“白改黑”設(shè)計中水泥混凝土路面病害成因分析及處治

1、<p>　　“白改黑”設(shè)計中水泥混凝土路面病害成因分析及處治</p><p>　　摘要：國內(nèi)外舊水泥路面“白改黑”加鋪改造成果表明，舊混凝土板塊的病害修復(fù)處理是影響舊水泥混凝土路面進(jìn)行瀝青加鋪改造最終效果的決定因素，本文綜合分析舊水泥混凝土路面常見的病害及其成因，并對各種病害的處治措施進(jìn)行了詳細(xì)的分析。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：白改黑；水泥混凝土路面；病害修復(fù)處理 <

2、/p><p>　　中圖分類號： TU37文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </p><p>　　1 水泥混凝土路面加鋪改造的意義 </p><p>　　從我國近幾年舊水泥混凝土路面的改造實踐可以看出，在城市道路的改造中，為了保證城市交通安全，提高道路承載力，并保證城市道路經(jīng)濟美觀，最常用的是“白加黑”技術(shù)。“白加黑”攤鋪技術(shù)是近年來迅速發(fā)展的一種城市舊路面改造技術(shù)，它以強度高、平整性好

3、、施工速度快、安全、經(jīng)濟、美觀等優(yōu)點越來越受廣泛使用。 </p><p>　　“白加黑”攤鋪技術(shù)方案不僅簡單方便，還能充分利用舊水泥混凝土路面的殘余承載能力，有效地改善舊水泥混凝土路面使用性能，而且造價低廉工期短，對交通和環(huán)境影響較小。進(jìn)行補強修復(fù)后路面涉及剛性、柔性兩種路面結(jié)構(gòu)形式，這種復(fù)合路面結(jié)構(gòu)特點在于其下層有高強度水泥混凝土路面板作為基層，可以承受較大的汽車荷載，上層瀝青加鋪層又能顯著地改善路面使用性能，

4、降低噪聲和揚塵，提高行車舒適性和安全性。 </p><p>　　2 混凝土路面病害原因分析 </p><p>　　“白加黑”加鋪改造能否取得滿意的效果，決定因素是原有混凝土的路面病害處治效果。舊水泥混凝土路面改造前，必須查明其病害及產(chǎn)生病害的原因，根據(jù)原有混凝土路面的檢測資料以及狀況評定結(jié)果，采用針對性的處治方法［1］，對混凝土板塊進(jìn)行修復(fù)處治處理，使加鋪路面處于相對理想的狀態(tài)。 <

5、/p><p>　　混凝土路面產(chǎn)生病害的原因包括：外界影響、設(shè)計不當(dāng)、施工缺陷，相關(guān)病害產(chǎn)生原因如下： </p><p>　　裂縫：水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)的原因主要包括荷載作用、翹曲應(yīng)力作用及收縮應(yīng)力作用；路基及路面基層強度不足；水泥質(zhì)量、粗細(xì)集料等材料質(zhì)量差；基層受到侵蝕并產(chǎn)生脫空；施工不當(dāng)、養(yǎng)生不合要求等。角隅斷裂通常是由于板角處受連續(xù)荷載作用，基礎(chǔ)支撐強度不足和翹曲應(yīng)力等因素綜合作用而產(chǎn)生。

6、 </p><p>　　填縫料損壞：接縫的填縫料損壞主要原因是脹縫填縫料在氣溫升高時被擠出，在氣溫下降時不能恢復(fù)，空隙中不僅容易侵入石屑、泥、砂等雜物，且雨雪水也沿此空隙滲入，損壞基層和墊層，造成接縫處的變形破損及唧泥的產(chǎn)生。落入堅硬雜物的接縫膨脹時板邊易被硬物擠碎，在交通荷載和水的作用下，逐漸產(chǎn)生塑性變形使板邊應(yīng)力增大，產(chǎn)生剝落和斷裂。其次，造成接縫發(fā)生損壞的另一個重要原因是施工、養(yǎng)護(hù)不合規(guī)范。 </p&

