隧道混凝土旧路面病害处治技术探讨

■陈源美

（漳州市顺通路桥建设有限公司，漳州363000）

隧道混凝土旧路面病害处治技术探讨

■陈源美

（漳州市顺通路桥建设有限公司，漳州363000）

本文对某隧道水泥混凝土路面的病害处治技术进行应用探讨，针对不同病害采用不同处治方案，为隧道路面“白改黑”打好基础。在原路面病害处治后，采用A C-16C、A C-20C中粒式沥青混凝土对隧道路面进行“白改黑”，提高了路面抗滑能力，解决了因水泥路面磨光车辆侧向滑移的隐患，同时提高了路面平整度，降噪效果良好。针对水泥路面病害处治及水泥路面加铺沥青路面可能产生的早期病害，提出处理措施，为同类改造工程提供借鉴。

水泥混凝土路面路面改造白改黑精铣刨抛丸

0 引言

随着海西高速公路网的建设发展，已通车的隧道水泥路面，因区间交通量骤增尤其是车辆组成中重载货车占比，加上雨雾天气等自然气候影响，因路面磨光加上油污、潮湿等原因，车辆产生侧向滑移和追尾的事故时有发生。依照省交通运输厅《福建省交通运输系统安全生产综合整治“三年行动”2013年工作实施意见》中的工作要求，对全省已通车路段的隧道水泥混凝土路面，全面实施“白改黑”工程，即加铺沥青混凝土，增强抗滑性能，分三年实施完成。其中，将弯道、陡坡路段的隧道水泥混凝土路面优先改造。新建高速公路隧道全部采用沥青混凝土复合式路面。在此背景下，高速公路旧混凝土路面“白改黑”技术不断完善，针对目前改造技术，本文以隧道路面改造为工程依托，探讨白改黑技术在实际工程中的应用。

1 工程概况

隧道左线长3372m（ZK20+633～ZK24+005）、右线长3390m（YK20+640～YK24+030），属于特长隧道，最大埋深约260m。由于为三车道隧道，无紧急停车带；行车、行人横洞平均间距约350m。左右线除在洞内设置横洞连接外，在进出口两端洞外分离式路基中各设置一处联络通道。

左线隧道进口段位于R-6000m的圆曲线上，洞身段位于直线上，出口段位于R-4200m的圆曲线上；右线隧道进口段位于R-5300m的圆曲线，洞身位于直线上，出口段位于R-4400m的圆曲线上；左右线隧道测设线间距约25m。左线隧道位于为0.61/3372的单向坡上，右线隧道位于为0.63/3310及-2.705/80的双向坡上。

2 隧道原水泥混凝土路面状况

某隧道水泥混凝土路面进行“白改黑”改造前，对该隧道水泥混凝土路面路况进行全面技术状况调查，主要包括路面厚度和强度、路面破损状况及病害类型等。

根据第三方检测结果显示：对该隧道路面取芯53处，并对其厚度、强度进行测量和实验。其中有3处厚度不足，分别为214mm、218mm、235mm。其有19处，抗折强度小于5.0MPa。隧道左右线混凝土路面可能存在脱空的路段：左线176处，共749m；右线127处，共578m。扣去换板处理段，左线155处，共660m；右线114处，共505m。

3 隧道原水泥混凝土路面处治技术

在对隧道水泥混凝土路面实施“白改黑”前，先对水泥混凝土板块病害进行彻底处治，提高路面实施效果，保证路面使用寿命。

原旧路面结构为水泥混凝土路面，需改造路面单幅宽度为12.05m，经过现场调查，现状行车道水泥混凝土路面平整度整体良好。仅局部路段有横向裂缝、角隅断裂、坑洞等现象。对于存在病害板块的路段，对横向裂缝、角隅断裂的坏板采用“换板处理、板角修补”等措施进行病害板处理。

