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摘要:依托龙翔大道改造工程,介绍水泥混凝土路面常见的病害,并对各种病害处理提出具体的处理方法。
关键词:水泥混凝土路面;病害;处理方法
水泥混凝土路面具有使用寿命长、整体强度高、耐磨性能好、且建设时特别是在南方多雨地区雨季对路面施工影响较小等优点,因此在90年代被广泛应用于城市道路工程建设当中。但是经过多年的运营,部分路面出现了不同程度的损坏,路况较差,严重影响通行能力,因此有必要对水泥混凝土路面进行改造。为了节约投资,改造时利用水泥混凝土路面作为基层,采用在原水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土罩面层的方法。为减少沥青混凝土路面反射裂缝、应力集中和疲劳损坏,需对水泥混凝土路面病害进行处理后,方能进行沥青混凝土罩面。因此,水泥混凝土路面病害处理的好坏关系到旧路改造的成败。
一、工程概况
1.工程简介。龙翔大道通车已有10多年,路面破损较严重,影响车辆行驶,为了改善龙翔大道现状交通和提升道路景观形象,对龙翔大道进行沥青混凝土罩面改造。道路起点始于水官高速公路收费站,终于龙城大道,全长6.642km,采用城市Ⅰ级主干道标准,双向八车道,设计行车速度为60Km/h,道路红线宽80m。
2.路面结构。现状龙翔大道为水泥混凝土路面,为了节约投资,同时考虑改造后的车辆通行状况以及该路段的承载能力,确定了龙翔大道改造罩面层为4cm沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13,内掺0.2晴纶纤维)+6cm中粒式改性沥青混凝土(AC-20C)。
二、路面病害分析及处理方法
1.路面病害。通过专业单位所做的路面检测,发现龙翔大道现况局部路段出现水泥混凝土面板局部开裂、表面裂缝、断板、接缝破裂、板缝填料脱落、板底脱空、错台等病害,具体情况如下:
(1)本路段的路面裂缝比较严重,裂缝宽度不一,宽度在3mm-35mm之间,部分路段非常严重,超过15mm裂缝多条,部分地方甚至超过了35mm,裂缝多呈现纵向分布,大都在50cm-2500cm之间。
(2)该段路面非结构性破坏比较严重,有多处起皮、露骨、麻面等病害,面积从5cm2-25m2不等。
(3)由于该路是主干道,加上建成以后就没有采取相应的维护措施,导致路面接缝啃边的现象比较严重,几乎每个接缝都出现的这一现象。由于设计上的原因,机动车行驶造成的自由边断角的现象也比较普遍。
(4)水泥混凝土板脱空也是常见的水泥病害之一,龙翔大道存在多处水泥混凝土板脱空现象。
(5)部分地方出现活动板现象。
(6)由于车辆行驶等多方面的原因,龙翔大道有多种板块错台的现象,这些错台现象多发生在驶离板块的始端,具有在惯性作用下呈现出连续性的特征,错台下面有块石、混合料等柔性基层。
由于以上病害的存在,若不进行有效处理,将会严重影响龙翔大道的使用寿命,因此彻底处理这些病害就成为龙翔大道改造成功的关键。
2.病害处理方法。设计时坚持彻底处理原则与不影响工期的原则,针对出现的病害情况,采用以下处理方法。
(1)裂缝处理。
①对宽度小于3mm的轻微裂缝,采用扩缝灌浆处理,顺着裂缝扩展成1.5-2.0cm沟槽,槽深不能超过水泥板的2/3,清除混凝土碎屑后,用粒径为0.3-0.6cm的石屑回填,然后再灌入环氧树脂灌缝材料,详见破损混凝土路面处理方式A(图一)。
图一:破损混凝土路面处理方式A
②对贯穿全厚的大于3mm小于15mm的中等裂缝,采取条带罩面进行补缝:在距裂缝不小于15cm的两侧平行于裂缝切缝,凿除两横缝内厚7cm的混凝土,切缝内壁应凿毛,然后每隔50cm打一处钯钉(钯钉宜采用Ф16螺纹钢筋,钯钉长度不小于20cm,弯钩长度7cm),清除杂物后浇筑C35混凝土, 详见破损混凝土路面处理方式B(图二)。
图二:破损混凝土路面处理方式B
③对于宽度大于15mm的严重裂缝可以采用深度补块处理的方法,按面积大小可分为两种情况处理:
