劉蘭
摘要:盡管水泥砼路面具具有眾多的優點,但是由于極易產生早期斷板、破碎,因此對其路面修復技術的研究至關重要。本文在總結舊砼路面破壞形式及修復對策的基礎上,分析了碎石化、注漿修補和沖擊壓實施工技術的具體應用,并對修復施工的注意要點進行了簡要的概述,以期為舊水泥砼路面修復技術提供參考。
關鍵詞:水泥砼路面;修復技術;應用
水泥砼路面是我國高等級路面的一種形式。這種路面承載能力強、材料強度高、養護維修費用低。但是也存在一些缺陷,例如水泥砼脆性破壞的特征,需要設置功能性接縫,舒適性不高。2000年底我國水泥砼路面接近四十多萬公里,但是在之后的高速公路路面中大都采用了瀝青路面,從資源節約和環境保護角度考慮,水泥砼路面具有較大的優勢,但是路面極易產生早期斷板、破碎,原先的水泥砼路面破損已經較為嚴重,因此進行舊水泥砼路面修補技術研究具有現實指導意義。
一、舊砼路面破壞形式及修復對策
(一)舊砼路面破壞形式
舊砼路面破損的原因錯綜復雜,主要的有以下幾種類型,一是錯臺,表現形式是接縫處相鄰面板出現垂直高差;二是水泥砼表面板角斷裂,表現形式是交通荷載以及溫度濕度梯度造成的內部應力,直至最終斷裂;三是邊、角剝落,表現形式是接縫兩側一定寬度范圍內的碎裂;四是唧泥,表現形式是荷載的返復循環作用下,最終產生板斷裂;五是接縫材料破損,表現形式是縮縫、脹縫、施工縫等類型;六是水泥砼板裂縫,表現形式是裂縫將整個板塊分割為若干塊;七是拱起,表現形式是橫向兩側的板體發生明顯抬高的病害;八是坑洞,表現形式是道路表面呈現出不規則形狀破損。病害形式種類較多,主要原因在于施工環節質量控制不到位。
(二)修復對策分析
一是舊水泥砼路面綜合評價,按照既定的各項指標進行路況數據采集,在此基礎上,對舊路使用狀況進行總體評估。評價的內容首先是水泥砼路面病害綜合調查,一般將水泥砼路面病害劃分為斷板破裂、接縫損傷和表面損傷形式,PCI和DBL是用來表征路面病害嚴重程度的重要指標。其次是水泥砼路面結構承載能力評價,目前一般按照《公路水泥砼路面設計規范》評定,例如板面裂縫又可分為板角斷裂、D型斷裂、縱向開裂、橫向開裂、縱向斷板、橫向斷板;接縫損壞主要包括接縫材料損壞、邊角剝落、唧泥、錯臺、拱起;表面缺陷主要包括網狀細裂縫、層狀剝落起皮、露骨和坑洞。一般調查表格為統一格式,但是為了便于數據錄入和分析,可以適當調整。另外還有水泥砼路面行駛質量和路面抗滑性能的評價。
二是一般養護對策和舊水泥砼路面大修方案,養護對策詳見公路養護技術規范;舊水泥砼路面大修方案包括以下三點:首先是加鋪新水泥砼面層,把舊砼板作為路面基層一部分,在鋪筑半剛性基層后施工。其次是加鋪瀝青砼面層,在舊水泥砼路面上加鋪瀝青層,實現柔性路面提供的較高服務水平。再次是對原有水泥砼路面進行翻修,例如損壞相當嚴重,就要考慮對原有水泥砼路面進行翻修的方案。在實際工程當中,可以考慮分段落制定方案,力求方案科學、經濟、可行。
二、舊水泥砼路面修復技術應用
(一)舊水泥砼板碎石化施工技術
舊砼板的碎石化技術分為MHB和RPB兩種形式,MHB直接實現砼板破碎要求,多方向產生力的作用,破碎后顆粒粒徑較小,目前主要使用的就是MHB形式,實用效果更為有效。碎石化實施的前提是舊路路基承載力應滿足一定的要求,基層整體狀況應基本穩定,以不出現松散為宜。碎石化施工工藝具體流程分為施工準備和具體實施階段兩個階段,施工準備階段又分為四個環節。
