浅谈高速公路改扩建项目旧路旧桥病害的处治技术

范红侠

【摘要】主要介绍连霍高速公路兰考至刘江段段改扩建工程在旧路旧桥病害处治方面采取的措施及取得的成果。

【关键词】高速公路改扩建工程旧路旧桥；病害处治

一、引言

对于高速公路改扩建工程旧路旧桥病害的处治，连霍高速公路兰考至刘江段改扩建工程按照省厅要求成立了“四方四当”技术工作组，主要负责旧路及旧桥的病害调查、方案确定、施工工艺等。按照现场实际情况，本着节约成本、利用科技创新、新工艺、新设备、新材料，以提高工程质量为理念，总结出了一套旧路旧桥处治技术。

二、项目概况

连霍高速公路商丘至兰考段位于河南省中东部，是国家高速公路网规划及河南省公路网主骨架的重要组成部分。商丘至兰考段起于商丘东南济广高速公路交叉的枢纽互通式立交东端，路线向西经虞城南、商丘南、宁陵北、民权南、兰考南，终点位于兰考西枢纽互通式立交东端。全线加宽大桥7座共2039.58米（含陇海、京九铁路立交桥），中桥41座共2030米，小桥1座21米，涵洞55道；互通式立交7座，分离式立交40处，通道243座，天桥4座。路段总长118.587公里。概算总投资为41.7997亿元。本次改扩建采用在原路基基础上两侧加宽成标准八车道的形式，原路基宽26米，改扩建后路基宽度42米，设计速度120公里/小时。

三、旧路旧桥病害处治的方法和措施

按照本项目的实际情况，旧路路面处治是在尽量利用旧路面结构的前提下，适当修补基层和沥青面层发生的病害，加铺更合适的沥青面层，达到路面使用功能，延长道路使用寿命。

（一）旧路病害的主要表现和处治方法

旧路病害主要有：面层的裂缝、龟裂、坑槽、车辙，旧路中分带封闭处理，基层病害，桥头跳车等。

1.龟裂、坑槽处理。采用局部开窗挖补方案处治，按照“圆洞方补，斜洞正补”原则进行开窗，开窗范围以坑槽、龟裂病害轮廓线外30cm为准；挖槽的纵横边线与车道平行或垂直。开窗深度：要求一次性铣刨一层，若病害已不存在，不再往下切；若病害仍存在时，则继续往下以层为单位铣刨沥青层，直至病害消失；若铣刨两层及以上，应设20cm宽的台阶。开窗完成后，先用空压机将槽吹洗干净后，在槽底洒热改性沥青层，侧壁采用高聚物改性沥青卷材铺贴，分层用中粒式改性沥青混凝土AC-20C回填压实至顶。

2.车辙处理。（1）对于车辙小于15mm路段，结合老路情况进行精铣刨，然后喷洒粘层油最后铺筑4cm细粒式改性沥青混凝土AC-13C上面层。（2）对于车辙在15-25mm路段，应根据病害状况辅以取芯验证，进一步明确车辙发生层位，一般发生在表面层，可铣刨波峰，设置粘层油后直接加铺；发生在中面层，铣刨二层旧沥青面层（厚度9cm），设粘层油后重新摊铺9cm改性AC-20C。（3）对于车辙深度25mm以上路段，也应根据病害状况辅以取芯验证，明确车辙发生层位，一般较大的车辙发生在中面层，可铣刨表中面层9cm，设置粘层油后回铺9cm改性AC-20C。

3.裂缝处理。（1）轻度裂缝处理：轻度裂缝表现形式为有规则的一道裂缝，有支缝但无破损或破损松动。该类型裂缝结合老路铺筑4cm细粒式改性沥青混凝土AC-13C上面时用粘层SBS改性乳化沥青封闭，不再进行专门处理。（2）重度裂缝处理：重度裂缝表现形式为多道裂缝并存，缝间沥青面层多呈块状且松动。

