公路水泥砼路面修復(fù)處理方案剖析

趙 婷

（中交第二公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司， 湖北 武漢 430052）

1 工程概況

城區(qū)路是某市一級(jí)公路公路兼城市主干道，原主行車(chē)道寬 23米，水泥混凝土路面，兩側(cè)人行道各寬 3.5 米，本次改造段長(zhǎng)度為 4.77 公里，改造方式為加鋪瀝青混凝土面層。加鋪前，首先要對(duì)該路原有病害進(jìn)行處理，否則將影響加鋪效果。項(xiàng)目的維修對(duì)完善該市的交通基礎(chǔ)設(shè)施、溝通區(qū)域內(nèi)相關(guān)道路的連接、完善區(qū)域公路網(wǎng)規(guī)劃、帶動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有重要的意義。

2 路面破損狀況

根據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG H20—2007）中將水泥混凝土路面破損分為 11 種破損，包括：破碎板、裂縫、板角斷裂、錯(cuò)臺(tái)、唧泥、邊角剝落、接縫料破損、坑洞、修補(bǔ)損壞、拱起、剝落。同時(shí)，每種病害又根據(jù)其損壞的程度分為輕度、中度、重度等級(jí)別。本項(xiàng)目調(diào)查時(shí)，分車(chē)道逐板記錄各類(lèi)病害板，并側(cè)重對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響較大的斷裂類(lèi)、裂縫類(lèi)、板角斷裂類(lèi)、接縫破損類(lèi)等病害。根據(jù)調(diào)查記錄，對(duì)不同級(jí)別及種類(lèi)的病害板按照不同的權(quán)重進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。從調(diào)查總體情況來(lái)看，項(xiàng)目路段水泥路面技術(shù)狀況較好，局部存在少量斷板、裂縫以及角隅等病害。路面病害典型圖片如下圖1所示：

圖1.路面病害典型圖片

調(diào)查結(jié)果如表1所示：

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由現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，項(xiàng)目路段水泥面板病害主要以斷板、裂縫板以及板角斷裂為主，從統(tǒng)計(jì)的斷板率來(lái)看，項(xiàng)目路段整體狀況較好，病害板較少，均評(píng)價(jià)為優(yōu)。

3 病害產(chǎn)生原因分析

我們對(duì)原有路面進(jìn)行分析后，得出病害產(chǎn)生的主要原因有：一是存在初始裂縫。初始裂縫形成較多，混凝土水化反應(yīng)、施工及養(yǎng)護(hù)不當(dāng)、路基不均勻沉降、板底脫空等因素都可能引起混凝土路面板產(chǎn)生初始裂縫。在車(chē)載作用下，已經(jīng)存在初始裂紋的路面板，其裂縫進(jìn)一步累積和拓展，為路面的裂縫的發(fā)展、斷裂奠定了基礎(chǔ)；于路面表面的不平整而引起的車(chē)板相互作用帶來(lái)車(chē)輛運(yùn)動(dòng)荷載的沖擊，更加速路面板破壞。二是基層、土基強(qiáng)度不足。由于基層或土基強(qiáng)度、剛度不足，造成混凝土板下沉或由于板的膨脹變形造成板塊拱起，進(jìn)一步引起板斷裂、錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象。三是路面水破壞。路面表面水流入基礎(chǔ)，在車(chē)輛荷載作用下，板下基層的細(xì)粒材料從接縫處與水一同噴出（唧泥），致使板體與基礎(chǔ)逐步脫空，并導(dǎo)致基礎(chǔ)軟化或凍脹，進(jìn)而誘發(fā)其它病害。水一旦浸入土基，會(huì)使土基強(qiáng)度和路面整體剛度下降，從而導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)性破壞。

4 路面改造設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

旨在通過(guò)對(duì)原水泥路面進(jìn)行大修改造，保證行車(chē)的安全性與舒適性，提升路面使用性能，延長(zhǎng)路面使用壽命、改善道路的美觀性。

4.2 設(shè)計(jì)原則

根據(jù)公路養(yǎng)護(hù)維修特點(diǎn)，結(jié)合本項(xiàng)目交通量、自然條件、養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)，提出技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的養(yǎng)護(hù)維修方案，力爭(zhēng)做到路面維修質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)效益好。設(shè)計(jì)原則如下：

