微裂加固施工技術(shù)在道路工程水泥混凝土路面中的應(yīng)用

劉坤彥

（山東省單縣湖西路橋建筑有限公司，山東 單縣 274300）

就高級(jí)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)來(lái)講，其運(yùn)行年限往往是30 年，但是在水泥混凝土路面運(yùn)行中容易受到很多因素影響。許多水泥混凝土路面運(yùn)行六年到七年后容易出現(xiàn)質(zhì)量病害，包括裂變、翹空等，不能保證路面行車(chē)的舒適性以及安全性。結(jié)合水泥混凝土路面質(zhì)量、病害特點(diǎn)和具體損壞情況，舊水泥混凝土路面運(yùn)用的改造技術(shù)方法往往有兩種，一種是修復(fù)加固，另一種是破碎再生。其中，就破碎再生施工技術(shù)來(lái)講，其使用成本比較高，而且工期很長(zhǎng)，要想盡可能減少施工對(duì)城市環(huán)境和交通產(chǎn)生的影響，必須要滿(mǎn)足市政道路改造對(duì)節(jié)能減排和施工工期的具體要求，能夠運(yùn)用微裂加固施工技術(shù)，該技術(shù)成本不高，但是效率非常高，不會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境，是全新的水泥混凝土路面膠布技術(shù)，所以當(dāng)前微裂加固施工技術(shù)普遍應(yīng)用在市政道路改造施工中。

1 水泥路面微裂加固施工技術(shù)的基本原理

微裂加固施工技術(shù)的基本原理具體表現(xiàn)在以下：根據(jù)水泥混凝土路面的具體情況，正確選擇合適的微裂式破碎機(jī)設(shè)備，對(duì)舊水泥混凝土路面板進(jìn)行擊打以及壓穩(wěn)處理，讓舊水泥混凝土面路面可以實(shí)現(xiàn)板塊穩(wěn)而不平的狀態(tài)，然后對(duì)檢測(cè)效果進(jìn)行深入分析。對(duì)于微裂式破碎處理之后路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度表現(xiàn)很差的位置進(jìn)行注漿加固處理，利用微裂和注漿處理，可以明顯提高舊水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)承載力，可以作為路面永久性基層，采用非開(kāi)挖的方法來(lái)補(bǔ)強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)。

2 水泥路面微裂加固施工技術(shù)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

微裂加固屬于低碳路面修復(fù)技術(shù)，其具有諸多優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：第一，可以迅速消除反射裂縫。如果水泥混凝土路面微裂水泥板的裂縫寬度在0.1 毫米到0.3 毫米之間，這時(shí)水泥塊體規(guī)格是5 厘米到20 厘米之間，那么運(yùn)用微裂加固施工技術(shù)處理后，可以將由于環(huán)境溫度和濕度變化而造成的路面翹曲以及變形等質(zhì)量變害迅速消除，以免水泥混凝土路面存在反射裂縫。第二，有助于加強(qiáng)不同路面層之間的結(jié)合。如果水泥混凝土路面出現(xiàn)微裂，那么板塊就會(huì)下沉，一般來(lái)說(shuō)，下沉量在1 厘米到2 厘米之間，而且會(huì)形成許多小型凹槽，使將補(bǔ)層和舊水泥面板相結(jié)合，以保證路面與瀝青之間有更大的結(jié)合強(qiáng)度。第三，提升基層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。通常，路面水泥板出現(xiàn)微裂后，彼此之間會(huì)形成嵌鎖狀態(tài)，讓水泥板與基層更加有深入的接觸，大幅度提高結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度。第四，循環(huán)利用資源。通過(guò)合理運(yùn)用微裂加固施工技術(shù)，能夠充分利用原路面，也不會(huì)嚴(yán)重影響交通。與其他路面修復(fù)技術(shù)相比之下，其可以節(jié)省許多資源，也可以大大地提高水泥混凝土路面修復(fù)效益。

3 道路工程水泥混凝土路面裂縫的主要成因

對(duì)于城市交通基礎(chǔ)建設(shè)而言，市政道路是不可或缺的重要組成部分，直接關(guān)乎城市交通是否穩(wěn)定發(fā)展。在城市客流量不斷增加的背景下，市政道路承受著巨大的交通壓力。

