水泥混凝土路面養(yǎng)護維修技術(shù)的探究

摘 要：水泥混凝土路面往往由于各種主客觀原因，產(chǎn)生板底脫空、卿泥、裂縫和斷板等病害。為了確保水泥混凝土路面的服務(wù)能力和使用品質(zhì)，必須對其使用性能進行評價以制定養(yǎng)護維修方案，本文對水泥混凝土路面養(yǎng)護維修技術(shù)做了探討。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面；養(yǎng)護；維修

中圖分類號：U416.216

文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1008-0422（2009）06-0225-02

1局部修補

1.1孔洞坑槽修補

孔洞、坑槽主要是由于混凝土材料中夾帶塊木、紙張和泥塊等雜物所致，影響行車的舒適性。其修補應(yīng)根據(jù)不同情況采取相應(yīng)的措施，對個別的坑洞，應(yīng)清除洞內(nèi)雜物，用水泥砂漿等材料填充，達到平整密實;對較多坑洞且連成一片的，應(yīng)采取薄層修補方法進行修補;低等級公路對面積較大，深度在3cm以內(nèi)，成片的坑洞，可用瀝青混凝土進行修補。

1.2錯臺的處治

水泥混凝土路面錯臺的處治方法，可根據(jù)板塊錯臺的高度采取相應(yīng)的修補方法：

1)磨平法:錯臺高度小于等于l0mm，可采用磨平機磨平，或人工鑿平。

2)填補法:高差大于l0mm的嚴重錯臺，可采用瀝青砂或水泥混凝土進行處板體拱起處治。

1.3板體拱起處治

當(dāng)脹縫的上部被硬物堵塞，縫兩旁的板體因受熱伸長而把板拱起時，應(yīng)立即用大切縫機將板拱起的部分以ΔL1+ΔL2和1-2cm預(yù)留縫切除，使相鄰板放平，并在縫隙內(nèi)灌填縫料，如圖1。

1.4路面磨光處治

為了改善水泥混凝土路面的防滑性能，可采用刻槽機對磨光的路面進行刻槽處理。

2裂縫修補

混凝土路面的裂縫情況比較復(fù)雜，修補時要根據(jù)具體的情況采取相應(yīng)的修補措施，對混凝土路面裂縫的修補可采用壓注灌漿法、擴縫灌漿法、直接灌漿法和條帶罩面法、全深度補塊法。各種修補方法的適用條件如下:

l)壓注灌漿法:適合于寬度在0.5mm以下的非擴展性的表面裂縫修補。

2)擴縫灌漿法:適合于寬度小于3mm的輕微裂縫修補。

3)直接灌漿法:適合于非擴展性裂縫的修補。

4)條帶罩面法:適合于貫穿全厚的大于3mm小于15mm的中等裂縫的修補。

5)全深度補塊法:適合于寬度大于15mm的嚴重裂縫的修補。全深度補塊分集料嵌鎖法、刨挖法、設(shè)置傳力桿法。

6)龜裂處理方法:對于表面裂縫較多及表面龜裂，可采用以下方法進行修補，即把裂縫劃為一個施工面，將施工面中的裂縫鑿成一塊3-6cm凹槽，清干混凝土碎屑后，澆筑修補混凝土。

3板下封堵

3.1必要性

板下封堵是指對水泥混凝土路面板下和基層、墊層中的細小空隙進行灌漿，以加固現(xiàn)有路面的技術(shù)。在修復(fù)水泥混凝土路面時，采用板下封堵的目的是為了恢復(fù)對路面結(jié)構(gòu)的支承，它是通過向這些空隙灌漿而實現(xiàn)的。灌漿時要施加一定的壓力，而施加的壓力不應(yīng)使路面板抬升。

板下封堵不能矯正沉降，不能提高結(jié)構(gòu)設(shè)計能力，也不能消除因板內(nèi)溫度、濕度變化及板上交通荷載而造成的垂直錯合。但是由于空隙被填充，減小了彎沉，恢復(fù)了結(jié)構(gòu)的整體性，因此減小了未來發(fā)生卿泥以及錯臺和板裂的可能性。只有在支承能力喪失程度有限的接縫，裂縫處才進行板下封堵。

