武黄高速公路原水泥砼旧路面综合处治综述

公路路面再生利用与养护新技术研讨会论文集武黄高速公路原水泥砼旧路面综合处治综述张忠岐 狄 谨 吴江龙 （中交第二公路工程局有限公司）摘 要:武黄高速公路经过近十三年的营用，原水泥砼路面出现了坑槽、裂缝、断板、错台、唧泥等病害，严重影响了道路通行能力和行车安全，为此，在对原路面进行检测、调查的基础上，制定了一套切实可行的综合处治方案，为保证路面改造的工程质量起到了重要的作用。关键词:水泥混凝土 路面 改造 综合处治 方案 综述91.工程概况武黄高速公路采用全封闭全立交，双向四车道，路基宽24.0米，是沪蓉国道主干线宜黄高速公路的东段，它横穿鄂东，连结武汉、鄂州、黄石三个城市，与京珠高速公路、宜黄高速公路、黄黄高速公路、武汉市绕城高速、鄂黄大桥、黄石大桥等直接连结，全长70.299Km。经过近十三年的营用，特别是随着国民经济的快速发展，该高速公路交通量逐年增大，加之超载，重载车辆增多，原水泥混凝土路面出现了坑槽、裂缝、断板、错台、唧泥等病害；桥涵出现桥面及伸缩缝破损、梁底开裂，墩台开裂及位移、桥头跳车等病害，严重影响了行车的舒适性和安全性。为了保证武黄高速公路的车辆通行安全、快捷、行车舒适，发挥其作为武汉快速出口通道加强对外辐射和联系的积极作用,2002年九月，湖北省交通厅正式批准对武黄高速公路进行大修。全线共处理断板4560块；压浆4860块；灌缝160560延米；坑槽修补618处。2.关于水泥砼路面综合处治施工2.1 路面病害的分类2.1.1 水泥砼面板断裂据贯穿水泥砼面层的病害断裂裂缝出现的方位和面板断裂的块数，分为以下四种类型： 平行或近于平行路面中心线的纵向裂缝； 垂直或斜向路面中心线的横向或斜向裂缝； 从板角到斜向裂缝的两端距离小于1.8米的角隅断裂； 两条以上的裂缝交叉，使面板断裂成三块以上的交叉裂缝和断裂板。2.1.2 水泥砼面板竖向位移按产生原因的不同分为沉陷和胀起两类,前者由于路基的竖向变形而导致路面下沉形成，后者指路面砼板在局部路段范围内的向上隆起现象。2.1.3 水泥砼面板接缝病害按水泥砼面板接缝处的损坏形态和影响范围分为以下六种类型： 接缝填缝料损坏； 纵向接缝张开； 唧泥和板底脱空（荷载通过时面板发生弯沉，接缝或裂缝附近有污染或沉积着基层材料）；错台(接缝处相邻面板出现垂直高差)； 接缝碎裂（邻近接缝60cm范围内砼开裂或成碎块）； 拱起（横缝两侧的板体明显抬高）。2.1.4 水泥砼面板表层病害 磨损和露骨； 纹裂、网裂和起皮； 活性集料反应引起的网裂； 粗集料冻融裂纹； 坑洞（面板表面出现直径为2.510cm,深为1.25cm的坑洞）。2.2 武黄路综合处治控制指标根据武黄路路面状况并结合国内外经验，武黄路综合处治采用旧水泥砼板块的单点实测弯沉值和板块间实测弯沉差控制。2.2.1板块单点实测弯沉值控制指标 单点实测弯沉值Lr14,一般处理; 单点实测弯沉值14Lr40,钻孔压浆处理; 单点实测弯沉值Lr40,整块板破碎,处理基层,新浇砼板块。2.2.2 板间实测弯沉差控制指标灌浆后两相邻板间实测弯沉差控制在0.06mm以内。2.3 武黄路综合处治方法据实测弯沉控制指标，武黄路综合处治分为一般处理、钻孔压浆处理（即水泥灌浆法）和整块板破碎后处理基层并新浇砼板块等三种方法。此外，在水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土之前要对旧水泥混凝土路面进行逐板目测检查，逐板检查并根据病害情况采取括缝灌胶、坑槽修补、错台打磨等处治方法。2.3.1 水泥砼路面板底压浆施工水泥砼路面板底压浆是通过压浆泵将胶凝填充材料压入板底脱空处及基层空隙中，形成一薄层强度高、稳定性好、与水泥砼板底密贴的结构层，以恢复混凝土板底的正常承接，起到加固水泥砼面板、维护面板正常使用状态和保障路面使用寿命的作用。 