3.1 道路本身應(yīng)力的影響

市政道路的應(yīng)力通常分為多種，一是道路收縮造成的形變；二是外界環(huán)境因素造成的形變[1]。影響因素是以溫度為主，在外界環(huán)境下，市政道路遇到高溫出現(xiàn)膨脹，遇到低溫就會(huì)收縮，市政道路自身收縮造成的形變通常出現(xiàn)在施工過(guò)程中，混凝土凝固時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境有很大的溫度差異，所以會(huì)導(dǎo)致混凝土內(nèi)部壓力發(fā)生改變，造成混凝土表面不再具有很強(qiáng)的抗塌壓力，在道路鋪設(shè)該混凝土就容易存在裂縫，混凝土在凝固硬化中，表面水分慢慢蒸發(fā)，而且表面溫度也會(huì)下降，導(dǎo)致道路路面體積日益收縮，存在裂縫情況。而外界環(huán)境因素造成的形變是因?yàn)闇囟妊杆侔l(fā)生變化，造成混凝土內(nèi)部收縮與膨脹日益變化。溫度差異也會(huì)對(duì)混凝土整體結(jié)構(gòu)造成不良影響。由于溫度變化帶來(lái)的影響會(huì)導(dǎo)致道路混凝土溫度應(yīng)力比強(qiáng)度大，進(jìn)而造成道路產(chǎn)生裂縫。

3.2 道路荷載造成的裂縫出現(xiàn)

通常，道路荷載包含兩個(gè)方面，一方面是內(nèi)部荷載，另一方面是外部荷載。道路荷載造成的裂縫稱(chēng)之為荷載裂縫。該裂縫形成的根本原因是混凝土道路在內(nèi)部荷載以及動(dòng)靜狀態(tài)荷載的一起作用下，導(dǎo)致市政道路表面應(yīng)力比其自身強(qiáng)度大，進(jìn)而造成表面產(chǎn)生裂縫。

4 水泥混凝土路面微裂式破碎再生加固技術(shù)介紹

現(xiàn)階段，我國(guó)針對(duì)舊水泥路面破碎化施工基礎(chǔ)有多種，比如：碎石化法，還有打壓穩(wěn)法，這些方法的主要目的都是為了可以減少水泥路面發(fā)生出現(xiàn)裂縫的概率。不同的處理方法有不同的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，就碎石化法來(lái)講，主要是指在混凝土的裂面加鋪瀝青路面，讓路面不會(huì)存在反射裂縫。然而該方法會(huì)顯著減少混凝土表面強(qiáng)度，使用時(shí)間久了，會(huì)出現(xiàn)很多病害，比如：沉陷以及車(chē)轍印等；就打壓穩(wěn)法來(lái)講，其對(duì)混凝土路面的強(qiáng)度沒(méi)有任何的影響，然而無(wú)法將路面底層裂縫徹底消除，而且各段的板塊寬度很大，很有可能導(dǎo)致起翹的情況出現(xiàn)。而水泥混凝土路面微裂加固施工技術(shù)是將這些技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行結(jié)合，加固處理存在裂縫的路面結(jié)構(gòu)，必須要先處理路面寬存在的病害，以保證水泥面板微裂后獲得良好的效果，即雖然有裂縫但是沒(méi)有破碎，雖然穩(wěn)定但是略有粗糙。

4.1 水泥混凝土路面微裂式破碎

對(duì)于水泥混凝土路面微裂式破碎再生技術(shù)來(lái)講，其是微裂加固施工技術(shù)的重要基礎(chǔ)，在運(yùn)用此技術(shù)時(shí)，必須要使用專(zhuān)門(mén)的微裂式破碎設(shè)備來(lái)微裂式破碎舊水泥路面，在進(jìn)行這樣的操作后，會(huì)導(dǎo)致水泥混凝土路面內(nèi)部存在一些比較細(xì)小的裂紋，也處在全部契合的狀態(tài)[2]。如果舊水泥路面完全破碎，那么就可以將微面加固技術(shù)的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)。舊水泥破碎的標(biāo)準(zhǔn)為斜向開(kāi)放，雖然破裂，但是水泥混凝土沒(méi)有破碎，契和良好。