3.2設(shè)計考慮

板下封堵工程的設(shè)計，包括選擇一種合格的灌漿混合料，測試路面有沒有脫空，預(yù)計灌漿的量和決定適宜的灌漿孔。

1)灌漿混合料

灌漿混合料應(yīng)能滲入細的空隙，同時具有足夠的強度和耐久性，抵抗荷載、濕度和溫度的影響。

2)脫空空隙位置的確定

采用FWD測定接縫兩側(cè)靠近路肩邊緣板角彎沉，或采用路面雷達GPR等檢測技術(shù)，確定脫空位置。

3)砂漿量的預(yù)測

每個接縫的灌漿量一般為0.03}0.09m³0

4)材料

采用粉煤灰水泥混合料并摻外加劑。粉煤灰摻水泥是一種能支承荷載的高強度耐久混合料，粉煤灰的顆粒級配和球形形狀還使它具有填充細小空隙所需要的易流動性。外摻劑包括減水劑、膨脹劑，以補償混合料的收縮。

5)設(shè)備要求

配制粉煤灰砂漿，需要專門用于配制膠質(zhì)材料的混合器才能配制出處于懸浮狀態(tài)、抗游離稀釋的真正的膠質(zhì)混合料?？捎靡徊克鄧娚浔脼樯皾{加壓。為了能在發(fā)現(xiàn)板移動時盡快地停止灌漿，應(yīng)使用回流管以減少板的移動或過度灌漿。采用砂漿回流系統(tǒng)有助于消除砂漿在噴射管內(nèi)的初凝，砂漿的流動一被切斷，管內(nèi)的砂漿就可回流到泵中。水箱也需要加壓泵，且容量應(yīng)能滿足一天的生產(chǎn)需要。有些砂漿拌和裝置帶有大小適宜的水箱。應(yīng)使用能擴張的膠噴嘴以便使噴射管牢牢地貼緊孔壁。

6)板上砂漿孔地分布

鉆孔的分布形式應(yīng)能提供足夠多的孔，使砂漿能流到路面下的所有空隙內(nèi)。板下封堵的常用鉆孔分布形式如圖2?？椎姆植夹问诫S水泥混凝土路面的不同設(shè)計類型而變化。因為對不同的板長、使用性能和破損形式的分布會有所不同，板下封堵的位置也需做相應(yīng)的調(diào)整。

鉆孔應(yīng)穿過板并進入未經(jīng)處治的墊層。如果基層經(jīng)過穩(wěn)定處理，空隙往往存在于墊層和土基之間。側(cè)孔應(yīng)穿透經(jīng)過墊層并鉆入土基內(nèi)，深度最大不超過7cmo砂漿噴射管的輸出管口不能低于混凝土板的板底，這樣才能使砂漿流入混凝土板以下的所有空隙以及基層以下的所有空隙中。在砂漿流不到的地方，必須用泵向孔內(nèi)射入少量的空氣以形成一個小空腔同脫空部位貫通。

板下封堵期間要進行嚴密的觀察，以免灌漿過度，板被抬升。當(dāng)砂漿從相鄰孔流入裂縫、接縫與路肩下方時，可停止灌漿。

3.3施工準(zhǔn)備

板下封堵工作是用泵將稀漿混合料從路面上的鉆孔灌入到板下的空隙中，對水泥混凝土路面進行穩(wěn)定和板下封堵，用混合料填充板下的空隙，使之形成一個不溶解的堅硬塊體。

1)定位

根據(jù)彎沉測試數(shù)據(jù)在水泥混凝土路面板上標(biāo)出灌漿點的位置。

2)制備耗資配合比

粉煤灰水泥砂漿配合比可為:水泥:粉煤灰:水=1:3:1.5， 7d的抗壓強度不小于5Mpa。

3)機械設(shè)備

(1)砂漿成套裝置

用于配制粉煤灰砂漿的成套裝置由一部能產(chǎn)生高達1.75MPa壓力的水泥噴射泵，一部高速膠體攪拌機和砂漿回流系統(tǒng)組成。其柱形轉(zhuǎn)筒的錐形底同一部膠體碾磨機相連，膠體砂漿將在這個碾磨機內(nèi)攪拌而成。膠體碾磨機轉(zhuǎn)速最小800r/min，最大2000r/min，可產(chǎn)生很強的剪切作用和連續(xù)的壓力以生產(chǎn)拌和均勻的混合料。

