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浅谈旧路改造工程中水泥混凝土路面病害的处理方法

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摘 要:本文结合中山市南朗镇S111(榄横路口至南朗车站)改造工程实例,介绍了旧路改造工程中水泥混凝土路面病害的类型和处理方法,可为类似旧路改造工程提供参考。

关键词:水泥混凝土路面;病害;处理方法

引言

近年来,随着使用年限的增长以及超限超载车辆的不断作用,中山市部分公路路面出现了不同程度的病害,个别路段路面破损状况严重,对行车的安全性、舒适性造成较大影响,须采取有效措施对其进行修复。旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层是一种常用的、有效的路面修复技术,它具有工期短、对交通影响小、修复路面服务性能好等优点,中山市南朗镇S111(榄横路口至南朗车站)改造工程就采用了此加铺方案。本文着重谈谈对原有水泥混凝土路面进行综合处理的方法。

1 概述

在旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土前,应对原有水泥混凝土路面进行综合处理,从而减少产生反射裂缝的根源。对旧水泥混凝土如表面起皮、露骨、剥落、麻面等一些非结构性破坏,由于其只影响到原有路面行车舒适性,对路面结构承载力的影响甚小,故可不作特殊处理。对原有路面所有破碎板须进行更换处理,对路面缩缝、胀缝、纵缝缝中杂物须进行清理,重新灌注填料,对角隅断裂、错台等进行修补,对板底脱空板块、唧泥板块采用灌浆处理。

2 旧水泥混凝土路面的病害类型

水泥混凝土路面的路面病害主要有以下四种类型:a)面层断裂类病害;b)竖向位移类病害;c)接缝类病害;d)表层类病害。

3 各种类型病害的处理方法

3.1 接缝的处理

凡是纵缝、横缝无填料或原填缝料丧失、老化,接缝内逐步被砂、石、土等填塞,阻碍板的膨胀,以及路表水、泥入路基属于接缝类病害。

采用机械挖除旧填缝料,用钢丝刷清缝壁,采用压缩空气吹净缝内杂物(水、胶物、土杂草、油脂、废物等)。

横缝清缝机采用手扶拖拉机头,带动一根清缝齿条,进行深度清缝。纵缝清缝机采用特制刀轮片的切缝机,切缝时无需带水,注意拉杆及混凝土企口不能切断。

纵缝、横向缩缝及施工缝接缝采用热熔改性沥青灌缝。胀缝清缝后,缝下部填寨聚氨脂硬泡沫板(厚2厘米),上部用热溶改性沥青灌缝(高3厘米)。

胀缝原则上按200米左右保留一道胀缝,除保留的胀缝外,其余胀缝用机械挖除旧填缝料后,钢毛刷清缝,两侧面刷改性沥青油二度,用环氧树脂砂浆将缝补平填满。胀缝处旧水泥混凝土路面用机械铣刨打毛后,用热熔改性沥青涂刷两侧路面各宽52.5厘米(温度控制在150℃左右),然后铺设玻璃纤维格栅。格栅要求剪成宽95厘米,在热熔状态下准确在缝上,要求平缝无折,并用木滚压实。

3.2 交叉裂缝或破损板块

凡是一块水泥混凝土面板被交叉裂缝分割为三块以上称破碎板。

破碎板的处理方法:凿除破碎板,浇筑新水泥混凝土面板。先将该板四周全深锯缝,在不破坏相邻板块的前提下对该板块进行凿除。破碎机械不建议使用冲击锤,因其冲击力对周围板块基础有振动影响,最好用人工配合空压机,小型凿岩机。凿除板块不得破坏原来钢筋,否则须进行修复。面板凿除后如发现该处基层强度不足,应先进行基层处治,可采用厚30厘米6%水泥稳定石屑进行处治。如因面积过小难以采用压路机碾压,可改为浇筑厚20厘米的C15素混凝土。在处治好基层后,重新浇筑C35水泥混凝土面板。新浇筑面板与原混凝土面板厚度一致,并与原混凝土路面板平齐。

