徐力

摘要 隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，部分早期修建的水泥混凝土道路因車輛荷載不斷增加、實際標(biāo)準(zhǔn)軸載累計作用次數(shù)超過早期設(shè)計值等問題，道路表面與結(jié)構(gòu)內(nèi)部均產(chǎn)生了不同程度的道路病害。在舊路改造工程中，為提高路面使用性能與道路結(jié)構(gòu)承載力，舊水泥路面處治新技術(shù)得到了應(yīng)用與推廣。為此，文章基于對舊水泥混凝土路面常見病害的調(diào)查與研究，在實際工程的舊水泥混凝土路面狀況調(diào)查前提下，規(guī)范了微裂式破碎再生技術(shù)的施工工藝，并經(jīng)過工后的質(zhì)量檢測，驗證了道路承載力良好，可起到顯著提高道路使用性能的作用。

關(guān)鍵詞 舊水泥混凝土路面；大中修；微裂式破碎；注漿加固

中圖分類號 U416.216文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號 2096-8949（2023）16-0063-03

0 引言

國省干線公路承擔(dān)著貨物運輸?shù)闹匾蝿?wù)。在20世紀(jì)80—90年代，河南省的大多數(shù)普通干線公路都采用耐久性較好的水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)。但隨著車輛通行需求不斷增加，尤其是重載車輛占比增加，其道路行車舒適性差、后期養(yǎng)護(hù)成本過高等問題出現(xiàn)，原有道路結(jié)構(gòu)不能滿足行車安全性與通行可達(dá)性要求，并且日常養(yǎng)護(hù)管理困難。因此，水泥混凝土舊路改造技術(shù)得以發(fā)展、應(yīng)用與推廣[1]。

國內(nèi)常用的水泥混凝土路面改造技術(shù)分為三種類型，包括直接加鋪、碎石化處治和微裂式破碎再生（微裂均質(zhì)化處治）。其中，微裂均質(zhì)化處治技術(shù)是近年來河南省采用較多的一項新技術(shù)，具有節(jié)省投資、減少資源浪費、工期短、生態(tài)環(huán)保等優(yōu)點。該文探究在中原某公路的功能性修復(fù)項目中，采用微裂均質(zhì)化處治技術(shù)的施工工藝與應(yīng)用效果[2]。

1 項目概況

該研究項目是結(jié)構(gòu)性修復(fù)項目，設(shè)計沿用原有的一級公路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計速度80 km/h，全長5.6 km，路基路面寬度維持現(xiàn)狀，并采用微裂式再生技術(shù)路段為超限檢測站區(qū)段，全長150 m。

1.1 原路基本情況

（1）建設(shè)歷史。該項目所在路段以一級公路標(biāo)準(zhǔn)始建于1997年，設(shè)計速度80 km/h；于2009年進(jìn)行維持原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的大修改造，2015年又進(jìn)行中修養(yǎng)護(hù)，2018年對超限檢測站區(qū)段進(jìn)行分幅改造，上行路段采用鋼纖維混凝土更換原水泥混凝土面板未處理基層，下行路段處理病害基層后鋪筑鋼筋混凝土面板[3]。

（2）原路結(jié)構(gòu)。原道路結(jié)構(gòu)自上而下為28 cm厚C40鋼筋混凝土面層+6 cm砂粒式瀝青混凝土基層+30 cm厚水泥穩(wěn)定碎石底基層+16 cm厚水泥土。

（3）路面橫斷面情況。表1為路面橫斷面情況表。

（4）交通量情況。根據(jù)2014—2021年交通量調(diào)查，并對該路段設(shè)計使用年限內(nèi)交通量預(yù)測，該路段設(shè)計車道貨車和大型客車?yán)塾嫿煌繛?.001 528×10⁷輛，屬于重交通荷載等級[4]。