水泥砼面板板底压浆工程施工工艺流程脱空位置检测制浆设备配置布置注浆钻孔施工制浆压浆养生封堵效果检测封孔清场 压浆位置的确定采用弯沉测试与雨天停止后1-2天目测接缝两侧唧泥现象确定压浆的位置。 浆体的材料组成及技术要求水泥 普通硅酸盐水泥，32.5Mpa及以上。粉煤灰 级及级以上。外掺料 FDN高效减水剂、CAS型膨胀剂。 浆体配合比为得到具有高强、早强、大流动性、微膨胀等特点的浆体，武黄路采用表1所列配合比（重量比）。 压浆施工工艺 布孔、钻孔 通常情况下钻35孔，距边角4050cm，孔的直径略大于灌浆机的喷嘴直径，同时孔应贯穿混凝土板，其深度穿越经过稳定的基层垫层，但钻入土基的深度不能超过7。钻孔完毕后，应压缩空气将孔中的混凝土碎屑、杂物清除干净，以利于灌浆料在压力泵作用下顺利流入脱空处。 制浆 压浆机事先应清洗并排净水分，根据所需灌注的体积、浆体配合比及施工进度，称取各种材料，将减水剂和早强剂加入水中，将水泥、粉煤灰、膨胀剂倒入灌浆机的搅拌筒中，先进行一定的拌和，然后再将已溶有减水剂、早强剂的水加入并不断搅拌，形成均匀浆体，搅拌时间宜在5-10分钟 。应确保浆体在配置好后半小时内用完，并且施工过程中进行不停的搅拌。 压浆 应先灌注靠近路面两侧的孔，再灌注路面之间的孔，以有利于灌注密实。将压力泵的压力均匀增加到0.8Mpa左右，最大压力控制在1.5Mpa，并停留3-5分钟。在压浆过程中有气泡、水或清浆冒出时不必堵漏，当发现浆体由其他孔中或路的两侧挤出时，表明已灌满，减小压力并将喷嘴提起，使孔中灌满浆体，关闭压力泵，将灌浆机移到下一孔继续进行灌浆。 封孔 灌浆15分钟后将孔中的浆体抹平即可，不需另外的封堵材料。灌浆后12小时内控制交通，压浆板上禁止车辆通行，以利于板下浆体的硬化和强度的增强。压浆质量控制 严格控制材料质量和配合比水泥必须符合强度要求，在材料进场前应做水泥的有关试验，包括安定性、细度、抗压、抗折强度、初凝、终凝时间等。粉煤灰由黄石市聚宝新型建材有限公司供应，检测结果见表2。水为可饮用水。减水剂、膨胀剂检测结果见表3、表4。 保证浆体的质量浆体应具备良好的流动性，以便在压力不大的情况下浆体能获得较大的扩散半径，但对于空隙较大及土体疏松或脱空区大的地方，必须具有流动性较小和触变性大的浆体，以免扩散到不必要的地方或产生路基边坡跑浆现象。因此在必要时可在浆体中加入适量细砂或粘土形成既经济又能保证工程质量的浆体，提高浆体中的固体含量，减少用水量。 压浆过程的控制为避免压浆的沉淀，应缩短浆体从搅拌到压入板底时间、在存放或压入过程中进行不间歇搅拌使浆体始终处于运动状态，保证不发生沉淀和离析现象，但时间不应超过初凝时间。压浆时若发现灰浆从未压或压过的孔溢出时，应及时用木塞塞紧，10分钟后拔除，且此孔无须再进行压浆。当错台面板抬高度达到0.5，应换下一孔压浆，如此反复，直到面板抬生到相应的高度，否则极易形成断板。施工时应重视路基边坡跑浆现象,一旦发生跑浆立即停止压浆,并及时采取堵漏措施,待完全控制后再继续施工,或者采取间歇式压浆。 压浆质量检测 压浆处理7天后逐板进行弯沉复测，弯沉代表值应符合沥青砼加铺要求（即：单点实测弯沉值Lr14；相邻板间实测弯沉差小于0.06mm）。 第一次压浆后经检测不符合质量要求，则需进行第二次压浆，布孔集中在不符合要求的孔位附近补12孔。 每工作日制作灰浆试块一组，7抗压强度不得低于3.5Mpa。 压浆施工机具见表5（按一套配置）表序号名称数量序号名称数量15T载重汽车1部2压浆机1台3灰浆搅拌机1台4发电机1台5钻机2台6电焊机1台7潜水泵2台8水箱1个另：台钳、铁锹、扫帚、管口长城、扳手、安全标牌等配套齐全2.3.2 板块破碎,视情况处理基层,新浇混凝土旧水泥砼面板单点实测弯沉值Lr40或板体破损严重者，整块板破除，视基层损坏程度，对基层进行处理后新浇混凝土或不处理基层直接新浇混凝土。