噴射泵具有5.7L/min的低速連續(xù)泵送能力。通過給泵增設(shè)回流管和泄放閥，可對系統(tǒng)加以改造。如果是散裝卸料，應(yīng)準(zhǔn)確地計量材料質(zhì)量。

(2)水箱

如果水箱和泵與整個裝置不是一體化的，水就要由水車來供給。水車上要配備水泵，其容量大小要能滿足配制砂漿的需要。

(3)鉆機

應(yīng)提供空氣壓縮機、能在混凝土板和基層材料上鉆噴射孔的鑿巖機及其它裝置。設(shè)備應(yīng)處于良好狀態(tài)并能鉆出既垂直又圓的孔。

(4)其它設(shè)備

各種必要的軟管，控制壓力和泵的帶閥門的支管，強制斷流器和旁通器，帶保護的壓力計，用于噴射密封砂漿的能擴張的灌漿栓塞，木質(zhì)插塞，沖刷鉆孔用的工具，鉆孔用鋼桿和鑿子等。

3.4施工方法

1)確定板下封堵位置

對板角進行彎沉測定，凡彎沉超過0.6mm的板，就應(yīng)進行板下封堵。

2)鉆砂漿噴射孔

孔的直徑不大于5cm，要保持垂直且圓，其深度要穿透經(jīng)過穩(wěn)定的基層墊層，但鉆入土基的深度不得大于7cm，用吹氣的方法形成空腔以便于砂漿的初始分布。

3)砂漿準(zhǔn)備

將水泥、粉煤灰放入筒內(nèi)，攪拌15s，然后加入所需的外加劑，攪拌15s。再加水?dāng)嚢瑁瑢⑸皾{送入攪拌器，用泵送出。

4)板下封堵

將膨脹橡膠灌入漿栓塞，或與裝配有與出料口相接的軟管插入孔內(nèi)，灌漿栓塞或軟管的出料口不能伸至混凝土板底部以下。要連續(xù)地向泵內(nèi)送砂漿，直至觀察到砂漿已從一個孔流入另一個孔。當(dāng)觀察到板開始抬升，或砂漿流動線內(nèi)的壓力迅速升高時停止泵送。持續(xù)壓力最大允許值為0.88MPa，壓力將借助一只放在砂漿輸送管線中的精密的壓力計來監(jiān)視。壓力計帶有保護罩，以防稀砂漿流入。

空隙中的水被砂漿排擠出來后，可任其流走和排走。灌漿后至少2h以內(nèi)要求所有交通避開此區(qū)。流到路面接縫內(nèi)的砂漿應(yīng)予清除，以保持適宜的接縫。在相鄰的兩個砂漿噴射孔之間出現(xiàn)橫向裂縫的情況下，可用噴涂環(huán)氧樹脂的方法封堵。

一個孔灌完漿后，應(yīng)撥出灌漿栓塞并立即插上木塞，以便有足夠的時間使砂漿充分凝固，不會在回復(fù)力的作用下從孔中擠出，方可將臨時用的木塞撥出，并將孔用快凝水泥砂漿永久性的密封，抹平與路面等高。

殘留在路面或路肩頂面上的砂漿要趁其尚未粘在面層上時掃掉，并用水沖刷，以免留下斑漬。如果砂漿流到了縫隙內(nèi)，應(yīng)趁未將縫隙密封時，及早將砂漿混合料除去，并將損壞的接縫及時用填縫料填好。灌漿后2h內(nèi)應(yīng)避免車輛通過灌漿區(qū)。

4加鋪面層

在舊水泥混凝土路面上加鋪水泥混凝土路面層的方法有分離式、直接式及結(jié)合式三種。結(jié)合式加鋪層是指對舊水泥混凝土板采取一定技術(shù)處理后，使加鋪層與舊水泥混凝土板完全粘接在一下，這時可認為層間的相對水平移為零，即連續(xù)接觸，結(jié)合式加鋪層水泥混凝土厚度一般不小于l0cm。直接式加鋪層是指加鋪層直接鋪筑在清掃和清洗之后的舊水泥混凝土板上，層間不作任何的處理，加鋪層水泥混凝土路面厚度不小于14cm。分離式加鋪層是指加鋪層與舊水泥混凝土板之間設(shè)置一層隔離層，通常采用瀝青砂，加鋪層水泥混凝土層厚一般小于18cm。