第一种情况:对于大面积(满足压路机工作,长大于等于20m,宽大于3.5m)水泥混凝土路面病害,破除旧水泥路面时,应沿着指定横向和纵向边界(或原有路面接缝)进行全深度切割,凿除掉旧路面,清除已松散的基层及底基层,然后根据施工的具体情况处理压实度不符合设计要求的路基。处理基层后,应根据现场情况浇注C35膨胀水泥混凝土垫块,并修复、安设传力杆和拉杆。原混凝土面板没有传力杆或拉杆折断时,应用与原规格相同的钢筋焊接或重新安设。新安装传力杆时,在现状混凝土面板外侧每隔30cm,在1/2板厚处打一深22.5cm,直径约28mm的水平孔,清除孔内混凝土碎屑后,向孔内压入环氧砂浆,再插入Ф25mm,长45cm的传力杆。新安装拉杆时,在现状混凝土面板外侧每隔50cm,在1/2板厚处打一深35cm,直径约18mm的水平孔,清除孔内混凝土碎屑后,向孔内压入环氧砂浆,再插入Φ14mm,长70cm的拉杆,详见破损混凝土路面处理方式C(图三)。
图三:破损混凝土路面处理方式C
第二种情况:对于零星破损水泥路面采用破损混凝土路面处理方式D(详见图四),施工时根据(底)基层破损情况确定破除厚度h(按各结构层厚度全破除),(底)基层材料采用C25水泥混凝土,上面再用25cm厚C35水泥混凝土进行补块。
图四:破损混凝土路面处理方式D
(2)麻面、脱皮路面的处理。对于非结构破坏,如表面起皮、露骨、剥落、麻面等,可将麻面、严重脱皮处杂质清洗干净,然后再洒上改性沥青油一层,用量为0.6~0.8kg/m ,再用改性沥青补平(厚度小于5mm)。
(3)接缝啃边、自由断角的处理。对损坏较深和较宽的路面,采取先凿掉深度至少10cm,然后重新浇筑C35水泥混凝土。破损面较浅和较窄的,采取先凿掉深度5厘米,然后用中粒式沥青混凝土AC-20C填平压实。
(4)水泥混凝土板脱空唧泥病害处理。按脱空程度分严重和一般兩种情况进行处理。
第一种情况,对于水泥混凝土板脱空严重路段采用破损混凝土路面处理方式C(详见图三)。
第二种情况,对脱空情况一般的路段,采用破损混凝土路面处理方式E(详见图五),即在脱空部位水泥混凝土板上钻约直径50mm孔(钻穿混凝土板),每块混凝土板的钻孔数量为一般为5个,四个角各一个,板中央布一孔,然后用C20高强水泥砂浆高压灌注,灌注压力为1.5~2.0MPa,待砂浆抗压强度达到3MPa时即可。灌注作业应从沉陷量大的地方开始,当相邻孔或接缝处冒浆即可停止泵送,每灌完一孔应采用木楔堵孔,灌浆孔与面板边缘的距离不应小于0.5m。
图五:破损混凝土路面处理方式E
(5)活动板处理。在活动板四个角板上各钻约直径50mm孔一个(钻穿混凝土板),然后用C20高强水泥砂浆高压灌注,灌注压力为1.5~2.0MPa,待砂浆抗压强度达到3MPa时即可。灌浆孔与面板边缘的距离不应小于0.5m。
(6)板块错台病害处理。错台按两种情况处理。
第一种情况,对于错台高差小于等于10mm的水泥混凝土板,可采用磨平法,应从错台最高点开始向四周扩展,边磨边用三米直尺找平,直至相邻两块板齐平为止,磨平后,接缝内应将杂物清除干净,并吹净灰尘,及时将嵌缝料填入。
第二种情况,对于错台高差大于10mm的水泥板,可采用水泥混凝土进行处治,应将错台下沉板凿除2~3cm深,修补长度按错台高度除以坡度(1%)计算,凿除面应清除杂物灰尘,再浇筑C35水泥混凝土。
三、结语
本文结合龙翔大道改造工程实例,介绍水泥混凝土路面常见的病害类型,针对各种病害,详细阐述具体的处理方法,对充分利用现状水泥混凝土路面做基层,提高复合路面的强度,延长复合路面寿命起到积极作用,同时对水泥混凝土路面日常维护起到一定的参考作用。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002)[S].
[2]中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003)[S].
[3]中华人民共和国行业标准.公路技术状况评定标准(JTG H20-2007)[S].
[4]中华人民共和国行业标准.公路养护技术规范(JTG H10-2009)[S].
