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，易出現裂縫、錯臺、拱起、剝落等問題，一直是市政工程建設和養(yǎng)護的一個重要課題。如何在交通不斷行的情況下，安全、經濟、快速地對病害進行處理和改造是一個重要課題。我結合工程實例，對水泥混凝土路面的病害處理和改造進行了分析和研究，提出來注漿加固、銑刨、開槽填補等具體施工方法。

關鍵詞：注漿加固 銑刨 開槽填補 鋪抗裂貼 加鋪瀝青混凝土面層

由于近年來城市交通量的增加，加之原道路結構組織不科學（如水泥混凝土路面板+石灰土基層結構），水泥混凝土面板的縱縫、橫縫、脹縫設置和構造存在缺陷等原因，水泥混凝土路面在使用10~15年后，裂縫、錯臺、拱起、剝落等病害已相當嚴重。

水泥混凝土路面出現病害后，如何對其進行維修和補強，我結合我市中原西路改造，談談具體方法。

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，是濮陽市重要的交通干道?；炷谅访骈L300m，其中東側約100m為老河溝。自建成以來，歷經十幾年的使用，該路段的病害主要集中為沉陷（沉陷最大沉降量達21cm，影響范圍150m，主要集中在原沖溝回填段）；錯臺（最大錯臺達5cm）；斷板（斷板量達14%）；以及啃角。2011年3至6月間，濮陽市決定在交通不斷行的前提下對該路段進行了改造。

2 病害產生的原因

要在交通不斷行的情況下作業(yè)，這給設計、施工單位提出了一個難題。要對水泥混凝土路面進行改造，首先要分析和研究路面病害產生的原因，然后才能針對舊路的特點提出經濟合理的改造方案。道路排水系統(tǒng)較為完善。應該講，道路基層、面層的強度和穩(wěn)定性還是有保證的。從單點實側彎沉值看，大部分路段在10~43（1/100mm），沉降路段的實側彎值波動較大，最大值達到125（1/100mm）。沉降路段長度約150m，為老河溝，1992年建造時，因道路縱斷的調整和原路基的沉降，對該路段進行了5~6m的換填處理。根據實測數據和取樣分析，道路病害主要是由于路基不均勻沉降造成錯臺、斷板。另外，混凝土板塊縱、橫縫養(yǎng)護管理不到位，造成脹縫、縮縫失去作用，致使板塊溫度應力集中引起啃邊、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；二是對局部損壞的板塊進行翻修。因該路段交通量大，施工不能斷行，故首先考慮的是在對沉降路基加強的基礎上，加鋪瀝青混凝土面層。深層路基加強采用注漿法，注漿法可靠、可行，且具有成熟的理論和實踐經驗，但如何抑制和推遲加鋪瀝青混凝土面層反射裂縫的產生卻是一個難題。同時，防止反射裂縫的產生是加鋪層設計的關鍵。對舊混凝土路面而言，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雜的三維應力狀態(tài)，當車輛經過不連續(xù)的板體時，相連板塊將產生豎向位移差，出現較大的剪切應力，這種剪切應力是瀝青加鋪層產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，設計者經過地下管網調查，分析地質結構，再根據面板損害機理以及新材料和新工藝的推廣和使用，深入研究、計算和比選了改造方案的安全性、經濟性以及可實施性，最終總結出設計方案如下：

4.1 利用對沉陷路基進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，通過壓力灌注、滲透、劈裂、擠密土體，使?jié){液與土顆粒膠結起來 ，改變地基土的物理和力學性質，形成結構新、強度大、穩(wěn)定性好的結石體，目的是達到提高地基承載力和消除不均勻沉降。注漿方案將根據該段路基回填土的壓縮系數、含水量、空隙率等實際取樣指標來確定：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，實施注漿得密封24h后。④嚴謹按照先外后內、跳孔間隔注漿的原則。⑤應攪拌均勻混合液，應采用注漿壓力、注漿量、注漿速度共同控制注漿過程，出現壓力驟減、跑漿及路面等異常情況，可間歇注漿，同排孔應隔孔跳注。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)現溢漿的現象。c地面隆起或出現異常情況。根據上述注漿方案，共實施注漿435個樁孔，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 對斷板、啃角、錯臺等病害進行處理。依據路面破損情況：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對錯臺的板塊進行銑刨，保證平順；⑤對路面銑刨拉毛，增加原混凝土面板的粗糙度。

4.3 開槽填補路面的縱縫、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量是影響改造后路面質量和壽命的主要因素。開槽填補路面裂縫對遏制路面滲水、保證板塊的黏合、延長路面使用壽命等都有良好的作用。

4.4 鋪設抗裂貼高分子聚合物?？沽奄N是防止基層裂（接）縫擴張、反射和密封防水的極佳產品。本產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，可自動填塞愈合較小的裂縫。④抗撕裂強度高，耐久性優(yōu)良，能有效阻止裂縫再擴張。經過三年多的市場調查，多數都可以保持1年以上不開裂不推移不破損。⑤能有效對放射性裂縫及分叉裂縫進行處理。⑥施工方便。無須任何設備，只需要一部小型車兩個人就可以施工。施工人員也不用專業(yè)培訓。⑦施工速度快，可以搶占有利施工時機。⑧施工工藝簡單，方便快捷，施工過程中不會對環(huán)境造成污染也不會對工人造成傷害。⑨防水效果極佳，由于其低溫柔性好、粘接力大，貼接壓實后形成永久性無縫隙的粘接層，使雨水不能進入基層裂縫。

施工工藝：①根據路面裂（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使用電動刷子、吹風機對選擇使用抗裂貼的裂（接）縫進行清潔處理，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。③將抗裂貼背面的隔離紙張揭去，無粘性物面朝上，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起來，避免對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 根據道路縱斷面設計，對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4cm中粒式瀝青砼、3cm細粒式瀝青面層。通過道路改造后的測試，路面平均彎沉值56（1、100mm），達到了設計的預期目的。同時對道路通車后沉降量進行的觀測數據表明，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)展需要一定的時間，對上述方案的改造效果，還需長期觀察，到目前為止效果很好。