公路水泥砼路面修复处理方案剖析

赵 婷

（中交第二公路勘察设计研究院有限公司， 湖北 武汉 430052）

1 工程概况

城区路是某市一级公路公路兼城市主干道，原主行车道宽 23米，水泥混凝土路面，两侧人行道各宽 3.5 米，本次改造段长度为 4.77 公里，改造方式为加铺沥青混凝土面层。加铺前，首先要对该路原有病害进行处理，否则将影响加铺效果。项目的维修对完善该市的交通基础设施、沟通区域内相关道路的连接、完善区域公路网规划、带动区域经济的发展具有重要的意义。

2 路面破损状况

根据《公路技术状况评定标准》（JTG H20—2007）中将水泥混凝土路面破损分为 11 种破损，包括：破碎板、裂缝、板角断裂、错台、唧泥、边角剥落、接缝料破损、坑洞、修补损坏、拱起、剥落。同时，每种病害又根据其损坏的程度分为轻度、中度、重度等级别。本项目调查时，分车道逐板记录各类病害板，并侧重对结构设计影响较大的断裂类、裂缝类、板角断裂类、接缝破损类等病害。根据调查记录，对不同级别及种类的病害板按照不同的权重进行统计。从调查总体情况来看，项目路段水泥路面技术状况较好，局部存在少量断板、裂缝以及角隅等病害。路面病害典型图片如下图1所示：

图1.路面病害典型图片

调查结果如表1所示：

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由现场调查，项目路段水泥面板病害主要以断板、裂缝板以及板角断裂为主，从统计的断板率来看，项目路段整体状况较好，病害板较少，均评价为优。

3 病害产生原因分析

我们对原有路面进行分析后，得出病害产生的主要原因有：一是存在初始裂缝。初始裂缝形成较多，混凝土水化反应、施工及养护不当、路基不均匀沉降、板底脱空等因素都可能引起混凝土路面板产生初始裂缝。在车载作用下，已经存在初始裂纹的路面板，其裂缝进一步累积和拓展，为路面的裂缝的发展、断裂奠定了基础；于路面表面的不平整而引起的车板相互作用带来车辆运动荷载的冲击，更加速路面板破坏。二是基层、土基强度不足。由于基层或土基强度、刚度不足，造成混凝土板下沉或由于板的膨胀变形造成板块拱起，进一步引起板断裂、错台现象。三是路面水破坏。路面表面水流入基础，在车辆荷载作用下，板下基层的细粒材料从接缝处与水一同喷出（唧泥），致使板体与基础逐步脱空，并导致基础软化或冻胀，进而诱发其它病害。水一旦浸入土基，会使土基强度和路面整体刚度下降，从而导致路面结构性破坏。

4 路面改造设计

4.1 设计目标

旨在通过对原水泥路面进行大修改造，保证行车的安全性与舒适性，提升路面使用性能，延长路面使用寿命、改善道路的美观性。

4.2 设计原则

根据公路养护维修特点，结合本项目交通量、自然条件、养护施工技术，提出技术可行、经济合理的养护维修方案，力争做到路面维修质量高、经济效益好。设计原则如下：

4.2.1 结合该区路面改造的成功经验，合理选用适当的材料、工艺；

4.2.2 采用成熟技术，设计方案安全可靠，经济合理；

4.2.3 对道路维修养护的新技术、新材料、新工艺，科学取舍，合理选用；

4.3 路线设计

4.3.1 平面设计

本项目是路面更新改造工程，不涉及平面改线，平面线形设计根据外业实际测点拟合道路中心线，为保证拟合精度，道路中线测点间距按 20m 控制，直线段可根据实际情况拉长间距，而对于小半径平曲线段落则进行加密测量。本项目中线拟合测点数据统计如下表2所示：

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本项目平面拟合起讫桩号为 K0+000～K4+753.734，总里程 4.754km，平面拟合的原则是首先保证线形尽可能与测点吻合，在次前提下尽可能保证平面指标满足现行规范要求。

4.3.2 纵面设计

本项目纵面线形主要通过测点数据拟合得出，纵断面拟合的原则是首先保证纵面线形尽可能与测点吻合，其次尽量保证纵面指标满足现行规范要求。根据本次测量数据结果，本项目纵面线形由于软基沉降、路面加铺等原因在个别路段出现了一定变形，但除桥头因桥梁与路基沉降差异较大导致行车不适外，其它路面在实地行车感官体验中未感觉明显不适。罩面设计结合现有标高受限制的桥梁的桥头和以及项目起终点路段进行纵断面调坡处理，确保连接平顺，总体采用等厚加铺的原则维持原路线的设计指标不变。

