國(guó)道水泥混凝土路面維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用

李國(guó)良

（贛州市公路發(fā)展中心南康分中心，江西 南康 341400）

0 引言

國(guó)道水泥混凝土路面維修作為一項(xiàng)系統(tǒng)性的工作，在具體路面養(yǎng)護(hù)階段要明確混凝土路面維修養(yǎng)護(hù)的標(biāo)準(zhǔn)，采取合理的養(yǎng)護(hù)技術(shù)，改善各種病害問(wèn)題，延長(zhǎng)公路路面的使用年限。

1 項(xiàng)目概況

江西某國(guó)道工程，已投入運(yùn)營(yíng)超過(guò)20年的時(shí)間。該項(xiàng)目建設(shè)施工中，沿線部位有膨脹土地質(zhì)條件，受到雨雪、超載等因素的持續(xù)性作用，路基下部嚴(yán)重變形。在車輛持續(xù)性碾壓作用之下，水泥混凝土路面出現(xiàn)了裂縫、錯(cuò)臺(tái)、沉陷等問(wèn)題，對(duì)道路通行的安全性、穩(wěn)定性造成非常嚴(yán)重的負(fù)面影響。經(jīng)過(guò)道路工程建設(shè)管理部門的分析，確定采用換填新料、板底灌漿等養(yǎng)護(hù)措施，但是效果并不明顯，路面的損壞問(wèn)題依然存在。

為了保持國(guó)道通行效果，提高路面的水平，經(jīng)過(guò)相關(guān)部門探討分析，綜合多方面意見(jiàn)，總結(jié)以往經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，決定采用先進(jìn)的維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)，提高結(jié)構(gòu)的性能，達(dá)到道路交通通行需要。

2 水泥混凝土路面相關(guān)概念

2.1 水泥混凝土路面受損原因

水泥混凝土路面是目前我國(guó)國(guó)道建設(shè)施工的主要形式，但是在投入運(yùn)營(yíng)后，容易出現(xiàn)磨損、斷裂等問(wèn)題，大體來(lái)說(shuō)，路面受損原因有如下幾點(diǎn)：

其一，施工工藝不夠先進(jìn)。雖然國(guó)道水泥混凝土路面的建設(shè)歷史較長(zhǎng)，投入使用時(shí)間也比較長(zhǎng)，但是工藝復(fù)雜性較高，也沒(méi)有及時(shí)更新和改進(jìn)，尤其是很多單位的經(jīng)驗(yàn)不足，技術(shù)水平較差，無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前公路建設(shè)領(lǐng)域發(fā)展的需要，對(duì)于現(xiàn)代國(guó)道交通設(shè)施建設(shè)造成不利的影響。而國(guó)道工程項(xiàng)目多數(shù)都建設(shè)在自然環(huán)境比較惡劣的區(qū)域，長(zhǎng)期受到車輛荷載、自然侵蝕的作用，對(duì)于道路通行穩(wěn)定性、安全性產(chǎn)生負(fù)面的影響。

其二，由國(guó)道水泥混凝土路面自身特點(diǎn)所引發(fā)。有很多水泥混凝土的國(guó)道出現(xiàn)了病害問(wèn)題，因無(wú)法及時(shí)修復(fù)處理而引發(fā)嚴(yán)重的連鎖性反應(yīng)。

其三，路面長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)后，會(huì)發(fā)生結(jié)構(gòu)損壞問(wèn)題，應(yīng)消除隱患問(wèn)題。如果不及時(shí)處理，會(huì)持續(xù)性地影響國(guó)道使用效果，最終造成無(wú)法通行的情況。而引起路面受損的主要原因就是在項(xiàng)目開(kāi)展的階段中，對(duì)于技術(shù)工藝應(yīng)用不夠規(guī)范引起的，例如，在施工之后沒(méi)有做好溫度的控制，在溫差過(guò)大的條件之下就會(huì)出現(xiàn)裂縫問(wèn)題。

