水泥混凝土路面养护维修技术的探究

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水泥混凝土路面养护维修技术的探究

时间： 2010-01-18 来源：中国论文下载中心

摘要：水泥混凝土路面往往由于各种主客观原因，产生板底脱空、卿泥、裂缝和断板等病害。为了确保水泥混凝土路面的服务能力和使用品质，必须对其使用性能进行评价以制定养护维修方案，本文对水泥混凝土路面养护维修技术做了探讨。关键词：水泥混凝土路面；养护；维修

1局部修补

1.1孔洞坑槽修补

孔洞、坑槽主要是由于混凝土材料中夹带块木、纸张和泥块等杂物所致，影响行车的舒适性。其修补应根据不同情况采取相应的措施，对个别的坑洞，应清除洞内杂物，用水泥砂浆等材料填充，达到平整密实;对较多坑洞且连成一片的，应采取薄层修补方法进行修补;低等级公路对面积较大，深度在3cm以内，成片的坑洞，可用沥青混凝土进行修补。

1.2错台的处治

水泥混凝土路面错台的处治方法，可根据板块错台的高度采取相应的修补方法：

1)磨平法:错台高度小于等于l0mm，可采用磨平机磨平，或人工凿平。

2)填补法:高差大于l0mm的严重错台，可采用沥青砂或水泥混凝土进行处板体拱

起处治。

1.3板体拱起处治

当胀缝的上部被硬物堵塞，缝两旁的板体因受热伸长而把板拱起时，应立即用大切缝机将板拱起的部分以ΔL1+ΔL2和1-2cm预留缝切除，使相邻板放平，并在缝隙内灌填缝料，如图1。

1.4路面磨光处治

为了改善水泥混凝土路面的防滑性能，可采用刻槽机对磨光的路面进行刻槽处理。

2裂缝修补

混凝土路面的裂缝情况比较复杂，修补时要根据具体的情况采取相应的修补措施，对混凝土路面裂缝的修补可采用压注灌浆法、扩缝灌浆法、直接灌浆法和条带罩面法、全深度补块法。各种修补方法的适用条件如下:

l)压注灌浆法:适合于宽度在0.5mm以下的非扩展性的表面裂缝修补。

2)扩缝灌浆法:适合于宽度小于3mm的轻微裂缝修补。

3)直接灌浆法:适合于非扩展性裂缝的修补。

4)条带罩面法:适合于贯穿全厚的大于3mm小于15mm的中等裂缝的修补。

5)全深度补块法:适合于宽度大于15mm的严重裂缝的修补。全深度补块分集料嵌锁法、刨挖法、设置传力杆法。

6)龟裂处理方法:对于表面裂缝较多及表面龟裂，可采用以下方法进行修补，即把裂缝划为一个施工面，将施工面中的裂缝凿成一块3-6cm凹槽，清干混凝土碎屑后，浇筑修补混凝土。

3板下封堵

3.1必要性

板下封堵是指对水泥混凝土路面板下和基层、垫层中的细小空隙进行灌浆，以加固现有路面的技术。在修复水泥混凝土路面时，采用板下封堵的目的是为了恢复对路面结构的支承，它是通过向这些空隙灌浆而实现的。灌浆时要施加一定的压力，而施加的压力不应使路面板抬升。

板下封堵不能矫正沉降，不能提高结构设计能力，也不能消除因板内温度、湿度变化及板上交通荷载而造成的垂直错合。但是由于空隙被填充，减小了弯沉，恢复了结构的整体性，因此减小了未来发生卿泥以及错台和板裂的可能性。只有在支承能力

丧失程度有限的接缝，裂缝处才进行板下封堵。

3.2设计考虑

板下封堵工程的设计，包括选择一种合格的灌浆混合料，测试路面有没有脱空，预计灌浆的量和决定适宜的灌浆孔。

1)灌浆混合料

灌浆混合料应能渗入细的空隙，同时具有足够的强度和耐久性，抵抗荷载、湿度和温度的影响。

2)脱空空隙位置的确定

采用FWD测定接缝两侧靠近路肩边缘板角弯沉，或采用路面雷达GPR等检测技术，确定脱空位置。

3)砂浆量的预测

每个接缝的灌浆量一般为0.03}0.09m30

4)材料

采用粉煤灰水泥混合料并掺外加剂。粉煤灰掺水泥是一种能支承荷载的高强度耐久混合料，粉煤灰的颗粒级配和球形形状还使它具有填充细小空隙所需要的易流动性。外掺剂包括减水剂、膨胀剂，以补偿混合料的收缩。