3.1 裂缝处理

（1）对缝宽小于3mm的裂缝，采取扩缝后灌注环氧树脂处理。顺着裂缝扩宽成0.5～1.0cm的沟槽，槽深按实际裂缝深度，但不得超过2/3板厚。

（2）对缝宽在3mm以上，采取面板全厚凿除、钢纤维砼换板处理。对传力杆或拉杆已经松动、折断或严重扭曲，同步更换。

3.2板边、板角修补

板边轻度剥落的修补，应将表面清理干净，并用沥青混合料或接缝材料修补平整；板边破损中等、严重的，破损面积小于1m2时，采取全厚补块。

板角修补按断裂面的大小切缝，清除凿除范围，复原钢筋，对接封面涂刷沥青，然后现浇钢纤维水泥砼，切接缝槽并灌入填料。处治图如图1和图2所示。

图1 板角断裂局部修补大样图（单位：cm）

图2 断板修补大样图（单位：cm）

当破损面积大于1m2时，全深凿除、换板处理（参照换板要求）。处治设计图如图3和图4所示。

图3 换板处理平面图（单位：cm）

图4 换板处理大样图（单位：cm）

3.3 坑洞修补

对个别坑洞按矩形局部凿除同深坑洞水泥板，采用环氧树脂砂浆灌注，达到平整密实，并保持与原混凝土面板齐平。

对较多坑洞且连成一片的，采取薄层修补。（1）切割面积的图形边线，应与路中心线平行或垂直。（2）切割的深度不小于6cm，切割面内的光滑面应凿毛。（3）清除槽内混凝土碎屑。（4）将混凝土拌和物填入糟内，振捣密实，顶面与原混凝土面板齐平。（5）喷洒养护剂养生。（6）待混凝土强度达到要求后，便可开放交通。多坑洞修补如图5。

图5 多坑洞修补图（单位：cm）

3.4 接缝维修

（1）填缝料损坏维修

清除旧填缝料和杂物，并将缝内灰尘吹净；在胀缝修理时，先将热沥青涂刷缝壁，再将接缝板压入缝内。对接缝板接头及接缝板与传力杆之间的间隙，用沥青或其他填缝料填实抹平。上部用嵌缝条的及时嵌入嵌缝条；用加热式填缝料修补时，必须将填缝料加热至灌入温度，宜用嵌缝机填灌，填缝料应与缝壁粘结良好和填灌饱满；在常温式填缝料修补时，除无须加热外其施工方法与加热式填缝料相同；填缝料的技术要求与施工质量验收标准应符合《公路水泥混凝土路面养护技术规范》和水泥混凝土路面有关施工规范的规定。

（2）纵向接缝张开维修

相邻车道面板横向位移，纵向接缝张开宽度在10mm以下时，采用聚氯乙烯胶泥、焦油类填缝料和橡胶沥青等加热施工式填缝料；相邻车道面板横向位移，纵向接缝张开宽度在10～15mm时，宜采取聚氯酯类常温施工式填料进行维修；相邻车道板横向位移，纵向接缝张口宽度在15mm以上时，采用沥青砂填缝。

3.5 水泥混凝土凿除

局部维修混凝土块采用人工破碎的办法破除旧混凝土块，应用切割机具把破碎部分和保留部分切割分离，确保保留部分不受损伤。整块换板维修可采用液压镐凿除旧混凝土板，大面积换板应使用撞击式破碎机破除。

施工中须注意对相邻保留板的影响，使用撞击式破碎机破除的路段应保留板块80cm宽范围，该80cm范围应采用人工或液压镐凿除，尽可能保留原有拉杆。凿除作业前，应先确定修复位置和范围，破损混凝土块凿掉后，再进行创面清理。对旧混凝土创面，将其松石和细料清理干净，最好用高压空气或高压水进行清洗，如果有锯缝，将其凿毛，在使用风镐作业时，勿损伤留下部分的混凝土块。

混凝土板块维修采用集中拌和混凝土，小型机具铺筑，摊铺前对模板的位置和支撑稳固情况、传力杆、拉杆的安设进行全面检查。修复破损基层，并洒水润湿，全面检测板厚与设计值相符，方可进行摊铺。

如为局部维修，应对旧混凝土连接面凿毛。用插入式振捣器振捣，振动梁刮平提浆，人工抹平，按原路面纹理对混凝土表面进行处理。对于连续换板的路段，也可采用三辊轴摊铺机进行施工。

浇筑后的混凝土应及时养护，养护可采用混凝土路面专用养护剂等环保型养护措施，施工时注意按产品规定用量喷洒均匀，如遇干燥风大的季节还应用薄膜覆盖。

3.6 脱空板注浆处理

对脱空板进行注浆处理，有三种措施：（1）1～2m段取1处注浆孔，如图6所示；（2）3～4m段取2处注浆孔，直线均匀布孔，如图7所示；（3）大于4m段，纵向间距3m，横向间距2m布孔，钻芯取孔后，可做板的厚度、强度检测，若不满足要求，需要做换板处理，如图8所示。注浆采用小压力填充注浆，压力控制在1.5MPa左右，水灰比0.4～0.6。注浆时应观察板块高程变化，防止板块抬升超过设计标高。