4.2 水泥混凝土路面微裂后檢測(cè)和注漿加固

在確定水泥混凝土路面破碎后，必須要認(rèn)真檢測(cè)所有破碎的板塊，若板塊的寬度較小，必須要對(duì)其收集，再集中開(kāi)展微裂式破碎，一直至每個(gè)板塊都符合要求。對(duì)板塊實(shí)施完成檢測(cè)，若碰到完成很大的部位，必須要使用雷達(dá)的檢測(cè)，對(duì)水泥混凝土路面微裂式破碎后承載能力不夠的根本原因進(jìn)行深入分析，對(duì)路面承載能力較弱以及結(jié)構(gòu)層來(lái)說(shuō)，必須要針對(duì)其使用聚合物注漿材料，能有效加工操作，再使用先進(jìn)的注漿設(shè)備，直接在細(xì)小的裂縫中注進(jìn)聚合物材料，及時(shí)排出其中包含的水分以及空氣，讓其可以占滿(mǎn)所有的空間，顯著提高水泥混凝土路面強(qiáng)度。

5 工程案例

5.1 項(xiàng)目背景

某一個(gè)道路工程的設(shè)計(jì)為主干路等級(jí)，其主路寬、面寬、限定的行駛速度全線長(zhǎng)度分別為24 米、每小時(shí)60 千米、每一千米23 米。路面運(yùn)用的結(jié)構(gòu)類(lèi)型為水泥石灰穩(wěn)定土，厚度是18 厘米，水泥穩(wěn)定碎石厚度是18 厘米，C35 水泥混凝土板厚度是26 厘米。該項(xiàng)目在2018 年6 月通車(chē)運(yùn)營(yíng)，因?yàn)樵撀范斡邢喈?dāng)大的交通量，通車(chē)后，部分路段形成非常密集的橫向裂縫以及縱向裂縫等有關(guān)質(zhì)量病害。

5.2 加固方案

根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)水泥混凝土面的實(shí)際調(diào)查數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，合理劃分質(zhì)量病害板塊，結(jié)合質(zhì)量病害，制定有效的處理技術(shù)方案，具體如下：第一，完整板塊一。判定標(biāo)準(zhǔn)是板角，彎沉數(shù)值小于0.25 毫米，不需要進(jìn)行處理，可以采用切縫處理方法進(jìn)行加鋪。第二，完整板塊二?？p隙寬度不能大于一毫米，使用聚合物注漿方法來(lái)處理，而且在加坡時(shí)使用細(xì)粒式瀝青混合料來(lái)找平處理[3]。第三，輕微裂縫板塊。板角完成數(shù)值不小于0.25 毫米，運(yùn)用聚合物注漿方法。將抗裂貼進(jìn)行粘貼，再填補(bǔ)適量的瀝青碎石來(lái)找平。第四，病害板塊。判定標(biāo)準(zhǔn)為呈現(xiàn)以及嚴(yán)重拓寬等。采用的處理方法是微裂破碎再生和注漿加固，而其加固方案是應(yīng)力層，吸收層厚度是2 厘米，瀝青混凝土上面層和下面層厚度是12 厘米。

5.3 微裂加固施工技術(shù)的具體施工工藝

結(jié)合市政道路路面的病害實(shí)際情況來(lái)分析，不難發(fā)現(xiàn)，一半以上的路面都是利用微裂加固施工技術(shù)來(lái)加固修復(fù)路面。而微裂加固施工技術(shù)的施工工藝，具體表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

5.3.1 微裂式破碎，針對(duì)舊路面運(yùn)用微裂式擊打

首先，認(rèn)真勘查現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)舊水泥路面的破碎具體情況進(jìn)行仔細(xì)觀察，比如：路面板塊的開(kāi)裂程度，還有路面裂縫的寬度等，都要利用觀察來(lái)明確。就水泥路面破碎的能量來(lái)講，選用66KG 充滿(mǎn)能量的破碎再生設(shè)備來(lái)?yè)舸蚱扑橐郧暗穆访?，各塊板都必須要擊打5 次，還要對(duì)板上的所有點(diǎn)位擊打1 次，各個(gè)擊打點(diǎn)位彼此15 厘米到20 厘米，微裂式破碎的前后順序是，針對(duì)一塊水泥板，先要對(duì)其兩邊進(jìn)行擊打，再在中間位置進(jìn)行擊打，各個(gè)點(diǎn)次擊打都必須是運(yùn)用微烈式破碎技術(shù)，控制的基礎(chǔ)層次數(shù)通常包括垂體下落的實(shí)際高度以及各個(gè)點(diǎn)位擊打的次數(shù)等。一般來(lái)說(shuō)，凹槽的深度必須要小于3 厘米，寬度在0.01 平方厘米到0.04 平方厘米之間板角的，都必須要距離接縫在10厘米到20 厘米之間，如果路面凹槽的深度和裂縫開(kāi)裂的寬度無(wú)法滿(mǎn)足有關(guān)要求時(shí)，必須要結(jié)合路面裂縫開(kāi)裂的寬度，通常路面裂縫開(kāi)裂的寬度不能大于1 毫米。