以提高路面结构承载能力、增强板体稳定性和改善板间接缝传力效果。 换板施工工艺流程确定破碎板旧板破碎清运清扫基层基层处理浇筑水泥砼板养生检查清场 破碎板确定 交叉贯穿通底裂缝,将板块分割成3块称为破碎板,破碎板通过目测和弯沉检测确定。 原材料及技术要求碎、砾石(粗集料) 强度不低于级,石料压碎值28%;洁净无杂质,含泥量1%。砂（细集料） 要求坚硬、洁净和无杂质的中、粗砂，砂的细度模数应在2.5-3.3之间。含泥量1%。 水 选择清洁的饮用水。 水泥 普通硅酸盐水泥,42.5Mpa及以上。 减水剂 质量符合表3标准。 水泥砼配合比及技术指标见表6 旧水泥砼板的破除 旧水泥砼板的破除,绝大部分采用砼破碎器（俗称啄木鸟）进行破碎，少量采用人工配合路面破碎机、空压机破碎； 旧水泥砼板破除时应防止损坏上基层； 旧水泥砼板破除后,立即清运混凝土废料,并保持施工场面整齐、干净。 基层处理 水泥砼废料清运完毕,对基层进行清扫检查； 基层呈网状开裂,且严重渗水,其面积超过原板面积2/3者,将渗水基层全部挖除后以15砼填充、捣实,并与原基层同高； 基层局部损坏的,对基层局部损坏部位进行开挖,清理干净后用15砼填充并与原基层同高； 基层上仅有1条裂缝者,制作由三根纵筋(其长度视裂缝长度而定,间距20),若干分布筋(长度为50, 间距20)绑扎而成的钢筋网,在浇筑时覆盖在裂缝上； 基层无完好无损的,直接浇筑砼面板。 盲沟设置综合处治换板无论是主车道、超车道还是硬路肩均设置横向盲沟,与土路肩加固盲沟贯通，盲沟宽度为20cm，深度为1040cm，盲沟沟底纵坡为2%，出水口不低于路基边沟或排水沟沟底20cm，盲沟内先铺设防渗土工布，再填充洁净的12cm粒径单级配碎石，然后铺设反滤土工布，土工布铺设伸出盲沟边510cm。 水泥砼板的浇筑 基层不处理的,直接浇筑水泥砼板； 基层铺钢筋网的,钢筋网下要留有保护层并固定牢固。然后浇筑水泥砼； 基层处理的，待所换基层达到一定强度(抗压10Mpa以上)后,再浇筑面层水泥砼； 无论基层是否处理,浇筑砼前基层的强度、平整度、湿度、含水量、高程等都必须符合规范要求； 行车道与超车道之间纵缝内的传力杆钢筋,予以保留或恢复;横缝(胀缝或缩缝)中的拉杆钢筋也予以保留。原砼面板未设传力杆或拉杆打断时，应用与原规格相同的钢筋焊接或重新安设； 连续换板时对旧板留出纵、横缝并进行灌缝； 对于硬路肩,由于其厚度较薄(15);部分路段施工质量较差,参照换板施工,进行整板破碎清除,新浇厚24的C25水泥砼板块。 水泥砼的养生采取涂养生剂的方式，在水泥砼终凝后两小时以内涂刷，每公斤涂刷46m2，水泥砼终凝后二至十个小时以内对新浇砼板进行锯缝，锯缝后对受损养生剂进行补涂。 取样和试验 为控制换板水泥砼的质量，需作抗折强度和抗压强度试验，应采用正在浇筑的水泥砼拌和物制件。 主要施工机具配置见表7表序号名称数量序号名称数量1水泥砼拌和站2座2装载机2台34T自卸汽车6部4砼破碎器1部5发电机4部6风镐4个7冲击锤2部8钢筋切断机2部9平板振动仪4部10振捣棒6个11砼切割机2台12钢模板2T2.3.3 旧接缝维修和换板后新缝切灌纵横向接缝宽度在15mm以下，采取括缝灌浆处理，对新换砼每块板的周边必须进行切缝灌胶。 接缝维修和换板后新板缝切灌工艺流程切缝或括缝清理压入背衬带配料搅拌灌胶清洗工具清理现场 切缝或括缝 采用砼切割机对新换板块周边和相邻两块新板之间进行挂线切缝，对破损的接缝采用砼切割机括缝，深度控制在2530mm之间，宽度控制在5mm左右。 接缝清理 接缝内部及表面须干燥、干净、无浮灰灌缝前用钢丝刷将缝的两个侧面刷一遍，然后用高压空气配合油灰刀吹除缝内的浮尘和杂物。 压入背衬带 为确保密封胶合适的深度和密封胶底部脱粘，须在接缝内压入背衬带。背衬带为PE发泡材料，选用比接缝宽度大2040%直径的背衬带。压入背衬带使用专用压轮，压轮的深度即为密封胶的设计深度。