4.2.1 結(jié)合該區(qū)路面改造的成功經(jīng)驗(yàn)，合理選用適當(dāng)?shù)牟牧稀⒐に嚕?/p>

4.2.2 采用成熟技術(shù)，設(shè)計(jì)方案安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理；

4.2.3 對(duì)道路維修養(yǎng)護(hù)的新技術(shù)、新材料、新工藝，科學(xué)取舍，合理選用；

4.3 路線(xiàn)設(shè)計(jì)

4.3.1 平面設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目是路面更新改造工程，不涉及平面改線(xiàn)，平面線(xiàn)形設(shè)計(jì)根據(jù)外業(yè)實(shí)際測(cè)點(diǎn)擬合道路中心線(xiàn)，為保證擬合精度，道路中線(xiàn)測(cè)點(diǎn)間距按 20m 控制，直線(xiàn)段可根據(jù)實(shí)際情況拉長(zhǎng)間距，而對(duì)于小半徑平曲線(xiàn)段落則進(jìn)行加密測(cè)量。本項(xiàng)目中線(xiàn)擬合測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下表2所示：

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本項(xiàng)目平面擬合起訖樁號(hào)為 K0+000～K4+753.734，總里程 4.754km，平面擬合的原則是首先保證線(xiàn)形盡可能與測(cè)點(diǎn)吻合，在次前提下盡可能保證平面指標(biāo)滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范要求。

4.3.2 縱面設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目縱面線(xiàn)形主要通過(guò)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合得出，縱斷面擬合的原則是首先保證縱面線(xiàn)形盡可能與測(cè)點(diǎn)吻合，其次盡量保證縱面指標(biāo)滿(mǎn)足現(xiàn)行規(guī)范要求。根據(jù)本次測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果，本項(xiàng)目縱面線(xiàn)形由于軟基沉降、路面加鋪等原因在個(gè)別路段出現(xiàn)了一定變形，但除橋頭因橋梁與路基沉降差異較大導(dǎo)致行車(chē)不適外，其它路面在實(shí)地行車(chē)感官體驗(yàn)中未感覺(jué)明顯不適。罩面設(shè)計(jì)結(jié)合現(xiàn)有標(biāo)高受限制的橋梁的橋頭和以及項(xiàng)目起終點(diǎn)路段進(jìn)行縱斷面調(diào)坡處理，確保連接平順，總體采用等厚加鋪的原則維持原路線(xiàn)的設(shè)計(jì)指標(biāo)不變。

5 水泥路面病害處理

瀝青層加鋪前需要對(duì)原路面病害處治，白改黑項(xiàng)目中原路面病害處治是否徹底直接影響到項(xiàng)目成功與否。為了節(jié)約工期，設(shè)計(jì)考慮在換板砼和基層砼中摻加水泥用量 1～2%的早強(qiáng)劑。

5.1 斷板

對(duì)于調(diào)查中的斷板將其更換為 C40 砼，并加設(shè)傳力桿和拉桿（新老路面拼接縫是整個(gè)路面施工最薄弱的環(huán)節(jié)），面板開(kāi)挖后如果基層破損需采用 C25 砼更換基層。對(duì)于連續(xù)破碎較嚴(yán)重的路段采用連續(xù)換板的形式，板塊基層連續(xù)更換的需要沿原板縫位置切縫處理。

5.2 邊角斷裂

5.2.1 當(dāng)一塊水泥砼板上有兩處以上的較大角隅斷裂時(shí)，進(jìn)行換板處理。

5.2.2 當(dāng)板角碎裂較嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)按破裂面大小確定切割范圍采用坑補(bǔ)法進(jìn)行修補(bǔ)：

5.2.2.1 切縫后，鑿除破碎部分時(shí)，應(yīng)鑿成規(guī)則的垂直面，鑿深為全深度，并新建 C40 砼面板，如果基層破損，應(yīng)鑿除破損基層后采用 C25 砼更換。

5.2.2.2 與原有水泥砼板的接縫面應(yīng)涂刷瀝青，并在新老混凝土之間加設(shè)傳力桿（直徑 32mm，長(zhǎng)40cm 的光圓鋼筋），間距控制在 30cm 左右；

