隧道混凝土舊路面病害處治技術(shù)探討

■陳源美

（漳州市順通路橋建設(shè)有限公司，漳州363000）

隧道混凝土舊路面病害處治技術(shù)探討

■陳源美

（漳州市順通路橋建設(shè)有限公司，漳州363000）

本文對(duì)某隧道水泥混凝土路面的病害處治技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用探討，針對(duì)不同病害采用不同處治方案，為隧道路面“白改黑”打好基礎(chǔ)。在原路面病害處治后，采用A C-16C、A C-20C中粒式瀝青混凝土對(duì)隧道路面進(jìn)行“白改黑”，提高了路面抗滑能力，解決了因水泥路面磨光車輛側(cè)向滑移的隱患，同時(shí)提高了路面平整度，降噪效果良好。針對(duì)水泥路面病害處治及水泥路面加鋪瀝青路面可能產(chǎn)生的早期病害，提出處理措施，為同類改造工程提供借鑒。

水泥混凝土路面路面改造白改黑精銑刨拋丸

0 引言

隨著海西高速公路網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展，已通車的隧道水泥路面，因區(qū)間交通量驟增尤其是車輛組成中重載貨車占比，加上雨霧天氣等自然氣候影響，因路面磨光加上油污、潮濕等原因，車輛產(chǎn)生側(cè)向滑移和追尾的事故時(shí)有發(fā)生。依照省交通運(yùn)輸廳《福建省交通運(yùn)輸系統(tǒng)安全生產(chǎn)綜合整治“三年行動(dòng)”2013年工作實(shí)施意見》中的工作要求，對(duì)全省已通車路段的隧道水泥混凝土路面，全面實(shí)施“白改黑”工程，即加鋪瀝青混凝土，增強(qiáng)抗滑性能，分三年實(shí)施完成。其中，將彎道、陡坡路段的隧道水泥混凝土路面優(yōu)先改造。新建高速公路隧道全部采用瀝青混凝土復(fù)合式路面。在此背景下，高速公路舊混凝土路面“白改黑”技術(shù)不斷完善，針對(duì)目前改造技術(shù)，本文以隧道路面改造為工程依托，探討白改黑技術(shù)在實(shí)際工程中的應(yīng)用。

1 工程概況

隧道左線長3372m（ZK20+633～ZK24+005）、右線長3390m（YK20+640～YK24+030），屬于特長隧道，最大埋深約260m。由于為三車道隧道，無緊急停車帶；行車、行人橫洞平均間距約350m。左右線除在洞內(nèi)設(shè)置橫洞連接外，在進(jìn)出口兩端洞外分離式路基中各設(shè)置一處聯(lián)絡(luò)通道。

左線隧道進(jìn)口段位于R-6000m的圓曲線上，洞身段位于直線上，出口段位于R-4200m的圓曲線上；右線隧道進(jìn)口段位于R-5300m的圓曲線，洞身位于直線上，出口段位于R-4400m的圓曲線上；左右線隧道測(cè)設(shè)線間距約25m。左線隧道位于為0.61/3372的單向坡上，右線隧道位于為0.63/3310及-2.705/80的雙向坡上。

2 隧道原水泥混凝土路面狀況

某隧道水泥混凝土路面進(jìn)行“白改黑”改造前，對(duì)該隧道水泥混凝土路面路況進(jìn)行全面技術(shù)狀況調(diào)查，主要包括路面厚度和強(qiáng)度、路面破損狀況及病害類型等。

根據(jù)第三方檢測(cè)結(jié)果顯示：對(duì)該隧道路面取芯53處，并對(duì)其厚度、強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量和實(shí)驗(yàn)。其中有3處厚度不足，分別為214mm、218mm、235mm。其有19處，抗折強(qiáng)度小于5.0MPa。隧道左右線混凝土路面可能存在脫空的路段：左線176處，共749m；右線127處，共578m?？廴Q板處理段，左線155處，共660m；右線114處，共505m。

3 隧道原水泥混凝土路面處治技術(shù)

在對(duì)隧道水泥混凝土路面實(shí)施“白改黑”前，先對(duì)水泥混凝土板塊病害進(jìn)行徹底處治，提高路面實(shí)施效果，保證路面使用壽命。

原舊路面結(jié)構(gòu)為水泥混凝土路面，需改造路面單幅寬度為12.05m，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，現(xiàn)狀行車道水泥混凝土路面平整度整體良好。僅局部路段有橫向裂縫、角隅斷裂、坑洞等現(xiàn)象。對(duì)于存在病害板塊的路段，對(duì)橫向裂縫、角隅斷裂的壞板采用“換板處理、板角修補(bǔ)”等措施進(jìn)行病害板處理。

