水泥混凝土路面病害處理及道路改造施工方法淺析

摘要：水泥混凝土路面使用10~15年以后，易出現(xiàn)裂縫、錯(cuò)臺(tái)、拱起、剝落等問(wèn)題，一直是市政工程建設(shè)和養(yǎng)護(hù)的一個(gè)重要課題。如何在交通不斷行的情況下，安全、經(jīng)濟(jì)、快速地對(duì)病害進(jìn)行處理和改造是一個(gè)重要課題。我結(jié)合工程實(shí)例，對(duì)水泥混凝土路面的病害處理和改造進(jìn)行了分析和研究，提出來(lái)注漿加固、銑刨、開(kāi)槽填補(bǔ)等具體施工方法。

關(guān)鍵詞：注漿加固 銑刨 開(kāi)槽填補(bǔ) 鋪抗裂貼 加鋪瀝青混凝土面層

由于近年來(lái)城市交通量的增加，加之原道路結(jié)構(gòu)組織不科學(xué)（如水泥混凝土路面板+石灰土基層結(jié)構(gòu)），水泥混凝土面板的縱縫、橫縫、脹縫設(shè)置和構(gòu)造存在缺陷等原因，水泥混凝土路面在使用10~15年后，裂縫、錯(cuò)臺(tái)、拱起、剝落等病害已相當(dāng)嚴(yán)重。

水泥混凝土路面出現(xiàn)病害后，如何對(duì)其進(jìn)行維修和補(bǔ)強(qiáng)，我結(jié)合我市中原西路改造，談?wù)劸唧w方法。

1 工程概況

中原路原有道路路面寬16m，K0+000——K0+300為水泥混凝土路面。改造后，道路布置形式為：規(guī)劃紅線寬50m，2×10.5m快車道、2×2.5m分車帶、2×5m慢車道、2×4.19m人行道，是濮陽(yáng)市重要的交通干道。混凝土路面長(zhǎng)300m，其中東側(cè)約100m為老河溝。自建成以來(lái)，歷經(jīng)十幾年的使用，該路段的病害主要集中為沉陷（沉陷最大沉降量達(dá)21cm，影響范圍150m，主要集中在原沖溝回填段）；錯(cuò)臺(tái)（最大錯(cuò)臺(tái)達(dá)5cm）；斷板（斷板量達(dá)14%）；以及啃角。2011年3至6月間，濮陽(yáng)市決定在交通不斷行的前提下對(duì)該路段進(jìn)行了改造。

2 病害產(chǎn)生的原因

要在交通不斷行的情況下作業(yè)，這給設(shè)計(jì)、施工單位提出了一個(gè)難題。要對(duì)水泥混凝土路面進(jìn)行改造，首先要分析和研究路面病害產(chǎn)生的原因，然后才能針對(duì)舊路的特點(diǎn)提出經(jīng)濟(jì)合理的改造方案。道路排水系統(tǒng)較為完善。應(yīng)該講，道路基層、面層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性還是有保證的。從單點(diǎn)實(shí)側(cè)彎沉值看，大部分路段在10~43（1/100mm），沉降路段的實(shí)側(cè)彎值波動(dòng)較大，最大值達(dá)到125（1/100mm）。沉降路段長(zhǎng)度約150m，為老河溝，1992年建造時(shí)，因道路縱斷的調(diào)整和原路基的沉降，對(duì)該路段進(jìn)行了5~6m的換填處理。根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和取樣分析，道路病害主要是由于路基不均勻沉降造成錯(cuò)臺(tái)、斷板。另外，混凝土板塊縱、橫縫養(yǎng)護(hù)管理不到位，造成脹縫、縮縫失去作用，致使板塊溫度應(yīng)力集中引起啃邊、推移等病害。

