國道路面改造工程中舊水泥混凝土路面大修技術(shù)

那春峰

（中鐵十二局集團(tuán)第一工程有限公司，西安 710000）

1 工程概況

G325 國道陽東那龍至江城西平路段路面改造工程，路線全長37.231 km。采用一級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)，路基寬度23 m。郊區(qū)段（起點(diǎn)～合山大橋）樁號(hào)K187+430～K203+925，約16.5 km，路基寬度23 m，采用水泥混凝土路面加鋪；城區(qū)段樁號(hào)（合山大橋～終點(diǎn)）K203+925～K224+661，約20.7 km，采用瀝青混凝土路面。

2 施工方案

舊路原設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)層見表1。

2.1 水泥混凝土路面維修改造方案

水泥混凝土維修改造方案的確定，一般要依據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況選擇，對(duì)方案的確定影響較大的因素有以下幾點(diǎn)：

表1 舊路面原設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)層

1）如果出現(xiàn)以下幾種情況要對(duì)基層進(jìn)行處理，必要時(shí)進(jìn)行換板。（1）板塊內(nèi)部的裂縫＞2 條；（2）＞2 個(gè)角遭到損壞；（3）1 個(gè)角損壞的程度比較嚴(yán)重；（4）板塊出現(xiàn)了錯(cuò)臺(tái)或沉陷等情況?；鶎舆B續(xù)毀壞長度＞200 m 時(shí)，可以使用6%的水泥對(duì)基層進(jìn)行修補(bǔ)，基層連續(xù)損壞長度＜200 m 時(shí)，可以用C15 水泥對(duì)基層進(jìn)行修補(bǔ)。對(duì)板下的基層進(jìn)行清除時(shí)，如果發(fā)覺路基已經(jīng)出現(xiàn)變形，那么需要先對(duì)路基進(jìn)行處理，然后進(jìn)行換板維修。

2）如果板塊內(nèi)部出現(xiàn)了≥2 條的裂縫，又如板塊內(nèi)部出現(xiàn)了≥2 個(gè)角的損壞情況，又如1 個(gè)角的損壞面積＞1/4 個(gè)板塊面積，但是基層卻保存完整的情況，暫且不必進(jìn)行換板操作。

3）對(duì)板塊進(jìn)行局部更換的情況主要集中在以下幾點(diǎn)：（1）水泥混凝土面板內(nèi)部的縫隙只有1 條；（2）水泥混凝土面板內(nèi)部遭到破壞的角只有1 個(gè)；（3）水泥混凝土面板遭到破壞的角的面積占1/4 塊板的面積。如果水泥混凝土面板內(nèi)部僅有1 條裂縫，或者僅有1 個(gè)角出現(xiàn)損壞的情況，又或者破損板角的面積＜1/4 塊板面積，可以對(duì)板塊進(jìn)行局部更換。

2.2 瀝青混凝土加鋪罩面方案

有以下兩種情況，采用瀝青混凝土加鋪罩面方案：

1）有一種情況相對(duì)特殊，即板塊損壞較多，但是路基狀況比較好，而且沒有滑坡。面對(duì)這種情況時(shí)，先處理水泥混凝土路面，其次處理破碎板，再對(duì)混凝土表面的雜質(zhì)、油跡等進(jìn)行清理。裂縫與接縫最好選擇自粘式抗裂貼處理，并在上面鋪設(shè)瀝青混凝土進(jìn)行罩面維修操作。

2）如果路基沉陷比較嚴(yán)重，而且板塊有較大程度的損壞，那么首先要對(duì)滑坡進(jìn)行處理，然后對(duì)已經(jīng)損毀的水泥混凝土面板進(jìn)行清理。將路基夯實(shí)之后，要進(jìn)行填補(bǔ)工作。然后還要在其上方加入水泥穩(wěn)定碎石層，最后鋪設(shè)瀝青混凝土進(jìn)行罩面。

2.3 輔助維修方案

根據(jù)路面損壞情況，可以采取下述幾種輔助維修方案：

1）裂縫維修方法的選擇。裂縫維修方法不是一成不變的，而是依照破壞的程度進(jìn)行確定。主要有以下幾種情況：（1）如果板中出現(xiàn)了裂縫，并且不需要對(duì)板進(jìn)行更換時(shí)，那么需要對(duì)接縫展開維修；（2）如果裂縫的寬度＜1.5 cm，可以先對(duì)縫隙進(jìn)行清理，然后選擇質(zhì)量比較好的填縫料進(jìn)行封縫，需要注意的是，縫壁應(yīng)該保持垂直；（3）如果裂縫的寬度≥1.5 cm，同時(shí)接縫處沒有翻漿等情況，處理方式同（2）；（4）如果縫的寬度＜0.5 cm，則需要將縫隙的寬度進(jìn)行拓展。一般來說，縫隙寬度最低保持在0.6 cm，最高保持在1.0 cm，縫隙深度最低保持在2.5 cm，最高保持在3.0 cm；（5）如果縫隙的寬度＞0.5 cm，縫隙寬度最低保持在1.0cm，最高保持在2.0 cm，縫隙深最低保持在3.0 cm，最高保持在3.5 cm；（6）如果縫的寬度＞1.5 cm，同時(shí)裂縫處的棱角有非常嚴(yán)重的掉落現(xiàn)象，那么需要依照板內(nèi)的破損狀況進(jìn)行具體修復(fù)。具體包括從板角處出發(fā)進(jìn)行修補(bǔ)或從板邊處出發(fā)進(jìn)行修補(bǔ)等。

