舊水泥混凝土路面微裂均質化處治施工技術研究

胡庚欽 禹州市交通實業開發有限公司

自改革開放以來，我國公路事業取得了顯著的成績。目前，我國常見的路面類型包括2大類，即水泥混凝土路面、瀝青混凝土路面。其中水泥混凝土路面因其具有高強度、穩定性好及成本低等優勢，在我國公路路面施工中得到了廣泛應用。隨著時間的不斷推移，很多早期修筑的水泥混凝土路面已達到了使用周期，且病害問題愈加嚴重。為解決路面病害，一般可采用兩種方式，第一，破碎處理舊水泥路面，用于新骨料進行再生使用。第二，舊水泥路面升級改造，加鋪新路面。針對第二種處置方法，可增強原水泥路面強度，還能提高加鋪路面質量。為提高舊水泥路面改造施工質量，本文提出采用舊水泥路面微裂式碎石化機進行舊水泥路面均質化破碎施工，通過這種施工方法，可以有效提升路面養護質量。

一、舊水泥混凝土路面破碎化機理

舊水泥混凝土路面升級改造前，需破碎原有路面，即在原路面破碎的基礎上，可通過專用設備，提高舊水泥混凝土路面破碎程度的均勻性。本文采用微裂式碎石化機作為路面破碎設備，其作用機理為利用提升裝置向一定高度提升錘體，隨后錘體自然釋放下落，通過下落產生的動能，錘體可將舊水泥混凝土面板打裂。破碎后，水泥混凝土路面板通過相互嵌擠，能夠形成一個完整的整體。通過破碎處理，能夠最大限度降低板體尺寸，同時，能夠在面板上形成凹凸不平的表面，從而增強加鋪層和舊路面之間的咬合力，提高兩者間的粘結性能。

二、工程概況

某公路工程屬于舊水泥混凝土路面改造項目，為雙向兩車道。全長6km，起訖樁號為k26+000～k32+000。原工程路基12m寬，路面9m寬。路面結構形式為C30混凝土（22cm）+水泥穩定碎石（20cm）+灰土。橫斷面為2塊板類型，屬于二級公路，重載交通路段，經現場勘查可知，路面已經被嚴重破壞。

根據調查情況分析，此次路面調查中共進行2294個板塊調查，病害主要為橫、縱向裂縫、錯臺、破碎板等，其中最嚴重的病害為裂縫、破碎板。圖1為裂縫、唧泥病害圖，圖2為破碎板病害圖。

圖1 裂縫、唧泥

圖2 破碎板

三、舊水泥混凝土路面處治施工技術方案

針對本工程病害問題，決定采用微裂均質化處治再生技術進行舊水泥混凝土路面施工。施工技術方案為：第一，通過微裂式碎石化機破碎舊水泥混凝土板塊；第二，破碎之后，針對嚴重破碎路段，比如，板塊脫空位置，抑或是彎沉值異常位置，均可采用地聚合物注漿加固補強施工。第三，當水泥板塊裂縫寬度＞5cm，深度＞5cm；或者，存在坑洞，且其直徑＞30cm，深度＞5cm，此時需修復路表缺陷。第四，水泥板塊經微裂式再生加固之后，若其路面承載力仍無法達到規定要求，或存在小板塊翻漿、活動等情況時，則需及時更換此板塊。第五，當處治效果達到設計要求，可加鋪瀝青混凝土面層，共2層，上層為4cmAC-16瀝青混凝土，下層為4cmAC-13瀝青混凝土，共8cm。

四、微裂式破碎再生加固施工工藝

（一）施工準備

施工前，先認真評價舊水泥混凝土路面病害情況，做好現場路段調查工作。按照破壞類型和嚴重程度進行處治路段劃分，保證所有板塊均能處理到位，不存遺漏，最大限度提升工程質量。

（二）舊水泥混凝土路面板塊微裂式破碎

（1）路面狀況等級為“優、良、中”路段處治

此類路段路面情況相對較好，因此在破碎處理時，可按照以下步驟進行。第一，先確定微裂式夯擊的順序。一般按照“從中間到兩邊”進行夯擊。第二，需要全面夯實各個板塊面板的四個板角處，同時，還要夯實橫向施工縫和縱向施工縫。第三，行車道外側水泥面板，如果沒有挖除硬路肩，可直接選取滿夯的方法通過微裂式進行整塊外側水泥面板的夯擊。當已挖除硬路肩，則不能擊打外側水泥面板橫向與挖除的硬路肩相距0.5m之間的范圍。此外，可直接通過滿夯法擊打內側水泥面板。