图6 脱板1孔注浆示意图（单位：cm）

图7 脱板2孔注浆示意图（单位：cm）

图8 脱空板4孔注浆示意图（单位：cm）

4 路面总体改造技术

对该隧道路面的改造既要保证路面结构强度，又要满足纵面的平顺，还要控制沥青混凝土面层的合理压实厚度和考虑隧道空间、照明要求。

由于该隧道已通车1年多，现场踏勘水泥混凝土路面比较光滑，局部地段被油渍污染，为了更好地保证新老面层的结合，拟定对过渡段路面进行精铣刨；根据现状路面情况，水泥路面加铺沥青路面，极易发生加铺层与旧路面结合不良，本项目采用抛丸处理技术。主要设计图如图9和图10所示。

4.1 精铣刨处理

其精铣刨的施工工艺主要为交通管制→铣刨→扫路车清扫→人工清扫→切缝。

现状路面为28cm水泥混凝土路面，为了保证路面结构的强度和新旧结构层结合力，拟定按原设计标高精铣刨，设计中按0.5cm厚度计。在水泥混凝土路面与沥青路面的过渡处需处置过渡段，采用0.1%调坡率进行路面调坡，过渡段的长度为95m，采用铣刨机进行铣刨过渡，铣刨深度从原来水泥路面与沥青路面交界处0cm渐变至沥青路面5cm，确保路面纵坡平顺。

现状水泥混凝土路面与复合式路面和沥青混凝土路面之间的高程是顺接的，白改黑改造需抬高现状水泥混凝土路面标高9.5cm，现就存在着一个过渡的问题，设计采用0.1%的过度坡，长度为95m，施工中压路机压实路面时，应对几个变坡点处顺接压实。

AC-16C、AC-20C中粒式沥青混凝土规范要求的合理压实厚度为5～8cm和6～10cm，福建省内高速公路AC-16C、AC-20C厚度多为4.5cm和5.5cm，运营情况良好。本次设计中AC-16C厚度控制在4.5～7.0cm，AC-20C厚度控制在5.5cm满足要求。

4.2 抛丸处理技术

主要施工工艺为交通管控→路面初步清理→抛丸机的调试→抛丸作业→抛丸效果检验→交接工序。

将水泥混凝土路面浮浆、灰、土、砂等污物清除，采用热沥青同步碎石封层。

即在干净的工作面上喷洒改性热沥青（0.4～0.6L/m2）

图9 隧道内端部处理图（单位：cm）

图10 隧道洞口端部处理图（单位：cm）

后，同时在拌和楼预拌沥青碎石,沥青碎石的油石比控制在0.5%,在热沥青上用同步封层车撒布4.75～9.5mm的碎石封层（4kg/m2），预拌碎石的撒布要均匀，不粘车轮,亦不能留有由游离的碎石颗粒。

4.3 路面排水处理

水泥路面裂缝处理提高了水泥路面的整体性，但水泥路面加铺沥青路面后，沥青路面发生反射裂缝可能性较大，反射裂缝防治措施只能延缓或减少反射裂缝，不能从根本上消除。我们在旧水泥混凝土板处治好的基础上，采用优质沥青混合料，并从加铺层结构设计中，采取防裂措施，以减少和延缓裂缝的产生。该项目在层间结合施工中，采用改性热沥青喷洒的同时立即洒4.75～9.5mm沥青预拌碎石，该层属低模量的中间层，由于其柔性好、抗变形能力强，即使在较大的变形下仍不会开裂，旧水泥混凝土板产生的位移可以在这一层消散掉。

4.4 隧道路面改造注意事项

4.4.1 完善配套设施设计

隧道水泥混凝土路面技术改造（白改黑）是一个系统工程，对标志、标线、检修道及照度评估等还需完善。在隧道水泥混凝土路面技术改造之前，已对照度进行计算和分析，在更换路面以后，因隧道路面“白改黑”，应请具备资质的单位，重新评估隧道的照度。标志应按10m间隔完善轮廓标、突起路标。标线在路面改造完成后应恢复。因隧道路面加高，检修道的防撞高度可能不足，要根据实际进行抬高。

4.4.2 施工安全预防

隧道路面技术改造前，应对原路面病害进行处治，只有打好基础，面层的寿命才有保证。项目施工时应对隧道限高，做好安全布控，安排专人指挥车辆作业，还应做好安全文明施工，保护好公路环境。在施工时隧道相对封闭，而热沥青施工温度在150℃以上，因此隧道施工还应做好通风工作。

5 结束语

通过对原水泥混凝土路面进行“白改黑”，不仅能充分利用原路面作为基层达到了资源再生，减轻对生态环境的破坏，节约了道路维修费用，并提升了道路行车舒适性，而且还提高了隧道路面的抗滑性能。此类“白改黑”技术对隧道路面的改造，针对水泥路面病害处治及水泥路面加铺沥青路面可能产生的早期病害，提出处理措施，为同类改造工程提供借鉴。

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