5 水泥路面病害处理

沥青层加铺前需要对原路面病害处治，白改黑项目中原路面病害处治是否彻底直接影响到项目成功与否。为了节约工期，设计考虑在换板砼和基层砼中掺加水泥用量 1～2%的早强剂。

5.1 断板

对于调查中的断板将其更换为 C40 砼，并加设传力杆和拉杆（新老路面拼接缝是整个路面施工最薄弱的环节），面板开挖后如果基层破损需采用 C25 砼更换基层。对于连续破碎较严重的路段采用连续换板的形式，板块基层连续更换的需要沿原板缝位置切缝处理。

5.2 边角断裂

5.2.1 当一块水泥砼板上有两处以上的较大角隅断裂时，进行换板处理。

5.2.2 当板角碎裂较严重时，应按破裂面大小确定切割范围采用坑补法进行修补：

5.2.2.1 切缝后，凿除破碎部分时，应凿成规则的垂直面，凿深为全深度，并新建 C40 砼面板，如果基层破损，应凿除破损基层后采用 C25 砼更换。

5.2.2.2 与原有水泥砼板的接缝面应涂刷沥青，并在新老混凝土之间加设传力杆（直径 32mm，长40cm 的光圆钢筋），间距控制在 30cm 左右；

5.2.2.3 现浇混凝土与老混凝土面板之间应切出宽 3cm，深 4cm 的接缝槽，并灌入填缝材料。

5.2.2.4 待混凝土达到强度后，方可开放交通。

5.3 脱空

对于脱空面板应采用压浆稳板的处理办法。钻孔深度以钻穿面板 1～2cm 为宜，压强为0.3～1.2Mpa。

5.4 裂缝

5.4.1 对于检测评定为轻微裂缝，采用扩缝灌浆：扩缝顺着裂缝扩宽成 1.5～2.0cm 的沟槽，槽深可按裂缝的深度来定，但不得超过板厚的 2/3。清理扩缝后，灌入 M950 填缝料。

5.4.2 对于检测评定为贯穿全厚的严重裂缝，可参照断板处治方式，将其更换为 C40 砼板，并加设传力杆和拉杆。

5.4.3 在裂缝处理完，采用抗裂贴进行贴缝处理。

5.5 现有板缝处理

本次调查发现，项目路段水泥路面面板接缝料脱落现象较普遍，雨水容易从接缝处进入路面结构内部，在行车荷载作用下产生动水压力，冲刷基层导致板底脱空，最终面板容易出现破损及断板等病害。设计中拟对全线纵横缝进行清缝灌缝处理。

施工方法如下：

5.5.1 接缝处理

5.5.1.1 接缝表面须干燥、干净、无浮灰。灌缝前先用清缝机对板缝进行清理，保证缝内无泥砂、水泥浆及其他杂物，清缝宽度比原切缝宽 0.5～1mm，缝深度 3～5cm；

5.5.1.2 用高压吹风机将缝内的灰尘、杂物吹除干净，并将缝左右各 50cm 范围灰尘、杂物、砂子吹干净，确保缝内无水、缝口干净；

5.5.1.3 对于过深的缝应填嵌泡沫弹性背衬带，留出的缝深应不超过 2cm，在缝的端头和交叉处进行封头，以免漏料。

5.5.2 配料：

配料量应根据施工进度，作好估计，以免浪费。

5.5.3 灌缝：

将搅拌均匀的胶灌入专用的嵌缝枪内进行灌缝。一般胶平面低于砼路面 1-3mm 嵌入缝的胶应密实、均匀，不得有断头或空洞，否则应及时修补。

5.6 表面类

对于表面起皮、漏骨、剥落、麻面、小坑洞的病害，由于病害对整个路面结构承载力和路面整体性影响很小，可不予以处理。

5.7 修补

现场调查发现，局部水泥砼面板采用沥青砼修补处理过，且修补位置基本都位于板边角处，修补质量较差，设计中拟对修补面积大于 2m2 的板块采用换板处理，并加设传力杆和拉杆；其他修补位置参照板角断裂处治方式进行处理。

5.8 唧泥、拱起

项目路段局部有少量板块有泥浆、拱起等现象，设计中拟采用更换为 C40 砼板，并加设传力杆和拉杆。

6 结论

白改黑路段加铺罩面前应对旧水泥混凝土路面进行全面检查，将病害板块进行处理彻底，保证路面平整、粗燥、整洁、干净、不得有灰尘、杂物或油污，对尖锐突出物及凹坑应予以打磨或修补。同时，还要对旧路面板的纵横向接缝进行清缝、灌缝处理，并粘贴 32cm 宽抗裂贴和洒布粘层沥青。总之，水泥砼路面加铺沥青混凝土，最重要的就是对原路面病害的处理，只有病害处理好了，才能防止病害向上传播，并增加加铺层的使用寿命。