1.2 原路面病害情況

（1）路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。該超限檢測站段水泥混凝土面板發(fā)生較大面積損壞，根據(jù)《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTJ 0731—2001）規(guī)定，通過在現(xiàn)場調(diào)查的出現(xiàn)裂縫類病害的板塊數(shù)計算斷板率DBL，上行路段斷板率DBL為55%，下行路段斷板率DBL為15%；結(jié)合路面狀況評定、原路彎沉檢測、鉆芯取樣狀況，可以判定其整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不能滿足使用要求。

（2）彎沉檢測。通過現(xiàn)場彎沉檢測數(shù)據(jù)處理可知，原路面結(jié)構(gòu)的設(shè)計彎沉值為17.4，得到路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)PSSI。該項目大面積連續(xù)病害路段彎沉測試及評定結(jié)果如下：超限檢測站段上行路段的路面彎沉代表為23.1，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評定為“中”，部分接縫處板底脫空；下行路段的彎沉代表值10.0，路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度評定為“優(yōu)”，無接縫處板底脫空病害（單位0.01 mm）。

（3）路況評定。該路段上行MQI平均值67.77，等級為“次”，PQI平均值57.16，等級為“差”；該路段下行MQI平均值69.98，等級為“次”，PQI平均值60.32，等級為“次”。

2 施工流程

水泥混凝土路面微裂處治與加鋪施工流程如圖1所示。

3 地聚合物注漿技術(shù)要求

地聚合物注漿材料是近年來出現(xiàn)的一種新型注漿材料。它是一種體積穩(wěn)定性好、耐久性能好、綠色環(huán)保的新型無機(jī)膠凝材料。地聚合物反應(yīng)后生成的固體材料質(zhì)密，能夠填充脫空、裂紋區(qū)域，并能對周圍介質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步擠壓密實；可快速固化，養(yǎng)生時間短、交通干擾小[5]。

針對基層病害的處理，地聚合物主要是通過注漿工藝對道路結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固。漿液利用裂縫滲透、充填、壓密并擠走路面結(jié)構(gòu)層以及結(jié)構(gòu)裂隙的積水和空氣，形成漿脈。該工藝改善了基層、路基的壓實度、水穩(wěn)定性，達(dá)到延長路面結(jié)構(gòu)壽命、提升路面承載能力的目的[6]。該研究項目的功能性修復(fù)養(yǎng)護(hù)中，所選取的注漿材料的具體性能指標(biāo)見表2。

在進(jìn)行注漿工藝時，應(yīng)按照如下施工流程：首先在病害部位布孔并鉆孔，鉆孔完成后，清理孔道后再安放注漿管道，然后將制備好的注漿材料注入道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部，并封堵注漿孔，待養(yǎng)護(hù)2～4 h后，對彎沉檢測不合格的點位進(jìn)行補(bǔ)漿，直到道路彎沉值均符合要求，便可開放交通。

4 微裂式破碎再生技術(shù)要點

4.1 實施范圍

超限站路段水泥混凝土路面主車道。

4.2 養(yǎng)護(hù)對策

根據(jù)公路養(yǎng)護(hù)的相關(guān)規(guī)范規(guī)定，對該路段下行路段采用原面板微裂式夯擊，鋪應(yīng)力吸收層，再加鋪瀝青混凝土的養(yǎng)護(hù)對策。

4.3 實施內(nèi)容

對下行路段直接進(jìn)行微裂均質(zhì)化處理，全幅灑布乳化瀝青透層，自下而上鋪筑：4 cm砂粒式改性瀝青應(yīng)力吸收層（AC-4）+8 cm中粒式改性瀝青混凝土（AC-15C）+5 cm細(xì)粒式改性瀝青混凝土（AC-13C）。

4.4 施工流程

舊水泥混凝土路面的施工改造具體流程如圖2所示：

4.5 微裂式破碎施工技術(shù)要求

（1）考慮該路段周圍的地質(zhì)因素、邊坡穩(wěn)定性因素的影響，一般以徑向加速度小于0.1 g，垂直加速度小于0.2 g或振動速度小于1 cm/s為控制指標(biāo)；通常取夯擊速率5 mm/s為臨界值減輕人為影響。