沿着裂缝开窗处治，采用铣刨机铣刨，开窗长度以损坏长度为标准，开窗宽度根据病害实际发展范围进行控制；若铣刨两层及以上，设20cm宽的台阶。鉴于较多裂缝为表层开裂的实际情况，要求开窗深度一次性铣刨一层，若裂缝已不存在，不再往下切；若裂缝仍存在时，则继续向下以层为单位铣刨沥青层，如裂缝较短、且缝宽小于3mm，不再铣刨，否则还需铣刨，直至裂缝满足灌缝要求的宽度范围内，若裂缝是由半刚性基层开裂反射产生，则铣刨至基层顶面。对于存在于面层的裂缝，达到铣刨深度后，先用空压机将槽吹洗干净后，在槽底洒热改性沥青层，侧壁采用高聚物改性沥青卷材铺贴，用中粒式改性沥青混凝土AC-20C回填压实至顶即可。若是基层开裂反射裂缝，铣刨至基层顶后，用空压机将槽缝吹洗干净，将裂缝清理干净并用热沥青将基层裂缝灌满之后在槽底喷洒热改性沥青层，侧壁采用高聚物改性沥青卷材铺贴或用3mm改性乳化沥青涂抹侧壁后，回铺沥青混凝土AC-20C分层回填压实至顶面。

4.旧路中分带封闭处理。拔出护栏、移去分隔带内的防眩设施，挖除分隔帶内填土，挖除分隔带底部的排水设施，对基底进行换填处理，可采用级配碎石或挖出的基层废料进行填筑；为减少开挖量，对应的底基层可采用C15砼填筑；其上在保通允许的情况下可采用水泥稳定碎石填筑，在保通协调困难的情况下，也可采用C15砼作为基层回填料。其上相应设置透层、热沥青+聚酯浸胶热压布及粘层等，对应旧路面采用12cmATB-25+6cm改性AC-20C回填压实。

5.基层病害处理。（1）对基层开裂但嵌挤状况良好，且弯沉强度依然较高路段，不再进行基层挖除回填处理，采用注水泥浆的办法进行处理。（2）对基层开裂，且呈现松散、破碎时，视路段长度采取不同的处理措施：路段长度短于15m时，铣刨旧路面沥青层，挖除破碎基层，采用C15砼进行回填，其上设置热沥青+聚酯浸胶热压布，缩减反射裂缝影响；旧沥青层侧壁采用高聚物改性沥青卷材铺贴，然后铺筑10cmATB-25+6cm改性AC-20C。采用C15砼进行回填方案处理的路段长度根据现场情况核定。路段长度长于15m时，铣刨旧路面沥青层，挖除破碎基层，采用水泥稳定碎石进行回填，其上设置透层、骑缝处设置热沥青+聚酯浸胶热压布，缩减反射裂缝影响；旧沥青层侧壁采用高聚物改性沥青卷材铺贴，然后铺筑10cmATB-25+6cm改性AC-20C。采用水泥稳定碎石的路段长度根据现场情况核定。

6.桥头跳车的处理。老桥面应铣刨4cm沥青层，重新加铺4cm改性沥青混凝土AC-13C。因旧路面标高约抬高4cm，为保证行车舒适，桥头需进行顺坡处理，顺坡坡度缓于0.1%，顺坡长度不小于50m。

（二）旧桥病害处治方法

旧桥病害主要有：桥面铺装层改造，空心板铰缝处理及铰接空心板桥单板受力加固，桥面连续加固，支座及支座垫石更换，结构病害处理，桥梁伸缩装置等。

1.桥面铺装层改造。（1）对现有桥梁沥青铺装层全部铣刨，重新铺设一层4cm沥青铺装层；桥面标高与改造后路面标高在桥头一定范围内渐变调整。

（2）若桥面铺装破坏深至现浇混凝土铺装，需要根据破坏面积凿除现浇层，焊接新旧铺装钢筋，重新浇筑混凝土铺装。

2.空心板铰缝处理及铰接空心板桥单板受力加固。

每幅每跨桥若有五条及以上铰缝判断为破坏或开裂，则凿出该幅该跨全部桥面铺装及铰缝混凝土，铰缝底部用聚氨酯发泡材料填充，在铰缝内浇筑C50细石混凝土，并对破坏铰缝两侧板梁进行植筋相连，重做桥面铺装。如仅有个别铰缝破坏、开裂，则仅凿出该条铰缝左右各30cm宽度桥面铺装及铰缝混凝土，然后在铰缝内浇筑C50细石混凝土，并对破坏铰缝两侧板梁进行植筋相连，再重新浇筑铰缝两侧宽60cm宽的桥面砼铺装层。

