水泥混凝土路面微裂加固技術(shù)在市政道路的應(yīng)用

譚雪峰

（重慶建工集團(tuán)股份有限公司，重慶 401122）

目前，根據(jù)我國混凝土路面的使用規(guī)范，高等級水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)使用年限為三十年。但是在實(shí)際的使用過程中，由于降雨、車輛等因素的影響，大多數(shù)的混凝土路面在使用7、8年后出現(xiàn)脫空、斷層、沖刷層間等病害，降低混凝土路面的使用壽命。根據(jù)對病害出現(xiàn)的原因和特點(diǎn)，舊水泥混凝土路面改造主要有修復(fù)加固和破碎再生兩種方式。在應(yīng)用破碎再生技術(shù)時(shí)，不僅消耗大量的水泥，還使得修復(fù)成本大幅度提升。在市政道路的修復(fù)期間，為了不影響道路的正常運(yùn)行，修復(fù)工程往往施工時(shí)間短，盡可能地達(dá)到加固要求。而微裂加固技術(shù)既能降低對水泥的消耗，還能減少修復(fù)成本和環(huán)境污染，是一種良好的應(yīng)用于市政道路改造工程的技術(shù)。

1 市政道路路面裂縫產(chǎn)生的主要原因

市政道路是城市交通基礎(chǔ)建設(shè)的一部分，對于城市交通的發(fā)展，起著至關(guān)重要的作用。隨著城市客流量的增加，市政道路承受著較大的交通壓力。

1.1 道路自身應(yīng)力的影響

市政道路的自身應(yīng)力主要分為兩種，一種是道路自身收縮引起的形變；另一種是外界環(huán)境因素引起形變，主要影響因素是溫度。在外界環(huán)境下，市政道路在高溫時(shí)膨脹，低溫時(shí)出現(xiàn)收縮現(xiàn)象。道路自身收縮引起的形變主要產(chǎn)生在施工過程中，混凝土在凝固時(shí)，由于內(nèi)外環(huán)境的溫度差異，會(huì)使得混凝土內(nèi)部壓力出現(xiàn)變化，導(dǎo)致整個(gè)混凝土表面的抗拉的能力降低。將這種混凝土鋪設(shè)到道路后，會(huì)出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象；混凝土在凝固硬化的過程中，表面的水分會(huì)逐漸的蒸發(fā)，相應(yīng)的表面溫度也會(huì)降低，使得市政道路的路面體積在收縮，出現(xiàn)裂縫問題。外界環(huán)境因素引起的形變是由于溫度在短時(shí)間內(nèi)劇烈的變化，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部收縮和膨脹不斷變化，溫度差異會(huì)降低混凝土的整體結(jié)構(gòu)。在溫度變化的影響下，會(huì)使得道路混凝土的溫度產(chǎn)生的應(yīng)力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于道路的強(qiáng)度，使得道路出現(xiàn)裂縫的問題。

1.2 道路荷載引起的裂縫產(chǎn)生

道路的荷載主要包括內(nèi)部荷載和外部荷載。道路荷載引起的裂縫為荷載裂縫，這種裂縫形成的原因是混凝土道路在動(dòng)靜狀態(tài)荷載和內(nèi)部荷載的共同作用下，使得市政道路表面的應(yīng)力大于其自身強(qiáng)度，使得表面出現(xiàn)裂縫問題。

2 水泥混凝土路面微裂式破碎再生加固技術(shù)

目前，我國對于舊水泥路面破碎化施工技術(shù)主有兩種方法，分別為碎石化法、打裂壓穩(wěn)法。這兩種方法的目的都是為了能夠降低水泥路面出現(xiàn)裂縫的概率。兩種處理方法各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，碎石化法是對混凝土的路面加鋪瀝青路面，使得路面不會(huì)出現(xiàn)反射裂縫，但是這種方法會(huì)大幅度降低混凝土表面的強(qiáng)度，在長久的使用過程中，會(huì)出現(xiàn)車轍印、沉陷等病害；打裂壓穩(wěn)法不影響混凝土路面的強(qiáng)度，但是不能完全消除路面底層脫空，并且每一段的板塊寬度較大，容易出現(xiàn)起翹的問題。水泥混凝土路面微裂加固技術(shù)是結(jié)合兩種施工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，消除兩者的缺點(diǎn)，對出現(xiàn)裂縫的路面結(jié)構(gòu)和路基進(jìn)行加固處理，然后在對路表寬出現(xiàn)的病害進(jìn)行處理，從而實(shí)現(xiàn)水泥面板微裂式后達(dá)到“裂而不碎，穩(wěn)而粗糙”的效果。