7、gt;<p>　　板塊拱起：混凝土板塊拱起是指橫縫兩側(cè)明顯抬高，其產(chǎn)生原因主要是混凝土板由于脹縫設(shè)置不當(dāng)或縫被硬物阻塞在受熱時不能自由伸長。錯臺是指接縫處相鄰混凝土板的有垂直落差，混凝土板在接縫處產(chǎn)生翹曲或傳力桿失效以及地基的不均勻沉降或溫度和濕度的變化是其產(chǎn)生的主要原因。 </p><p>　　表層病害：混凝土路面常見的表層病害主要包括有網(wǎng)裂、磨損和坑洞以及修補損壞。網(wǎng)裂產(chǎn)生的主要原因包括水灰比過

8、大、養(yǎng)護(hù)不及時、用鹽化冰雪、凍融循環(huán)和集料質(zhì)量不合要求等，混凝土路面產(chǎn)生網(wǎng)裂后，在車輛荷載作用下又極易發(fā)生層狀剝落；坑洞產(chǎn)生的原因有施工原因、混凝土材料自身夾帶雜物、行駛車輛的硬輪或硬物的撞擊等［2］；混凝土面板由于修補質(zhì)量差、沒有徹底處治原有病害等原因造成板塊修補后再次發(fā)生損壞的現(xiàn)象即為修補損壞。 </p><p>　　3 水泥路面修復(fù)與改造技術(shù) </p><p>　　1、斷裂、龜裂、破

9、碎板及沉陷斷裂板處理 </p><p>　　當(dāng)混凝土板塊交叉裂縫處嚴(yán)重剝落且有錯臺、裂塊已開始活動時，或板塊產(chǎn)生嚴(yán)重破碎、斷裂等狀況時，需挖除舊板澆筑新混凝土板。 </p><p>　　挖除舊板：用沖擊鉆或液壓鎬等機械裝置以一塊混凝土路面板為單位進(jìn)行原路面的破碎，鑿除破碎混凝土板的過程中應(yīng)注意基層及周邊未損壞混凝土板的保護(hù)，原有拉桿盡可能保留，對基層進(jìn)行清掃。 </p>&l

10、t;p>　　澆筑新板：選用早強、后期強度穩(wěn)定且收縮性小的混凝土澆筑新面板，為防止凝結(jié)過早或影響開放交通時間，可按要求摻外加劑。新澆筑的混凝土板采用普通混凝土，其強度不應(yīng)小于舊混凝土板?；炷涟鍧仓箜氃谝欢ǖ臏囟群蜐穸葪l件下進(jìn)行養(yǎng)生，新澆鑄板達(dá)到承受車輛荷載的強度后，才能開放交通。 </p><p>　　重新澆筑單側(cè)行車道面板時，新澆筑面板與舊路面板的縱向接縫位置處需設(shè)置拉桿。 </p>&l

11、t;p>　　2、 接、裂縫維修 </p><p>　　維修接縫：接縫的填縫料發(fā)生損壞，可采用加熱的橡膠瀝青類或常溫施工的聚氨酯焦油類填縫料進(jìn)行重新填縫，填縫前，需先清除舊填縫料和接縫中的雜物。加熱施工式橡膠瀝青類填縫料進(jìn)行填縫適用于接縫張開寬度不大于10mm，常溫施工式聚氨酯焦油類填縫料進(jìn)行填縫適用于張開寬度超過10mm的接縫，若接縫張開寬度超過15mm，填縫處理材料可直接采用瀝青砂；若接縫碎裂損壞，沿接縫

12、破碎部位外緣垂直面板切割形成規(guī)則形狀，清除混凝土碎塊和灰塵雜物，在干燥狀態(tài)下采用改性的環(huán)氧樹脂類高模量補強材料進(jìn)行修補。 </p><p>　　維修裂縫：不超過3mm寬度的裂縫，可進(jìn)行裂縫灌注，灌注材料可選用環(huán)氧樹脂、低粘性瀝青等；若裂縫貫穿板塊全厚且寬度在3mm至15mm范圍內(nèi)，則需采取條帶罩面措施進(jìn)行補縫［3］，在平行于裂縫兩側(cè)處進(jìn)行切縫并鑿除兩橫縫內(nèi)一定深度的混凝土，間隔50cm設(shè)置一對鈀釘孔，在鈀釘孔之間