5)设备要求

配制粉煤灰砂浆，需要专门用于配制胶质材料的混合器才能配制出处于悬浮状态、抗游离稀释的真正的胶质混合料。可用一部水泥喷射泵为砂浆加压。为了能在发现板移动时尽快地停止灌浆，应使用回流管以减少板的移动或过度灌浆。采用砂浆回流系统有助于消除砂浆在喷射管内的初凝，砂浆的流动一被切断，管内的砂浆就可回流到泵中。水箱也需要加压泵，且容量应能满足一天的生产需要。有些砂浆拌和装置带有大小适宜的水箱。应使用能扩张的胶喷嘴以便使喷射管牢牢地贴紧孔壁。

6)板上砂浆孔地分布

钻孔的分布形式应能提供足够多的孔，使砂浆能流到路面下的所有空隙内。板下封堵的常用钻孔分布形式如图2。孔的分布形式随水泥混凝土路面的不同设计类型而变化。因为对不同的板长、使用性能和破损形式的分布会有所不同，板下封堵的位置也需做相应的调整。

钻孔应穿过板并进入未经处治的垫层。如果基层经过稳定处理，空隙往往存在于垫层和土基之间。侧孔应穿透经过垫层并钻入土基内，深度最大不超过7cmo砂浆喷射管的输出管口不能低于混凝土板的板底，这样才能使砂浆流入混凝土板以下的所有空隙以及基层以下的所有空隙中。在砂浆流不到的地方，必须用泵向孔内射入少量的空气以形成一个小空腔同脱空部位贯通。

板下封堵期间要进行严密的观察，以免灌浆过度，板被抬升。当砂浆从相邻孔流入裂缝、接缝与路肩下方时，可停止灌浆。

3.3施工准备

板下封堵工作是用泵将稀浆混合料从路面上的钻孔灌入到板下的空隙中，对水泥混凝土路面进行稳定和板下封堵，用混合料填充板下的空隙，使之形成一个不溶解的坚硬块体。

1)定位

根据弯沉测试数据在水泥混凝土路面板上标出灌浆点的位置。

2)制备耗资配合比

粉煤灰水泥砂浆配合比可为:水泥:粉煤灰:水=1:3:1.5, 7d的抗压强度不小于5Mpa。

3)机械设备

(1)砂浆成套装置

用于配制粉煤灰砂浆的成套装置由一部能产生高达1.75MPa压力的水泥喷射泵，一部高速胶体搅拌机和砂浆回流系统组成。其柱形转筒的锥形底同一部胶体碾磨机相连，胶体砂浆将在这个碾磨机内搅拌而成。胶体碾磨机转速最小800r/min，最大2000r/min，可产生很强的剪切作用和连续的压力以生产拌和均匀的混合料。

喷射泵具有5.7L/min的低速连续泵送能力。通过给泵增设回流管和泄放阀，可对系统加以改造。如果是散装卸料，应准确地计量材料质量。

(2)水箱

如果水箱和泵与整个装置不是一体化的，水就要由水车来供给。水车上要配备水泵，其容量大小要能满足配制砂浆的需要。

(3)钻机

应提供空气压缩机、能在混凝土板和基层材料上钻喷射孔的凿岩机及其它装置。设备应处于良好状态并能钻出既垂直又圆的孔。

(4)其它设备

各种必要的软管，控制压力和泵的带阀门的支管，强制断流器和旁通器，带保护的压力计，用于喷射密封砂浆的能扩张的灌浆栓塞，木质插塞，冲刷钻孔用的工具，钻孔用钢杆和凿子等。

3.4施工方法

1)确定板下封堵位置

对板角进行弯沉测定，凡弯沉超过0.6mm的板，就应进行板下封堵。

2)钻砂浆喷射孔

孔的直径不大于5cm，要保持垂直且圆，其深度要穿透经过稳定的基层垫层，但钻入土基的深度不得大于7cm，用吹气的方法形成空腔以便于砂浆的初始分布。

3)砂浆准备

将水泥、粉煤灰放入筒内，搅拌15s，然后加入所需的外加剂，搅拌15s。再加水搅拌，将砂浆送入搅拌器，用泵送出。

4)板下封堵

将膨胀橡胶灌入浆栓塞，或与装配有与出料口相接的软管插入孔内，灌浆栓塞或软管的出料口不能伸至混凝土板底部以下。要连续地向泵内送砂浆，直至观察到砂浆已从一个孔流入另一个孔。当观察到板开始抬升，或砂浆流动线内的压力迅速升高时停止泵送。持续压力最大允许值为0.88MPa，压力将借助一只放在砂浆输送管线中的精密的压力计来监视。压力计带有保护罩，以防稀砂浆流入。

空隙中的水被砂浆排挤出来后，可任其流走和排走。灌浆后至少2h以内要求所有交通避开此区。流到路面接缝内的砂浆应予清除，以保持适宜的接缝。在相邻的两

个砂浆喷射孔之间出现横向裂缝的情况下，可用喷涂环氧树脂的方法封堵。

一个孔灌完浆后，应拨出灌浆栓塞并立即插上木塞，以便有足够的时间使砂浆充分凝固，不会在回复力的作用下从孔中挤出，方可将临时用的木塞拨出，并将孔用快凝水泥砂浆永久性的密封，抹平与路面等高。