3.1 裂縫處理

（1）對(duì)縫寬小于3mm的裂縫，采取擴(kuò)縫后灌注環(huán)氧樹脂處理。順著裂縫擴(kuò)寬成0.5～1.0cm的溝槽，槽深按實(shí)際裂縫深度，但不得超過2/3板厚。

（2）對(duì)縫寬在3mm以上，采取面板全厚鑿除、鋼纖維砼換板處理。對(duì)傳力桿或拉桿已經(jīng)松動(dòng)、折斷或嚴(yán)重扭曲，同步更換。

3.2板邊、板角修補(bǔ)

板邊輕度剝落的修補(bǔ)，應(yīng)將表面清理干凈，并用瀝青混合料或接縫材料修補(bǔ)平整；板邊破損中等、嚴(yán)重的，破損面積小于1m2時(shí)，采取全厚補(bǔ)塊。

板角修補(bǔ)按斷裂面的大小切縫，清除鑿除范圍，復(fù)原鋼筋，對(duì)接封面涂刷瀝青，然后現(xiàn)澆鋼纖維水泥砼，切接縫槽并灌入填料。處治圖如圖1和圖2所示。

圖1 板角斷裂局部修補(bǔ)大樣圖（單位：cm）

圖2 斷板修補(bǔ)大樣圖（單位：cm）

當(dāng)破損面積大于1m2時(shí)，全深鑿除、換板處理（參照換板要求）。處治設(shè)計(jì)圖如圖3和圖4所示。

圖3 換板處理平面圖（單位：cm）

圖4 換板處理大樣圖（單位：cm）

3.3 坑洞修補(bǔ)

對(duì)個(gè)別坑洞按矩形局部鑿除同深坑洞水泥板，采用環(huán)氧樹脂砂漿灌注，達(dá)到平整密實(shí)，并保持與原混凝土面板齊平。

對(duì)較多坑洞且連成一片的，采取薄層修補(bǔ)。（1）切割面積的圖形邊線，應(yīng)與路中心線平行或垂直。（2）切割的深度不小于6cm，切割面內(nèi)的光滑面應(yīng)鑿毛。（3）清除槽內(nèi)混凝土碎屑。（4）將混凝土拌和物填入糟內(nèi)，振搗密實(shí)，頂面與原混凝土面板齊平。（5）噴灑養(yǎng)護(hù)劑養(yǎng)生。（6）待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后，便可開放交通。多坑洞修補(bǔ)如圖5。

圖5 多坑洞修補(bǔ)圖（單位：cm）

3.4 接縫維修

（1）填縫料損壞維修

清除舊填縫料和雜物，并將縫內(nèi)灰塵吹凈；在脹縫修理時(shí)，先將熱瀝青涂刷縫壁，再將接縫板壓入縫內(nèi)。對(duì)接縫板接頭及接縫板與傳力桿之間的間隙，用瀝青或其他填縫料填實(shí)抹平。上部用嵌縫條的及時(shí)嵌入嵌縫條；用加熱式填縫料修補(bǔ)時(shí)，必須將填縫料加熱至灌入溫度，宜用嵌縫機(jī)填灌，填縫料應(yīng)與縫壁粘結(jié)良好和填灌飽滿；在常溫式填縫料修補(bǔ)時(shí)，除無須加熱外其施工方法與加熱式填縫料相同；填縫料的技術(shù)要求與施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》和水泥混凝土路面有關(guān)施工規(guī)范的規(guī)定。

（2）縱向接縫張開維修

相鄰車道面板橫向位移，縱向接縫張開寬度在10mm以下時(shí)，采用聚氯乙烯膠泥、焦油類填縫料和橡膠瀝青等加熱施工式填縫料；相鄰車道面板橫向位移，縱向接縫張開寬度在10～15mm時(shí)，宜采取聚氯酯類常溫施工式填料進(jìn)行維修；相鄰車道板橫向位移，縱向接縫張口寬度在15mm以上時(shí)，采用瀝青砂填縫。

3.5 水泥混凝土鑿除

局部維修混凝土塊采用人工破碎的辦法破除舊混凝土塊，應(yīng)用切割機(jī)具把破碎部分和保留部分切割分離，確保保留部分不受損傷。整塊換板維修可采用液壓鎬鑿除舊混凝土板，大面積換板應(yīng)使用撞擊式破碎機(jī)破除。

