公路水泥砼路面修復處理方案剖析

趙 婷

（中交第二公路勘察設計研究院有限公司， 湖北 武漢 430052）

1 工程概況

城區路是某市一級公路公路兼城市主干道，原主行車道寬 23米，水泥混凝土路面，兩側人行道各寬 3.5 米，本次改造段長度為 4.77 公里，改造方式為加鋪瀝青混凝土面層。加鋪前，首先要對該路原有病害進行處理，否則將影響加鋪效果。項目的維修對完善該市的交通基礎設施、溝通區域內相關道路的連接、完善區域公路網規劃、帶動區域經濟的發展具有重要的意義。

2 路面破損狀況

根據《公路技術狀況評定標準》（JTG H20—2007）中將水泥混凝土路面破損分為 11 種破損，包括：破碎板、裂縫、板角斷裂、錯臺、唧泥、邊角剝落、接縫料破損、坑洞、修補損壞、拱起、剝落。同時，每種病害又根據其損壞的程度分為輕度、中度、重度等級別。本項目調查時，分車道逐板記錄各類病害板，并側重對結構設計影響較大的斷裂類、裂縫類、板角斷裂類、接縫破損類等病害。根據調查記錄，對不同級別及種類的病害板按照不同的權重進行統計。從調查總體情況來看，項目路段水泥路面技術狀況較好，局部存在少量斷板、裂縫以及角隅等病害。路面病害典型圖片如下圖1所示：

圖1.路面病害典型圖片

調查結果如表1所示：

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由現場調查，項目路段水泥面板病害主要以斷板、裂縫板以及板角斷裂為主，從統計的斷板率來看，項目路段整體狀況較好，病害板較少，均評價為優。

3 病害產生原因分析

我們對原有路面進行分析后，得出病害產生的主要原因有：一是存在初始裂縫。初始裂縫形成較多，混凝土水化反應、施工及養護不當、路基不均勻沉降、板底脫空等因素都可能引起混凝土路面板產生初始裂縫。在車載作用下，已經存在初始裂紋的路面板，其裂縫進一步累積和拓展，為路面的裂縫的發展、斷裂奠定了基礎；于路面表面的不平整而引起的車板相互作用帶來車輛運動荷載的沖擊，更加速路面板破壞。二是基層、土基強度不足。由于基層或土基強度、剛度不足，造成混凝土板下沉或由于板的膨脹變形造成板塊拱起，進一步引起板斷裂、錯臺現象。三是路面水破壞。路面表面水流入基礎，在車輛荷載作用下，板下基層的細粒材料從接縫處與水一同噴出（唧泥），致使板體與基礎逐步脫空，并導致基礎軟化或凍脹，進而誘發其它病害。水一旦浸入土基，會使土基強度和路面整體剛度下降，從而導致路面結構性破壞。

4 路面改造設計

4.1 設計目標

旨在通過對原水泥路面進行大修改造，保證行車的安全性與舒適性，提升路面使用性能，延長路面使用壽命、改善道路的美觀性。

4.2 設計原則

根據公路養護維修特點，結合本項目交通量、自然條件、養護施工技術，提出技術可行、經濟合理的養護維修方案，力爭做到路面維修質量高、經濟效益好。設計原則如下：

4.2.1 結合該區路面改造的成功經驗，合理選用適當的材料、工藝；

4.2.2 采用成熟技術，設計方案安全可靠，經濟合理；

4.2.3 對道路維修養護的新技術、新材料、新工藝，科學取舍，合理選用；

4.3 路線設計

4.3.1 平面設計

本項目是路面更新改造工程，不涉及平面改線，平面線形設計根據外業實際測點擬合道路中心線，為保證擬合精度，道路中線測點間距按 20m 控制，直線段可根據實際情況拉長間距，而對于小半徑平曲線段落則進行加密測量。本項目中線擬合測點數據統計如下表2所示：

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本項目平面擬合起訖樁號為 K0+000～K4+753.734，總里程 4.754km，平面擬合的原則是首先保證線形盡可能與測點吻合，在次前提下盡可能保證平面指標滿足現行規范要求。

4.3.2 縱面設計

本項目縱面線形主要通過測點數據擬合得出，縱斷面擬合的原則是首先保證縱面線形盡可能與測點吻合，其次盡量保證縱面指標滿足現行規范要求。根據本次測量數據結果，本項目縱面線形由于軟基沉降、路面加鋪等原因在個別路段出現了一定變形，但除橋頭因橋梁與路基沉降差異較大導致行車不適外，其它路面在實地行車感官體驗中未感覺明顯不適。罩面設計結合現有標高受限制的橋梁的橋頭和以及項目起終點路段進行縱斷面調坡處理，確保連接平順，總體采用等厚加鋪的原則維持原路線的設計指標不變。

