舊水泥路質(zhì)量狀況檢測(cè)及大中修結(jié)構(gòu)方案探討

程進(jìn)

摘要 為有效解決舊水泥路面質(zhì)量問(wèn)題，提高道路承載性能與運(yùn)營(yíng)能力，文章依托某公路工程實(shí)際情況，針對(duì)舊水泥路面質(zhì)量狀況檢測(cè)及大中修結(jié)構(gòu)方案展開(kāi)綜合探究，提出了路網(wǎng)舊水泥路面路況檢測(cè)評(píng)價(jià)建議，并通過(guò)路況調(diào)查及承載力試驗(yàn)檢測(cè)，確定了舊水泥路面大中修結(jié)構(gòu)方案，旨在為后續(xù)同類(lèi)工程設(shè)計(jì)和施工提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞 公路工程項(xiàng)目；舊水泥路面；質(zhì)量狀況檢測(cè)；路況評(píng)價(jià)；大中修結(jié)構(gòu)

中圖分類(lèi)號(hào) U418.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）12-0030-03

0 引言

近年來(lái)，隨著科技水平的不斷提升，公路工程建設(shè)取得顯著發(fā)展。水泥路面憑借承載力強(qiáng)、剛度大、穩(wěn)定性好、能見(jiàn)度高等優(yōu)點(diǎn)，在公路工程建設(shè)中得到了大規(guī)模應(yīng)用[1]。而隨著道路服役年限的不斷延長(zhǎng)，許多水泥路面產(chǎn)生了不同形式的結(jié)構(gòu)病害，嚴(yán)重影響道路承載能力和使用壽命，亟須實(shí)施維修加固處理。但由于水泥路面破壞形式多樣、嚴(yán)重程度不一，在確定維修加固方案時(shí)應(yīng)充分進(jìn)行路況調(diào)查，并借助相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)確定道路具體質(zhì)量狀況，從而制定科學(xué)有效的大中修結(jié)構(gòu)方案[2]。為此，該文基于工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析服役路面質(zhì)量檢測(cè)和比選大中修結(jié)構(gòu)方案，供行業(yè)參考。

1 路網(wǎng)舊水泥路面路況檢測(cè)評(píng)價(jià)

當(dāng)前，現(xiàn)役水泥路面普遍存在斷裂、破損等質(zhì)量問(wèn)題，嚴(yán)重影響道路運(yùn)營(yíng)安全和使用性能，亟須進(jìn)行改造處理。在確定具體改造方案時(shí)，應(yīng)綜合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、環(huán)境等各方面因素進(jìn)行綜合考量，根據(jù)水泥路面實(shí)際質(zhì)量狀況，采取針對(duì)性大中修方案，而非“一刀切式”地拆除重建[3]。為提高大中修道路施工質(zhì)量，保證使用性能，需對(duì)道路質(zhì)量狀況實(shí)施全面檢測(cè)，并對(duì)設(shè)計(jì)方案實(shí)施優(yōu)化，確保穩(wěn)定舊路結(jié)構(gòu)及殘余強(qiáng)度得到充分利用。因此，對(duì)舊水泥路面質(zhì)量狀況實(shí)施綜合評(píng)價(jià)極為關(guān)鍵。

1.1 路況調(diào)查

某現(xiàn)役水泥路面工程，服役年限至今已達(dá)10年之久，對(duì)公路質(zhì)量狀況實(shí)施全面調(diào)查的結(jié)果顯示：道路整體質(zhì)量狀況良好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性?xún)?yōu)良，路面無(wú)大規(guī)模斷裂和錯(cuò)臺(tái)，部分路段存在板角破損和開(kāi)裂現(xiàn)象，局部位置因排水不暢導(dǎo)致路面病害加重，影響正常使用性能[4]。

1.2 結(jié)構(gòu)承載力檢測(cè)

為確定舊水泥路面承載能力，對(duì)該道路每間隔20 m實(shí)施貝克曼梁彎沉檢測(cè)。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。

通過(guò)表1可以看出：該公路路面整體彎沉狀況良好，擬大維修路段彎沉超過(guò)30（0.01 mm），與人工調(diào)查情況基本一致；擬中維修路段彎沉小于20（0.01 mm）。

1.3 脫空檢測(cè)