從施工前期準備工作來看,首先要確定軟弱地帶和隱蔽工程所處位置,對沿線建筑進行詳細調查,在路線特殊段落,需要慎重、合理確定破碎范圍,準備階段還要對機械設備維護情況進行調查;其次是試驗段選擇及參數選定,對符合要求的破碎設置應記錄備查,如灰塵較大,需做好防護措施。從碎石化施工過程來看,依據相關規范規定,確定不同的碎裂尺寸,可結合具體情況進行指標粒徑選擇,例如表面粒徑尺寸一般不大于7.5cm,破碎后的粒徑具有一定的級配,使之滿足設計要求,利于下一步碾壓成型。另外要注重施工準備工作階段、破碎施工具體實施階段、瀝青層加鋪階段的施工工藝。總之碎石化施工質量控制應貫穿整個施工的始終,要選擇適宜的設備控制參數。
(二)舊砼板注漿修補施工技術
舊水泥砼板塊沒有大面積的破碎,注漿修補技術通常屬于小修或中修對策方案。主要是利用舊水泥砼板塊的承載能力,發現脫空部位,利用高分子聚合物材料經板接縫向脫空處注漿,進而使用灌封材料進行灌漿工藝處置的施工技術。
從注漿修補技術實施過程來看,主要有以下三個步驟:一是原水泥砼路面的檢測評價,即準確判斷原路面板塊脫空的位置,在進行貝克曼粱彎沉靜載測定時,要控制好車速,準確放置粱體。當然如有條件,建議進行動態彎沉試驗,可以更好地體現路面的受力特征;雷達彎沉檢測成本略高,檢測主要分為注漿前檢測和注漿后檢測兩個階段。二是注漿技術處理脫空板底,主要包括了原路面破損檢查、漿體灌注、注漿后質量評定。三是加鋪瀝青混凝土面層,防止或減緩裂縫出現。
(三)沖擊壓實施工技術
沖擊壓實機是具有高沖擊能量的壓實機械,原理是當機器行走時,輪軸反復抬升和落下使鋼輪沖擊夯壓地面,隨著沖壓遍數的增加,裂縫從板底開始,直至貫通。沖擊壓實破碎近年來也被廣泛應用于破碎舊的混凝土路面。從施工工藝來看,鋪筑基層前,回填厚25cm的C15貧混凝土,或采用小型夯打機進一步打碎并壓實穩定,接著在基層施工中嚴格按施工規范要求操作,然后對沖擊壓實后的水泥板中心線重新進行標高的測定,另外還要做好施工及基層養護過程中的交通維持工作。從面板的施工工藝來看,首先按配合比和路面施工規程操作,當量回彈模量達到規范要求時,早日開放交通,為了早日通車,在混凝土攪拌過程中按質量比的3-5%摻入FDN減水劑。從工程質量監控措施角度來看,提前進行強度檢測,檢查是否符合要求,對材料、施工程序、基層、面板養生進行監督。
三、舊水泥砼路面修復技術施工的要點
為提高舊水泥砼路面修復效果,要根據工程建設實際操作過程,首先是提高原材料質量,比如:水、粗細沙、添加劑等都要達到質量標準,這樣能夠提高混合拌料的作用和質量,按照質量規范的要求有利于提高混合料拌和質量,為提高修復質量打下基礎。粗細料一般適用級配碎石,加大質量檢測控制,保證干凈沒有雜物,假如在高溫天氣時,要使用一定量的酒水降溫。粗細料在選擇時,要把料篩選干凈,嚴格控制其中的泥土含量。總而言之,施工前要對所有的物料進行嚴格的控制和檢測,保證所有選擇的物料都符合標準,提高舊水泥砼路面修復效果。
四、結語
近年來,由于舊水泥砼路面并未受到應有的重視,特別是在高速公路中幾乎采用的都是瀝青路面,因此對于一些出現的路面災害并未及時修復,導致了更為嚴重的后果,大量的實踐證明,一旦路面出現問題,就要及時進行修復,在修復中要積極采用先進技術,實現水泥路面的可持續發展。