2.2 水泥混凝土路面維修養(yǎng)護(hù)現(xiàn)狀

水泥混凝土路面的優(yōu)勢(shì)非常的明顯，如平整度好、穩(wěn)定性強(qiáng)、耐久性好等，工程成本較低且維護(hù)管理方便，所以被廣泛應(yīng)用到國(guó)道工程建設(shè)中。但是在具體的應(yīng)用中，因?yàn)樵O(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維管理等階段存在著影響因素，使得國(guó)道水泥混凝土路面容易發(fā)生嚴(yán)重的損壞問(wèn)題，對(duì)道路使用壽命產(chǎn)生極為不利的影響。為了消除這些不利影響因素，應(yīng)加強(qiáng)國(guó)道水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)與管理，制定科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)實(shí)施計(jì)劃，隨時(shí)監(jiān)控和管理，收集道路路面運(yùn)行數(shù)據(jù)和信息，有針對(duì)性地了解損壞的問(wèn)題和特點(diǎn)，并根據(jù)損壞問(wèn)題選擇合適的應(yīng)對(duì)措施。我國(guó)近年來(lái)的國(guó)道水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)資金投入不斷加大，但是受到不同地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展限制，資金投入方面有很大的差異，尤其是西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)，經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、維護(hù)管理方式比較落后，規(guī)劃設(shè)計(jì)方案缺乏科學(xué)性與合理性，造成道路無(wú)法達(dá)到使用效果。如果長(zhǎng)期如此，在國(guó)道長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，并且短期內(nèi)無(wú)法恢復(fù)運(yùn)輸能力，會(huì)對(duì)社會(huì)發(fā)展以及人們的生命健康產(chǎn)生負(fù)面的影響[1]。

2.3 水泥混凝土路面維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)

第一，破碎板處理。將國(guó)道水泥混凝土路面原結(jié)構(gòu)發(fā)生的損壞、斷板結(jié)構(gòu)清理掉，然后再次進(jìn)行澆筑施工，修復(fù)為整體結(jié)構(gòu)形式。

第二，裂縫修補(bǔ)。國(guó)道的通行車輛非常多，交通通行任務(wù)比較繁重，尤其是很多大型載貨車輛，超載的問(wèn)題屢見(jiàn)不鮮。由于車輛持續(xù)碾壓，以及環(huán)境侵蝕的影響，水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)發(fā)生裂縫的概率會(huì)大幅提升。只要出現(xiàn)裂縫，無(wú)論形狀大小、深度高低，都必須進(jìn)行修復(fù)處理，從而恢復(fù)表面質(zhì)量，提高國(guó)道的通行質(zhì)量。目前我國(guó)的國(guó)道水泥混凝土路面裂縫修復(fù)中，主要采取裂縫填充處理。常見(jiàn)的修復(fù)方法有全深度補(bǔ)塊法、直接灌漿法、灌注黏結(jié)劑法等方式，考慮到現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，選擇最佳的修補(bǔ)方式，恢復(fù)路面結(jié)構(gòu)的性能。在具體的維修處理環(huán)節(jié)，黏結(jié)劑的選擇非常重要，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)破損的具體情況確定。在水泥混凝土路面的裂縫處理前，需要及時(shí)清潔處理，如果清潔性不合格，會(huì)給灌漿施工的質(zhì)量帶來(lái)非常嚴(yán)重的影響。對(duì)于問(wèn)題較為嚴(yán)重且處理難度高的區(qū)域，需要調(diào)整處理方式，將原裂縫寬度處理，并及時(shí)清潔。此外，在現(xiàn)場(chǎng)施工中，沖擊鉆是主要施工設(shè)備，合理應(yīng)用該設(shè)備，可以提升處理效率[2]。

第三，路面板起拱問(wèn)題處理。國(guó)道水泥混凝土路面方式面板起拱的問(wèn)題，損壞較為嚴(yán)重，通常要采取如下處理措施：首先，如果面板起拱的位置并未存在裂縫的問(wèn)題，需要將部分面板結(jié)構(gòu)裁剪掉，具體裁剪尺寸應(yīng)根據(jù)高度尺寸計(jì)算確定，如果拱起的結(jié)構(gòu)已經(jīng)全面裁剪，則可以達(dá)到平整性的要求。其次，面板起拱問(wèn)題嚴(yán)重時(shí)，有局部或者全部結(jié)構(gòu)的裂縫問(wèn)題發(fā)生，此時(shí)要采用修補(bǔ)法修補(bǔ)處理，恢復(fù)路面結(jié)構(gòu)的性能。

