浅谈集灌路水泥砼路面板块综合处治技术

摘要：综述水泥混凝土老路面病害治理实践，阐述水泥混凝土路面病害治理的施工工艺和流程，分析和论述水泥混凝土中的断板、压浆、灌缝等施工工艺在处理过程中的质量控制因素和应注意的问题。

关键词：水泥混凝土路面；病害；加固；施工工艺；综合处治

集灌路位于厦门市集美区境内，东接杏林大桥，西至324国道是目前连接厦门本岛、杏林、灌口的一条主要交通性干道。本次改造工程范围为杏林大桥至沈海高速公路段，工程总长为5.23km，道路红线宽62.9m，本次改造规划为城市快速路，采用“主车道+辅道”形式，主车道为全封闭机动车专用道，辅道为城市次干道。近几年，集灌路的交通量迅速增长，交通运营的年限也将达到设计年限，本着提高路面承载力、舒适性、维修简便的原则，本工程采用了对原有的水泥混凝土路面病害进行处理后加铺沥青混凝土结构层的施工工艺（简称“白改黑”），以期提高了该道路运输能力。本工程的旧路面病害主要表现为断板、板底脱空、板面裂缝、相邻板之间的灌缝材料老化无法起到防水作用等。而且由于渗水导致了路基结构层翻浆，继而引起路面的结构性破坏。本文阐述路面病害及成因分析，深入探讨路面改造施工的质量控制，以供大家交流。

1 病害及成因分析

本工程的水泥混凝土老路面的病害主要有网裂和破碎、筋骨外露、板底脱空、板面断裂等，造成这些病害的主要原因：一是随着社会经济的快速发展，公路交通运输量急剧增大，设计时间较早，交通量设计限载吨位小，使原有公路设计等级无法承受目前交通量；二是受经济利益驱动，公路货载运输车辆严重超载，车辆重载造成大量水泥混凝土路面板断裂；三是部分路面板灌缝材料由于年深日久趋于老化，形成网裂和破碎，筋骨外露；四是厦门地区雨水季节较长，水泥混凝土板裂缝进水冲刷造成板底基础脱空，车辆行驶其上导致断板。造成该工程水泥混凝土路面病害虽然还有很多原因，但主要成因有以上4种。因此，针对上述4种病害成因，本文着重阐述路面病害综合处理的施工工艺及质量控制。

2 综合处理指标控制

施工前，必须对原有板块进行编号、登记，然后检测水泥砼路面板弯沉，每块板检测4个点。测量工具：后轴轴重10t的载重汽车，5.4m长的贝克曼梁弯沉仪、百分表。测点布置：根据《公路路基路面现场测试规程》（JTGE60-2008）。

原水泥砼路面弯沉控制指标与处理方式

①单点实测弯沉值Lr≤20（0.01mm），不予处理。

②单点实测弯沉值20＜Lr≤40（0.01mm），钻孔压浆处理。

③单点实测弯沉值Lr＞40（0.01mm），则按脱空板处理，整板破碎，处理基层，新浇混凝土板块。

④砼板有破碎、贯穿裂缝等情况，则按以上脱空板处理。

3 水泥混凝土路面板压浆处理

3.1 施工方案

水泥混凝土路面板底压浆是通过压浆泵将胶凝填充材料压入板底脱空处及基层空隙中，形成一薄层强度高、稳定性好、与水泥混凝土板底密贴的结构层，以恢复水泥混凝土板底的正常承托作用，起到加固水泥混凝土面板、维护面板正常使用状态和保障路面使用寿命的稳定作用，使之符合在旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土的质量要求。

3.2 路面压浆施工工艺如下：

（1）布孔：呈梅花型，每板5孔，第一次压浆后经测定弯沉值还在压浆值范围内，则需第二次布孔和压浆，布孔则集中在不满足条件的孔位附近补1～2孔。

（2）钻孔：用5cm钻头钻孔，通常情况下钻3～5孔，距边角40～50cm，孔的直径略大于灌浆机的喷嘴直径，同时孔应贯穿水泥混凝土板，其深度应穿越稳定的基层，要求超过板厚（板厚约为25cm），一般深度为30～35cm，安排有专人测量并记录其深度。

