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摘要:本文针对白加黑路面结构对原旧水泥砼路面病害如何处理,特别是防止引起的反射裂缝,结合海南海口至文昌高速公路改建工程的应用实践,解决旧板块纵、横、斜裂缝修复措施,保证施工修复质量,从而延长白加黑结构路面的使用寿命,重点阐述了关键技术的施工控制要点及做法。
关键词:旧水泥板块裂缝形式不同;采用不同处理措施;过程严格管控
海口至文昌高速公路原设计为22公分砼路面,但随着交通量日益增长。重载车辆超载现象十分严重,通车五年后开始在主车道出现裂缝,通车十年了就出现多处板块及边角破损,超车道也出现裂缝,路面使用性能下降,造成了砼路面行车性能差,也严重影响行车速度和安全。纵横斜裂缝3846块板。唧浆、错台及板角弯沿大于等于15(0.01mm)为1020块板,点总报数量18%,需要用注浆法处理,破碎板、坑洞、角隅断裂。采用局部凿除后浇注30号砼。所以新旧板块接缝及板块开裂缝处理的质量,能否保证修复后的质量解决好反射裂缝的控制措施尤为重要。
一、旧水泥混凝土路面板块间纵横裂缝修复措施
1、旧板纵、横向接缝处理质控措施
SBS弹性卷材贴缝:应先将须施工路段清扫干净,并洒布热沥青作粘层油,用量约0.3kg~0.4kg/m2,卷材宽为50cm,铺贴时,确保板缝位于卷材中心位置,手持点燃的喷灯,调节好火焰,在粘层与卷材交界处进行烘烤。要根据火焰温度掌握烘烤距离,一般以30~40cm为宜,太近容易烧坏卷材,太远则烘烤效果不好,要往返烘烤,趁卷材熔化时间前滚铺,并随时压实粘牢。SBS卷材接槎的部位,要注意将卷材边烘烤压实。此材料没有高强抗裂贴效果好,SBS弹性卷材贴易造成路面雨后积水及沥青施工过程中渗水到新旧砼板面产生积水现象。
2、轻、中度裂缝的处理质控措施
对于混凝土板表面存在轻度裂缝,采用热沥青灌缝料灌缝。本次方案先扩缝再灌缝处理,扩缝后缝宽1cm、深1.5cm。
其施工技术要求主要有如下几点:
①将缝边路面的灰尘、脏物和松散的砂子用专用钢勾子从缝中勾出杂物,用高压风吹净,保持压缝带周围的路面清洁度,以保证压缝带与路面的粘结性能。
②在施工操作之前,要根据裂缝宽度选择确定裁取合适的压缝带宽度,准备好压缝带。
③沿裂缝位置将压缝带紧贴于缝口,加热的温度示粘结情况而定,以其表面变得油滑可以粘贴为止。
④当裂缝宽度小于10mm时,可直接粘贴压缝带;而当裂缝带宽度大于10mm时,应采用沥青5mm以下拌合料(或CPA拌和石料)对裂缝先进行填实捣平,然后再粘贴压缝带。
⑤清洁施工现场,待表面粘结3-5小时后,开放交通。
对于所有的轻、中度裂缝,在上述方案处治完成后,均需采用压缝带对裂缝进行封缝
压缝带对脆弱的裂缝区域不再产生破坏,它能与裂缝区域形成紧密的连接体,加强裂缝的强度,提高裂缝处路面抗松散、抗崩边、抗崩缝和进一步发展成坑槽的能力,有效遏制裂缝进一步发展成坑槽。是有较大的伸缩变形能力,使其较沥青类封缝材料有着适应裂缝随温度变化的能力,不至于因裂缝随温度变化重新张开等优点。
二、旧水泥板块裂缝及板下脱空、唧浆、错台、沉陷、压浆处理措施
原砼板块压浆处理工艺控制及监控措施
1、压浆设备、人员配置
(1)人员应配备熟练的技术及操作工人满足施工进度要求。
搅拌机:采用高速水流强制式搅拌机,压浆泵性能应与浆液类型、浓度相适应,并应有足够的排浆量和稳定的工作性能。采用高压(10MPa)压浆钢丝编织胶管,并应能承受1.5倍的最大压浆压力。压力表其最大标值宜为最大压浆压力的2.0~2.5倍,压力表应经常进行检定,不合格的和已损坏的压力表严禁使用。压力表与管路之间应设有隔浆装置。压浆塞采用高压膨胀橡胶压浆塞。胶塞应具有良好的膨胀性和耐压性能,在最大压浆压力下能可靠地封闭压浆孔段,并且易于安装和卸除。所有压浆设备应组装在一台汽车上,保证其正常工作状态,并应有备用量。采用轮子拖动自动力地质钻机,钻孔深度可达1m。配备一辆运水车。
2、压浆工艺
(1)布孔
完好板为5孔,板角布孔及板中布孔,边孔距横缝50cm,边孔距纵缝50cm;对板块中度裂缝病害压浆为6个孔,孔沿裂缝走向分布在裂缝两侧各50cm,每组孔沿裂缝走向间距不小于50cm。
(2)钻孔
为保证施工的连续性,钻孔应按确定的孔位提前进行,钻头选择直径为5cm,孔要保持垂直并要圆。用吹气的方法形成空腔,以便于灰浆的初始分布,用3cm橡胶管安插在孔口作为衬垫。橡胶管外径和孔径一致便于使罐浆栓塞与孔口紧密结合,防止漏浆。
孔深以穿透板厚为宜,板下有空腔,通常以穿透面板3~5cm为宜。路面沉陷的钻孔深入到底基层,使级配碎石变成水稳层结构,提高整体强度。
