潘翀
(海南佳風(fēng)工程設(shè)計(jì)有限公司 海南省??谑?570100)
玉荷路位于連江縣,西接104國(guó)道,東接北江濱東路,地處連江縣中心商業(yè)街繁華路段,周邊商鋪林立,特別是隨著農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)及實(shí)驗(yàn)小學(xué)的入駐,產(chǎn)生和吸引的交通量日益增長(zhǎng),現(xiàn)狀水泥路面破損嚴(yán)重,嚴(yán)重影響行車的安全性及舒適性;現(xiàn)狀道路交通組織混亂,機(jī)動(dòng)車、非機(jī)動(dòng)車與密集的人流交叉混行對(duì)交通通行造成重大影響,已無(wú)法滿足正常使用條件,鑒于以上情況,對(duì)玉荷路的改造迫在眉睫。
在進(jìn)行瀝青混凝土加鋪設(shè)計(jì)前,應(yīng)對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行調(diào)查評(píng)價(jià),確定其使用性能和結(jié)構(gòu)性能,用以指導(dǎo)舊路板塊處理和瀝青加鋪層設(shè)計(jì)。
本次分別從舊路修建和養(yǎng)護(hù)技術(shù)資料、路面損壞情況、路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、現(xiàn)狀和遠(yuǎn)期交通量等方面對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行調(diào)查和評(píng)價(jià)。
本項(xiàng)目地處商業(yè)街,投入使用已逾10年,由于管理原因,養(yǎng)護(hù)資料已不可考,隨著經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,消費(fèi)水平提高,交通量日益增長(zhǎng),現(xiàn)狀路面破損情況嚴(yán)重,影響使用性能和城市美觀,已不滿足城區(qū)發(fā)展的需求。
現(xiàn)狀路面經(jīng)過(guò)調(diào)查,主要存在以下幾種破損形式:
2.2.1 水泥混凝土面層斷裂類病害
(1)縱向裂縫
現(xiàn)場(chǎng)縱向裂縫分布比較普遍,主要表現(xiàn)為平行或近于平行路面中心線的縱向裂縫。主要產(chǎn)生原因?yàn)槁坊痪鶆虺两导盎A(chǔ)強(qiáng)度不足。
(2)橫向裂縫
現(xiàn)場(chǎng)橫向裂縫分布比較廣泛,表現(xiàn)形式為垂直或斜向路面中心線的橫向或斜向裂縫,主要原因?yàn)殚L(zhǎng)期承受飽和交通量,累積荷載大于路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的承載力。
(3)角隅斷裂
現(xiàn)場(chǎng)角隅斷裂較少,表現(xiàn)形式為從板角到斜向裂縫兩端的距離小于1.8m的角隅斷裂。此類破壞只要原因是在行車荷載和水的綜合作用下,基層或基礎(chǔ)形變逐漸累積,使板角應(yīng)力增加,導(dǎo)致斷裂。
(4)交叉裂縫和斷裂板
現(xiàn)場(chǎng)交叉裂縫和斷裂板主要集中在農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)及實(shí)驗(yàn)小學(xué)出入口等車流量和人流量較大的位置,主要表現(xiàn)為兩條以上裂縫交叉,將一個(gè)完整板塊分裂成3塊以上不同大小的板塊。
2.2.2 水泥混凝土面層斷裂類病害
(1)接縫填縫料損壞
填縫料損壞全路段分布,表現(xiàn)形式為接縫內(nèi)無(wú)填料,填料破損及接縫內(nèi)混雜砂石等。破壞主因?yàn)樘羁p料在長(zhǎng)期外界環(huán)境作用下老化,脆裂,或由于混凝土路面板受熱膨脹,擠壓脹縫,致使填縫料被擠出,不能正常復(fù)原等。
(2)板底脫空
板底脫空主要是由“水-路基-路面-行車荷載”相互作用造成的。由于基層的剛度遠(yuǎn)小于混凝土面板的剛度,在行車荷載的作用下,基層產(chǎn)生塑性變性,同時(shí)溫度及濕度的變化引起板的翹曲,這些都為水的侵入創(chuàng)造了條件。水的滲入和荷載的作用逐漸形成板底脫空。
(3)錯(cuò)臺(tái)
現(xiàn)場(chǎng)錯(cuò)臺(tái)主要存在于機(jī)動(dòng)車道和非機(jī)動(dòng)車道連接處,主要表現(xiàn)為在路面的接縫或裂縫處,兩板體產(chǎn)生相對(duì)豎向位移的現(xiàn)象。
(4)接縫碎裂
