微裂均质化处治再生技术的工程应用及控制要点

李 会 安

(西安长大公路养护技术有限公司，陕西 西安 710061)

近年来，随着我国经济的飞速发展，国省道及市政等交通干线的交通量逐年大幅度增加。在旧水泥路面改建过程中，为满足民生必须使交通的影响降至最低，为此，众多道路都采用加罩沥青面层的方式进行改造，也就是我们通常所说的“白加黑”。但是，水泥路面通车使用若干年后，多存在板底脱空、板间错台以及面板断裂或破碎等病害，采用传统的“白加黑”技术，往往一两年内就出现反射裂缝，并很快进一步扩展，严重影响路面的使用质量及耐久性。鉴于此，应运产生的“微裂均质化处治再生技术”彻底解决了公路养护领域中这一“顽疾”。

微裂均质化处治再生技术是防止沥青混凝土加铺层出现“反射裂缝、推移破坏”的水泥路面改造的新技术。该水泥路面再生技术的理论基础为应力释放原理，即采用化整为零的方式，使应力不集中、应变不叠加，以达到克服反射裂缝的目的。微裂均质化处治再生技术能使改造后的水泥路面保留较高的残余强度，承载能力强，在后续加铺时可使加铺层的厚度控制在一个较低值；改造后的水泥路面为一“内部斜向开裂、完全契合”的柔性基层，传荷更好，其表面加铺沥青混凝土，道路使用寿命更长。本文就微裂均质化处治再生技术在旧水泥混凝土路面改造中的应用作探讨，分析其应用效果及技术控制要点。

1 微裂均质化处治再生技术在工程中的应用

为了验证微裂均质化处治再生技术的应用效果，本文以安徽滁州某路面改造工程为依托，采用工程处治过程中各项检测指标对应用效果进行了分析评价。

1.1 项目概况

该项目全长5.651 km，路面宽21 m，一级公路，双向四车道，水泥混凝土路面。道路结构层为：80 cm厚改善土+20 cm石灰土+20 cm水稳基层+25 cm厚水泥混凝土面板。

老路于2004年建成，现经路况调查，老路主要为断板、板角断裂等病害，断板率约为24%，但板块基本无下沉。通过弯沉测定，旧水泥路面弯沉平均值为8.27(0.01 mm)，弯沉代表值为17.42(0.01 mm)，结合结构层钻芯取样等综合评定分析为：老路

承载能力基本满足要求，但由于水泥板块底部局部脱空，加之自身强度不足，造成断板、破碎较多。

方案设计原则：对老路每一块板进行系统性评价，根据评价结果，采取微裂式破碎、注浆、换板等综合处理措施，在保证满足承载能力要求的前提下，消除裂缝反射条件，为沥青加铺层提供一个合格的支撑面。

设计方案：对老路面进行微裂式破碎再生，作为新的基层使用；对微裂后局部弯沉值大于30(0.01 mm)，采用地聚合物注浆，提高局部板块的承载力，使其强度均质化；对零星下沉严重的破碎板作挖除处理；加铺8 cm厚AC-25沥青混凝土下面层+6 cm厚AC-20 SBS改性沥青混凝土中面层+4 cm厚AC-13 SBS改性沥青混凝土上面层。

1.2 实施过程

1)老路状况评定。对全线6 732块水泥板承载力进行拉网式调查、评估，每块板检测5个点(四板角+板中)，共检测33 660个点，从中筛选出856个弯沉大于30(0.01 mm)的承载力不合格点。

2)路面微裂。利用水泥路面微裂式破碎再生机，最大冲击能量为66 kJ，可显著减少沿线居民生产生活的影响。通过不同档位和锤击高度的合理组合，确定最佳的施工参数，使微裂后的水泥路面内部形成网状的细小裂缝，尽量减小表面破损(见图1)。微裂后的水泥路面弯沉平均值为22.2(0.01 mm)，代表值为28.78(0.01 mm)，与上一期工程相比，微裂后弯沉值与加铺两层水稳顶面弯沉值基本相当。

