胡庚欽 禹州市交通實(shí)業(yè)開(kāi)發(fā)有限公司
自改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)公路事業(yè)取得了顯著的成績(jī)。目前,我國(guó)常見(jiàn)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(qiáng)度、穩(wěn)定性好及成本低等優(yōu)勢(shì),在我國(guó)公路路面施工中得到了廣泛應(yīng)用。隨著時(shí)間的不斷推移,很多早期修筑的水泥混凝土路面已達(dá)到了使用周期,且病害問(wèn)題愈加嚴(yán)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(jìn)行再生使用。第二,舊水泥路面升級(jí)改造,加鋪新路面。針對(duì)第二種處置方法,可增強(qiáng)原水泥路面強(qiáng)度,還能提高加鋪路面質(zhì)量。為提高舊水泥路面改造施工質(zhì)量,本文提出采用舊水泥路面微裂式碎石化機(jī)進(jìn)行舊水泥路面均質(zhì)化破碎施工,通過(guò)這種施工方法,可以有效提升路面養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。
舊水泥混凝土路面升級(jí)改造前,需破碎原有路面,即在原路面破碎的基礎(chǔ)上,可通過(guò)專用設(shè)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(jī)作為路面破碎設(shè)備,其作用機(jī)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(guò)下落產(chǎn)生的動(dòng)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(guò)相互嵌擠,能夠形成一個(gè)完整的整體。通過(guò)破碎處理,能夠最大限度降低板體尺寸,同時(shí),能夠在面板上形成凹凸不平的表面,從而增強(qiáng)加鋪層和舊路面之間的咬合力,提高兩者間的粘結(jié)性能。
某公路工程屬于舊水泥混凝土路面改造項(xiàng)目,為雙向兩車道。全長(zhǎng)6km,起訖樁號(hào)為k26+000~k32+000。原工程路基12m寬,路面9m寬。路面結(jié)構(gòu)形式為C30混凝土(22cm)+水泥穩(wěn)定碎石(20cm)+灰土。橫斷面為2塊板類型,屬于二級(jí)公路,重載交通路段,經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查可知,路面已經(jīng)被嚴(yán)重破壞。
根據(jù)調(diào)查情況分析,此次路面調(diào)查中共進(jìn)行2294個(gè)板塊調(diào)查,病害主要為橫、縱向裂縫、錯(cuò)臺(tái)、破碎板等,其中最嚴(yán)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
針對(duì)本工程病害問(wèn)題,決定采用微裂均質(zhì)化處治再生技術(shù)進(jìn)行舊水泥混凝土路面施工。施工技術(shù)方案為:第一,通過(guò)微裂式碎石化機(jī)破碎舊水泥混凝土板塊;第二,破碎之后,針對(duì)嚴(yán)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(bǔ)強(qiáng)施工。第三,當(dāng)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(shí)需修復(fù)路表缺陷。第四,水泥板塊經(jīng)微裂式再生加固之后,若其路面承載力仍無(wú)法達(dá)到規(guī)定要求,或存在小板塊翻漿、活動(dòng)等情況時(shí),則需及時(shí)更換此板塊。第五,當(dāng)處治效果達(dá)到設(shè)計(jì)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。
施工前,先認(rèn)真評(píng)價(jià)舊水泥混凝土路面病害情況,做好現(xiàn)場(chǎng)路段調(diào)查工作。按照破壞類型和嚴(yán)重程度進(jìn)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(zhì)量。
(1)路面狀況等級(jí)為“優(yōu)、良、中”路段處治
此類路段路面情況相對(duì)較好,因此在破碎處理時(shí),可按照以下步驟進(jìn)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(jìn)行夯擊。第二,需要全面夯實(shí)各個(gè)板塊面板的四個(gè)板角處,同時(shí),還要夯實(shí)橫向施工縫和縱向施工縫。第三,行車道外側(cè)水泥面板,如果沒(méi)有挖除硬路肩,可直接選取滿夯的方法通過(guò)微裂式進(jìn)行整塊外側(cè)水泥面板的夯擊。當(dāng)已挖除硬路肩,則不能擊打外側(cè)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(guò)滿夯法擊打內(nèi)側(cè)水泥面板。
