京:機械工業(yè)出版社,2009.

[2] 中華人民共和國行業(yè)標準.CJJ37-90,城市道路設(shè)計規(guī)范[S].

[3] 中華人民共和國行業(yè)標準.JTG D50-2006,公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范[S].

[4] 李旭,唐咸遠.瀝青混凝土路面施工機械選擇及質(zhì)量控制[J].山西建筑,2008年7月.

U416.216

A

1008-1151(2010)04-0068-02

2010-01-20

楊肯（1971－），男，廣西岑溪人，柳州市市政設(shè)施維護管理處工程師，研究方向為道路與橋梁工程施工管理。