接縫碎裂主要是指由于填縫料損壞,泥、砂等雜物侵入脹縫,導(dǎo)致路面板再次膨脹時(shí)受阻,或雨水滲入基層和墊層,使基層強(qiáng)度降低,從而導(dǎo)致路面接縫處的變形和破損。主要存在于路面設(shè)置脹縫處。
2.2.3 水泥混凝土面層表層類病害
(1)磨損和露骨
磨損和露骨主要指水泥混凝土板塊磨損露出碎石集料,從而影響行車舒適性,主要是由車輪反復(fù)作用形成。
(2)坑洞
坑洞在全線少量存在,主要是由施工、養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)仍蛟斐伞?/p>
路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度調(diào)查采用無(wú)破損試驗(yàn)和破損試驗(yàn)兩者結(jié)合的方式進(jìn)行。無(wú)破損試驗(yàn)主要指采用落錘式彎沉儀,每塊板選一測(cè)點(diǎn),測(cè)定彎沉以全面了解水泥混凝土路面的承載能力情況;破損試驗(yàn)主要指鉆孔取芯測(cè)定結(jié)構(gòu)層強(qiáng)度和厚度,經(jīng)過(guò)實(shí)測(cè),路面結(jié)構(gòu)層厚度大于設(shè)計(jì)厚度的占96.7%,芯樣強(qiáng)度大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度的占98.9%,結(jié)果滿足要求。
考慮本項(xiàng)目在城區(qū)路網(wǎng)中的地位、作用、功能,綜合資金、施工技術(shù)等因素進(jìn)行交通量預(yù)測(cè)和服務(wù)水平分析,該路段遠(yuǎn)期小客車的單向高峰小時(shí)交通量為1521pcu,服務(wù)水平為C級(jí),滿足交通量需求。
舊水泥路面狀況采用斷板率(DBL)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)定,根據(jù)《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTGH10-2009)對(duì)斷板率進(jìn)行調(diào)查和計(jì)算,得出全線斷板率為10%,評(píng)定路面損壞狀況等級(jí)為中等標(biāo)準(zhǔn)。
經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和檢測(cè),舊水泥混凝土路面狀況良好,路面結(jié)構(gòu)承載能力和路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度基本滿足設(shè)計(jì)要求,但局部路段存在病害,多存在于交通量較大的路段,對(duì)舊水泥混凝土路面整治后進(jìn)行瀝青罩面能有效改善路面使用性能,提升服務(wù)水平。
在舊水泥路面上進(jìn)行瀝青加鋪,最關(guān)鍵的對(duì)舊水泥路面病害的處理,根據(jù)不同的病害采取相應(yīng)的處理方法,具體處理措施如下:
裂縫的具體維修需要分情況處理,如果是輕微裂縫(<2mm),維修直接可以采用灌漿法;如果是中等裂縫(2mm<裂縫<15mm),在具體維修的餓時(shí)候可以使用擴(kuò)縫補(bǔ)缺這種方法,在此方法的利用中需要注意擴(kuò)縫補(bǔ)缺的寬度不能夠小于10mm。對(duì)于大裂縫,具體的維修需要采用挖補(bǔ)法。
在處理混凝土面板輕度剝落的時(shí)候需要先進(jìn)行剝落表面的處理,當(dāng)表面處理干凈之后利用瀝青混合料或者是接縫材料做具體的修理,實(shí)現(xiàn)其平整。當(dāng)剝落比較嚴(yán)重的時(shí)候,需要按照破裂的面做具體的切割范圍確定,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)針對(duì)性的修補(bǔ)。
在接縫維修的時(shí)候首先要做的工作是實(shí)現(xiàn)雜物的清除,因?yàn)榻涌p內(nèi)要保證清潔。在做膨脹處理的時(shí)候先要利用熱的瀝青對(duì)壁縫做涂刷,之后將接縫板壓入到縫內(nèi),縫內(nèi)的具體間隙可以采用瀝青或者是其他的調(diào)料做處理,為了保證處理效果,如果上部使用了膨脹版,需要及時(shí)的做嵌縫條的嵌入。在具體的維修中如果使用加熱式填縫料,需要將填縫料加熱到要求的溫度,之后再進(jìn)行填灌,在氣溫較低時(shí),應(yīng)先將接縫預(yù)熱;在常溫式填縫料修補(bǔ)時(shí),除無(wú)須加熱外其施工方法與加熱式填縫料相同。