（2）根據(jù)試驗段確定的最佳施工參數(shù)，從中間往兩側(cè)破碎施工，硬路肩與土路肩緊挨的橫向0.5 m均不應(yīng)擊打。

（3）每個板角均需進(jìn)行微裂處治，不穩(wěn)定處均需微裂穩(wěn)固。

（4）要采用25 t膠輪壓路機(jī)碾壓施工，并在施工前清掃路表碎塊，或通車一兩天，檢測表面凹槽深度、路表彎沉值和彎沉值變異系數(shù)等數(shù)據(jù)評價微裂效果。

（5）效果評定合格后，再次清除表面雜物，然后噴灑乳化瀝青，以防雨水等滲入。

（6）特殊路段主要分布在舊水泥混凝土路面破損嚴(yán)重、出現(xiàn)路表沉陷的路段。若舊水泥改造路段某處的局部彎沉值超過設(shè)計允許值，應(yīng)及時采用注漿工藝進(jìn)行強(qiáng)度均質(zhì)化處理。

4.6 微裂式破碎效果評定

（1）舊水泥道路的微裂均質(zhì)化工藝施工質(zhì)量檢驗項目應(yīng)滿足表3要求。圖3為水泥混凝土路面微裂處治后取芯效果圖。

（2）舊水泥路面均質(zhì)化技術(shù)施工質(zhì)量檢驗項目應(yīng)滿足表4要求。

5 質(zhì)量檢驗

舊水泥混凝土路面改造施工完成后，應(yīng)按照《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG5142—2019）《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40—2004）《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》（JTG D40—2011）《舊水泥混凝土路面微裂式破碎再生技術(shù)規(guī)程》（DB41/T 963—2014）及《公路養(yǎng)護(hù)工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)第一冊土建工程》（JTG 5220—2020）規(guī)范規(guī)定進(jìn)行驗收。

超限站區(qū)段水泥混凝土路面注漿微裂后彎沉驗收合格，具體彎沉檢測數(shù)據(jù)如表5及表6所示。

6 效果評價

與碎石化、打裂壓穩(wěn)等傳統(tǒng)處治工藝相比，微裂均質(zhì)化處治工藝能長期解決加鋪層反射裂縫，并且具有施工簡便、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和減少交通擾動等優(yōu)點。

（1）再生利用。舊水泥面板可就地再生利用，避免“開膛破肚”式挖除重建，實現(xiàn)了舊路基層材料的100%利用，節(jié)省了棄渣費用，建設(shè)周期短、綠色環(huán)保、節(jié)約投資。

（2）承載能力強(qiáng)。采用地聚合物注漿加固技術(shù)處治舊水泥路面斷板、斷角、錯臺等病害，該技術(shù)可填充舊水泥面板底部的脫空區(qū)域，提高道路結(jié)構(gòu)的承載能力并使其均質(zhì)化。

（3）耐久性高。對水泥面板表面進(jìn)行微裂再生處治，表面完整，承載力損失小，使剛性的水泥路面轉(zhuǎn)型為“剛?cè)嵯酀?jì)”的抗裂新基層，從而達(dá)到提高瀝青路面耐久、長壽命的目的。

（4）社會效益。微裂施工不產(chǎn)生灰塵，振動影響小，節(jié)能環(huán)保，對交通影響小；而且陰雨天氣不影響施工進(jìn)度及質(zhì)量。

因該技術(shù)目前仍處于發(fā)展階段，檢測驗收指標(biāo)還不夠完善，在重載交通道路上的應(yīng)用效果還有待觀察。

7 結(jié)語

從水泥混凝土路面微裂式再生技術(shù)在該項目及其他地市的應(yīng)用效果來看，與碎石化、打裂壓穩(wěn)等傳統(tǒng)的“白改黑”技術(shù)相比，微裂均質(zhì)化技術(shù)具有節(jié)省成本、縮短工期、生態(tài)環(huán)保等優(yōu)勢，在舊路改造工程領(lǐng)域內(nèi)有著廣闊的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)

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