13、設(shè)置一對與鈀釘孔直徑對應(yīng)的鈀釘槽，將鈀釘孔填滿砂漿固定插入的鈀釘，對切縫內(nèi)壁進(jìn)行鑿毛處理后澆筑混凝土；當(dāng)裂縫寬度超過15mm時，可全深度修補板塊。 </p><p><b>　　3 錯臺處治 </b></p><p>　　對混凝土路面錯臺現(xiàn)象進(jìn)行處治之前，首先應(yīng)進(jìn)行路基檢測，如果由于基層原因，如基層脫空引起的錯臺，則必須將整個板塊全部挖除進(jìn)行路基及基層處理，然后澆筑新

14、混凝土板；對于錯臺小于或等于1cm 的混凝土板，可不予處理；錯臺大于1cm的板塊，可采用瀝青砂進(jìn)行修復(fù)。 </p><p><b>　　4 基層處理 </b></p><p>　　一般采用換填措施來進(jìn)行基層處理，換填材料可采用低標(biāo)號混凝土或水穩(wěn)定性好的土、砂（碎）礫石等。如現(xiàn)場施工條件較差，也可用C15素混凝土對路面基層進(jìn)行補強處理，基層混凝土補強后頂面標(biāo)高應(yīng)與舊路面

15、基層頂面標(biāo)高相同。此外，若路面排水不暢，修復(fù)路面板時需在面板邊緣處或路肩采取路基排水處理措施。單一邊板修復(fù)處治時應(yīng)在路面板接縫處設(shè)置橫向盲溝；較長路段修復(fù)處置時宜設(shè)置縱向盲溝，并在縱坡底部設(shè)置橫向盲溝。 </p><p>　　其他對瀝青加鋪層的使用效果影響不大的表層類病害諸如紋裂、起皮、露骨等，可將面板清理干凈，不作其它處理。 </p><p><b>　　5 彎沉控制 <

16、/b></p><p>　　國內(nèi)外舊水泥路面的加鋪改造成果表明，舊混凝土板塊的脫空和接縫的傳荷能力不夠是影響舊水泥混凝土路面進(jìn)行瀝青加鋪改造最終效果的重要因素，然而，舊水泥混凝土路面采用瀝青加鋪改造的過程中，針對水平位移，一般采用設(shè)置加筋材料或采用應(yīng)力消散結(jié)構(gòu)層，而上述措施對豎向位移并沒有非常有效的效果［4］。采用“白加黑”攤鋪技術(shù)進(jìn)行舊混凝土路面改造過程中，可選擇用單點實測彎沉值和接縫兩側(cè)板塊的彎沉差來控

17、制豎向位移［5］，對較完好的舊混凝土板塊逐板檢測調(diào)查，對檢測調(diào)查結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)合評定指標(biāo)對舊板塊采取相應(yīng)的修復(fù)處治措施。 </p><p><b>　?。?）控制彎沉差 </b></p><p>　　若混凝土板塊接縫兩側(cè)的彎沉差＞0.06mm，需在接縫兩側(cè)各0.5m范圍內(nèi)進(jìn)行混凝土板全深度切割，清除切割的舊混凝土板，檢測下部基層，若基層性能較差，需先修復(fù)基層，然后澆

18、筑混凝土與原有路面齊平。 </p><p>　?。?）單點彎沉值控制 </p><p>　　單點彎沉值≤0.2mm的混凝土板塊，可不進(jìn)行處理；單點彎沉值＞0.4mm且脫空嚴(yán)重的板塊，采取挖除舊板澆筑新板的方式進(jìn)行處理，方法同3.2.1條；實測單點彎沉值介于0.2mm至0.4mm之間的板塊，對板底進(jìn)行壓漿處理[6]： </p><p>　　壓漿孔的布置：壓漿孔采用梅花

19、型布置，約50mm孔徑，與灌注嘴大小一致。灌漿孔與混凝土板邊的距離應(yīng)大于等于0.5m，每塊混凝土板上，視具體情況設(shè)置5個以上灌漿孔。 </p><p>　　壓漿材料的選用：壓漿材料可采用水泥漿，水泥漿可用水泥、粉煤灰、外摻劑和水拌制而成，在水灰比較低的情況下，壓漿材料對流動性和強度要求都較高，對收縮性要求要小。水泥可采用42.5號或52.5號普通硅酸鹽水泥，水泥的各項性能指標(biāo)必須符合《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》