縱向接縫張開寬度在10mm以下時(shí),采用聚氯乙烯膠泥、焦油類填縫料和橡膠瀝青等加熱施工式填縫料;當(dāng)縱向接縫張口寬度在10mm以上時(shí),采用聚氨酯類常溫施工式填縫料進(jìn)行維修。
接縫出現(xiàn)碎裂時(shí),先擴(kuò)縫補(bǔ)塊后進(jìn)行接縫處理。
錯(cuò)臺(tái)的處置根據(jù)錯(cuò)臺(tái)的輕重程度有磨平法和填補(bǔ)法兩種方法。當(dāng)高差小等于10mm的錯(cuò)臺(tái)時(shí),采用磨平機(jī)處理;高差大于10mm的錯(cuò)臺(tái),采取瀝青砂進(jìn)行填補(bǔ)處理。要求處理后相鄰板的相對(duì)高差控制在5mm內(nèi)。
根據(jù)彎沉實(shí)測(cè)結(jié)果確定修補(bǔ)方案,彎沉超過(guò)0.2mm確定為面板脫空,當(dāng)彎沉值在0.2~1.00mm時(shí),采用灌漿法進(jìn)行處理;當(dāng)彎沉值大于1.00mm時(shí),采用全深度補(bǔ)強(qiáng)法。
無(wú)論是采用何種方法進(jìn)行處理,最終在處理后混凝土板的彎沉度不能超過(guò)20(0.01mm),具體的彎沉差不能夠超過(guò)6(0.01mm)。
在坑洞修補(bǔ)的時(shí)候需要做具體情況分析,如果坑洞數(shù)量比較多但是均小于30mm,那么在修補(bǔ)的時(shí)候可以利用瀝青混凝土。如果坑洞的深度超過(guò)了30mm,那么需要做局部的鑿除,再對(duì)面層進(jìn)行修補(bǔ)。要求修補(bǔ)后與原混凝土齊平。
在維修的時(shí)候如果遇到的是損壞比較嚴(yán)重的混凝土路面,需要做全深度的補(bǔ)強(qiáng),即將舊的板塊進(jìn)行鑿除之后再做重新的澆筑。在舊版清除的時(shí)候,最小的單位以一塊路面板為標(biāo)準(zhǔn)。在鑿除的時(shí)候需要對(duì)基層和周邊混凝土路面做保護(hù),而在新板進(jìn)行澆筑的時(shí)候,需要注意其強(qiáng)度不能夠小于舊板。在維修的過(guò)程中如果傳力桿和相鄰的板塊黏結(jié)的比較牢固,需要盡可能的減少舊板拆除對(duì)其的影響,如果黏結(jié)發(fā)生了松動(dòng)或者是嚴(yán)重扭曲,對(duì)其進(jìn)行更換或者是恢復(fù)即可。
基于交通量預(yù)測(cè),運(yùn)用HPDS路面計(jì)算軟件進(jìn)行計(jì)算,本項(xiàng)目瀝青加鋪結(jié)構(gòu)層采用5cmSMA-13瀝青瑪蹄脂碎石+6cmAC-20C中粒式瀝青混凝土,同時(shí)在瀝青面層和水泥路面板之間加鋪一層橡膠應(yīng)力吸收層。
在水泥路面上進(jìn)行瀝青加鋪,反射裂縫的處理是不可避免的難題,由于水泥路面接縫的存在,在接縫附近不可避免地產(chǎn)生應(yīng)力集中,在交通荷載和溫度荷載的重復(fù)作用下產(chǎn)生疲勞開裂,裂縫向上發(fā)展最終貫穿整個(gè)路面,最終形成反射裂縫。發(fā)射裂縫的存在,破壞了路面整體性,易導(dǎo)致路面水滲入,產(chǎn)生唧泥、板塊脫空和沉陷等路面病害,最終導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)性破壞,使道路逐漸喪失承載能力。
本項(xiàng)目采用橡膠應(yīng)力吸收層來(lái)延緩和減少反射裂縫的產(chǎn)生,橡膠瀝青在瀝青面層和水泥路面間形成一層高粘彈性軟介層,通過(guò)粒料的嵌鎖作用,使路面形成整體共同發(fā)揮作用;應(yīng)力吸收層能將裂縫周圍的應(yīng)變消散在夾層范圍內(nèi),有效緩解裂縫向面層的擴(kuò)展,同時(shí)填充層間縫隙,防止水分下滲,起到封層的作用。
綜上所訴,在進(jìn)行瀝青混凝土加鋪設(shè)計(jì)前,應(yīng)對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查和評(píng)價(jià),根據(jù)不同的路面病害采取對(duì)應(yīng)的措施進(jìn)行整治,舊路面病害整治是進(jìn)行瀝青加鋪的基礎(chǔ),也是決定工程是否成功的關(guān)鍵。其次應(yīng)采取有效措施延緩和減少反射裂縫,提高瀝青路面的使用壽命。
本文中的玉荷路已于2017年順利竣工,從投入使用一年多的運(yùn)營(yíng)情況來(lái)看,路面狀況良好,未出現(xiàn)明顯裂縫,使用性能得到了較大改善,受到建設(shè)單位和周邊群眾的一致好評(píng)。