那春峰
(中鐵十二局集團第一工程有限公司,西安 710000)
G325 國道陽東那龍至江城西平路段路面改造工程,路線全長37.231 km。采用一級公路標準,路基寬度23 m。郊區(qū)段(起點~合山大橋)樁號K187+430~K203+925,約16.5 km,路基寬度23 m,采用水泥混凝土路面加鋪;城區(qū)段樁號(合山大橋~終點)K203+925~K224+661,約20.7 km,采用瀝青混凝土路面。
舊路原設計路面結構層見表1。
水泥混凝土維修改造方案的確定,一般要依據現場實際情況選擇,對方案的確定影響較大的因素有以下幾點:
表1 舊路面原設計路面結構層
1)如果出現以下幾種情況要對基層進行處理,必要時進行換板。(1)板塊內部的裂縫>2 條;(2)>2 個角遭到損壞;(3)1 個角損壞的程度比較嚴重;(4)板塊出現了錯臺或沉陷等情況?;鶎舆B續(xù)毀壞長度>200 m 時,可以使用6%的水泥對基層進行修補,基層連續(xù)損壞長度<200 m 時,可以用C15 水泥對基層進行修補。對板下的基層進行清除時,如果發(fā)覺路基已經出現變形,那么需要先對路基進行處理,然后進行換板維修。
2)如果板塊內部出現了≥2 條的裂縫,又如板塊內部出現了≥2 個角的損壞情況,又如1 個角的損壞面積>1/4 個板塊面積,但是基層卻保存完整的情況,暫且不必進行換板操作。
3)對板塊進行局部更換的情況主要集中在以下幾點:(1)水泥混凝土面板內部的縫隙只有1 條;(2)水泥混凝土面板內部遭到破壞的角只有1 個;(3)水泥混凝土面板遭到破壞的角的面積占1/4 塊板的面積。如果水泥混凝土面板內部僅有1 條裂縫,或者僅有1 個角出現損壞的情況,又或者破損板角的面積<1/4 塊板面積,可以對板塊進行局部更換。
有以下兩種情況,采用瀝青混凝土加鋪罩面方案:
1)有一種情況相對特殊,即板塊損壞較多,但是路基狀況比較好,而且沒有滑坡。面對這種情況時,先處理水泥混凝土路面,其次處理破碎板,再對混凝土表面的雜質、油跡等進行清理。裂縫與接縫最好選擇自粘式抗裂貼處理,并在上面鋪設瀝青混凝土進行罩面維修操作。
2)如果路基沉陷比較嚴重,而且板塊有較大程度的損壞,那么首先要對滑坡進行處理,然后對已經損毀的水泥混凝土面板進行清理。將路基夯實之后,要進行填補工作。然后還要在其上方加入水泥穩(wěn)定碎石層,最后鋪設瀝青混凝土進行罩面。
根據路面損壞情況,可以采取下述幾種輔助維修方案:
1)裂縫維修方法的選擇。裂縫維修方法不是一成不變的,而是依照破壞的程度進行確定。主要有以下幾種情況:(1)如果板中出現了裂縫,并且不需要對板進行更換時,那么需要對接縫展開維修;(2)如果裂縫的寬度<1.5 cm,可以先對縫隙進行清理,然后選擇質量比較好的填縫料進行封縫,需要注意的是,縫壁應該保持垂直;(3)如果裂縫的寬度≥1.5 cm,同時接縫處沒有翻漿等情況,處理方式同(2);(4)如果縫的寬度<0.5 cm,則需要將縫隙的寬度進行拓展。一般來說,縫隙寬度最低保持在0.6 cm,最高保持在1.0 cm,縫隙深度最低保持在2.5 cm,最高保持在3.0 cm;(5)如果縫隙的寬度>0.5 cm,縫隙寬度最低保持在1.0cm,最高保持在2.0 cm,縫隙深最低保持在3.0 cm,最高保持在3.5 cm;(6)如果縫的寬度>1.5 cm,同時裂縫處的棱角有非常嚴重的掉落現象,那么需要依照板內的破損狀況進行具體修復。具體包括從板角處出發(fā)進行修補或從板邊處出發(fā)進行修補等。
2)構造縫的清理整治。整治路段的構造縫,是修整中的重中之重。在清理構造縫時,要保證清理的及時性以及填補的精準性。
3)錯臺的整治。如果水泥混凝土板塊出現了錯臺,同時板塊是完好狀態(tài),那么需要依照錯臺的高差展開整治。如果錯臺的高差<10 mm,那么需要進行的操作是:將錯臺鑿除,修補之后的縱坡變化最好保持在1%以內。如果錯臺的高差>10 mm,那么需要進行換板操作。
4)板塊脫空的處理。如果水泥混凝土板塊出現了脫空現象,需要立即進行灌漿處理,以強化板塊下部的支撐[1]。確定脫空位置時,可以用目測的方法。重載車從水泥混凝土板塊裂縫處經過時,能非常鮮明地觀察出板塊是否出現了松動。
質量永遠是路面施工最后的底線,為了保證路面最終的質量,在選取材料時,最好選擇與原路面一致的材料。例如,可以在新的板塊水泥混凝土內部加入微膨脹劑,用來替換原來的舊板塊,這樣能避免裂縫的出現。坍落度最低確保在3 cm,最高確保在5 cm?;焯羁p料使用LW-3000 路面專用填縫料。這種材料不僅有較強的耐振動性,而且有較好的抗疲勞性。彈性模量不高,保持在5~7 MPa?;焯羁p料中漿體材料的主要成分是水泥、石灰、粉煤灰等。