第四，路面錯(cuò)臺(tái)處理。如果國(guó)道水泥混凝土路面在使用中存在錯(cuò)臺(tái)的情況，管理單位必須立即組織相關(guān)人員開(kāi)展修補(bǔ)處理。錯(cuò)臺(tái)維修技術(shù)應(yīng)用效果良好，時(shí)間短、效果好，能快速恢復(fù)路面的性能，達(dá)到路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際操作中，應(yīng)用填補(bǔ)法或者磨平法都可以滿足要求，具體結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇最佳的處理方法，促進(jìn)處理效果的提升。在錯(cuò)臺(tái)處理階段，高度差在10mm 以內(nèi)時(shí)，應(yīng)用人工磨平的方式，其操作簡(jiǎn)單、效率高。如果錯(cuò)臺(tái)高度差超過(guò)10mm，需要在較低的一側(cè)注入足量的混凝土以修補(bǔ)高差，恢復(fù)結(jié)構(gòu)整體性與平整度，滿足交通通行標(biāo)準(zhǔn)。在進(jìn)行國(guó)道水泥混凝土路面的錯(cuò)臺(tái)問(wèn)題處理中，應(yīng)及時(shí)查找現(xiàn)場(chǎng)存在問(wèn)題的原因，以便采取合理的應(yīng)對(duì)措施。

第五，路面面板脫空。國(guó)道上有很多大型重載卡車通行，所以面臨著巨大的通行壓力，長(zhǎng)期荷載作用造成面板結(jié)構(gòu)出現(xiàn)脫空的問(wèn)題，一般都會(huì)采取灌漿法手工處理。灌漿工作開(kāi)始前，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況選擇最佳的灌漿施工材料，設(shè)置合理的灌漿施工壓力參數(shù)，確保漿液能夠順利流入脫空的位置上，還要預(yù)防壓力過(guò)大而造成面板損壞的問(wèn)題[3]。在灌注施工中，執(zhí)行合計(jì)方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)提高灌漿施工質(zhì)量有積極的意義。

3 加鋪瀝青層改造技術(shù)的應(yīng)用

3.1 確定改造路段破損情況

首先要對(duì)國(guó)道水泥混凝土路面的損壞問(wèn)題進(jìn)行全面調(diào)查和分析，做好碎板與脫空信息的記錄工作。目前主要采取如下破損確定方法：

其一，觀察法。由技術(shù)人員利用經(jīng)驗(yàn)觀察分析，了解錯(cuò)臺(tái)、裂縫等問(wèn)題，做好現(xiàn)場(chǎng)記錄工作。

其二，設(shè)備檢測(cè)法。應(yīng)用彎沉儀等先進(jìn)設(shè)備，快速確定脫空板位置，以便于采取合理的病害處理方法[4]。

3.2 施工前的破損處理

其一，處理裂縫。首先將國(guó)道面板結(jié)構(gòu)裂縫雜物清除掉，再應(yīng)用水泥漿或者瀝青材料開(kāi)始灌縫施工。

其二，換板處理。如果國(guó)道水泥混凝土路面存在著嚴(yán)重碎板的問(wèn)題，應(yīng)用換板方式。具體按照如下要求進(jìn)行：對(duì)于基層結(jié)構(gòu)松散的問(wèn)題，使用15 號(hào)素混凝土填充處理，下沉區(qū)域內(nèi)選擇同型號(hào)的混凝土調(diào)平處理，并把裂縫內(nèi)全面清理干凈，再開(kāi)始進(jìn)行灌注施工。

其三，板底壓漿施工。如果國(guó)道水泥混凝土路面出現(xiàn)了板底脫空等嚴(yán)重的問(wèn)題，最佳的處理措施是板底壓漿。灌注施工開(kāi)始前，制定處理方案，準(zhǔn)備合格的施工材料，禁止在修補(bǔ)階段出現(xiàn)拱起、翹曲等問(wèn)題。在處理完成后，再應(yīng)用彎沉儀檢測(cè)相應(yīng)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證是否存在問(wèn)題，確保處理效果達(dá)標(biāo)[5，6]。

3.3 加鋪瀝青層的施工

將修補(bǔ)工作結(jié)束后的國(guó)道水泥混凝土路面表面清理干凈，在表面鋪灑一層黏層油，然后加鋪燒毛土工布，做好縱縫的覆蓋處理，確保排水效果合格。

3.4 效果分析

在加鋪層施工階段中，如果按照整體攤鋪的方式進(jìn)行，修復(fù)的工期比較短、修復(fù)的效果也比較好。但是受到重型車輛的荷載以及環(huán)境因素影響就會(huì)引起反復(fù)沖擊作用，在受到外界因素的影響下，不超過(guò)半年時(shí)間加鋪層又出現(xiàn)很多反射裂縫問(wèn)題。同時(shí)，反射裂縫會(huì)導(dǎo)致混凝土路面出現(xiàn)位移變形等破損情況，存在的位移變形破損問(wèn)題又會(huì)加劇裂縫的應(yīng)力，導(dǎo)致裂縫應(yīng)力直接反射到新鋪陳路面引起新瀝青路面病害問(wèn)題。

