實例分析舊水泥混凝土路面面板的處治
2010-12-31 00:00:00曹春
現代商貿工業 2010年15期
摘要:將從實例出發，對沖擊壓實技術處理舊水泥混凝土面板進行詳細說明，基于該技術的種種優點，在對大面積舊水泥混凝土路面的破碎穩固施工中，該技術是極具推廣價值的。
關鍵詞:舊水泥混凝土路面;沖擊壓實;處治
中圖分類號:TU
文獻標識碼:A
文章編號:1672-3198(2010)15-0351-01
水泥混凝土路面作為高級路面的一種具有剛度大、強度高、使用耐久和日常養護工作量小的優點，但由于水泥混凝土的脆性性質和體積敏感性，這種路面需設置各種接縫，并對超載敏感，損壞后難以修復。如何有效維修加鋪嚴重損壞的舊水泥混凝土路面是公路部門面臨的一大難題。舊水泥混凝土路面的維修加鋪應滿足以下3大目標:(1)路面狀況得到有效改善，延長道路的使用壽命;
(2)維修加鋪方案應經濟合理，盡量利用舊路面的強度，采用新技術、新工藝節約工程造價;
(3)確保維修加鋪施工中車輛的正常通行。
眾多的改造工程經驗、教訓表明，舊水泥混凝土路面面板的處治往往是影響工程成敗的關鍵。常采取的舊水泥混凝土路面面板的處治方法有以下幾種方式:
(1)局部換板法，即只對破損的板進行換板維修;
(2)直接式加鋪法，在對舊水泥混凝土路面進行處治維修后加鋪其他路面結構層。前者雖節省費用，但效果不佳，總是在維修一年后，新板完好，舊板開始損壞，因此年年都在維修換板;后者在加鋪前對舊板的處治非常重要，為有效防止反射裂縫，常采用對破損嚴重或板塊松動出現唧泥、脫空現象的舊板必須換板處理，針對出現裂縫但板塊未松動的常采用土工材料封縫或壓漿處理，新澆筑的混凝土板塊必須與舊板對縫施工等措施。該方法施工工藝復雜，工期較長，對行車干擾大，廢棄的舊混凝土板塊對環境的影響較大。經過不斷的探索和總結，認為采用沖壓穩固的方法處治舊混凝土面板是一種行之有效的新技術。
沖擊壓實技術處理舊水泥混凝土面板，即在加鋪前對舊水泥混凝土面板進行“破碎”和“穩固”，通過破碎減小板塊尺寸，減小板的水平位移，消除反射裂縫的溫度應力。在有效防止反射裂縫的同時十破碎的混凝土塊與塊之間產生集料嵌鎖，以便保持舊水泥混凝土路面所具有的大部分結構強度，同時通過沖擊壓實產生了巨大的沖擊能量，該能量消除了原水泥混凝土面板下存在的間隙，并對原不密實基層和土路基進行了擠密加固，提高了路基承載力，可有效解決路基的不均勻沉降。同時，它可檢測原結構層的薄弱位置，經處理后，可提高結構層整體均勻性，為上鋪層提供了均勻、穩固的支撐。
采用沖壓機械對舊水泥混凝土面板進行沖壓，可避免大面積開挖原路面，造成大量廢棄物污染環境;由于沖壓機械施工速度較快，大大加快了施工進度;沖壓破碎較傳統的重錘破碎混凝土面板更經濟。因此，對舊水泥混凝土面板的沖擊碾壓處理研究是很有必要的，這是一種新型的、更為經濟、方便的舊水泥混凝土路面處治技術，采用沖壓機械對舊水泥混凝土面板進行沖壓，通過對破碎狀態、沉降量的檢測和控制，提高了路基承載力，避免上鋪層產生反射裂縫，并為上鋪層提供了均勻、穩固的支撐。
沖擊破碎的沖壓遍數取決于舊混凝土面板的質量、破損狀況、路基填土高度、邊界條件、沖壓順序、速度、路基路面結構類型及相關含水量。沖壓沉降量取決于舊混凝土面板的質量、破損類型、路基填土高度、路基路面結構類型及相關土質、含水量、沖壓遍數等。從實驗段結果可得知，控制沖壓的沉降量以5-10遍時，每沖壓5遍測1次，10遍以后每2遍測1次，以最后2遍沉降量不超過5mm作為標準。舊水泥混凝土面板最終破碎成45-60cm左右的混凝土板塊為宜，該碎塊并非一般意義的明顯碎塊，而是裂縫(紋)貫穿塊與塊之間并形成集料嵌鎖的結構從而保全原路面所具有的大部分結構強度。
在沖壓檢測的過程中，如果破碎狀態、彎沉及沉降量不能同時達到要求時，應以哪種指標作為主要控制標準是有待于進一步研究的。如果一味要求沉降量，舊混凝土板塊破碎過小，不僅使其整體強度減弱，彎沉也會增大，沖壓后的路基穩固性不佳;但如果僅以舊混凝土板塊破碎的狀態來控制，沉降量又達不到要求。這些問題需在以后的施工中不斷探索、積累和總結。