3 路面改造原理

水泥混凝土路面的病害處理和大修方法主要有2種：一是加鋪瀝青混凝土面層；二是對(duì)局部損壞的板塊進(jìn)行翻修。因該路段交通量大，施工不能斷行，故首先考慮的是在對(duì)沉降路基加強(qiáng)的基礎(chǔ)上，加鋪瀝青混凝土面層。深層路基加強(qiáng)采用注漿法，注漿法可靠、可行，且具有成熟的理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，但如何抑制和推遲加鋪瀝青混凝土面層反射裂縫的產(chǎn)生卻是一個(gè)難題。同時(shí)，防止反射裂縫的產(chǎn)生是加鋪層設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。對(duì)舊混凝土路面而言，由于縱、橫縫的存在，水泥路面作為基層的整體強(qiáng)度降低，而且在車輛荷載的作用下，瀝青混凝土加鋪層處于復(fù)雜的三維應(yīng)力狀態(tài)，當(dāng)車輛經(jīng)過(guò)不連續(xù)的板體時(shí)，相連板塊將產(chǎn)生豎向位移差，出現(xiàn)較大的剪切應(yīng)力，這種剪切應(yīng)力是瀝青加鋪層產(chǎn)生荷載型反射裂縫的最主要因素。另外，路面暴露在大氣中，溫度型反射裂縫也不容忽視。

4 路面改造方案

由于施工條件以及道路使用狀況的因素的限制，設(shè)計(jì)者經(jīng)過(guò)地下管網(wǎng)調(diào)查，分析地質(zhì)結(jié)構(gòu)，再根據(jù)面板損害機(jī)理以及新材料和新工藝的推廣和使用，深入研究、計(jì)算和比選了改造方案的安全性、經(jīng)濟(jì)性以及可實(shí)施性，最終總結(jié)出設(shè)計(jì)方案如下：

4.1 利用對(duì)沉陷路基進(jìn)行加固的深層注漿法。注漿法是利用由水泥、水玻璃、粉煤灰等組成的混合漿液，通過(guò)壓力灌注、滲透、劈裂、擠密土體，使?jié){液與土顆粒膠結(jié)起來(lái) ，改變地基土的物理和力學(xué)性質(zhì)，形成結(jié)構(gòu)新、強(qiáng)度大、穩(wěn)定性好的結(jié)石體，目的是達(dá)到提高地基承載力和消除不均勻沉降。注漿方案將根據(jù)該段路基回填土的壓縮系數(shù)、含水量、空隙率等實(shí)際取樣指標(biāo)來(lái)確定：①采用200cm×150cm，處理深度6m的注漿樁孔間距。呈梅花型布置樁孔分布。②采用水泥、粉煤灰、水玻璃混合液作為注漿材料，水泥：粉煤灰比為4:1，水玻璃加入量1%~5%，水泥采用42.5R級(jí)普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.5~0.7。注漿管徑25mm，注漿壓力范圍在0.8~2.0mPa，注入速度控制在8~10L/min左右。孔徑為Φ6mm-Φ8mm。③密封材料用水泥混凝土封口，實(shí)施注漿得密封24h后。④嚴(yán)謹(jǐn)按照先外后內(nèi)、跳孔間隔注漿的原則。⑤應(yīng)攪拌均勻混合液，應(yīng)采用注漿壓力、注漿量、注漿速度共同控制注漿過(guò)程，出現(xiàn)壓力驟減、跑漿及路面等異常情況，可間歇注漿，同排孔應(yīng)隔孔跳注。⑥注漿終止的條件：a單孔平均注漿量不少于300kg水泥。b相鄰樁孔發(fā)現(xiàn)溢漿的現(xiàn)象。c地面隆起或出現(xiàn)異常情況。根據(jù)上述注漿方案，共實(shí)施注漿435個(gè)樁孔，共注入水泥139.2t，包括單孔最小注漿量180kg、單孔最大注漿量1200kg，單孔平均注漿量320kg。

4.2 對(duì)斷板、啃角、錯(cuò)臺(tái)等病害進(jìn)行處理。依據(jù)路面破損情況：①整塊混凝土板破裂的，破除重新澆筑C25混凝土。②板塊啃角，將啃角部分切割成規(guī)則的矩形，清除后重新澆筑C25混凝土。③板塊中間有斷縫，按板縫處理，用改性橡膠瀝青灌縫。④對(duì)錯(cuò)臺(tái)的板塊進(jìn)行銑刨，保證平順；⑤對(duì)路面銑刨拉毛，增加原混凝土面板的粗糙度。