重新浇筑的水泥混凝土面板必须设置传力杆和拉杆,横向施工缝传力杆采用直径Φ32光圆钢筋,长度为45厘米,嵌入相邻保留板内22.5厘米,传力杆间距30厘米,具体做法是:在板厚1/2处钻出直径为35毫米的孔,钻具应安装在硬框架上,以确保钻孔在水平方向和垂直方向上都能对齐。原有的传力杆要检查,有缺陷应修复或切除,另设新的传力杆。纵向施工缝设拉杆,采用直径Φ16螺纹钢筋,长度为80厘米,嵌入相邻保留板内40厘米,拉杆间距为60厘米,具体做法是:在板厚1/2处钻出直径为19毫米的孔,钻具应安装在硬框架上,以确保钻孔在水平方向和垂直方向上都能对齐。

清孔后将环氧砂浆填入孔的后部,然后插入传力杆或拉杆,以保证传力杆、拉杆牢牢地固定在规定位置,浇筑混凝土前,传力杆的伸出端应涂上少许润滑油,如是胀缝传力杆端部需按设计安装套筒。

3.3 横向、纵向开裂的局部修补

旧水泥混凝土板横向、纵向开裂的,在裂缝外15厘米画与板边垂直的边线,用切割机械切开边缝,凿除破损部分。如基层损坏或松软应先作处理,可浇筑厚20厘米的C15素混凝土基层进行处理。

为埋设传力杆,在两侧边缝板厚中央钻洞,深度10厘米,直径为4厘米,洞的水平间距为30厘米,将洞内粉碎物清除,并加以润湿。填实1:2水泥砂浆后,每个洞插入一根直径Φ20,长度为20厘米螺纹钢筋。

混凝土路面板修补块长度0.5≤L≤15米,按旧混凝土板裂缝设计补强图纸要求修补,配筋可按板块修补长度内插。

路面修补块长度大于1.5米可用素混凝土修补。

混凝土局部修补块采用C35水泥混凝土浇筑,混凝土强度达到设计强度的80%以上,才能开放交通。

3.4 角隅部分开裂的局部修补

角隅处有裂缝或断角,按破裂面大小确定切割范围,用切割机械切开边缝,凿除破损部分,应凿成规则的垂直面,有钢筋时,应注意不能切断钢筋。检查原有的拉杆传力杆及滑动传力杆,如有缺陷或未设置,应予以修复或另设新杆。

和原有路面板的接缝面,如是缩缝,涂刷二度沥青,如是胀缝,应设置接缝板,待混凝土硬化后,用热熔改性沥青灌缝。

角隅局部修补采用直径Φ8钢筋设置双层钢筋网,钢筋网离板顶板底5厘米。角隅局部修补块采用C35水泥混凝土浇筑,混凝土强度达到设计强度的80%以上,才能开放交通。

3.5 旧水泥砼板沉陷,路面板下脱空及唧泥的补强处理

采用水泥灌浆法顶升下陷路面板并加固基础。

3.5.1 补强处理原则

对于防治反射裂缝的结构层中,无论是加土工布,起应力消散和隔水作用,还是玻纤格栅,起加筋作用,都是针对或者更有效于水平向位移,这些措施对于竖向位移都不能起根治作用。根据规范要求:处理后的接缝两侧水泥混凝土板的相对竖向位移小于0.06毫米,单点弯沉值小于0.2毫米。

S111(榄横路口至南朗车站)改造工程板块单点弯沉控制指标(单位0.01mm)为:

①单点实测弯沉值Lr≤20,不予处理;

②单点实测弯沉值206的需钻孔压浆处理;