3)地聚合物注浆。在需要加固处治的位置，采用高渗透性、高韧性地聚合物注浆材料，使用专用智能注浆车(该注浆车对注浆过程中浆液流量、浆液稠度及注浆压力可智能调节，并且兼具数据传输功能)进行填充加固、补强结构层，可支撑破碎再生板块，消除板间的弯沉差，提高板块整体均匀性，使处治后的路面承载能力满足设计要求。从注浆前后弯沉曲线对比分析知，注浆处治后弯沉值基本都小于20(0.01 mm)，且弯沉曲线均匀性较之前更好(见图2)。

4)局部板块挖除。针对需置换的板块，依据交通部颁发的JTG D40公路水泥混凝土路面设计规范进行设计，水泥混凝土设计弯拉强度为5.0 MPa，弯拉弹性模量31 GPa。施工前先凿除需置换的混凝土路面板，挖除损坏的水泥稳定层，处理底基层及重新浇筑混凝土板。机械凿除破板前，横向先用切割机在坏板与好板交界处距板边20 cm～30 cm处切割，切割深度5 cm～8 cm，施工时应尽量避免损坏相邻板。

5)沥青面层。中面层采用SBS改性沥青混凝土，提高动稳定度，能够显著增强抗车辙能力。原水泥路面微裂后，加铺18 cm厚沥青面层，能够有效防止反射裂缝。沥青加铺层结构为：8 cm厚AC-25沥青混凝土下面层+6 cm厚AC-20 SBS改性沥青混凝土中面层+4 cm厚AC-13 SBS改性沥青混凝土上面层。

1.3 效果评价

微裂均质化处治再生技术是全新的路面“白加黑”技术，路面改善工程采用了这项创新国内外先进技术，不但提高了道路工程质量，还大大缩短了工期，减少了建设成本，同时节约了大量的资源，充分体现了可持续发展的理念。

交工验收结论：1)弯沉合格率100%；2)平整度合格率95.6%；3)抗滑构造深度合格率98%；4)压实度合格率100%；5)厚度压实度合格率100%；6)渗水系数合格率100%；7)横坡合格率92.9%；8)车辙合格率100%。各项指标均符合一级公路交工验收条件，加铺后效果见图3。

2 技术控制要点

1)确保老路承载力满足加铺条件。

2)旧水泥混凝土板块需微裂到位，重点解决板块脱空问题，消除板间弯沉差。

3)对于板块完好，混凝土板较薄，板边有脱空，要沿缝加密破碎，板中可稀疏破碎。

4)对于破碎板，微裂破碎时要破碎多一点，每一个点位都要夯到。如果混凝土板表面脱一层皮，应清扫干净加铺一薄层沥青混凝土层或沥青碎石层。

5)不同工况采用不同破碎工艺，通过不同档位和锤击高度的合理组合，确定最佳的施工参数，使微裂后的水泥路面内部形成网状的细小裂缝，尽量减少表面的破损。

6)对破碎板块的位置全注浆，如承载力还满足不了要求需进行换板。

7)老路病害应处理彻底。对老路进行拉网式调查、评估，有针对性地采用微裂、挖除换板、注浆等综合处理措施。

3 结语

1)由于旧水泥路面微裂式破碎后，仍保留水泥路面特有的刚性，具有承载能力强的特点。微裂后的水泥路面作为新的基层，与加铺两层水稳效果相当。同时，由于彻底消除了板块脱空，且微裂缝随机斜向分布在结构层内部，嵌锁面完全契合，处于“刚柔相济”的状态，能够有效克服反射裂缝，解决了“白加黑”工程技术上的瓶颈。

2)由于旧水泥路面微裂处理后，直接作为性能良好的基层使用，无需对老路进行大填大挖，更无需重新铺设路基和基层，通常20 m宽的路面改造每千米节省造价约100万元。

3)采用微裂均质化处治再生技术其改建工期可缩短一倍以上，大大降低施工对交通的干扰，且施工期间安全性能高。

4)微裂均质化处治再生技术是一项创新国内外先进的“白加黑”改建技术，但不合格的施工和技术控制要点将导致改建路面出现各种质量上的问题和安全上的隐患。在管理层面，道路施工一线技术工作者应该对微裂均质化处治再生技术施工的关键技术要点进行严格控制，通过踏实的施工和管理工作提升道路改建施工质量，提升道路养护施工企业的技术和管理水平。