2）構(gòu)造縫的清理整治。整治路段的構(gòu)造縫，是修整中的重中之重。在清理構(gòu)造縫時(shí)，要保證清理的及時(shí)性以及填補(bǔ)的精準(zhǔn)性。

3）錯(cuò)臺(tái)的整治。如果水泥混凝土板塊出現(xiàn)了錯(cuò)臺(tái)，同時(shí)板塊是完好狀態(tài)，那么需要依照錯(cuò)臺(tái)的高差展開整治。如果錯(cuò)臺(tái)的高差＜10 mm，那么需要進(jìn)行的操作是：將錯(cuò)臺(tái)鑿除，修補(bǔ)之后的縱坡變化最好保持在1%以內(nèi)。如果錯(cuò)臺(tái)的高差＞10 mm，那么需要進(jìn)行換板操作。

4）板塊脫空的處理。如果水泥混凝土板塊出現(xiàn)了脫空現(xiàn)象，需要立即進(jìn)行灌漿處理，以強(qiáng)化板塊下部的支撐[1]。確定脫空位置時(shí)，可以用目測的方法。重載車從水泥混凝土板塊裂縫處經(jīng)過時(shí)，能非常鮮明地觀察出板塊是否出現(xiàn)了松動(dòng)。

3 維修改造施工

質(zhì)量永遠(yuǎn)是路面施工最后的底線，為了保證路面最終的質(zhì)量，在選取材料時(shí)，最好選擇與原路面一致的材料。例如，可以在新的板塊水泥混凝土內(nèi)部加入微膨脹劑，用來替換原來的舊板塊，這樣能避免裂縫的出現(xiàn)。坍落度最低確保在3 cm，最高確保在5 cm?；焯羁p料使用LW-3000 路面專用填縫料。這種材料不僅有較強(qiáng)的耐振動(dòng)性，而且有較好的抗疲勞性。彈性模量不高，保持在5～7 MPa?；焯羁p料中漿體材料的主要成分是水泥、石灰、粉煤灰等。

3.1 水泥混凝土維修改造施工工序

3.1.1 水泥混凝土板塊局部破除

維修局部水泥混凝土板塊，一般是利用人工對(duì)水泥混凝土進(jìn)行破除，然后使用切割機(jī)將破碎部位與保留部位進(jìn)行有效切割，在這一過程中，務(wù)必保證保留部位的完好。對(duì)于整塊換板維修，可以充分發(fā)揮液壓鎬的作用，對(duì)破舊的水泥混凝土板予以破除。液壓鎬不適用于大面積換板，大面積換板最好利用撞擊式破碎機(jī)。在施工過程中尤其要注意是否對(duì)相鄰的保留板造成了影響，破除路段與保留的板塊之間要保持一定的距離，一般以50 cm 為宜。在50 cm 范圍內(nèi)可以人工進(jìn)行鑿除，也可以利用液壓鎬進(jìn)行鑿除，要最大限度地保存原有的拉桿。為了使清理效果達(dá)到最佳，可以選擇高壓水。如果出現(xiàn)了鋸縫，要對(duì)其進(jìn)行鑿毛處理。如果選擇風(fēng)鎬進(jìn)行作業(yè)，要確保不能對(duì)保留部位的混凝土造成損壞。

3.1.2 水泥混凝土拌和

在拌和水泥混凝土?xí)r，外加劑和水泥一起加入，先干拌10～20 s 后再加水，攪拌應(yīng)充分。水泥混凝土板塊維修用的混凝土采用集中拌和的方法制備，由專用混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸。

3.1.3 水泥混凝土攤鋪

在對(duì)水泥混凝土板塊進(jìn)行維修時(shí)，最好選擇小型器具。正式攤鋪之前，要全面檢查模板的位置、拉桿的具體情況。對(duì)損壞的基層予以修復(fù)，同時(shí)灑水進(jìn)行浸潤。如果是對(duì)局部進(jìn)行維修，還需要對(duì)原有混凝土的連接面進(jìn)行鑿毛處理[2]。

3.1.4 澆筑完成后養(yǎng)護(hù)