水泥混凝土加鋪層的施工工藝具體如下。

4.1施工前準(zhǔn)備工作

對舊水泥混凝土板逐板進行調(diào)查，將各類病害的部位及破壞程度分級繪制成圖，在雨天觀察行車通過縫時泥漿擠出的情況及重車通過時板的活動情況。對于結(jié)合式、直接式加鋪路段，要求舊水泥混凝土板處于基本完好狀態(tài)。對于嚴重脫空、下沉及斷裂的舊水泥板，應(yīng)將板破碎、清除，并整平基層，然后重新澆筑與舊水泥混凝土板相同標(biāo)號與厚度的板，同時做到上下水泥混凝土板對縫。

對于分離式加鋪路段，如舊水泥混凝土板雖已產(chǎn)生裂縫、沉陷，然而板基本穩(wěn)定狀態(tài)，可不必挖除，而用瀝青砂進行調(diào)整平。對于那些嚴重脫空、破裂并有繼續(xù)發(fā)展趨勢的舊水泥混凝土板，可將水泥混凝土板擊碎壓實，達到穩(wěn)定的目的，或者全部挖除，重新澆筑水泥混凝土板。

4.2舊路面破損板的處理

舊混凝土板若有嚴重脫空、下沉、斷裂，需將它們破碎清除，整平處理板底基層，然后澆筑強度等級為15號的貧混凝土。縫的布置、間距和板厚與舊混凝土板通過局部修補后達到基本完好。對出現(xiàn)較大結(jié)構(gòu)性損壞板全部清除，重新澆筑15號的混凝土，并與舊混凝土路面平齊，板面各種尺寸與老路一致，在其上澆筑的混凝土加鋪層要與舊混凝土路面接縫位置嚴格對齊。

對于分離式加鋪層的基層，如果由于基層卿泥、脫空、沉陷產(chǎn)生裂縫，但仍處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，除平整度和外觀較差外，板體本身仍較好時，可不必去除，面層改用瀝青砂調(diào)平。對那些嚴重破碎的板，壓實后讓其保持穩(wěn)定或全部挖除，重新用巧號貧混凝土澆筑。

4.3結(jié)合式施工工藝

1)舊混凝土表面處理

將較完整的舊混凝土板表面用風(fēng)鎬鑿毛，鑿毛濃度為3-5cm，并清除在鑿毛過程中發(fā)現(xiàn)松動的混凝土碎塊，用壓縮空氣清除混凝土碎屑，然后用水濕潤混凝土毛面。

2)立模

在邊模下預(yù)焊一個圓環(huán)，固定鋼釬由圓環(huán)打入路肩基層中，中模底部每隔lm用射釘工具槍噴射鋼釘，并在舊混凝土的接縫處打入鋼釬加以固定。最后，在中、邊模頂部每隔一定距離用活動卡規(guī)輔助固定，活動卡規(guī)可根據(jù)澆搗進度和實際需要隨時推移裝卸。

3)刷漿

在經(jīng)清潔濕潤無游離水的混凝土表面涂刷一層質(zhì)量比為1:7的水泥砂漿或涂刷水灰比為0.4-0.5的水泥純漿，水泥砂漿要求涂刷薄而均勻，水泥用量約3kg/m²。刷漿后立即澆筑加鋪層。

4)加鋪層施工

加厚層的攤鋪、澆筑、震搗與一般混凝土路面施工工序基本相同。但為了使新老混凝土路面間結(jié)合良好，振搗工序要認真仔細。平板振搗器每板振搗時間不少于30-40s，振振搗重疊5-l0cm。拉釬采用Φ14螺紋鋼筋，最大間距90cm，長度60cm。

4.4直接式施工工藝

對基本完好的舊混凝土板，清洗表面使其保持清潔濕潤無積水，不需作任何特殊處理即可直接澆筑加鋪層。立模、澆筑各工藝要求基本上與結(jié)合式相同。

參考文獻:

[1] 李華，潘玉利.高速公路養(yǎng)護質(zhì)量評定手冊.北京:知識出版社，2004.

[2] 何鐵軍，黃衛(wèi).模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在瀝青路面使用性能評價中的應(yīng)用.公路交通科技，2000， 17(4).