（3）临时封孔：大面积流水作业，各种施工车辆来往不断，钻好的孔需临时封孔，以防杂物进入。

（4）预埋法兰螺帽：为了压浆管枪头能固定于压浆孔口上，形成整体，有足够的压力压浆，先在孔口内壁埋上法兰螺帽是必不可少的一步。粘结剂采用环氧树脂，现场调配。普通工人封孔时间约为2min/孔。应注意的是：预埋上螺帽后，需继续封上孔，以防杂物落入。环氧树脂2天后即可达到强度。

（5）清孔：用空气高压枪插入压浆孔中，吹出杂物。机械配备：一般有一台发电机组放置于一台工具车上，配备一根高压气枪，两台压浆机。

（6）压浆：压浆采用冲程式压浆机，压力由压力表指示，一般能稳定在2MPa左右，约1min。压浆关键是压浆枪头与板块上的压浆孔能联接牢固，不漏浆，保证压浆压力。当压力在2MPa，且达1后min，关闭压力阀，则灰浆回流到回流槽，用提桶接住，倒回灰浆缸中。

（7）封孔养生：压浆后，应立即用木塞封孔，养生3天后，才能开放交通。压浆期间应注意车辆通行，一般两侧通道作为施工通道。

（8）第二次压浆：经第一次压浆后3天，再次检测单点弯沉值，对于单点实测弯沉值Lr＞14（0.01mm）的点，用红漆直接标记于板块角上，钻孔组根据标记进行补孔，重复上面的压浆过程。第二次压浆布孔和压浆时应仔细把关，以保证施工效果。

3.3 浆体的材料组成及技术要求

通过原材料的检验和配合比设计检验，最终确定浆体的材料组成及配合比情况见表1。

3.4 压浆质量控制措施

（1）严格控制材料质量和配合比。

水泥必须符合GB175-2007《通用硅酸盐水泥》中P・C32.5R的技术要求。

粉煤灰应为新近生产的F类Ⅱ级粉煤灰，所有检验指标均满足F类Ⅱ级粉煤灰的技术要求。

水应使用干净、无污染的饮用水。

外掺剂采用具有经国家权威检测机构检测出据的质检报告和产品质保书或合格证的产品，严禁使用过期、失效、不符合要求的外掺剂。

表1 浆体的材料组成及配合比情况

（2）保证浆体的质量。

浆体应具备良好的流动性，以便在压力不大的情况下浆体能获得较大的扩散半径。但对于空隙较大及土体疏松或脱空区大的地方，必须使用动性较小和触变性大的浆体，以免扩散到不必要的地方或产生路基边坡跑浆现象。因此在必要时可在浆体中加人适量细砂或黏土形成既经济又能保证工程质量的浆体，提高浆体中的固体含量，减少用水量。

（3）压浆过程的控制。

为避免压浆的沉淀，应缩短浆体从搅拌到压入板底时间，在存放或压入过程中进行不间歇搅拌使浆体始终处于运动状态，保证不发生沉淀和离析现象，但时间不应超过初凝时间。

压浆时若发现灰浆从未压或压过的孔溢出时，应及时用木塞塞紧，10min后拔除，且此孔无须再进行压浆。

当错台面板抬高达到0.5mm，应换下一孔压浆，如此反复，直到面板抬升到相应的高度，否则极易形成断板。

施工时应重视路基边坡跑浆现象，一旦发生跑浆立即停止压浆，并及时采取堵漏措施，待完全控制后再继续施工，或者采取间歇式压浆。

（4）压浆质量检测。

①压浆处理7d后进行质量检测，质量检测采用5.4m长的贝克曼梁弯沉仪测定弯沉值，检测频率为单幅4点/5m，弯沉代表值符合沥青混凝土加铺要求，单点实测弯沉值应满足Lr≤14（0.01mm）。