4.3 開(kāi)槽填補(bǔ)路面的縱縫、橫縫、裂縫。水泥混凝土板縱縫、橫縫的密封好壞和裂縫的處理質(zhì)量是影響改造后路面質(zhì)量和壽命的主要因素。開(kāi)槽填補(bǔ)路面裂縫對(duì)遏制路面滲水、保證板塊的黏合、延長(zhǎng)路面使用壽命等都有良好的作用。

4.4 鋪設(shè)抗裂貼高分子聚合物。抗裂貼是防止基層裂（接）縫擴(kuò)張、反射和密封防水的極佳產(chǎn)品。本產(chǎn)品不僅用于瀝青砼基，也適用于水泥砼基層。功能特性：①粘接牢固不易脫落。②良好的高低溫性能。③極具特色的“自愈”功能，能自行愈合較小的穿剌破損，可自動(dòng)填塞愈合較小的裂縫。④抗撕裂強(qiáng)度高，耐久性優(yōu)良，能有效阻止裂縫再擴(kuò)張。經(jīng)過(guò)三年多的市場(chǎng)調(diào)查，多數(shù)都可以保持1年以上不開(kāi)裂不推移不破損。⑤能有效對(duì)放射性裂縫及分叉裂縫進(jìn)行處理。⑥施工方便。無(wú)須任何設(shè)備，只需要一部小型車兩個(gè)人就可以施工。施工人員也不用專業(yè)培訓(xùn)。⑦施工速度快，可以搶占有利施工時(shí)機(jī)。⑧施工工藝簡(jiǎn)單，方便快捷，施工過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染也不會(huì)對(duì)工人造成傷害。⑨防水效果極佳，由于其低溫柔性好、粘接力大，貼接壓實(shí)后形成永久性無(wú)縫隙的粘接層，使雨水不能進(jìn)入基層裂縫。

施工工藝：①根據(jù)路面裂（接）縫的寬度選擇所用抗裂貼的規(guī)格，通常有24cm、32cm和48cm三種；5mm以上寬的裂（接）縫選用至少32cm的抗裂貼；5mm以下的裂（接）縫選用至少24cm的抗裂貼；②使用電動(dòng)刷子、吹風(fēng)機(jī)對(duì)選擇使用抗裂貼的裂（接）縫進(jìn)行清潔處理，裂縫表面須平整（寬度大于5mm的裂縫須先灌注高分子密封膠），無(wú)大的突起、凹陷、松散、碎石或油痕、油脂及其它污物；如有較大坑槽，必須填補(bǔ)。③將抗裂貼背面的隔離紙張揭去，無(wú)粘性物面朝上，以裂（接）縫為中心線將抗裂貼平整地貼在路面上。氣溫低于15℃時(shí)需先刷膠或者火烤，再粘貼。④如遇不規(guī)則的裂（接）縫，可用裁紙刀或剪刀將抗裂貼切斷，按裂（接）縫的走向跟蹤粘貼。但在抗裂貼與抗裂貼的結(jié)合處，要形成50-60mm的重疊。⑤用滾筒用力碾壓，將抗裂貼熨貼至地面，以確保抗裂貼同路面結(jié)合成為一體，不能有氣泡、皺褶。⑥在基層粘抗裂貼的施工完成后，盡量將完工的路面保護(hù)起來(lái)，避免對(duì)抗裂貼表面的污染和破壞。⑦噴灑粘層油，罩面層混合料。

4.5 根據(jù)道路縱斷面設(shè)計(jì)，對(duì)加鋪瀝青混凝土面層的150m沉降的路段，按照填高的不同要求，分別采用瀝青碎石襯平，在抗裂貼上鋪設(shè)4cm中粒式瀝青砼、3cm細(xì)粒式瀝青面層。通過(guò)道路改造后的測(cè)試，路面平均彎沉值56（1、100mm），達(dá)到了設(shè)計(jì)的預(yù)期目的。同時(shí)對(duì)道路通車后沉降量進(jìn)行的觀測(cè)數(shù)據(jù)表明，原沉降段的路基狀況得到明顯改善。由于路面不均勻沉降、反射裂縫的發(fā)展需要一定的時(shí)間，對(duì)上述方案的改造效果，還需長(zhǎng)期觀察，到目前為止效果很好。