5.2.2.3 現(xiàn)澆混凝土與老混凝土面板之間應(yīng)切出寬 3cm，深 4cm 的接縫槽，并灌入填縫材料。

5.2.2.4 待混凝土達(dá)到強(qiáng)度后，方可開(kāi)放交通。

5.3 脫空

對(duì)于脫空面板應(yīng)采用壓漿穩(wěn)板的處理辦法。鉆孔深度以鉆穿面板 1～2cm 為宜，壓強(qiáng)為0.3～1.2Mpa。

5.4 裂縫

5.4.1 對(duì)于檢測(cè)評(píng)定為輕微裂縫，采用擴(kuò)縫灌漿：擴(kuò)縫順著裂縫擴(kuò)寬成 1.5～2.0cm 的溝槽，槽深可按裂縫的深度來(lái)定，但不得超過(guò)板厚的 2/3。清理擴(kuò)縫后，灌入 M950 填縫料。

5.4.2 對(duì)于檢測(cè)評(píng)定為貫穿全厚的嚴(yán)重裂縫，可參照斷板處治方式，將其更換為 C40 砼板，并加設(shè)傳力桿和拉桿。

5.4.3 在裂縫處理完，采用抗裂貼進(jìn)行貼縫處理。

5.5 現(xiàn)有板縫處理

本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)，項(xiàng)目路段水泥路面面板接縫料脫落現(xiàn)象較普遍，雨水容易從接縫處進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，在行車(chē)荷載作用下產(chǎn)生動(dòng)水壓力，沖刷基層導(dǎo)致板底脫空，最終面板容易出現(xiàn)破損及斷板等病害。設(shè)計(jì)中擬對(duì)全線(xiàn)縱橫縫進(jìn)行清縫灌縫處理。

施工方法如下：

5.5.1 接縫處理

5.5.1.1 接縫表面須干燥、干凈、無(wú)浮灰。灌縫前先用清縫機(jī)對(duì)板縫進(jìn)行清理，保證縫內(nèi)無(wú)泥砂、水泥漿及其他雜物，清縫寬度比原切縫寬 0.5～1mm，縫深度 3～5cm；

5.5.1.2 用高壓吹風(fēng)機(jī)將縫內(nèi)的灰塵、雜物吹除干凈，并將縫左右各 50cm 范圍灰塵、雜物、砂子吹干凈，確保縫內(nèi)無(wú)水、縫口干凈；

5.5.1.3 對(duì)于過(guò)深的縫應(yīng)填嵌泡沫彈性背襯帶，留出的縫深應(yīng)不超過(guò) 2cm，在縫的端頭和交叉處進(jìn)行封頭，以免漏料。

5.5.2 配料：

配料量應(yīng)根據(jù)施工進(jìn)度，作好估計(jì)，以免浪費(fèi)。

5.5.3 灌縫：

將攪拌均勻的膠灌入專(zhuān)用的嵌縫槍內(nèi)進(jìn)行灌縫。一般膠平面低于砼路面 1-3mm 嵌入縫的膠應(yīng)密實(shí)、均勻，不得有斷頭或空洞，否則應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

5.6 表面類(lèi)

對(duì)于表面起皮、漏骨、剝落、麻面、小坑洞的病害，由于病害對(duì)整個(gè)路面結(jié)構(gòu)承載力和路面整體性影響很小，可不予以處理。

5.7 修補(bǔ)

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，局部水泥砼面板采用瀝青砼修補(bǔ)處理過(guò)，且修補(bǔ)位置基本都位于板邊角處，修補(bǔ)質(zhì)量較差，設(shè)計(jì)中擬對(duì)修補(bǔ)面積大于 2m2 的板塊采用換板處理，并加設(shè)傳力桿和拉桿；其他修補(bǔ)位置參照板角斷裂處治方式進(jìn)行處理。

5.8 唧泥、拱起

項(xiàng)目路段局部有少量板塊有泥漿、拱起等現(xiàn)象，設(shè)計(jì)中擬采用更換為 C40 砼板，并加設(shè)傳力桿和拉桿。

6 結(jié)論

白改黑路段加鋪罩面前應(yīng)對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行全面檢查，將病害板塊進(jìn)行處理徹底，保證路面平整、粗燥、整潔、干凈、不得有灰塵、雜物或油污，對(duì)尖銳突出物及凹坑應(yīng)予以打磨或修補(bǔ)。同時(shí)，還要對(duì)舊路面板的縱橫向接縫進(jìn)行清縫、灌縫處理，并粘貼 32cm 寬抗裂貼和灑布粘層瀝青。總之，水泥砼路面加鋪瀝青混凝土，最重要的就是對(duì)原路面病害的處理，只有病害處理好了，才能防止病害向上傳播，并增加加鋪層的使用壽命。