③单点实测弯沉值Lr>45,整板破碎,处理基层,新浇混凝土板块。

④灌浆后两相邻板间弯沉差控制在0.06mm以内,单点弯沉值必须小于0.02mm。

要求逐块板检测:合格后才能进行下一工序。

3.5.2 弯沉检测

测量工具,后轴重10吨载重车,5.4米贝克曼梁,百分表。

测点布置,对于刚性路面,根据《公路路基现场测试规程》要求对原有板块进行逐板编号、登记,然后检测弯沉。

采用单点实测弯沉控制旧水泥混凝土板块的竖向位移,对每一板块进行测量调查,逐板把关进行修补控制。

3.5.3 水泥灌浆加固工艺

水泥灌浆加固工艺是用风钻或凿岩机在旧水泥混凝土板上凿孔,孔径5厘米,孔深70厘米。用压缩空气小钢管插入孔中,将砂、泥、混凝土碎屑从孔中吹出,使路面板和基层之间形成畅通的空间,并保持干燥。插入灌浆钢管,灌浆管用1:2水泥砂浆锚固在混凝土面板中,面板下空洞用0.5~1厘米碎石填塞。

砂浆管采用直径Φ32,壁厚2毫米,长87厘米的焊接钢管制成,下部做管尖,离管头42厘米以下钻一周4个Φ6毫米孔,间隔15厘米。离管头7厘米处用Φ8钢筋管箍焊接管周,固定灌浆胶管用。灌浆管露出路面板18厘米。

灌浆浆液应具备下列特点:初凝时间长,施工和易性好,早期强度高,不发生收缩,避免再次造成收缩。灌浆材料选用42.5级普通硅酸盐水泥,三级以上粉煤灰。灌浆材料配比42.5级普通硅酸盐水泥:粉煤灰:水:U型高效膨胀剂:早强剂=1:0.5:0.7:0.05:0.05。

灌注机械用冲程式压浆机,压浆时须确保压浆机各部位连接牢固不漏浆,保证压浆压力,注意观察冒浆及板块顶升量,当压力到达1.5~2.0MPa,稳定一分钟以后,关闭压力阀,灰浆回流到回流槽,用提桶接住,倒回灰浆缸中。

灌浆孔布设根据路面的尺寸、下沉量大小、裂缝状况等确定,一般采用梅花型布孔,每块面板上的灌浆孔数量一般为5个,单孔灌浆当相邻孔或接缝中冒浆,可停止泵送水泥浆,每灌完一孔应用木楔堵孔。养生三天后,将灌浆管齐根切断抹平,再次测单点弯沉值,对于大于0.06毫米的点,做好标记,二次钻孔,孔位集中在不满足弯沉要求的地方附近补1~2孔,直至弯沉值小于0.06毫米。

错台板的灌浆:从沉陷量大的灌浆孔开始,逐步由大到小,由近到远。注意观察顶升量,直到下陷路面板升到相邻路面板高度。

唧泥缝板的灌浆加固:一条唧泥,应灌浆加固缝两侧的两块板。在每块板靠板缝的三个孔中灌浆。

脱空板的灌浆加固:单点实测弯沉值大于0.4毫米脱空板,按破碎板整板破碎,处理基层,新浇混凝土路面板块。单点实测弯沉值在0.1~0.4毫米之间的脱空板,钻孔压浆处理。

旧水泥混凝土板错台病害的处理:较大的错台用水泥灌浆顶升,顶升后剩余的错台以及较小的错台,用机械铣刨处理,铣刨后相邻板的相对高差控制在3毫米以内。

旧混凝土面板灌浆过程中,应注意控制面板的顶升量,可采用路面加车载方式压住路面板。

4 结 语

南朗镇S111(榄横路口至南朗车站)改造工程在进行旧水泥混凝土路面修复方案选择时,因地制宜采取经济可行的方法,并严格按要求对旧水泥混凝土路面进行修复,修复完成后再加铺沥青混凝土。目前改造工程竣工通车已超过两年,路面状况保持良好,实践证明对该项目旧混凝土路面病害所采取的一系列处理措施是成功的。

参考文献

[1] 公路水泥混凝土路面养护技术规范JTJ 073.1-2001[S].北京:人民交通出版社,2001.

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