4 路面養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)介紹

4.1 反射裂縫的原理

以柔性理論分析可以得出，在國(guó)道水泥混凝土路面的各個(gè)結(jié)構(gòu)層上，彈性模量從高到低逐一遞減，這是實(shí)現(xiàn)各個(gè)結(jié)構(gòu)層受力達(dá)到均勻性的重要原因，同時(shí)也是規(guī)避反射裂縫的因素。在水泥混凝土路面發(fā)生損壞的問(wèn)題后，一般影響范圍都會(huì)達(dá)到3～40mm，應(yīng)盡量避免反射裂縫的問(wèn)題，還要確保路基強(qiáng)度性能合格。

4.2 試驗(yàn)路段路面結(jié)構(gòu)

此次選擇某國(guó)道項(xiàng)目中1.4km 左右的路段進(jìn)行研究。該項(xiàng)目投入運(yùn)營(yíng)10年左右，路面結(jié)構(gòu)損壞較為嚴(yán)重，其中有700m 存在大面積裂縫問(wèn)題。

4.3 試驗(yàn)路段工藝

主要工藝流程：先進(jìn)行試驗(yàn)路段的表面清潔處理，然后確定具體的養(yǎng)護(hù)施工方案，再進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展養(yǎng)護(hù)施工。

養(yǎng)護(hù)效果分析：在開(kāi)展試驗(yàn)路段的養(yǎng)護(hù)施工前，需要做好如下兩項(xiàng)工作：

第一，將路面清理干凈，確保路面表層不會(huì)有任何雜質(zhì)或者松散材料影響工程的施工，為下一步的施工提供基礎(chǔ)。

第二，養(yǎng)護(hù)路面交通通行。在養(yǎng)護(hù)時(shí)要盡量避免給道路車輛的通行帶來(lái)不利影響。

經(jīng)過(guò)上述分析，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，采取如下路面養(yǎng)護(hù)施工方案：

第一，接縫養(yǎng)護(hù)施工。對(duì)于接縫部分來(lái)說(shuō)，養(yǎng)護(hù)施工能夠消除接縫的影響，提高結(jié)構(gòu)的性能。目前使用最為廣泛的養(yǎng)護(hù)處理方式是利用厚鋸片進(jìn)行舊接縫的鋸切處理，把縫隙內(nèi)的雜質(zhì)及時(shí)清理干凈后，才能開(kāi)始灌縫施工。灌縫完成后，再次進(jìn)行清潔、烘干處理，提高養(yǎng)護(hù)施工的水平。

第二，排水系統(tǒng)養(yǎng)護(hù)。試驗(yàn)路面的養(yǎng)護(hù)施工中，應(yīng)加強(qiáng)排水系統(tǒng)的維護(hù)與管理，落實(shí)檢查和處理工作，消除隱患，使路面結(jié)構(gòu)的平整度符合工程要求。該工程采用邊緣排水系統(tǒng)設(shè)施，利用縱向、橫向排水設(shè)施，在硬路肩以及行車道中間設(shè)置排水系統(tǒng)。此外，還要綜合分析現(xiàn)場(chǎng)情況，了解水進(jìn)入分隔帶的問(wèn)題，所以路段內(nèi)的分隔帶應(yīng)采取封閉處理，從而提高隔離效果。

第三，加強(qiáng)路面抗滑性養(yǎng)護(hù)處理。當(dāng)前我國(guó)的國(guó)道水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)主要是物理方式，如銑刨等，可以適當(dāng)增加其粗糙度，具備較高的抗滑性，對(duì)提高道路交通通行安全性產(chǎn)生積極的作用[7，8]。

4.4 效果分析

該國(guó)道采用接縫養(yǎng)護(hù)、排水養(yǎng)護(hù)、防護(hù)養(yǎng)護(hù)后可再次投入使用3年以上，技術(shù)人員經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量分析，掌握各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)整個(gè)路段的承載性能達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，國(guó)道水泥混凝土路面在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中結(jié)構(gòu)容易發(fā)生損壞，對(duì)交通通行質(zhì)量和效果產(chǎn)生不利的影響。因此，技術(shù)人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)分析損壞形成的原因，總結(jié)出合理的維修養(yǎng)護(hù)措施，減少路面病害問(wèn)題出現(xiàn)。國(guó)道是國(guó)家發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步以及人民生活質(zhì)量提升的關(guān)鍵性設(shè)施，選擇合適的維修養(yǎng)護(hù)手段，提高養(yǎng)護(hù)水平，滿足通行標(biāo)準(zhǔn)，提高交通安全性、穩(wěn)定性，為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。