以下通過我院在平頂山葉縣環城路南段水泥混凝土路面大修項目的實踐綜合分析沖壓穩固的方法處治舊混凝土面板的優勢。根據以下設計研究步驟詳細說明:
(1)對原路路面結構的調查、對舊水泥混凝土面板破損情況及原因的調查。平頂山葉縣環城路南段位于河南平頂山市葉縣縣城以東，屬省道103線的一段，是平頂山市一條重要道路。現有交通量重載和超載車輛多，日混合交通量高達一萬多量，屬特重交通道路。快車道路面修建于1994年，面層為水泥混凝土路面，其結構為24厘米水泥混凝土面層，15厘米二灰砂礫基層，20厘米石灰土底基層;慢車道修建于2000年，為瀝青混凝土路面，路面結構為3厘米瀝青混合料面層，15厘米石灰土基層。原路面未設置路面內部排水設施。由于重載及超載車數量及超載量增加，且路面排水不暢，舊水泥混凝土路面出現各種病害，局部混凝土板產生裂縫、板底脫空，造成四分五裂的粉碎性斷板，角隅斷裂、接縫處錯臺及拉桿鋼筋和傳力桿鋼筋彎曲，嚴重地段裂縫長達幾米，使快車道路面通行受阻。由于車輛在快車道損壞嚴重處進入慢車道行駛，導致慢車道路面也嚴重損壞。
(2)確定舊水泥混凝土路面面板處治方案。對舊水泥混凝土路面采用沖擊式壓路機進行破碎，破碎最大塊面積不超過0.37m2，邊長不大于0.6米的碎塊，并壓實穩固，作路面底基層。
(3)沖擊壓實并對破碎狀態、沉降量進行檢測和控制。在平頂山葉縣環城路南段大修工程中，采用沖壓機械對舊水泥混凝土面板進行沖壓，為達到沖擊、破碎與穩固舊水泥混凝土板塊的效果，在該工程中，采用五邊形沖擊式壓路機，該機械的主要機械指標為:單輪寬0.9米，雙輪重9噸，靜載15噸，速度為9-12Km/h。由于該機械的輪子為非圓
形，半徑不等，沖擊式壓路機在以9-12Km/h的速度行走時，不斷地將勢能轉化為動能，對地面進行沖壓夯實，瞬間產生巨大的沖擊能量，從而可大大提高壓實效果。
沖壓檢測的內容和方法如下:
①沖壓前后板塊的分類，需進行目測和筆錄。
②沖壓前后破碎狀態的觀察，需進行目測、筆錄、照相和尺量。
③沖壓前后沉降量的檢測，需S3水準儀、毫米塔尺。
③沖壓前后含水量、壓實度的檢測，需環刀、烘箱、天平等。
⑤沖壓前后彎沉的檢測，需黃河車、5.4米貝克曼梁。
平頂山葉縣環城路南段大修工程完工后，將按《公路工程技術標準》(JTJ001-97)、《公路工程質量檢驗評定標準》(JTJ071-94)等標準進行驗收。
(4)通過彎沉進行結構層設計計算。壓實后進行彎沉測量，對彎沉較大地段挖除老路新建路面，其余段根據實測彎沉進行瀝青混凝土路面補強計算。
(5)加鋪層施工。因舊水泥路面破碎后用作底基層，因此需進行平整度檢測，平整度的檢測數不小于4處x3尺。
(6)通車后觀測。本項目施工時采用半幅施工，半幅通車。全線竣工后，進行行車觀測，通過收集整理觀測資料便于今后對沖壓穩固舊混凝土面板的技術更好利用。
采用沖壓技術避免了大面積開挖舊路面，從而避免了大量廢棄物污染環境，達到了環保的效果;沖壓施工速度較快，每臺機械1天能提供近1萬m2的工作面，使得后續加鋪層施工時間得到保障，大大縮短了改建工期，從而減少了改建期間混合交通造成的事故和擾民事件發生;沖壓施工簡單方便，減少了人力物力資源，沖壓破碎較傳統的重錘破碎混凝土面板方法更加經濟可行，經濟比較見下表。
表1
破碎方式
費用/(元/m2)
破碎灌漿壓實合計(元/m2)
重錘破碎156324
沖壓破碎55
本次平頂山葉縣環城路南段大修項目共5.1萬m2，節約97萬元，若全省每年有100萬m2舊混凝土面板需大修，可節省1900萬元，推而廣之，全國則可節省更多，該技術的獨特效果經推廣可帶來巨大的社會經濟效益。
沖擊壓實技術對處理舊水泥混凝土路面面板的破碎、壓實和穩固路基具有獨特的功效，在對大面積舊水泥混凝土路面的破碎穩固施工中，該技術的采用可縮短工期，節約投資，極具推廣價值。
參考文獻
[1]齊誠，周虎鑫.沖擊壓實技術在中國的應用與前景[C].第四屆國際道路和機場路面技術大會論文集，北京:人民交通出版社，2002:397-402.
[2]范秀輝.沖擊式壓路機的應用現狀與前景展望[J].石家莊鐵道學院學報.2003.
