高速公路水泥混凝土舊路面加固施工工法(vol30)

1、高速公路水泥混凝土舊路面加固施工工法廣西長長路橋建設(shè)有限公司主要完成人：青志剛、黃云、李勝、黃林權(quán)、易文娟1 前言1.1廣西1997年末到2008年末，已建高速公路2181公里，其中，水泥路面結(jié)構(gòu)形式占了約86%。主要是由于廣西擁有豐富的石灰?guī)r及水泥資源，瀝青資源在廣西地區(qū)相對(duì)稀缺，導(dǎo)致了廣西絕大多數(shù)的路面形式為水泥路面。這些混凝土路面已陸續(xù)到達(dá)設(shè)計(jì)使用年限，病害嚴(yán)重，需要進(jìn)行各種形式的舊路改造。水泥路面破損的原因，主要是由于混凝土板、基層、路基的缺陷引起的。這些缺陷除了設(shè)計(jì)因素及施工質(zhì)量的原因之外，一般是在行車和各種自然因素作用下形成的，而水和超重荷載是主要因素。舊路改造則是以路基路面加固補(bǔ)

2、強(qiáng)為前提。1.2 廣西長長路橋建設(shè)有限公司承建了廣西柳南高速公路改擴(kuò)建工程加鋪瀝青混凝土路面LNLM3、LNLM4合同段的施工任務(wù)，在施工實(shí)踐中，不斷地對(duì)混凝土路面加固施工工藝加以總結(jié)和完善，形成了高速公路水泥混凝土舊路面加固施工工法。2 工法特點(diǎn)2.1 本工法采用路基路面注漿加固補(bǔ)強(qiáng)轉(zhuǎn)換路面結(jié)構(gòu)基層施工工藝，不需大翻修即可使舊路基路面恢復(fù)其使用性能，節(jié)能降耗。2.2 注漿加固補(bǔ)強(qiáng)工藝操作便捷、設(shè)備簡單，可平行大規(guī)模施工，縮短工期；2.3采用彎沉值檢測(cè)加固補(bǔ)強(qiáng)效果，質(zhì)量有保障。3 適用范圍高速公路、一級(jí)公路、城市道路、工業(yè)園區(qū)道路舊水泥路面加固、病害處理。4 工藝原理水通過裂縫接縫滲入基層，造

3、成基層軟化?；蚍e水向路基滲透，通過毛細(xì)作用逐漸向上，使路基上部土層變濕。在車輛荷載的重復(fù)作用下，出現(xiàn)基層承載力不足，地基不均勻下沉。產(chǎn)生唧泥將基層細(xì)料沖走導(dǎo)致板端脫空、路面板塊松動(dòng)、錯(cuò)臺(tái)、板角冒漿，最后出現(xiàn)斷板破碎。另一方面，超重車荷載大大超過路面設(shè)計(jì)荷載，造成混凝土板塊疲勞，形成水泥板斷裂、破碎，大大縮短正常使用年限。路基路面注漿加固是通過注漿管,施加一定壓力將漿液均勻注入路基、板底空隙、板下基(墊)層中,以充填、滲透、擠密等方式,趕走板底及基層裂隙中的積水、空氣后占據(jù)其位置,經(jīng)人工控制一段時(shí)間后,漿液將原來的松散顆?；蛄严赌z結(jié)為整體,形成一個(gè)良好的“結(jié)石體”，轉(zhuǎn)換成了路面結(jié)構(gòu)基層。灌漿改善

4、了板底原有受力狀態(tài),恢復(fù)板體與地基的連續(xù)性,從而達(dá)到加固基礎(chǔ)、治理病害的目的。對(duì)于破碎板采用清除澆注新板的方法處理。5 施工工藝流程及操作要點(diǎn)5.1 施工工藝流程調(diào)查分析、檢測(cè)路基沉陷、板底脫空錯(cuò)臺(tái)破碎板填平法磨平法鉆孔破板制漿清理壓漿澆筑砼不合格養(yǎng)護(hù)檢驗(yàn)圖5.1-1 工藝流程圖5.2 工法操作要點(diǎn)5.2.1 路基路面加固施工(1) 路基注漿加固對(duì)于沉陷的路基，根據(jù)路基填土的類別及調(diào)查結(jié)果，采用壓力注漿加固。路基壓漿漿液擴(kuò)散半徑為1.3米，注漿孔孔距為2.5米，呈正三角形布置。注漿孔深度視處治路段所處填、挖情況具體確定。注漿孔孔徑為75mm，注漿花管孔徑為40mm。注漿材料選用純水泥漿，采用P