施工中須注意對(duì)相鄰保留板的影響，使用撞擊式破碎機(jī)破除的路段應(yīng)保留板塊80cm寬范圍，該80cm范圍應(yīng)采用人工或液壓鎬鑿除，盡可能保留原有拉桿。鑿除作業(yè)前，應(yīng)先確定修復(fù)位置和范圍，破損混凝土塊鑿掉后，再進(jìn)行創(chuàng)面清理。對(duì)舊混凝土創(chuàng)面，將其松石和細(xì)料清理干凈，最好用高壓空氣或高壓水進(jìn)行清洗，如果有鋸縫，將其鑿毛，在使用風(fēng)鎬作業(yè)時(shí)，勿損傷留下部分的混凝土塊。

混凝土板塊維修采用集中拌和混凝土，小型機(jī)具鋪筑，攤鋪前對(duì)模板的位置和支撐穩(wěn)固情況、傳力桿、拉桿的安設(shè)進(jìn)行全面檢查。修復(fù)破損基層，并灑水潤濕，全面檢測(cè)板厚與設(shè)計(jì)值相符，方可進(jìn)行攤鋪。

如為局部維修，應(yīng)對(duì)舊混凝土連接面鑿毛。用插入式振搗器振搗，振動(dòng)梁刮平提漿，人工抹平，按原路面紋理對(duì)混凝土表面進(jìn)行處理。對(duì)于連續(xù)換板的路段，也可采用三輥軸攤鋪機(jī)進(jìn)行施工。

澆筑后的混凝土應(yīng)及時(shí)養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)可采用混凝土路面專用養(yǎng)護(hù)劑等環(huán)保型養(yǎng)護(hù)措施，施工時(shí)注意按產(chǎn)品規(guī)定用量噴灑均勻，如遇干燥風(fēng)大的季節(jié)還應(yīng)用薄膜覆蓋。

3.6 脫空板注漿處理

對(duì)脫空板進(jìn)行注漿處理，有三種措施：（1）1～2m段取1處注漿孔，如圖6所示；（2）3～4m段取2處注漿孔，直線均勻布孔，如圖7所示；（3）大于4m段，縱向間距3m，橫向間距2m布孔，鉆芯取孔后，可做板的厚度、強(qiáng)度檢測(cè)，若不滿足要求，需要做換板處理，如圖8所示。注漿采用小壓力填充注漿，壓力控制在1.5MPa左右，水灰比0.4～0.6。注漿時(shí)應(yīng)觀察板塊高程變化，防止板塊抬升超過設(shè)計(jì)標(biāo)高。

圖6 脫板1孔注漿示意圖（單位：cm）

圖7 脫板2孔注漿示意圖（單位：cm）

圖8 脫空板4孔注漿示意圖（單位：cm）

4 路面總體改造技術(shù)

對(duì)該隧道路面的改造既要保證路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，又要滿足縱面的平順，還要控制瀝青混凝土面層的合理壓實(shí)厚度和考慮隧道空間、照明要求。

由于該隧道已通車1年多，現(xiàn)場(chǎng)踏勘水泥混凝土路面比較光滑，局部地段被油漬污染，為了更好地保證新老面層的結(jié)合，擬定對(duì)過渡段路面進(jìn)行精銑刨；根據(jù)現(xiàn)狀路面情況，水泥路面加鋪瀝青路面，極易發(fā)生加鋪層與舊路面結(jié)合不良，本項(xiàng)目采用拋丸處理技術(shù)。主要設(shè)計(jì)圖如圖9和圖10所示。

4.1 精銑刨處理

其精銑刨的施工工藝主要為交通管制→銑刨→掃路車清掃→人工清掃→切縫。

現(xiàn)狀路面為28cm水泥混凝土路面，為了保證路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和新舊結(jié)構(gòu)層結(jié)合力，擬定按原設(shè)計(jì)標(biāo)高精銑刨，設(shè)計(jì)中按0.5cm厚度計(jì)。在水泥混凝土路面與瀝青路面的過渡處需處置過渡段，采用0.1%調(diào)坡率進(jìn)行路面調(diào)坡，過渡段的長度為95m，采用銑刨機(jī)進(jìn)行銑刨過渡，銑刨深度從原來水泥路面與瀝青路面交界處0cm漸變至瀝青路面5cm，確保路面縱坡平順。