3.1.1 水泥混凝土板塊局部破除
維修局部水泥混凝土板塊,一般是利用人工對水泥混凝土進行破除,然后使用切割機將破碎部位與保留部位進行有效切割,在這一過程中,務必保證保留部位的完好。對于整塊換板維修,可以充分發(fā)揮液壓鎬的作用,對破舊的水泥混凝土板予以破除。液壓鎬不適用于大面積換板,大面積換板最好利用撞擊式破碎機。在施工過程中尤其要注意是否對相鄰的保留板造成了影響,破除路段與保留的板塊之間要保持一定的距離,一般以50 cm 為宜。在50 cm 范圍內可以人工進行鑿除,也可以利用液壓鎬進行鑿除,要最大限度地保存原有的拉桿。為了使清理效果達到最佳,可以選擇高壓水。如果出現了鋸縫,要對其進行鑿毛處理。如果選擇風鎬進行作業(yè),要確保不能對保留部位的混凝土造成損壞。
3.1.2 水泥混凝土拌和
在拌和水泥混凝土時,外加劑和水泥一起加入,先干拌10~20 s 后再加水,攪拌應充分。水泥混凝土板塊維修用的混凝土采用集中拌和的方法制備,由專用混凝土運輸車運輸。
3.1.3 水泥混凝土攤鋪
在對水泥混凝土板塊進行維修時,最好選擇小型器具。正式攤鋪之前,要全面檢查模板的位置、拉桿的具體情況。對損壞的基層予以修復,同時灑水進行浸潤。如果是對局部進行維修,還需要對原有混凝土的連接面進行鑿毛處理[2]。
3.1.4 澆筑完成后養(yǎng)護
水泥混凝土澆筑完成后,養(yǎng)護是必不可少的。養(yǎng)護必須使用專業(yè)的養(yǎng)護劑。噴灑時,務必保證均勻。如果天氣比較干燥,還需要覆蓋薄膜,以便保持被養(yǎng)護的水泥混凝土表面濕潤。
3.1.5 填縫料施工
在對填縫料進行施工之前,要利用清縫機對縫隙中的雜質、泥漿等進行清除。如果縫壁出現了全新的刨面,除使用清縫機之外,還要用>0.5 MPa 壓力的水進行徹底清除,以使塵土、污染物等完全消失。保證縫壁的干燥??p壁達標的基本要求是不再出現灰塵。填縫料要不斷進行加熱,一般加熱溫度為180 ℃,上限不能超過190 ℃,以防止材料在高溫的情況下老化程度加深。填縫料的融化必須全部位、徹底融化。灌縫深度與設計深度相比,前者要大于后者。首先要在其中加入多孔泡沫塑料背襯條,直徑最小要保持在9 mm 左右,最大要保持在12 mm 左右。這一工序完成之后,隨后進行的是灌縫操作。填縫要達到均勻、飽滿的狀態(tài)。填縫料嚴禁出現開裂、滲水等情況。加熱施工式填縫料的養(yǎng)護時限與氣溫息息相關,一般氣溫比較低時,養(yǎng)護時間保持在2 h 左右,氣溫較高時,養(yǎng)護時間保持在6 h 左右。在灌縫料養(yǎng)護期間,嚴格禁止車輛通行。
3.1.6 灌漿施工
布置灌漿孔時,最好選擇梅花形狀。灌漿孔與板邊要保持一定的距離,具體≥50 cm 為宜。施工時根據具體情況對位置進行標注。鉆孔時,必須與相互標定的位置保持一致。孔的直徑與壓漿噴頭的直徑最好相互契合,不能出現較大出入,最多可以保留2 mm 的空余量。在進行砂漿制作時,要先加入水泥、粉劑進行初拌,待加入粉煤灰、石灰后,再度進行攪拌。攪拌時間最少要在半分鐘左右,不能太長,也不能太短,以免出現漿水浪費等情況。灌漿要遵循“從大到小,從近到遠”的原則。壓漿結束后,車輛不能通行,只有當漿料達到規(guī)定的設計強度時,才能恢復交通。一般交通管制時間最短24 h,最長可持續(xù)至36 h。
在使用基層混合料時,主要利用廠拌法,在混合料制作廠拌和好基層混合料后,用運輸車輛運至施工現場。攤鋪至路面后,在振動壓路機的作用下,對路面進行碾壓。碾壓之后的養(yǎng)護必不可少,養(yǎng)護時間最少要保證7 d。養(yǎng)護工序完成后,隨即進行沖洗及清掃工作,再將土工布覆蓋在基層上方等待面層的施工,瀝青混凝土面層的鋪設越早越好。
鋪設土工布時,要遵循“先橫縫、后縱縫”的原則,橫縫與縱縫的搭接寬度,最短為5 cm,最長為8 cm。土工布在粘貼時,要符合兩個標準,即平整和穩(wěn)固。還有一個容易忽略的問題是土工布的鋪設方向,抗拉強度大的方向要與接縫互相垂直。對橫向搭接處進行固定時,要用特殊的固定器,以確保固定的效果最佳。瀝青混凝土直接鋪設時,要先灑入足夠的瀝青,瀝青用量最低為0.9 kg/m2,最高為1.2 kg/m2。瀝青灑布后,要用土工布對接縫進行覆蓋,每側超出接縫25 cm,以避免出現反射裂縫。
隨著時間的推移,我國早期修建的很多水泥混凝土路面已經出現了比較嚴重的損壞,這也促使早期修建的公路進入了大規(guī)模修整改造階段,本文以G325 國道路面改造工程為例,對原有水泥混凝土路面的修整技術進行了進一步探究,以便為類似工程提供參考。