舊水泥混凝土路面微裂均質(zhì)化處治施工技術(shù)研究

胡庚欽 禹州市交通實(shí)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)公路事業(yè)取得了顯著的成績(jī)。目前，我國(guó)常見(jiàn)的路面類型包括2大類，即水泥混凝土路面、瀝青混凝土路面。其中水泥混凝土路面因其具有高強(qiáng)度、穩(wěn)定性好及成本低等優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)公路路面施工中得到了廣泛應(yīng)用。隨著時(shí)間的不斷推移，很多早期修筑的水泥混凝土路面已達(dá)到了使用周期，且病害問(wèn)題愈加嚴(yán)重。為解決路面病害，一般可采用兩種方式，第一，破碎處理舊水泥路面，用于新骨料進(jìn)行再生使用。第二，舊水泥路面升級(jí)改造，加鋪新路面。針對(duì)第二種處置方法，可增強(qiáng)原水泥路面強(qiáng)度，還能提高加鋪路面質(zhì)量。為提高舊水泥路面改造施工質(zhì)量，本文提出采用舊水泥路面微裂式碎石化機(jī)進(jìn)行舊水泥路面均質(zhì)化破碎施工，通過(guò)這種施工方法，可以有效提升路面養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。

一、舊水泥混凝土路面破碎化機(jī)理

舊水泥混凝土路面升級(jí)改造前，需破碎原有路面，即在原路面破碎的基礎(chǔ)上，可通過(guò)專用設(shè)備，提高舊水泥混凝土路面破碎程度的均勻性。本文采用微裂式碎石化機(jī)作為路面破碎設(shè)備，其作用機(jī)理為利用提升裝置向一定高度提升錘體，隨后錘體自然釋放下落，通過(guò)下落產(chǎn)生的動(dòng)能，錘體可將舊水泥混凝土面板打裂。破碎后，水泥混凝土路面板通過(guò)相互嵌擠，能夠形成一個(gè)完整的整體。通過(guò)破碎處理，能夠最大限度降低板體尺寸，同時(shí)，能夠在面板上形成凹凸不平的表面，從而增強(qiáng)加鋪層和舊路面之間的咬合力，提高兩者間的粘結(jié)性能。

二、工程概況

某公路工程屬于舊水泥混凝土路面改造項(xiàng)目，為雙向兩車道。全長(zhǎng)6km，起訖樁號(hào)為k26+000～k32+000。原工程路基12m寬，路面9m寬。路面結(jié)構(gòu)形式為C30混凝土（22cm）+水泥穩(wěn)定碎石（20cm）+灰土。橫斷面為2塊板類型，屬于二級(jí)公路，重載交通路段，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查可知，路面已經(jīng)被嚴(yán)重破壞。

根據(jù)調(diào)查情況分析，此次路面調(diào)查中共進(jìn)行2294個(gè)板塊調(diào)查，病害主要為橫、縱向裂縫、錯(cuò)臺(tái)、破碎板等，其中最嚴(yán)重的病害為裂縫、破碎板。圖1為裂縫、唧泥病害圖，圖2為破碎板病害圖。

圖1 裂縫、唧泥

圖2 破碎板

三、舊水泥混凝土路面處治施工技術(shù)方案

針對(duì)本工程病害問(wèn)題，決定采用微裂均質(zhì)化處治再生技術(shù)進(jìn)行舊水泥混凝土路面施工。施工技術(shù)方案為：第一，通過(guò)微裂式碎石化機(jī)破碎舊水泥混凝土板塊；第二，破碎之后，針對(duì)嚴(yán)重破碎路段，比如，板塊脫空位置，抑或是彎沉值異常位置，均可采用地聚合物注漿加固補(bǔ)強(qiáng)施工。第三，當(dāng)水泥板塊裂縫寬度＞5cm，深度＞5cm；或者，存在坑洞，且其直徑＞30cm，深度＞5cm，此時(shí)需修復(fù)路表缺陷。第四，水泥板塊經(jīng)微裂式再生加固之后，若其路面承載力仍無(wú)法達(dá)到規(guī)定要求，或存在小板塊翻漿、活動(dòng)等情況時(shí)，則需及時(shí)更換此板塊。第五，當(dāng)處治效果達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可加鋪瀝青混凝土面層，共2層，上層為4cmAC-16瀝青混凝土，下層為4cmAC-13瀝青混凝土，共8cm。

四、微裂式破碎再生加固施工工藝

（一）施工準(zhǔn)備

施工前，先認(rèn)真評(píng)價(jià)舊水泥混凝土路面病害情況，做好現(xiàn)場(chǎng)路段調(diào)查工作。按照破壞類型和嚴(yán)重程度進(jìn)行處治路段劃分，保證所有板塊均能處理到位，不存遺漏，最大限度提升工程質(zhì)量。

（二）舊水泥混凝土路面板塊微裂式破碎

（1）路面狀況等級(jí)為“優(yōu)、良、中”路段處治

此類路段路面情況相對(duì)較好，因此在破碎處理時(shí)，可按照以下步驟進(jìn)行。第一，先確定微裂式夯擊的順序。一般按照“從中間到兩邊”進(jìn)行夯擊。第二，需要全面夯實(shí)各個(gè)板塊面板的四個(gè)板角處，同時(shí)，還要夯實(shí)橫向施工縫和縱向施工縫。第三，行車道外側(cè)水泥面板，如果沒(méi)有挖除硬路肩，可直接選取滿夯的方法通過(guò)微裂式進(jìn)行整塊外側(cè)水泥面板的夯擊。當(dāng)已挖除硬路肩，則不能擊打外側(cè)水泥面板橫向與挖除的硬路肩相距0.5m之間的范圍。此外，可直接通過(guò)滿夯法擊打內(nèi)側(cè)水泥面板。