2.1 水泥混凝土路面微裂式破碎

水泥混凝土路面微裂式破碎再生技術(shù)，是微裂加固技術(shù)的基礎(chǔ)。在使用這種技術(shù)時(shí)，需要采用專用的微裂式破碎設(shè)備對舊水泥路面進(jìn)行微裂式破碎。經(jīng)過此操作后，會(huì)使得水泥混凝土路面的內(nèi)部出現(xiàn)細(xì)小裂紋，并且處于完全契合的狀態(tài)。舊水泥路面破碎的越徹底，越能發(fā)揮微裂加固技術(shù)的優(yōu)勢。舊水泥路面破碎的標(biāo)準(zhǔn)是“斜向開裂、裂而不碎、契合良好”。

2.2 水泥混凝土路面微裂后檢測與注漿加固

水泥混凝土路面在破碎后需要對每個(gè)破碎的板塊進(jìn)行檢測，如果板塊的寬度不夠大時(shí)，需要對其進(jìn)行收集，然后集中進(jìn)行微裂式破碎，直到所有的板塊達(dá)到要求。在對板塊進(jìn)行彎沉檢測，如果遇到彎沉較大的位置需要采用雷達(dá)進(jìn)行檢測，分析水泥混凝土路面微裂式破碎后承載能力不足的原因。對路基的承載能力不足或者是結(jié)構(gòu)層脫空，需要對其采用聚合物注漿材料進(jìn)行加固操作，然后采用專業(yè)的注漿設(shè)備，將聚合物材料直接注入微細(xì)的縫隙中，將其中存在的空氣和水分進(jìn)行排空，使其充分的占滿整個(gè)空間，提升整體的水泥混凝土路面強(qiáng)度。

3 水泥混凝土路面微裂加固技術(shù)在市政道路工程的實(shí)際應(yīng)用

3.1 工程概況

重慶市白彭路道路改造 （一期、二期） 工程路幅寬度為25 m，車輛的最高行駛速度為60 km/h，整個(gè)通道的長度大概為32 km。原主路路面結(jié)構(gòu)為：25 cm水泥穩(wěn)定碎石＋20 cm水泥穩(wěn)定碎石＋20 cm C30水泥混凝土板。由于該快速通道處于長流量較大的區(qū)域，在通車之后，部分路段出現(xiàn)較為密集的橫縱向裂縫、破碎板、角隅斷裂、錯(cuò)臺(tái)、沉陷，接縫處唧漿唧泥等病害。

3.2 加固方案

通過對現(xiàn)場的實(shí)際情況的分析，主要發(fā)生的路段為舊水泥混凝土路面。在進(jìn)行設(shè)計(jì)加固方案時(shí)，先將舊水泥混凝土路面的病害板塊進(jìn)行分段處理，根據(jù)不同病害的類型制定相符的處理方案。

3.3 微裂加固施工工藝的主要操作步驟

通過對白彭路道路改造 （一期、二期） 工程路面病害的分布情況進(jìn)行分析，最終決定將出現(xiàn)病害的路段的60%以上的路段采用微裂加固技術(shù)以解決路面病害的問題。微裂加固技術(shù)的主要操作步驟如下：