20、（GB175—1999）的規(guī)定要求。粉煤灰可采用電廠提供的一級粉煤灰，相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)見表3-1： </p><p>　　表3-1 一級粉煤灰技術(shù)性能 </p><p>　　細(xì)度（0.08mm方孔篩的篩余）（%） ≤8 </p><p>　　燒失量（%） ≤8 </p><p>　　需水量比（%） ≤105 </p><p&g

21、t;　　三氧化硫（%） ≤3 </p><p>　　含水率（%） ≤1 </p><p>　　壓漿設(shè)備：針對板底脫空進(jìn)行注漿法處理時，需采用的設(shè)備包括鉆孔設(shè)備、制漿設(shè)備、壓漿設(shè)備及緊固裝置等。 </p><p>　　工藝流程：板塊壓漿處理的流程主要為：定位、 鉆孔、 制漿、 壓漿、 壓漿孔封堵。定位：脫空混凝土面板上注漿孔位的標(biāo)劃。鉆孔：根據(jù)標(biāo)定的孔位用鉆頭（5cm

22、）鉆孔，且所有鉆孔均需超出板厚6～10cm的深度。制漿：通過拌合機把根據(jù)設(shè)計配合比配合的混合料拌和均勻無灰團(tuán)，并且通過持續(xù)拌和來防止使用過程中漿液出現(xiàn)沉淀。壓漿：通過壓漿機對混凝土板底進(jìn)行灰漿壓入，注漿壓力一般控制在1.5～2.0MPa，注漿至板塊略有上升或鄰孔及接縫中溢漿為止。壓漿過程中，為防止注漿壓力過快散失，需及時用木塞對溢漿孔進(jìn)行封堵。當(dāng)拔出注漿孔的壓漿頭后，要及時用木塞封堵壓漿孔3～5分鐘，以防止?jié){液反流。壓漿孔封堵：拔除木塞

23、后，可采用灰漿或混凝土芯樣對壓漿孔進(jìn)行封堵。 </p><p>　　（3）交通通行控制 </p><p>　　混凝土板塊進(jìn)行壓漿處理后必須嚴(yán)禁車輛通行，等到灰漿強度不小于5MPa時方可開放交通。 </p><p><b>　?。?）彎沉檢測 </b></p><p>　　壓漿處理完成3天之后，再次檢測壓漿板塊四邊角的回彈

24、彎沉值，若彎沉值仍不符合要求，需二次鉆孔進(jìn)行補壓。 </p><p>　?。?）壓漿效果檢驗 </p><p>　　為了填充混凝土板底的空隙，需對混凝土板底進(jìn)行壓漿處理，水泥混凝土路面板進(jìn)行壓漿處理后，彎沉值會明顯減少，穩(wěn)定性會得到增強。 </p><p>　　一般可通過以下方式來檢驗壓漿處理效果：通過檢測壓漿板四邊角的彎沉值；通過鉆孔取芯檢查灰漿充填情況；對于壓漿

25、前板塊有明顯垂直位移的情況，可以觀察壓漿前后重型車輛通過時板塊的位移情況，若板塊翹動幅度明顯降低，垂直位移大幅度減小，表明注漿效果較好。 </p><p><b>　　3.4 小結(jié) </b></p><p>　　國內(nèi)外舊水泥路面的加鋪改造成果表明，舊混凝土板塊的病害修復(fù)處理是影響舊水泥混凝土路面進(jìn)行瀝青加鋪改造最終效果的決定因素，本文綜合分析了舊水泥混凝土路面常見的病

26、害及其成因，對各種病害的處治措施進(jìn)行了詳細(xì)的分析，對類似道路改造具有一定理論意義和指導(dǎo)意義。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]沙慶林,王旭東,水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層的技術(shù)研究[J],公路,Nov.2002.No.11 </p><p>　　[2]中華人民共和國交通部.公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTJ

27、H10-2009) [S].北京:人民交通出版社,2009 </p><p>　　[3]中華人民共和國交通部.公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTJ073.1 2001) [S].北京:人民交通出版社,2001 </p><p>　　[4]符冠華,盧擁軍.土工合成材料在改造舊水泥混凝土路面中的應(yīng)用研究[J].公路2000(8);2~6 </p><p>　　[5]曹