現(xiàn)狀水泥混凝土路面與復(fù)合式路面和瀝青混凝土路面之間的高程是順接的，白改黑改造需抬高現(xiàn)狀水泥混凝土路面標(biāo)高9.5cm，現(xiàn)就存在著一個(gè)過渡的問題，設(shè)計(jì)采用0.1%的過度坡，長度為95m，施工中壓路機(jī)壓實(shí)路面時(shí)，應(yīng)對(duì)幾個(gè)變坡點(diǎn)處順接壓實(shí)。

AC-16C、AC-20C中粒式瀝青混凝土規(guī)范要求的合理壓實(shí)厚度為5～8cm和6～10cm，福建省內(nèi)高速公路AC-16C、AC-20C厚度多為4.5cm和5.5cm，運(yùn)營情況良好。本次設(shè)計(jì)中AC-16C厚度控制在4.5～7.0cm，AC-20C厚度控制在5.5cm滿足要求。

4.2 拋丸處理技術(shù)

主要施工工藝為交通管控→路面初步清理→拋丸機(jī)的調(diào)試→拋丸作業(yè)→拋丸效果檢驗(yàn)→交接工序。

將水泥混凝土路面浮漿、灰、土、砂等污物清除，采用熱瀝青同步碎石封層。

即在干凈的工作面上噴灑改性熱瀝青（0.4～0.6L/m2）

圖9 隧道內(nèi)端部處理圖（單位：cm）

圖10 隧道洞口端部處理圖（單位：cm）

后，同時(shí)在拌和樓預(yù)拌瀝青碎石,瀝青碎石的油石比控制在0.5%,在熱瀝青上用同步封層車撒布4.75～9.5mm的碎石封層（4kg/m2），預(yù)拌碎石的撒布要均勻，不粘車輪,亦不能留有由游離的碎石顆粒。

4.3 路面排水處理

水泥路面裂縫處理提高了水泥路面的整體性，但水泥路面加鋪瀝青路面后，瀝青路面發(fā)生反射裂縫可能性較大，反射裂縫防治措施只能延緩或減少反射裂縫，不能從根本上消除。我們?cè)谂f水泥混凝土板處治好的基礎(chǔ)上，采用優(yōu)質(zhì)瀝青混合料，并從加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，采取防裂措施，以減少和延緩裂縫的產(chǎn)生。該項(xiàng)目在層間結(jié)合施工中，采用改性熱瀝青噴灑的同時(shí)立即灑4.75～9.5mm瀝青預(yù)拌碎石，該層屬低模量的中間層，由于其柔性好、抗變形能力強(qiáng)，即使在較大的變形下仍不會(huì)開裂，舊水泥混凝土板產(chǎn)生的位移可以在這一層消散掉。

4.4 隧道路面改造注意事項(xiàng)

4.4.1 完善配套設(shè)施設(shè)計(jì)

隧道水泥混凝土路面技術(shù)改造（白改黑）是一個(gè)系統(tǒng)工程，對(duì)標(biāo)志、標(biāo)線、檢修道及照度評(píng)估等還需完善。在隧道水泥混凝土路面技術(shù)改造之前，已對(duì)照度進(jìn)行計(jì)算和分析，在更換路面以后，因隧道路面“白改黑”，應(yīng)請(qǐng)具備資質(zhì)的單位，重新評(píng)估隧道的照度。標(biāo)志應(yīng)按10m間隔完善輪廓標(biāo)、突起路標(biāo)。標(biāo)線在路面改造完成后應(yīng)恢復(fù)。因隧道路面加高，檢修道的防撞高度可能不足，要根據(jù)實(shí)際進(jìn)行抬高。

4.4.2 施工安全預(yù)防

隧道路面技術(shù)改造前，應(yīng)對(duì)原路面病害進(jìn)行處治，只有打好基礎(chǔ)，面層的壽命才有保證。項(xiàng)目施工時(shí)應(yīng)對(duì)隧道限高，做好安全布控，安排專人指揮車輛作業(yè)，還應(yīng)做好安全文明施工，保護(hù)好公路環(huán)境。在施工時(shí)隧道相對(duì)封閉，而熱瀝青施工溫度在150℃以上，因此隧道施工還應(yīng)做好通風(fēng)工作。

5 結(jié)束語

通過對(duì)原水泥混凝土路面進(jìn)行“白改黑”，不僅能充分利用原路面作為基層達(dá)到了資源再生，減輕對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞，節(jié)約了道路維修費(fèi)用，并提升了道路行車舒適性，而且還提高了隧道路面的抗滑性能。此類“白改黑”技術(shù)對(duì)隧道路面的改造，針對(duì)水泥路面病害處治及水泥路面加鋪瀝青路面可能產(chǎn)生的早期病害，提出處理措施，為同類改造工程提供借鑒。

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