5.3.2 運(yùn)用微裂加固施工技術(shù)檢測(cè)加固路面的效果

在路面出現(xiàn)微裂后，應(yīng)該認(rèn)真清理好路面的所有雜物，再使車(chē)輛對(duì)微裂路面進(jìn)行三天到五天的自然碾壓，在微裂路面碾壓到相對(duì)穩(wěn)固后，使用探測(cè)儀對(duì)路面彎成值進(jìn)行科學(xué)檢測(cè)[4]。若板塊的彎成值不達(dá)標(biāo)，就必須要使用探地雷達(dá)來(lái)科學(xué)檢測(cè)板塊結(jié)構(gòu)的破壞特點(diǎn)，進(jìn)而明確板塊需要注漿加固的部位。使用破碎機(jī)械來(lái)?yè)舸蚱扑樵瓉?lái)的水泥路面，讓路面存在裂縫，再開(kāi)放通行車(chē)輛來(lái)自然碾壓穩(wěn)固。各次擊打都要準(zhǔn)確測(cè)量且詳細(xì)記錄，利用對(duì)比之前的壓穩(wěn)值，就能得出這兩次沉降值是否發(fā)生變化，若第一次和第二次沉降值相差不大于5 毫米，就說(shuō)明路面已經(jīng)符合壓穩(wěn)工藝的參數(shù)要求，這時(shí)就必須要停止壓穩(wěn)。

5.3.3 注漿加固

對(duì)微裂板塊的彎成值進(jìn)行檢測(cè)，利用檢測(cè)的彎沉值準(zhǔn)確判斷路面是不是要進(jìn)行注漿，在檢查結(jié)束后，如果板塊的挖成值不小于37.3（0.01 毫米），就必須要加固處理低聚合物的路面。一般來(lái)說(shuō)，路面注漿加固運(yùn)用的都是低聚合物混合料，其具體的技術(shù)流程為：第一步，做好施工準(zhǔn)備工作；第二步，布孔；第三步，鉆；第四步，清孔；第五步，封孔；第六步，拔管；第七步，注漿；第八步，制漿；第九步，養(yǎng)生；第十步，檢測(cè)；第十一步，驗(yàn)收。在進(jìn)行路面注漿前，先要做注漿試驗(yàn)，以明確各項(xiàng)工藝技術(shù)參數(shù)，比如：注漿所需的壓力，還有漿液粘稠度等。

5.3.4 對(duì)彎沉路面注漿加固的效果作出評(píng)價(jià)

在路面做好注漿加固后，經(jīng)過(guò)四個(gè)小時(shí)到六個(gè)小時(shí)，對(duì)路面的彎沉值進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而站在客觀公正的角度來(lái)評(píng)價(jià)路面注漿加固的效果[5]。如果加固效果在進(jìn)行檢測(cè)后，與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求不相符，就必須要又一次注漿加固。

5.3.5 補(bǔ)強(qiáng)路面接縫部位

針對(duì)已加固的舊路面，在路面接縫處必須要使用高強(qiáng)纖維布來(lái)補(bǔ)強(qiáng)，必須要對(duì)接縫位置進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，才可以使路面有更高的抗剪強(qiáng)度，加固層有更高的抗拉強(qiáng)度。

6 結(jié)語(yǔ)

總而言之，在我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的背景下，道路工程數(shù)量不但增加，規(guī)模也越來(lái)越大，而水泥混凝土路面在道路工程施工中是重要的組成部分，發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。同時(shí)，水泥混凝土路面施工也是道路工程施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在這方面施工中施工單位必須要采取先進(jìn)的施工技術(shù)，尤其是運(yùn)用微裂加固施工技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)具有許多優(yōu)點(diǎn)，比如：不會(huì)影響正常的交通，也不需要投入很大的成本，所以在當(dāng)前我國(guó)道路工程施工中廣泛應(yīng)用，也是很多施工單位都比較認(rèn)可的一種施工技術(shù)，這對(duì)提高道路工程施工質(zhì)量和促進(jìn)我國(guó)交通行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展都有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。