3.桥面连续加固。老桥墩顶顺桥向两跨各100cm范围内，铣刨沥青混凝土面层。凿出其下30号防水混凝土，保留原铺装钢筋。再用聚苯乙烯泡沫板严塞伸缩空隙，配置接缝加强钢筋，同时一次浇筑C50混凝土，再摊铺沥青混凝土面层。

4.支座及支座垫石更换。每一排有一块支座、垫石需要更换，则需要对整排进行更换，更换时先同步顶升同墩台左右侧梁体，再进行支座及垫石更换，垫石厚度均应根据实际情况进行调整，保证更换前后梁底至盖梁顶的距离不变。

5.结构病害处理。（1）混凝土碱化处理。对混凝土泛碱部位用干刷子用力刷除，再用水和刷子清洗，对不溶于水的泛碱物质可以用稀释后的弱酸清洗，然后灌注环氧树脂浆液封闭裂缝，用环氧砂浆修复混凝土破损表面。同时通过重做空心板铰缝、桥面铺装及完善桥面排水系统等排除积水方法切断碱骨料反应的发生条件。 （2）混凝土碳化处理。先将松散部分清除，再用环氧砂浆进行修补。新补的材料要密实，与原结构结合牢固。已出现漏筋、保护层剥落时，先将松动的保护层凿出，清除锈迹，用环氧砂浆修复，恢复保护层。如果钢筋蚀锈较为严重使钢筋强度降低较多，待表面修补后用粘碳纤维布进行补强。（3）混凝土蜂窝麻面处理。将蜂窝、麻面、空洞等缺陷周围凿毛、洗净，用环氧砂浆修补；对掉块、漏筋部位应清除钢筋锈迹，凿去松动的混凝土，洗净结构表面，用环氧砂浆修补。要求新补的材料密实，并与原结构结合牢固。（4）盖梁病害处理。对于非结构性裂缝可在清洗完混凝土表面杂质及缝内杂质后采用环氧树脂浆液封闭裂缝，用水泥基灌浆材料修复混凝土破损表面。对于结构性裂缝，在封闭裂缝后采用铆粘钢板的方法补强，垂直于裂缝粘贴5cm厚钢板。（5）空心板裂缝处理。空心板现浇混凝土桥面铺装通过顶板植筋与梁板连接，从而适当增加了梁板截面尺寸。对于梁底纵向裂缝，采用粘贴碳纤维布方法处理。清洗完混凝土表面杂质及缝内杂质后，裂缝宽度﹤0.15mm的裂縫，采用环氧树脂浆液封闭裂缝；裂缝宽度≥0.15mm的裂缝采用压浆法进行修补；用环氧砂浆修复混凝土破损表面，在裂缝封闭后采用板底粘贴法加固，沿主拉应力（垂直于裂缝方向）粘贴碳纤维布。6.桥梁伸缩装置。将桥梁沥青面层铣刨，铣刨后只剩下5cm厚下面层，然后加铺4cm厚细粒式改性沥青砼（AC-13C）上面层（同路面加铺），全部更换伸缩缝。

四、总结

目前，通过对已通车试运营近一年改造为双向八车道100多公里的路面检测、观测情况来看，新老路结合部位未发现纵缝，桥涵头未出现跳车现象，路面整体平整度的标准差σ≤1.0mm，取得了可喜成绩，为以后改扩建工程积累了大量、丰富的、宝贵的建设管理经验，总结出了成套改扩建工程项目旧路旧桥处治技术，可以为以后类似的建设项目提供参考，少走弯路。

参考文献

[1]《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》（JTG/T B07-01-2006）

[2]《连霍高速公路兰考至刘江段路面施工图设计》