（1） 水泥混凝土路面微裂式破碎。

在開展微裂加固技術(shù)前，需要先對水泥混凝土路面進(jìn)行微裂式破碎，在施工現(xiàn)場中，根據(jù)路面微裂的程度，凹槽深度、裂縫寬度，從而確定所需要的破碎能量。在明確破碎能量大小之后，選擇合適的破碎再生設(shè)備，對每一塊塊板都進(jìn)行夯擊，首先需要夯擊6列，然后對于每個(gè)點(diǎn)位再進(jìn)行夯擊1次。夯擊的間隔最好控制在20～30 cm。夯擊操作的施工順序?yàn)椋合妊刂鴫K板的兩側(cè)進(jìn)行夯擊，夯擊一定次數(shù)后，在對塊板的中部進(jìn)行打裂，直到每一塊塊板的破碎達(dá)到要求。在夯擊操作的施工過程中，需要嚴(yán)格控制相關(guān)的參數(shù)，主要的參數(shù)包括夯擊垂體上升的高度和下路的深度、單位時(shí)間內(nèi)夯擊的次數(shù)、夯擊的凹槽深度和塊板的開裂程度。夯擊結(jié)束后，要保證每塊塊板的4個(gè)板角的強(qiáng)度達(dá)到承重力的要求；如果夯擊操作結(jié)束后，夯擊的凹槽深度和裂縫的開裂寬度達(dá)不到施工要求時(shí)，需要再次進(jìn)行夯擊，直到其符合施工要求。

（2） 微裂加固效果檢測。

在微裂式破碎施工操作完成后，先將水泥混凝土路面清理出來，然后在開放交通對其進(jìn)行碾壓，時(shí)間大概為一周左右。當(dāng)路面達(dá)到穩(wěn)固的狀態(tài)后，然后對其進(jìn)行采取彎沉檢測，檢測每一塊微裂后的塊板。彎沉值不合格的塊板，使用探地雷達(dá)進(jìn)行探測塊板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。根據(jù)探測的數(shù)據(jù)，找到快板的裂縫位置，對其進(jìn)行注漿操作，加強(qiáng)快板的強(qiáng)度。通過破碎設(shè)備對水泥混凝土路面進(jìn)行破碎，出現(xiàn)不規(guī)則的破碎后，然后使用壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)操作。測量每次壓實(shí)與上一次壓實(shí)的沉降量的變化量，如果變化量超過6 mm，壓實(shí)工藝達(dá)到要求，停止壓實(shí)。

（3） 注漿加固。

對微裂破碎板塊彎沉檢測后，根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)判斷是否進(jìn)行注漿操作，如果板塊的板角的彎沉值≥37.3 （0.01 mm）時(shí)，需要對板塊內(nèi)部注漿加固處理，在以往的檢測結(jié)果中，16.7%的板塊的數(shù)據(jù)不合格，需要對其進(jìn)行注漿加固。目前，施工單位主要采用的注漿材料為聚合物混合料。在對板塊進(jìn)行注漿前，需要先對某段的板塊進(jìn)行注漿試驗(yàn)，從試驗(yàn)的數(shù)據(jù)反饋中，得出精確的注漿壓力、濃稠度等參數(shù)。

（4） 注漿加固效果評價(jià)。

在對板塊進(jìn)行注漿后，先開通交通管制，讓車輛進(jìn)行碾壓，使其加固一周左右時(shí)間，然后在對施工的路段進(jìn)行彎沉檢測，檢測加固效果是否達(dá)到使用需求。如果不符合，需要對板塊進(jìn)行二次補(bǔ)漿操作。

（5） 接縫位置補(bǔ)強(qiáng)。

對舊混凝土路面表面進(jìn)行加固之后，還需要加強(qiáng)板塊接縫的連接處的強(qiáng)度，可以在連接處粘貼高強(qiáng)纖維布，增加其連接強(qiáng)度。通過對接縫位置的補(bǔ)強(qiáng)工作，能夠提升舊混凝土路面表面加鋪層的抗壓能力，提升瀝青路面的強(qiáng)度、延展性，延長市政道路的使用壽命。

4 結(jié)語

綜上所述，通過對市政道路路面裂縫產(chǎn)生的主要原因進(jìn)行分析和研究。針對出現(xiàn)問題，將水泥混凝土路面微裂式破碎再生加固技術(shù)應(yīng)用到市政道路中，能夠有效地提升市政道路的施工質(zhì)量。本文結(jié)合許鄢城際快速通道路面病害實(shí)例，深入研究水泥混凝土路面微裂加固技術(shù)在市政道路工程的實(shí)際應(yīng)用，有效地解決水泥混凝土路面的病害問題，從而提升市政道路的使用壽命。