(2)路面狀況等級(jí)為“次、差”路段處治
相比上述路段,當(dāng)路面狀況等級(jí)被評(píng)為“次、差”時(shí),則說(shuō)明路面破壞情況較為嚴(yán)重。針對(duì)這種情況,需對(duì)此路段進(jìn)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(wěn)定性。
(3)受限路段處治
在本路段兩側(cè),存在房屋等構(gòu)造物,且距離在6m以內(nèi),為避免影響構(gòu)造物結(jié)構(gòu)質(zhì)量,需將提錘高度設(shè)置在10~20cm,進(jìn)行多次連續(xù)擊打,滿足微裂效果滿足規(guī)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(kāi)放交通,允許車輛通行,直至碾壓板塊處于穩(wěn)定狀態(tài)。圖3為微裂工后效果圖。
圖3 微裂工后效果
(1)破碎后路面承載力檢測(cè)
為保證路面施工質(zhì)量,微裂式破碎處治后,需及時(shí)進(jìn)行路面承載力檢測(cè)。本文采用了FWD彎沉檢測(cè)車進(jìn)行路表彎沉值檢測(cè),從而獲取最大彎沉值。同時(shí),與雷達(dá)檢測(cè)相結(jié)合,針對(duì)路面承載力不滿足規(guī)定要求的位置,可通過(guò)結(jié)合探坑等有損檢測(cè)方式,對(duì)路面承載力不足產(chǎn)生原因進(jìn)行分析。
彎沉檢測(cè)主要檢測(cè)各個(gè)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(duì)此部位,可采用地聚合物注漿法進(jìn)行均質(zhì)化處治。通過(guò)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(dá)到加固路基的作用。此外,還能提高微裂水泥板塊的強(qiáng)度,達(dá)到強(qiáng)度均質(zhì)化效果。
(2)地聚合物注漿加固措施
本路段經(jīng)彎沉檢測(cè)、雷達(dá)檢測(cè)后,與路表病害情況結(jié)合,可得出病害路段彎沉值在35(0.01mm)以上的位置,雷達(dá)圖像多顯示道路結(jié)構(gòu)層存有異常,病害類型主要包括:層間破碎、脫空等。針對(duì)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(shù)據(jù)信息,將注漿位置準(zhǔn)確標(biāo)注出來(lái),通過(guò)梅花樁類型進(jìn)行布孔。
第二,鉆孔。采用Φ20mm鉆頭進(jìn)行鉆孔施工,鉆孔應(yīng)從路面結(jié)構(gòu)層穿透,深度為50cm。
第三,注漿。在1.5MPa以內(nèi)控制注漿壓力。若相鄰孔有漿液冒出,或出現(xiàn)路面抬高情況,便可停止注漿。
第四,封孔。當(dāng)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(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。
第五,開(kāi)放交通。清理干凈路面殘留漿液后,便可開(kāi)放交通,允許車輛通行。
完成上述施工后,為保證破碎板厚度均質(zhì)化和傳荷均勻,提高路面基層承載力。針對(duì)一些路面表層缺陷問(wèn)題,需及時(shí)處理。例如針對(duì)裂縫寬度較大的部位,可采用快凝混凝土處治。
待舊水泥混凝土微裂均質(zhì)化處治之后,即可進(jìn)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。
為檢驗(yàn)微裂式破碎施工效果,通過(guò)試驗(yàn)對(duì)道路微裂式破碎施工前、施工后的彎沉進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)檢測(cè)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(jiàn),微裂式破碎施工后,路面彎沉明顯提高,說(shuō)明微裂式破碎效果良好。
綜上所述,水泥混凝土路面是一種常用的路面結(jié)構(gòu)形式,其特點(diǎn)為強(qiáng)度高、成本低、壽命長(zhǎng)等,具有良好的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。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(zhǎng)期行車荷載與自然因素的作用下,路面病害頻發(fā)。為減少病害,改善路面使用性能,決定采用微裂均質(zhì)化處治舊水泥混凝土路面,以此有效控制病害發(fā)展,延長(zhǎng)路面使用年限,為我國(guó)公路事業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供可靠的保障。