5 水泥路面病害處理

瀝青層加鋪前需要對原路面病害處治，白改黑項目中原路面病害處治是否徹底直接影響到項目成功與否。為了節約工期，設計考慮在換板砼和基層砼中摻加水泥用量 1～2%的早強劑。

5.1 斷板

對于調查中的斷板將其更換為 C40 砼，并加設傳力桿和拉桿（新老路面拼接縫是整個路面施工最薄弱的環節），面板開挖后如果基層破損需采用 C25 砼更換基層。對于連續破碎較嚴重的路段采用連續換板的形式，板塊基層連續更換的需要沿原板縫位置切縫處理。

5.2 邊角斷裂

5.2.1 當一塊水泥砼板上有兩處以上的較大角隅斷裂時，進行換板處理。

5.2.2 當板角碎裂較嚴重時，應按破裂面大小確定切割范圍采用坑補法進行修補：

5.2.2.1 切縫后，鑿除破碎部分時，應鑿成規則的垂直面，鑿深為全深度，并新建 C40 砼面板，如果基層破損，應鑿除破損基層后采用 C25 砼更換。

5.2.2.2 與原有水泥砼板的接縫面應涂刷瀝青，并在新老混凝土之間加設傳力桿（直徑 32mm，長40cm 的光圓鋼筋），間距控制在 30cm 左右；

5.2.2.3 現澆混凝土與老混凝土面板之間應切出寬 3cm，深 4cm 的接縫槽，并灌入填縫材料。

5.2.2.4 待混凝土達到強度后，方可開放交通。

5.3 脫空

對于脫空面板應采用壓漿穩板的處理辦法。鉆孔深度以鉆穿面板 1～2cm 為宜，壓強為0.3～1.2Mpa。

5.4 裂縫

5.4.1 對于檢測評定為輕微裂縫，采用擴縫灌漿：擴縫順著裂縫擴寬成 1.5～2.0cm 的溝槽，槽深可按裂縫的深度來定，但不得超過板厚的 2/3。清理擴縫后，灌入 M950 填縫料。

5.4.2 對于檢測評定為貫穿全厚的嚴重裂縫，可參照斷板處治方式，將其更換為 C40 砼板，并加設傳力桿和拉桿。

5.4.3 在裂縫處理完，采用抗裂貼進行貼縫處理。

5.5 現有板縫處理

本次調查發現，項目路段水泥路面面板接縫料脫落現象較普遍，雨水容易從接縫處進入路面結構內部，在行車荷載作用下產生動水壓力，沖刷基層導致板底脫空，最終面板容易出現破損及斷板等病害。設計中擬對全線縱橫縫進行清縫灌縫處理。

施工方法如下：

5.5.1 接縫處理

5.5.1.1 接縫表面須干燥、干凈、無浮灰。灌縫前先用清縫機對板縫進行清理，保證縫內無泥砂、水泥漿及其他雜物，清縫寬度比原切縫寬 0.5～1mm，縫深度 3～5cm；

5.5.1.2 用高壓吹風機將縫內的灰塵、雜物吹除干凈，并將縫左右各 50cm 范圍灰塵、雜物、砂子吹干凈，確保縫內無水、縫口干凈；

5.5.1.3 對于過深的縫應填嵌泡沫彈性背襯帶，留出的縫深應不超過 2cm，在縫的端頭和交叉處進行封頭，以免漏料。

5.5.2 配料：

配料量應根據施工進度，作好估計，以免浪費。

5.5.3 灌縫：

將攪拌均勻的膠灌入專用的嵌縫槍內進行灌縫。一般膠平面低于砼路面 1-3mm 嵌入縫的膠應密實、均勻，不得有斷頭或空洞，否則應及時修補。

5.6 表面類

對于表面起皮、漏骨、剝落、麻面、小坑洞的病害，由于病害對整個路面結構承載力和路面整體性影響很小，可不予以處理。

5.7 修補

現場調查發現，局部水泥砼面板采用瀝青砼修補處理過，且修補位置基本都位于板邊角處，修補質量較差，設計中擬對修補面積大于 2m2 的板塊采用換板處理，并加設傳力桿和拉桿；其他修補位置參照板角斷裂處治方式進行處理。

5.8 唧泥、拱起

項目路段局部有少量板塊有泥漿、拱起等現象，設計中擬采用更換為 C40 砼板，并加設傳力桿和拉桿。

6 結論

白改黑路段加鋪罩面前應對舊水泥混凝土路面進行全面檢查，將病害板塊進行處理徹底，保證路面平整、粗燥、整潔、干凈、不得有灰塵、雜物或油污，對尖銳突出物及凹坑應予以打磨或修補。同時，還要對舊路面板的縱橫向接縫進行清縫、灌縫處理，并粘貼 32cm 寬抗裂貼和灑布粘層瀝青。總之，水泥砼路面加鋪瀝青混凝土，最重要的就是對原路面病害的處理，只有病害處理好了，才能防止病害向上傳播，并增加加鋪層的使用壽命。