残留在路面或路肩顶面上的砂浆要趁其尚未粘在面层上时扫掉，并用水冲刷，以免留下斑渍。如果砂浆流到了缝隙内，应趁未将缝隙密封时，及早将砂浆混合料除去，并将损坏的接缝及时用填缝料填好。灌浆后2h内应避免车辆通过灌浆区。 4加铺面层

在旧水泥混凝土路面上加铺水泥混凝土路面层的方法有分离式、直接式及结合式三种。结合式加铺层是指对旧水泥混凝土板采取一定技术处理后，使加铺层与旧水泥混凝土板完全粘接在一下，这时可认为层间的相对水平移为零，即连续接触，结合式加铺层水泥混凝土厚度一般不小于l0cm。直接式加铺层是指加铺层直接铺筑在清扫和清洗之后的旧水泥混凝土板上，层间不作任何的处理，加铺层水泥混凝土路面厚度不小于14cm。分离式加铺层是指加铺层与旧水泥混凝土板之间设置一层隔离层，通常采用沥青砂，加铺层水泥混凝土层厚一般小于18cm。

水泥混凝土加铺层的施工工艺具体如下。

4.1施工前准备工作

对旧水泥混凝土板逐板进行调查，将各类病害的部位及破坏程度分级绘制成图，在雨天观察行车通过缝时泥浆挤出的情况及重车通过时板的活动情况。对于结合式、

直接式加铺路段，要求旧水泥混凝土板处于基本完好状态。对于严重脱空、下沉及断裂的旧水泥板，应将板破碎、清除，并整平基层，然后重新浇筑与旧水泥混凝土板相同标号与厚度的板，同时做到上下水泥混凝土板对缝。

对于分离式加铺路段，如旧水泥混凝土板虽已产生裂缝、沉陷，然而板基本稳定状态，可不必挖除，而用沥青砂进行调整平。对于那些严重脱空、破裂并有继续发展趋势的旧水泥混凝土板，可将水泥混凝土板击碎压实，达到稳定的目的，或者全部挖除，重新浇筑水泥混凝土板。

4.2旧路面破损板的处理

旧混凝土板若有严重脱空、下沉、断裂，需将它们破碎清除，整平处理板底基层，然后浇筑强度等级为15号的贫混凝土。缝的布置、间距和板厚与旧混凝土板通过局部修补后达到基本完好。对出现较大结构性损坏板全部清除，重新浇筑15号的混凝土，并与旧混凝土路面平齐，板面各种尺寸与老路一致，在其上浇筑的混凝土加铺层要与旧混凝土路面接缝位置严格对齐。

对于分离式加铺层的基层，如果由于基层卿泥、脱空、沉陷产生裂缝，但仍处于基本稳定状态，除平整度和外观较差外，板体本身仍较好时，可不必去除，面层改用沥青砂调平。对那些严重破碎的板，压实后让其保持稳定或全部挖除，重新用巧号贫混凝土浇筑。

4.3结合式施工工艺

1)旧混凝土表面处理

将较完整的旧混凝土板表面用风镐凿毛，凿毛浓度为3-5cm，并清除在凿毛过程中发现松动的混凝土碎块，用压缩空气清除混凝土碎屑，然后用水湿润混凝土毛面。

2)立模

在边模下预焊一个圆环，固定钢钎由圆环打入路肩基层中，中模底部每隔lm用射钉工具枪喷射钢钉，并在旧混凝土的接缝处打入钢钎加以固定。最后，在中、边模顶部每隔一定距离用活动卡规辅助固定，活动卡规可根据浇捣进度和实际需要随时推移装卸。

3)刷浆

在经清洁湿润无游离水的混凝土表面涂刷一层质量比为1:7的水泥砂浆或涂刷水灰比为0.4-0.5的水泥纯浆，水泥砂浆要求涂刷薄而均匀，水泥用量约3kg/m2。刷浆后立即浇筑加铺层。

4)加铺层施工

加厚层的摊铺、浇筑、震捣与一般混凝土路面施工工序基本相同。但为了使新老混凝土路面间结合良好，振捣工序要认真仔细。平板振捣器每板振捣时间不少于30-40s，振振捣重叠5-l0cm。拉钎采用Φ14螺纹钢筋，最大间距90cm，长度60cm。

4.4直接式施工工艺

对基本完好的旧混凝土板，清洗表面使其保持清洁湿润无积水，不需作任何特殊处理即可直接浇筑加铺层。立模、浇筑各工艺要求基本上与结合式相同。