1.3.1 動(dòng)態(tài)彎沉法

為了解水泥道路脫空情況，確定是否需要實(shí)施注漿加固，該研究選擇具有代表性的大面積斷角和斷板路段實(shí)施FWD脫空試驗(yàn)。

通過(guò)FWD動(dòng)態(tài)彎沉車(chē)對(duì)存在大面積斷板路段實(shí)施邊角彎沉檢測(cè)，以確定路面脫空情況。其主要判定方式如下：按照0.7 MPa、0.9 MPa、1.1 MPa荷載等級(jí)對(duì)路面實(shí)施逐級(jí)加載，測(cè)出路面彎沉值大小，并通過(guò)理論計(jì)算求出彎沉截距b，并以|b|>20 μm為標(biāo)準(zhǔn)判定板底脫空。

水泥路面是否需要采取注漿加固的判定標(biāo)準(zhǔn)如下：①存在脫空問(wèn)題的水泥面板均需進(jìn)行注漿處理；②相鄰板塊彎沉差值超過(guò)0.08 mm時(shí)，需采取注漿處理；③單點(diǎn)彎沉超過(guò)200 μm的板塊需要實(shí)施注漿處理。結(jié)合檢測(cè)數(shù)據(jù)確定水泥路面脫空情況，并判定是否進(jìn)行注漿處理[5]。具體檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

1.3.2 貝克曼梁法（板邊彎沉）

根據(jù)FWD動(dòng)態(tài)彎沉檢測(cè)數(shù)據(jù)及板底脫空判定結(jié)果，采用貝克曼梁法對(duì)代表性路段水泥路面脫空情況實(shí)施進(jìn)一步調(diào)查，對(duì)水泥路面板邊彎沉實(shí)施檢測(cè)，以彎沉>20 μm為標(biāo)準(zhǔn)判定板底脫空，并確定是否實(shí)施注漿處理[6]。按照檢測(cè)結(jié)果得出典型路段脫空情況表，具體見(jiàn)表3。

2 大中修結(jié)構(gòu)方案

為滿(mǎn)足當(dāng)前日益繁重的交通運(yùn)輸需求，根據(jù)水泥路面質(zhì)量狀況調(diào)查及承載力檢測(cè)結(jié)果，并結(jié)合水泥路面大中修施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在有效利用原始水泥路面殘余強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，確定該工程路面大中修結(jié)構(gòu)方案[7]。具體方案見(jiàn)表4。

2.1 中修路段結(jié)構(gòu)方案分析

路段1總長(zhǎng)度2.1 km。道路質(zhì)量狀況良好，局部路面存在輕微破損，無(wú)裂縫和錯(cuò)臺(tái)狀況。采用2 cm瀝青薄層罩面方式進(jìn)行維修，能有效地降低交通荷載對(duì)水泥路面的沖擊作用，完善路面力學(xué)特性，提高路面路用性能。同時(shí)，穩(wěn)定可靠的舊路面及下承層結(jié)構(gòu)為道路提供了優(yōu)良的承載性能，罩面施工完成后能有效提升路面的行車(chē)安全性，延長(zhǎng)使用壽命，因此確定該路段水泥路面維修結(jié)構(gòu)方案：2 cm厚ARAC-10瀝青混凝土表面層+乳化瀝青黏層+瀝青灌縫+局部舊路面換板[8]。

路段2總長(zhǎng)度17.45 km。道路質(zhì)量狀況良好，基本無(wú)裂縫和錯(cuò)臺(tái)狀況。計(jì)劃保護(hù)現(xiàn)狀水泥路面力學(xué)性能，以有效地減輕交通荷載對(duì)水泥路面的沖擊作用，延長(zhǎng)路面運(yùn)營(yíng)年限，并兼顧經(jīng)濟(jì)性、可靠性、耐久性等原則，確定該路段水泥路面維修結(jié)構(gòu)方案：4 cm厚ARAC-13瀝青混凝土表面層+乳化瀝青黏層+瀝青灌縫+局部舊路面換板。

2.2 大修路段結(jié)構(gòu)方案分析

路段3總長(zhǎng)度3.1 km。道路質(zhì)量狀況較差，存在大量貫穿裂縫、錯(cuò)臺(tái)等病害。為最大限度地利用原始水泥路面殘余強(qiáng)度，通過(guò)碎石化技術(shù)對(duì)水泥路面實(shí)施破碎化處理，并在表面鋪設(shè)級(jí)配碎石層，有效地提升道路整體穩(wěn)定性和承載能力，保證結(jié)構(gòu)受力均勻。