(3)浆液材料指标
压浆采用材料主要有:普通硅酸盐水泥、水、粉煤灰、膨胀剂、减水剂。
①原材料
PO32.5普通硅酸盐水泥:必须符合质量标准,不得使用受潮结块的水泥;水:洁净水;复合外加剂;采用路面压浆专用复合外加剂,具有缓凝、减水和微膨胀的作用。
②具有自流淌密实性,泌水率≤1%。
③早期具有一定的微膨胀性,14天水养护膨胀率大于0.1%。
④凝结时间适中,初凝时间不早于2h,终凝时间不超过3.5h。
⑤早期强度高,7d抗压强度应大于3.5MPa。
一般板块压浆的压入量控制须按照实际情况调节压入浆液数量。
水泥浆配合比建议参考配比为水泥、粉煤灰、膨胀剂、水、减水剂=1:0.45:0.16:0.68:0.024,水胶比:水/(水泥+粉煤灰+膨胀剂)=0.42;施工时严格按照配合比进行。由于外加剂各类的不同,投料的顺序对浆体的强度、流动性都有很大的影响。投料顺序建议为水、胶材(水泥+粉煤灰+膨胀剂)及80%的减水剂搅拌60s,再加入20%的减水剂搅拌至规定时间。必须采用机械拌和,搅拌时间≥150s,各种材料称量、拌和时间要准确,不应出现欠拌或过拌现象。
(4)压浆
压浆必须按照一定顺序进行。一般应先压低处的孔,再压高处的孔,依次向前推移。压浆时对每个孔位的压力和时间应严格把握,稳压时间对压浆结果有很大影响。将灌浆栓塞(花管)打入孔中,锚固于水泥板块,栓塞底部适当离开基层,软管出料套在栓塞上并固定好,如果连接部牢固或密封不够,就会发生漏浆、暴孔、压力打不上等现象。压浆时,应缓慢均匀加力,一般当压力达1.5~2.0MPa之间某一值时,应保持稳压状态两三分钟以上,让浆液在板底充分流动渗透,以达到挤密和充实的效果,然后打开卸荷开关缓慢降压,压力回零。根据施工经验,压浆时压力一般控制在1.5~2.0MPa,在施工过程中应随时观察控制。压浆过程中,相邻板压浆间隙均应不停止制浆搅拌,以保持浆液均匀,不离析。具体压力需根据试验段确定。
(5)堵孔:压浆时若发现灰浆已从压孔或者压过的孔溢出时应用木塞压紧10min,拨出木塞后,无须再进行压浆,可转到其他孔压浆。如果旧板下沉压浆时注意将板抬起高相邻板3mm以内即可停压。
(6)封孔:压浆结束应立即拨出灌浆栓塞,立即插上木塞,以便有足够的时间使灰浆充分凝固。并用快凝水泥砂浆永久性密封孔口,先用钎子捣实,然后抹平。封孔水泥应比原路面高出1~2mm,或者加一定量的膨胀剂,防止水泥砂浆收缩后低于原路面,形成坑洞。
(7)养护:灌浆后的2h内禁止车辆通过灌浆区,一般养生期为3d。
3、验收标准
压浆是一个技术难度和工程量都比较大的工程。为了确保压浆工程质量,结合压浆实践,提出压浆的验收标准如下:
(1)填充性指标
板底压浆应使路面下孔深以内的空隙、空洞、裂缝等被浆液填满。采用钻孔取芯进行验收,要求抽检5%的压浆板块,合格率达到100%。
(2)强度和膨胀性指标
在压浆过程中,1km取5处浆液样品做膨胀、泌水率和抗压强度三个指标的试验,试验结果应满足前述设计要求。
(3)浆体流动性检验
为了能使压浆液能有很好的流动性,又具有较好的强度,需通过Marsh桶检浆体的流出时间。
(4)强度检测
每工作日须制作灰浆试块两组,采用三联带底砂浆试模,试块7d(正常养护6d,饱水1d)抗压强度不得低于3.5MPa,否则视为不合格。
(5)弯沉检测
压浆完成后3天,用贝克曼梁对压浆板检测弯沉或弯沉差,当板角弯沉值大于15(0.01mm),板缝弯沉差大于6(0.01mm)时应重新压浆,验收时质量检验部门应进行抽检,随机抽查20%。对不合格的应责成施工组重新钻孔压浆,直至合格为止。
4、监理控制指标
(1)严格按试验确定的浆液配比施工,制浆材料掺量应准确,称量误差不得大于5%。
(2)按设计要求布孔,下沉严重的板在病害部位增加压浆孔,钻孔深度按设计要求。
(3)压浆时压力要控制适当,压浆板或相邻板不被异常抬高,否则应停止压浆。拨出压浆管后,及时塞住压浆孔,然后压其它板(孔),在水泥初凝前(制浆约2小时)视情况回头补浆。补浆应使板周边接缝挤出浓浆为宜,但板不显著抬高。
(4)压浆后及时将路面上的浆体冲洗干净,保持路面整治。
(5)整个施工过程应注意观察,以免过渡压浆或板被异常抬高,并详细记录整个施工过程,养护中也应观察记录使用效果情况。
本项目白加黑处理方案对旧板压浆,节约能源和自然资源,有利于环境保护橡胶沥青的生产可利用废旧轮胎,符合国家提倡的建立节约型社会和发展循环经济。蕴涵巨大的经济效益和社会效益。通车六年了,无反射裂缝产生,路面使用效果良好,被评为2019年度交通部“李春奖”。