②第一次压浆后经检测弯沉值不符合要求，则需进行第二次压浆，布孔集中在不符合条件的孔位附近，补1～2孔。

③每工作日（班组）制作灰浆试块（70.7×70.7×70.7mm）一组，7d抗压强度不得低于5.0MPa。

4 板块破碎，处理基层，新浇水泥混凝土

4.1 破碎板更换施工工艺

工艺流程为：确定破碎板旧板破碎清运清扫基层基层处理浇筑水泥混凝土养生检查清场。

破碎板确定：根据规范，交叉贯穿通底裂缝将板块分割成3块称为破碎，破碎板通过目测确定或弯沉实测确定。

4.2 旧水泥混凝土板的破除

（1）旧水泥混凝土板的破除，采用人工配合空压机作业，不用冲击锤等破碎机械。

（2）旧水泥混凝土板破除时应注意对基层不造成损坏。

（3）旧水泥混凝土板破除后，立即清运水泥混凝土废料，并保持施工场地整齐、干净。

4.3 基层处理

（1）清运完水泥混凝土废料后，应对基层进行清扫检查。

（2）基层呈网状开裂，且严重渗水，其面积超过原板面积2/3者，将渗水基层全部挖除后以C15水泥混凝土填充、捣实，并与原基层同高。

（3）基层局部损坏的，对基层局部损坏部位进行开挖，清理干净后用C15水泥混凝土填充并与原基层同高。

（4）基层上仅有1条裂缝者，制作由3根纵筋（其长度视裂缝长度而定，间距为20cm），若干分布筋（长度为50cm，间距20cm）绑扎而成的钢筋网，在浇筑时覆盖在裂缝上。

4.4 水泥混凝土的浇筑

（1）基层不处理的，直接浇筑水泥混凝土。

（2）基层铺钢筋网的，钢筋网下要留有保护层并固定牢固，然后浇筑水泥混凝土。

（3）基层处理的，待所换基层达到一定强度（抗压3.0MPa以上）后，再浇筑面层水泥混凝土。

（4）无论基层是否处理，浇筑水泥混凝土前基层的强度、平整度、含水量、高程等都必须符合规范要求。

（5）行车道与超车道之间纵缝内的传力杆钢筋，予以保留或恢复；横缝（胀缝或缩缝）中的拉杆钢筋也予以保留。

（6）连续换板时，对旧水泥混凝土板留出纵、横缝并进行灌缝。

表2 水泥混凝土面层所用原材料情况及配合比

4.5 水泥混凝土面层配合比及施工养护

水泥混凝土面层所用原材料情况及配合比具体表2。施工时严格控制原材料质量，严格按照下表所示配合比进行施工。施工时，要制作2～3组150*150*150mm立方体砼试件，1组试件供作7天抗压试验，余下1～2组试件供作28天抗压试验。施工后，根据现场情况和条件选用适当的方法养生，并经监理工程师同意。

5 水泥混凝土路面板灌缝处理

5.1 施工方案

（1）对宽度

（2）对于≥15mmI的严重裂缝采用全深度补块。

（3）对每块新换板的周边必须进行切缝灌胶。

5.2 灌缝材料要求

路面灌缝必须符合部颁《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》（JTJ037.1―2000）中第5.1.10条接缝材料及第7.11条填缝的具体要求，同时应满足《公路水泥混凝土路面接缝材料》（JT／T203―95）的要求。

5.3 施工工艺

接缝维修和换板后新板缝切灌工艺流程如下：

切缝或扩缝清理压入背衬带配料搅拌灌胶清洗工具并清理现场。

（1）切缝或扩缝：采用混凝土切割机对新换板块周边和相邻两块新板之间进行挂线切缝，对破损的接缝采用混凝土切割机扩缝，深度控制在25～30mm之间，宽度控制在5mm左右。

（2）接缝清理：接缝内部及表面须干燥、干净、无浮灰。灌缝前用钢丝刷将缝的两个侧面刷一遍，然后用高压空气配合油灰刀吹除缝内的浮尘和杂物。

（3）压入背衬带：为确保密封胶合适的深度和密封胶底部脱黏，须在接缝内压入背衬带。背衬带为PE发泡材料，选用比接缝宽度大20%～40%直径的背衬带。压人背衬带使用专用压轮，压轮的深度即为密封胶的设计深度。压入背衬带以后检查有无漏胶点，深度是否符合要求。水泥混凝土板块端头的背衬带要垂直密封。

（4）配料：施工采用的产品必须对水泥混凝土具有良好的黏结力，延伸率大，弹性及低温柔性好，耐老化，冷施工，施工方便快捷，可通车时间在8h以内。

（5）搅拌：双组份材料搅拌均匀是关键，需采用配套的专用工具并由专人进行搅拌，一套料搅拌时间为10～15min，直至密封胶颜色完全均匀一致。

（6）灌胶：将搅拌好的胶倒人专用装枪漏斗，然后装枪，安上合适的枪头，把胶仔细灌入缝内。灌胶时要掌握挤胶和移枪的速度，使胶在缝内均匀一致，不污染路面。为避免密封胶在天热时凸出路面，密封胶须低于路面2～5mm。视施工时的气温，冬季低多一点，夏季低少一点。施工枪灌胶的后面由专人修补，把多余的胶去除，修补出现的漏点，然后用比缝略窄一点的竹片在胶面压拉一下使其平整美观，均匀一致。