5、.O 32.5或以上標(biāo)號(hào)的普通硅酸鹽水泥，水灰比為0.7:1，注漿壓力為0.10.5Mpa，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)條件、現(xiàn)場(chǎng)灌注效果及地面抬動(dòng)狀況調(diào)整。當(dāng)路基或涵洞壁冒漿均勻后停止注漿。如圖5.2-1。圖5.2-1 路基注漿施工(2) 路面板底脫空灌漿水泥路面板處治以路面板的單點(diǎn)實(shí)測(cè)彎沉值和接縫兩側(cè)板邊彎沉差指標(biāo)來控制：單點(diǎn)實(shí)測(cè)彎沉值小于0.14mm時(shí)，水泥路面板塊不處治；單點(diǎn)實(shí)測(cè)彎沉值介于0.140.40mm之間時(shí)，水泥路面板塊進(jìn)行板底壓漿處理；單點(diǎn)實(shí)測(cè)彎沉值大于0.40mm時(shí)，水泥路面板塊不再利用，做換板處理；接縫兩側(cè)板邊實(shí)測(cè)彎沉差大于0.08mm時(shí)，傳荷能力較差，水泥路面板塊進(jìn)行板底壓漿處理。路面

6、板底脫空灌漿的施工方法為：首先布孔、鉆孔，一般鉆35孔，距邊角4050cm，孔的直徑略大于灌漿機(jī)的噴嘴直徑，并貫穿混凝土板，其深度穿越經(jīng)過穩(wěn)定的基層底層，但鉆入土基的深度不超過7cm。采用不小于30mm的鉆進(jìn)取芯機(jī)鉆孔，鉆孔深度為70cm，且穿透級(jí)配碎石基層，鉆不夠深度時(shí)，不允許用鋼釬將孔深打到70cm。鉆孔完后，使用壓縮空氣將孔中的混凝土碎屑、雜物清除干凈，以利于灌漿料在壓力泵作用下順利流入脫空處。當(dāng)清孔完畢后，進(jìn)行配料。壓漿機(jī)事先用水清洗并排凈水分，根據(jù)所需灌注的體積、漿體配合比及施工進(jìn)度，稱取各種材料，將減水劑和早強(qiáng)劑加入水中，將水泥、膨脹劑倒入灌漿機(jī)的攪拌筒中，先進(jìn)行一定的拌和，然后再

7、將已溶有減水劑、早強(qiáng)劑的水加入并不斷攪拌，形成均勻漿體，攪拌時(shí)間5-10分鐘。漿體在配制好后半小時(shí)內(nèi)用完，并在施工過程中不停的攪拌。灌注水泥漿，施工中采用“圍、擠、壓”方法，就是先將注漿區(qū)圍住，再在中間插孔擠密。灌漿是按照由低到高，由外向內(nèi)的順序進(jìn)行，即先灌注地勢(shì)低的再灌注地勢(shì)高的，先灌注外車道再灌注內(nèi)車道，這樣易于保證注漿質(zhì)量。灌漿過程中，先灌注靠近路面兩側(cè)的孔，再灌注路面之間的孔，有利于灌注密實(shí)。將壓力泵的壓力均勻增加到0.8Mpa左右，最大壓力控制在1.5Mpa，并停留35分鐘。當(dāng)漿體由其他孔中或路的兩側(cè)擠出時(shí)表明已灌滿，減小壓力并將噴嘴提起，使孔中灌滿漿體，關(guān)閉壓力泵，將灌漿機(jī)移到下一

8、孔繼續(xù)進(jìn)行灌漿。灌漿15分鐘后將孔中的漿體抹平即可，不需另外的封堵材料。灌漿后12小時(shí)內(nèi)控制交通，壓漿板上禁止車輛通行，以利于板下漿體的硬化和強(qiáng)度的增強(qiáng)。如圖5.2-2。圖5.2-2 路面板鉆孔施工5.2.2更換破碎板水泥路面板經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)確定為破碎板或經(jīng)檢測(cè)單點(diǎn)實(shí)測(cè)彎沉值大于0.40mm時(shí)，水泥路面板塊不再利用，做換板處理。1、破板采用“兩刀”切法，用切割機(jī)沿破碎板的周邊割兩刀，確保破板邊緣整齊。靠行車道一側(cè)立好安全網(wǎng)。圖5.2-3“兩刀切”圖5.2-4破板2、基層處理：清除砼面板后，要對(duì)基層進(jìn)行認(rèn)真檢查，確?；鶎悠秸?。如有基層有坑槽、松散或破損應(yīng)按相應(yīng)技術(shù)規(guī)范要求挖除處理并用C10砼填平，待