压入背衬带以后检查有无漏胶点，深度是否符合要求。砼板块端头的背衬带要垂直密封。 配料 武黄路接缝灌缝材料采用由上海汇丽（集团）防水材料厂生产的新型高分子道路封缝密封材料M950，该材料由双组份聚氨酯弹性橡胶作为主体，该产品对砼具有良好的粘接力，延伸率大，弹性及低温柔性好，耐老化，冷施工，施工方便快捷，可通车时间在8小时以内。该产品按配比比例分大小桶包装，大小桶分别装两种材料为一套，施工时成套使用。若特殊情况需少量使用时，按1:1.8的重量比配料。 搅拌 双组份材料搅拌均匀是关键，需采用配套的专用工具并由专人进行搅拌，一套料搅拌时间为1015分钟，至密封胶颜色完全均匀一致。 灌胶 将搅拌好的胶倒入专用装枪漏斗，然后装枪，按上合适的枪头，把胶仔细灌入缝内。灌胶时要掌握挤胶和移枪的速度，使胶在缝内均匀一致，不污染路面，为避免密封胶在天热时凸出路面，密封胶须低于路面25mm，视施工时的气温，冬季低多一点夏季高少一点。施工枪灌胶的后面由专人修补，把多余的胶去除，修补出现的漏点，然后用比缝略窄一点的竹片在胶面压拉一下使其平整美观，均匀一致。 清洗工具并清理现场 施工完毕及时清洗工具备用，清洗工具可用汽油等溶剂，施工枪清洗完毕不要立即装枪头以免粘住。将现场清缝砼碎块、旧缝废胶等杂物清出现场。 机具配置见表82.3.4 一般病害处理 裂缝维修 对宽度小于3的轻微裂缝及贯穿全厚的大于3 小于15的中等裂缝，采取扩缝灌胶措施，括缝采用手动砼切割机顺裂缝走向切割，灌缝材料采用改性沥青油膏，热融后灌缝； 对宽度大于15的严重裂缝采取全深度补块措施。 板边、板角修补 对板边宽度小于3的轻微裂缝及贯穿全厚的大于3 小于15的中等裂缝，采取扩缝灌浆措施； 对板边宽度大于15的严重裂缝采取全深度补块措施。A 按破裂面的大小和深度，确定切割范围并放样；B 用切割机切开边缝，凿除破损部分，打成规则的垂直面。有钢筋时，应注意不得切断钢筋。若难以全部保留，至少应保留2030cm的钢筋头，且应长短交错；C 检查原有的滑动传力杆，如有缺陷立即修理或另设新杆；D 和原有路面板的接缝面，如为缩缝，应隔上塑料薄膜，或涂上沥青，防止新旧砼粘连在一起。若为胀缝，应设置接缝板；E 基层不良时，采用15水泥砼浇筑基层后浇筑水泥砼；F 砼硬化后，用切缝机械切出接缝槽，然后灌入填缝材料。 错台处理 高差小于10的错台，不作处理。 高差大于10的严重错台，采用砼打磨机打磨或采用STRATA沥青砼填平。采用STRATA沥青砼填平前先将填平范围涂刷乳化沥青，再填补STRATA沥青砼并用小型压路机碾压平整、密实的斜面。 沉陷处理 沉陷小于50通过压浆调平,压浆不能调平凿除水泥砼调平。 沉陷大于等于50的凿除水泥混凝土调平，基层不良的，采用C15水泥砼浇筑基层。 拱起、胀起处理 拱起小于50的通过压浆调平，压浆不能调平的可凿除浇筑水泥砼调平。 拱起大于等于50的可以凿除浇水泥混凝土调平，基层不良的，采用C15水泥砼浇筑基层。 水泥砼路面板的胀起与拱起的处理方法一致。 坑洞修补 旧水泥混凝土路面的坑洞，清除洞内杂物后涂刷乳化沥青，再填补STRATA沥青砼并用小型压路机碾压平整、密实。 接缝处砼板啃边、破损处理 纵向接缝宽度在15以上，采取全深度补块措施。 接缝出现啃边时,将破损砼清除,用灌缝料将板缝嵌封严密后刷乳化沥青，再填补STRATA沥青砼并用小型压路机碾压平整、密实。 出现通底碎裂时,可以作坑槽处理,将碎裂部位切割、凿除,重新浇筑水泥砼,基层不良的采用C15水泥砼浇筑基层。3结语水泥砼路面综合处治，是沥青砼加铺前的一项重要的基础性工作，其质量的优劣直接关系到沥青砼改造工程的整体质量的优劣，所以，沥青砼加铺工程必须对综合处治给予高度的重视，从病害的调查判定、处理方法的合理确定以及处理过程的质量控制等环节着手控制综合处治的质量，确保综合处治取得良好的效果，为加铺沥青砼路面质量达到优质工程的标准奠定坚实的基础。