水泥混凝土澆筑完成后，養(yǎng)護(hù)是必不可少的。養(yǎng)護(hù)必須使用專業(yè)的養(yǎng)護(hù)劑。噴灑時(shí)，務(wù)必保證均勻。如果天氣比較干燥，還需要覆蓋薄膜，以便保持被養(yǎng)護(hù)的水泥混凝土表面濕潤。

3.1.5 填縫料施工

在對(duì)填縫料進(jìn)行施工之前，要利用清縫機(jī)對(duì)縫隙中的雜質(zhì)、泥漿等進(jìn)行清除。如果縫壁出現(xiàn)了全新的刨面，除使用清縫機(jī)之外，還要用＞0.5 MPa 壓力的水進(jìn)行徹底清除，以使塵土、污染物等完全消失。保證縫壁的干燥。縫壁達(dá)標(biāo)的基本要求是不再出現(xiàn)灰塵。填縫料要不斷進(jìn)行加熱，一般加熱溫度為180 ℃，上限不能超過190 ℃，以防止材料在高溫的情況下老化程度加深。填縫料的融化必須全部位、徹底融化。灌縫深度與設(shè)計(jì)深度相比，前者要大于后者。首先要在其中加入多孔泡沫塑料背襯條，直徑最小要保持在9 mm 左右，最大要保持在12 mm 左右。這一工序完成之后，隨后進(jìn)行的是灌縫操作。填縫要達(dá)到均勻、飽滿的狀態(tài)。填縫料嚴(yán)禁出現(xiàn)開裂、滲水等情況。加熱施工式填縫料的養(yǎng)護(hù)時(shí)限與氣溫息息相關(guān)，一般氣溫比較低時(shí)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間保持在2 h 左右，氣溫較高時(shí)，養(yǎng)護(hù)時(shí)間保持在6 h 左右。在灌縫料養(yǎng)護(hù)期間，嚴(yán)格禁止車輛通行。

3.1.6 灌漿施工

布置灌漿孔時(shí)，最好選擇梅花形狀。灌漿孔與板邊要保持一定的距離，具體≥50 cm 為宜。施工時(shí)根據(jù)具體情況對(duì)位置進(jìn)行標(biāo)注。鉆孔時(shí)，必須與相互標(biāo)定的位置保持一致?？椎闹睆脚c壓漿噴頭的直徑最好相互契合，不能出現(xiàn)較大出入，最多可以保留2 mm 的空余量。在進(jìn)行砂漿制作時(shí)，要先加入水泥、粉劑進(jìn)行初拌，待加入粉煤灰、石灰后，再度進(jìn)行攪拌。攪拌時(shí)間最少要在半分鐘左右，不能太長，也不能太短，以免出現(xiàn)漿水浪費(fèi)等情況。灌漿要遵循“從大到小，從近到遠(yuǎn)”的原則。壓漿結(jié)束后，車輛不能通行，只有當(dāng)漿料達(dá)到規(guī)定的設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí)，才能恢復(fù)交通。一般交通管制時(shí)間最短24 h，最長可持續(xù)至36 h。

3.2 瀝青混凝土罩面維修改造施工

在使用基層混合料時(shí)，主要利用廠拌法，在混合料制作廠拌和好基層混合料后，用運(yùn)輸車輛運(yùn)至施工現(xiàn)場。攤鋪至路面后，在振動(dòng)壓路機(jī)的作用下，對(duì)路面進(jìn)行碾壓。碾壓之后的養(yǎng)護(hù)必不可少，養(yǎng)護(hù)時(shí)間最少要保證7 d。養(yǎng)護(hù)工序完成后，隨即進(jìn)行沖洗及清掃工作，再將土工布覆蓋在基層上方等待面層的施工，瀝青混凝土面層的鋪設(shè)越早越好。

鋪設(shè)土工布時(shí)，要遵循“先橫縫、后縱縫”的原則，橫縫與縱縫的搭接寬度，最短為5 cm，最長為8 cm。土工布在粘貼時(shí)，要符合兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，即平整和穩(wěn)固。還有一個(gè)容易忽略的問題是土工布的鋪設(shè)方向，抗拉強(qiáng)度大的方向要與接縫互相垂直。對(duì)橫向搭接處進(jìn)行固定時(shí)，要用特殊的固定器，以確保固定的效果最佳。瀝青混凝土直接鋪設(shè)時(shí)，要先灑入足夠的瀝青，瀝青用量最低為0.9 kg/m2，最高為1.2 kg/m2。瀝青灑布后，要用土工布對(duì)接縫進(jìn)行覆蓋，每側(cè)超出接縫25 cm，以避免出現(xiàn)反射裂縫。

4 結(jié)語

隨著時(shí)間的推移，我國早期修建的很多水泥混凝土路面已經(jīng)出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的損壞，這也促使早期修建的公路進(jìn)入了大規(guī)模修整改造階段，本文以G325 國道路面改造工程為例，對(duì)原有水泥混凝土路面的修整技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步探究，以便為類似工程提供參考。