（2）路面狀況等級(jí)為“次、差”路段處治

相比上述路段，當(dāng)路面狀況等級(jí)被評(píng)為“次、差”時(shí)，則說(shuō)明路面破壞情況較為嚴(yán)重。針對(duì)這種情況，需對(duì)此路段進(jìn)行表面破碎處理，路況越差，則破碎的塊度越小，確保夯擊處理之后，板塊仍具有穩(wěn)定性。

（3）受限路段處治

在本路段兩側(cè)，存在房屋等構(gòu)造物，且距離在6m以內(nèi)，為避免影響構(gòu)造物結(jié)構(gòu)質(zhì)量，需將提錘高度設(shè)置在10～20cm，進(jìn)行多次連續(xù)擊打，滿足微裂效果滿足規(guī)范要求。

（4）通車碾壓

待完成微裂施工后，需清理干凈表面碎屑，開(kāi)放交通，允許車輛通行，直至碾壓板塊處于穩(wěn)定狀態(tài)。圖3為微裂工后效果圖。

圖3 微裂工后效果

（三）地聚合物注漿加固處治

（1）破碎后路面承載力檢測(cè)

為保證路面施工質(zhì)量，微裂式破碎處治后，需及時(shí)進(jìn)行路面承載力檢測(cè)。本文采用了FWD彎沉檢測(cè)車進(jìn)行路表彎沉值檢測(cè)，從而獲取最大彎沉值。同時(shí)，與雷達(dá)檢測(cè)相結(jié)合，針對(duì)路面承載力不滿足規(guī)定要求的位置，可通過(guò)結(jié)合探坑等有損檢測(cè)方式，對(duì)路面承載力不足產(chǎn)生原因進(jìn)行分析。

彎沉檢測(cè)主要檢測(cè)各個(gè)板塊的板角、板中位置，確定路面彎沉差較大及承載力不足的部位，針對(duì)此部位，可采用地聚合物注漿法進(jìn)行均質(zhì)化處治。通過(guò)地聚合物注漿加固處治，是為了提高路基與路面基層的承載能力，達(dá)到加固路基的作用。此外，還能提高微裂水泥板塊的強(qiáng)度，達(dá)到強(qiáng)度均質(zhì)化效果。

（2）地聚合物注漿加固措施

本路段經(jīng)彎沉檢測(cè)、雷達(dá)檢測(cè)后，與路表病害情況結(jié)合，可得出病害路段彎沉值在35（0.01mm）以上的位置，雷達(dá)圖像多顯示道路結(jié)構(gòu)層存有異常，病害類型主要包括：層間破碎、脫空等。針對(duì)此類病害，可直接采用地聚合物注漿加固處治。具體施工流程為：

第一，布孔。按照施工前獲取的數(shù)據(jù)信息，將注漿位置準(zhǔn)確標(biāo)注出來(lái)，通過(guò)梅花樁類型進(jìn)行布孔。

第二，鉆孔。采用Φ20mm鉆頭進(jìn)行鉆孔施工，鉆孔應(yīng)從路面結(jié)構(gòu)層穿透，深度為50cm。

第三，注漿。在1.5MPa以內(nèi)控制注漿壓力。若相鄰孔有漿液冒出，或出現(xiàn)路面抬高情況，便可停止注漿。

第四，封孔。當(dāng)完成注漿施工后，可采用木塞封孔。并將注漿孔周圍溢出的漿液清理干凈，全部鉆孔質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。

第五，開(kāi)放交通。清理干凈路面殘留漿液后，便可開(kāi)放交通，允許車輛通行。

（四）路表缺陷修復(fù)處治

完成上述施工后，為保證破碎板厚度均質(zhì)化和傳荷均勻，提高路面基層承載力。針對(duì)一些路面表層缺陷問(wèn)題，需及時(shí)處理。例如針對(duì)裂縫寬度較大的部位，可采用快凝混凝土處治。

（五）瀝青加鋪層施工

待舊水泥混凝土微裂均質(zhì)化處治之后，即可進(jìn)行瀝青混凝土面層加鋪，加鋪分為上下兩層，上面層加鋪AC-16瀝青混凝土，下面層加鋪AC-13瀝青混凝土，上下兩加鋪層厚度均為4cm。

（六）效果評(píng)價(jià)分析

為檢驗(yàn)微裂式破碎施工效果，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)道路微裂式破碎施工前、施工后的彎沉進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)可知，施工前，路面彎沉平均值為16.37（0.01mm）；微裂式破碎施工后，路面彎沉平均值為35.13（0.01mm），由此可見(jiàn)，微裂式破碎施工后，路面彎沉明顯提高，說(shuō)明微裂式破碎效果良好。

五、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，水泥混凝土路面是一種常用的路面結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)為強(qiáng)度高、成本低、壽命長(zhǎng)等，具有良好的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。但是由于存在水泥混凝土路面接縫情況，加之其自身韌性差。在長(zhǎng)期行車荷載與自然因素的作用下，路面病害頻發(fā)。為減少病害，改善路面使用性能，決定采用微裂均質(zhì)化處治舊水泥混凝土路面，以此有效控制病害發(fā)展，延長(zhǎng)路面使用年限，為我國(guó)公路事業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供可靠的保障。