（7）清洗工具并清理现场：施工完毕及时清洗工具备用。清洗工具可用汽油等溶剂，并将现场水泥混凝土碎块、旧缝废胶等杂物清出现场。施工枪清洗完毕不要立即装枪头以免黏住。

6 一般病害处理

旧水泥混凝土路面的一般病害不需要特殊处理，但需根据《公路水泥混凝土路面养护技术规范》（JTJ073.1-2001）规定进行一般处理。

6.1 裂缝维修

（1）对宽度小于3mm的轻微裂缝及贯穿全厚的大于3mm且小于15mm的中等裂缝，采用扩缝灌浆处理。

（2）对于宽度大于15mm的严重裂缝采用全深度补块。

6.2 板边、板角修补处治

对板边宽度小于3mm的轻微裂缝及贯穿全厚的大于3mm且小于15mm的中等裂缝，采用扩缝灌浆处理。对板边宽度大于15mm的严重裂缝采用全深度补块。对板角处理时埋设传力杆浇筑水泥混凝土，基层不良时采用C15水泥混凝土浇筑基层。

6.3 错台处理

高差小于等于10mm的错台，不处理。高差大于10mm的严重错台，采用磨平机磨平、人工凿平或采用沥青混凝土调平。采用沥青混凝土填平前先将填平范围涂刷乳化沥青，再填补沥青混凝土并用小型压路机碾压平整、密实。

6.4 沉陷处理

沉陷小于50mm的通过压浆调平，压浆不能调平的凿除后浇筑水泥混凝土调平。沉陷大于等于50mm的凿除后浇筑水泥混凝土调平，基层有病害予以清除，采用C15素水泥混凝土浇筑。

6.5 拱起、胀起处理

拱起小于50mm的通过压浆调平，压浆不能调平的凿除后浇筑水泥混凝土调平。拱起大于等于50mrn的凿除后浇筑水泥混凝土进行调平，基层有缺陷的予以清除，采用C15素水泥混凝土浇筑。水泥混凝土路面板的胀起与拱起的处理方法一致。

6.6 坑洞修补

对于旧水泥混凝土路面的坑洞，清除洞内杂物，用环氧树脂混凝土修补；或涂刷乳化沥青，再填补沥青混凝土并用小型压路机碾压平整、密实。

6.7 接缝处水泥混凝土板啃边、破损处治

纵横向接缝宽度在15mm以上，采取全深度补块措施；接缝出现啃边时，将破损水泥混凝土清除，用灌缝料将板缝封闭严密后刷乳化沥青，再填补沥青砼并用小型压路机碾压平整密实。出现能通底破碎时，可以作为坑槽处理，瘵破碎部位切割、凿除，重新浇筑水泥混凝土。对基层不良处清除后采用C15素混凝土浇筑。

7 结语

（1）通过对原路面全面调查和客观评价，分析探究其破损成因，对旧水泥混凝土路面不同损坏形式提出了相应的修补措施。

（2）采用弯沉值作为旧水泥混凝土路面修复评价的控制指标，使旧水泥混凝土路面得到了较好的处治，修补技术通过应用证明是可行和有效的。

（3）旧水泥混凝土路面改建，不论采用何种结构形式，都要减轻雨水对原有路基的基层的损害，并加强对反射裂缝的处理，采用优质填缝材料，进行灌缝等手段是必不可少的重要措施。

（4）水泥混凝土路面综合处治，是沥青混凝土加铺前的一项重要基础性工作，其质量的优劣直接关系到沥青混凝造工程的整体质量的优劣。所以，沥青混凝土加铺工程必须对病害综合处治给予重视，从病害的调查判定、处理方法和合理确定以及处理过程的质量控制等环节着手控制综合处治的质量，确保综合处治取得良好的效果，为加铺沥青混凝土路面达到优质工程奠定坚实的基础。

目前，集灌路改造工程还进行中，根据前期试验段和部分路段的施工情况，通过相关工程检测结果对比分析，该工程的改造效果很好，部分路段也已开放交通，车辆运行效果良好，司乘舒适，实现了舒适、安全、快捷的交通要求，满通实际的需求。

参考文献

［1］JTJ073.1―2001公路水泥混凝土路面养护技术规范.

［2］JTJ037.1―2000公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程.

［3］JT／T203―95公路水泥混凝土路面接缝材料.