傳統(tǒng)“白加黑”鋪設(shè)技術(shù)可以有效地解決路面裂縫、破損等質(zhì)量問(wèn)題，但持續(xù)時(shí)間較短，無(wú)法從根本上消除反射裂縫。共振碎石化技術(shù)能有效地消除舊路面內(nèi)部應(yīng)力作用，防止路面反射裂縫，提高工程整體效益。該技術(shù)基本原理如下：水泥路面在持續(xù)性高頻低幅振動(dòng)作用下產(chǎn)生整體均勻碎裂，且碎水泥塊在振動(dòng)作用下逐漸擠密形成致密穩(wěn)定結(jié)構(gòu)[9]。采用該技術(shù)進(jìn)行破碎處理后，碎石塊粒徑均勻、性能優(yōu)良，且不會(huì)對(duì)道路基礎(chǔ)造成破壞，有效地確保了基層、路基、管線及相關(guān)設(shè)施的完整性。該施工技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)舊水泥路面材料的循環(huán)利用，有效地避免了資源浪費(fèi)，減少了耕地占用，降低了材料成本，具有顯著的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)保效益[10]。

該路段水泥路面維修結(jié)構(gòu)方案如下：6 cm厚ARAC-13瀝青混凝土表面層+1.5 cm厚熱瀝青同步碎石封層+18 cm級(jí)配碎石基層+碎石化舊水泥路面。

3 結(jié)論

綜上所述，為有效解決水泥路面破損及承載力差問(wèn)題，該文依托某公路工程實(shí)際情況，針對(duì)舊水泥路面質(zhì)量狀況檢測(cè)及大中修結(jié)構(gòu)方案展開(kāi)綜合探究，通過(guò)路況調(diào)查、承載力試驗(yàn)檢測(cè)、板底脫空檢測(cè)等方式，對(duì)水泥路面脫空情況實(shí)施判定，確定了舊水泥路面大中修結(jié)構(gòu)方案。具體結(jié)論如下：

（1）通過(guò)路況調(diào)查、承載力試驗(yàn)檢測(cè)、板底脫空檢測(cè)等方式，對(duì)水泥路面脫空情況實(shí)施判定。結(jié)果表明了人工調(diào)查結(jié)果與彎沉試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果較為接近。實(shí)際檢測(cè)評(píng)價(jià)時(shí)，要重視人工調(diào)查的經(jīng)驗(yàn)性判定和儀器檢測(cè)評(píng)估的科學(xué)性和一致性。貝克曼梁法與動(dòng)態(tài)彎沉法的聯(lián)合運(yùn)用，能更加科學(xué)、高效地判定水泥路面脫空情況及是否進(jìn)行注漿加固。

（2）對(duì)舊水泥路面質(zhì)量狀況實(shí)施檢測(cè)評(píng)價(jià)時(shí)，應(yīng)對(duì)道路排水設(shè)施完整性及有效性實(shí)施全面調(diào)查。道路工程建設(shè)與運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，水是導(dǎo)致道路結(jié)構(gòu)破壞的關(guān)鍵因素，特別對(duì)于路面結(jié)構(gòu)層較薄的道路，其破壞能力尤為突出，因此，舊水泥路面大中修施工時(shí)，優(yōu)化和完善道路排水體系極為關(guān)鍵。

（3）根據(jù)水泥路面質(zhì)量狀況檢測(cè)評(píng)定及大中修結(jié)構(gòu)分析，確定路面維修加固方案。針對(duì)道路質(zhì)量狀況較差，存在大量貫穿裂縫和錯(cuò)臺(tái)，且彎沉檢測(cè)數(shù)據(jù)較大的路段，推薦采用大修處理方案；針對(duì)道路質(zhì)量狀況良好，局部路面存在輕微破損，無(wú)裂縫和錯(cuò)臺(tái)狀況，推薦采用大修預(yù)防性養(yǎng)護(hù)處治方案；針對(duì)道路質(zhì)量狀況良好，基本無(wú)裂縫和錯(cuò)臺(tái)狀況，推薦采用中修罩面處理方案。

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