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词:水泥混凝土路面;病害;处理方法
水泥混凝土路面具有使用寿命长、整体强度高、耐磨性能好、且建设时特别是在南方多雨地区雨季对路面施工影响较小等优点,因此在90年代被广泛应用于城市道路工程建设当中。但是经过多年的运营,部分路面出现了不同程度的损坏,路况较差,严重影响通行能力,因此有必要对水泥混凝土路面进行改造。为了节约投资,改造时利用水泥混凝土路面作为基层,采用在原水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土罩面层的方法。为减少沥青混凝土路面反射裂缝、应力集中和疲劳损坏,需对水泥混凝土路面病害进行处理后,方能进行沥青混凝土罩面。因此,水泥混凝土路面病害处理的好坏关系到旧路改造的成败。
一、工程概况
1.工程简介。龙翔大道通车已有10多年,路面破损较严重,影响车辆行驶,为了改善龙翔大道现状交通和提升道路景观形象,对龙翔大道进行沥青混凝土罩面改造。道路起点始于水官高速公路收费站,终于龙城大道,全长6.642km,采用城市Ⅰ级主干道标准,双向八车道,设计行车速度为60Km/h,道路红线宽80m。
2.路面结构。现状龙翔大道为水泥混凝土路面,为了节约投资,同时考虑改造后的车辆通行状况以及该路段的承载能力,确定了龙翔大道改造罩面层为4cm沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13,内掺0.2晴纶纤维)+6cm中粒式改性沥青混凝土(AC-20C)。
二、路面病害分析及处理方法
1.路面病害。通过专业单位所做的路面检测,发现龙翔大道现况局部路段出现水泥混凝土面板局部开裂、表面裂缝、断板、接缝破裂、板缝填料脱落、板底脱空、错台等病害,具体情况如下:
(1)本路段的路面裂缝比较严重,裂缝宽度不一,宽度在3mm-35mm之间,部分路段非常严重,超过15mm裂缝多条,部分地方甚至超过了35mm,裂缝多呈现纵向分布,大都在50cm-2500cm之间。
(2)该段路面非结构性破坏比较严重,有多处起皮、露骨、麻面等病害,面积从5cm2-25m2不等。
(3)由于该路是主干道,加上建成以后就没有采取相应的维护措施,导致路面接缝啃边的现象比较严重,几乎每个接缝都出现的这一现象。由于设计上的原因,机动车行驶造成的自由边断角的现象也比较普遍。
(4)水泥混凝土板脱空也是常见的水泥病害之一,龙翔大道存在多处水泥混凝土板脱空现象。
(5)部分地方出现活动板现象。
(6)由于车辆行驶等多方面的原因,龙翔大道有多种板块错台的现象,这些错台现象多发生在驶离板块的始端,具有在惯性作用下呈现出连续性的特征,错台下面有块石、混合料等柔性基层。
由于以上病害的存在,若不进行有效处理,将会严重影响龙翔大道的使用寿命,因此彻底处理这些病害就成为龙翔大道改造成功的关键。
2.病害处理方法。设计时坚持彻底处理原则与不影响工期的原则,针对出现的病害情况,采用以下处理方法。
(1)裂缝处理。
①对宽度小于3mm的轻微裂缝,采用扩缝灌浆处理,顺着裂缝扩展成1.5-2.0cm沟槽,槽深不能超过水泥板的2/3,清除混凝土碎屑后,用粒径为0.3-0.6cm的石屑回填,然后再灌入环氧树脂灌缝材料,详见破损混凝土路面处理方式A(图一)。
图一:破损混凝土路面处理方式A
②对贯穿全厚的大于3mm小于15mm的中等裂缝,采取条带罩面进行补缝:在距裂缝不小于15cm的两侧平行于裂缝切缝,凿除两横缝内厚7cm的混凝土,切缝内壁应凿毛,然后每隔50cm打一处钯钉(钯钉宜采用Ф16螺纹钢筋,钯钉长度不小于20cm,弯钩长度7cm),清除杂物后浇筑C35混凝土, 详见破损混凝土路面处理方式B(图二)。
图二:破损混凝土路面处理方式B
③对于宽度大于15mm的严重裂缝可以采用深度补块处理的方法,按面积大小可分为两种情况处理:
第一种情况:对于大面积(满足压路机工作,长大于等于20m,宽大于3.5m)水泥混凝土路面病害,破除旧水泥路面时,应沿着指定横向和纵向边界(或原有路面接缝)进行全深度切割,凿除掉旧路面,清除已松散的基层及底基层,然后根据施工的具体情况处理压实度不符合设计要求的路基。处理基层后,应根据现场情况浇注C35膨胀水泥混凝土垫块,并修复、安设传力杆和拉杆。原混凝土面板没有传力杆或拉杆折断时,应用与原规格相同的钢筋焊接或重新安设。新安装传力杆时,在现状混凝土面板外侧每隔30cm,在1/2板厚处打一深22.5cm,直径约28mm的水平孔,清除孔内混凝土碎屑后,向孔内压入环氧砂浆,再插入Ф25mm,长45cm的传力杆。新安装拉杆时,在现状混凝土面板外侧每隔50cm,在1/2板厚处打一深35cm,直径约18mm的水平孔,清除孔内混凝土碎屑后,向孔内压入环氧砂浆,再插入Φ14mm,长70cm的拉杆,详见破损混凝土路面处理方式C(图三)。
图三:破损混凝土路面处理方式C
第二种情况:对于零星破损水泥路面采用破损混凝土路面处理方式D(详见图四),施工时根据(底)基层破损情况确定破除厚度h(按各结构层厚度全破除),(底)基层材料采用C25水泥混凝土,上面再用25cm厚C35水泥混凝土进行补块。
图四:破损混凝土路面处理方式D
(2)麻面、脱皮路面的处理。对于非结构破坏,如表面起皮、露骨、剥落、麻面等,可将麻面、严重脱皮处杂质清洗干净,然后再洒上改性沥青油一层,用量为0.6~0.8kg/m ,再用改性沥青补平(厚度小于5mm)。
(3)接缝啃边、自由断角的处理。对损坏较深和较宽的路面,采取先凿掉深度至少10cm,然后重新浇筑C35水泥混凝土。破损面较浅和较窄的,采取先凿掉深度5厘米,然后用中粒式沥青混凝土AC-20C填平压实。
(4)水泥混凝土板脱空唧泥病害处理。按脱空程度分严重和一般兩种情况进行处理。
第一种情况,对于水泥混凝土板脱空严重路段采用破损混凝土路面处理方式C(详见图三)。
第二种情况,对脱空情况一般的路段,采用破损混凝土路面处理方式E(详见图五),即在脱空部位水泥混凝土板上钻约直径50mm孔(钻穿混凝土板),每块混凝土板的钻孔数量为一般为5个,四个角各一个,板中央布一孔,然后用C20高强水泥砂浆高压灌注,灌注压力为1.5~2.0MPa,待砂浆抗压强度达到3MPa时即可。灌注作业应从沉陷量大的地方开始,当相邻孔或接缝处冒浆即可停止泵送,每灌完一孔应采用木楔堵孔,灌浆孔与面板边缘的距离不应小于0.5m。
图五:破损混凝土路面处理方式E
(5)活动板处理。在活动板四个角板上各钻约直径50mm孔一个(钻穿混凝土板),然后用C20高强水泥砂浆高压灌注,灌注压力为1.5~2.0MPa,待砂浆抗压强度达到3MPa时即可。灌浆孔与面板边缘的距离不应小于0.5m。
(6)板块错台病害处理。错台按两种情况处理。
第一种情况,对于错台高差小于等于10mm的水泥混凝土板,可采用磨平法,应从错台最高点开始向四周扩展,边磨边用三米直尺找平,直至相邻两块板齐平为止,磨平后,接缝内应将杂物清除干净,并吹净灰尘,及时将嵌缝料填入。
第二种情况,对于错台高差大于10mm的水泥板,可采用水泥混凝土进行处治,应将错台下沉板凿除2~3cm深,修补长度按错台高度除以坡度(1%)计算,凿除面应清除杂物灰尘,再浇筑C35水泥混凝土。
三、结语
本文结合龙翔大道改造工程实例,介绍水泥混凝土路面常见的病害类型,针对各种病害,详细阐述具体的处理方法,对充分利用现状水泥混凝土路面做基层,提高复合路面的强度,延长复合路面寿命起到积极作用,同时对水泥混凝土路面日常维护起到一定的参考作用。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面设计规范(JTG D40-2002)[S].
[2]中华人民共和国行业标准.公路水泥混凝土路面施工技术规范(JTG F30-2003)[S].
[3]中华人民共和国行业标准.公路技术状况评定标准(JTG H20-2007)[S].
[4]中华人民共和国行业标准.公路养护技术规范(JTG H10-2009)[S].
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。