（2）路面狀況等級為“次、差”路段處治

相比上述路段，當路面狀況等級被評為“次、差”時，則說明路面破壞情況較為嚴重。針對這種情況，需對此路段進行表面破碎處理，路況越差，則破碎的塊度越小，確保夯擊處理之后，板塊仍具有穩定性。

（3）受限路段處治

在本路段兩側，存在房屋等構造物，且距離在6m以內，為避免影響構造物結構質量，需將提錘高度設置在10～20cm，進行多次連續擊打，滿足微裂效果滿足規范要求。

（4）通車碾壓

待完成微裂施工后，需清理干凈表面碎屑，開放交通，允許車輛通行，直至碾壓板塊處于穩定狀態。圖3為微裂工后效果圖。

圖3 微裂工后效果

（三）地聚合物注漿加固處治

（1）破碎后路面承載力檢測

為保證路面施工質量，微裂式破碎處治后，需及時進行路面承載力檢測。本文采用了FWD彎沉檢測車進行路表彎沉值檢測，從而獲取最大彎沉值。同時，與雷達檢測相結合，針對路面承載力不滿足規定要求的位置，可通過結合探坑等有損檢測方式，對路面承載力不足產生原因進行分析。

彎沉檢測主要檢測各個板塊的板角、板中位置，確定路面彎沉差較大及承載力不足的部位，針對此部位，可采用地聚合物注漿法進行均質化處治。通過地聚合物注漿加固處治，是為了提高路基與路面基層的承載能力，達到加固路基的作用。此外，還能提高微裂水泥板塊的強度，達到強度均質化效果。

（2）地聚合物注漿加固措施

本路段經彎沉檢測、雷達檢測后，與路表病害情況結合，可得出病害路段彎沉值在35（0.01mm）以上的位置，雷達圖像多顯示道路結構層存有異常，病害類型主要包括：層間破碎、脫空等。針對此類病害，可直接采用地聚合物注漿加固處治。具體施工流程為：

第一，布孔。按照施工前獲取的數據信息，將注漿位置準確標注出來，通過梅花樁類型進行布孔。

第二，鉆孔。采用Φ20mm鉆頭進行鉆孔施工，鉆孔應從路面結構層穿透，深度為50cm。

第三，注漿。在1.5MPa以內控制注漿壓力。若相鄰孔有漿液冒出，或出現路面抬高情況，便可停止注漿。

第四，封孔。當完成注漿施工后，可采用木塞封孔。并將注漿孔周圍溢出的漿液清理干凈，全部鉆孔質量符合設計要求。

第五，開放交通。清理干凈路面殘留漿液后，便可開放交通，允許車輛通行。

（四）路表缺陷修復處治

完成上述施工后，為保證破碎板厚度均質化和傳荷均勻，提高路面基層承載力。針對一些路面表層缺陷問題，需及時處理。例如針對裂縫寬度較大的部位，可采用快凝混凝土處治。

（五）瀝青加鋪層施工

待舊水泥混凝土微裂均質化處治之后，即可進行瀝青混凝土面層加鋪，加鋪分為上下兩層，上面層加鋪AC-16瀝青混凝土，下面層加鋪AC-13瀝青混凝土，上下兩加鋪層厚度均為4cm。

（六）效果評價分析

為檢驗微裂式破碎施工效果，通過試驗對道路微裂式破碎施工前、施工后的彎沉進行檢測。通過檢測可知，施工前，路面彎沉平均值為16.37（0.01mm）；微裂式破碎施工后，路面彎沉平均值為35.13（0.01mm），由此可見，微裂式破碎施工后，路面彎沉明顯提高，說明微裂式破碎效果良好。

五、結束語

綜上所述，水泥混凝土路面是一種常用的路面結構形式，其特點為強度高、成本低、壽命長等，具有良好的經濟優勢。但是由于存在水泥混凝土路面接縫情況，加之其自身韌性差。在長期行車荷載與自然因素的作用下，路面病害頻發。為減少病害，改善路面使用性能，決定采用微裂均質化處治舊水泥混凝土路面，以此有效控制病害發展，延長路面使用年限，為我國公路事業可持續發展提供可靠的保障。