9、達(dá)到強(qiáng)度后才能進(jìn)行下一道工序。注意：不能用澆筑路面混凝土直接填補(bǔ) 3、澆筑混凝土（1）檢查準(zhǔn)備材料，發(fā)電機(jī)、振動(dòng)棒、混凝土運(yùn)輸車等機(jī)械設(shè)備的數(shù)量及運(yùn)行是否正常。如果天氣不好還要準(zhǔn)備彩條布，隨時(shí)應(yīng)急。（2）到攪拌站檢查原材料，水泥、砂、碎石、含泥量、含水量、施工配合比。檢查攪拌設(shè)備是否清洗干凈，不可有廢料留在攪拌設(shè)備內(nèi)。（3）檢測(cè)坍落度是否在施工配合比范圍內(nèi)。（4）當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)氣溫大于等于30度時(shí)，應(yīng)避開高溫時(shí)段施工。（5）振動(dòng)棒的使用：每車道應(yīng)使用2根振動(dòng)棒，組成橫向振動(dòng)棒組。 圖5.2-5 澆注新路面板4、保養(yǎng)采用單面防水土工布覆蓋保濕養(yǎng)生，為防止土工布被風(fēng)吹掀起，要求土工布四周用濕麻袋覆蓋壓實(shí)。

10、每天上午、下午至少各灑水一次，并根據(jù)天氣情況適當(dāng)增加灑水次數(shù)。 5、切縫為防止斷板，應(yīng)及時(shí)切縫，特別在夜間降溫較大或降雨時(shí)，應(yīng)提早切縫。宜早不宜晚，宜深不宜淺。6、刻槽采用硬刻槽，當(dāng)抗壓強(qiáng)度達(dá)到40后可開始刻槽，刻槽后應(yīng)將路面沖洗干凈并恢復(fù)養(yǎng)生。構(gòu)造深度 0.7mmTD1.1mm。7、灌縫使用M950聚氨酯道路嵌縫膠。各種施工方法、工藝及驗(yàn)收均按更換砼路面縮縫工程的要求進(jìn)行。5.2.3 路面錯(cuò)臺(tái)找平處理1、處治方法的選擇： 3mmh5mm時(shí)采用磨平法； 5mm <h 時(shí)采用填補(bǔ)法處理；施工位置、處治方法須由現(xiàn)場(chǎng)管理人員確認(rèn)同意后方可施工2、施工工序先標(biāo)識(shí)確定打磨范圍，然后將高側(cè)打磨，邊打

11、磨邊吸收清洗漿液，用3米直尺檢測(cè)打磨效果，直至平整度小于3mm。打磨后要對(duì)打磨處進(jìn)行刻紋，保證行車摩擦系數(shù)；并按要求把與打磨的砼路面相同長度的縮縫進(jìn)行更換。5.2.4路基路面加固驗(yàn)收對(duì)已完成加固工作的路面測(cè)量彎沉值，板邊彎沉值要求0.14mm，板邊彎沉差0.06mm，達(dá)不到要求的水泥混凝土板再進(jìn)行板底灌漿，直到滿足要求為止。圖5.2-6 檢測(cè)彎沉值6 材料與設(shè)備6.1 路基路面加固的主要材料是水泥，管理中主要抓好儲(chǔ)存、運(yùn)輸、裝卸、檢驗(yàn)各個(gè)環(huán)節(jié)中的質(zhì)量保證。水泥在進(jìn)場(chǎng)時(shí)質(zhì)保資料必須齊全，試驗(yàn)室按要求對(duì)進(jìn)場(chǎng)的水泥都要取樣檢驗(yàn)，試驗(yàn)室取樣合格后物資部簽發(fā)驗(yàn)收單，記錄水泥來源、標(biāo)號(hào)、數(shù)量、到貨日期、發(fā)

12、票號(hào)碼、存放地點(diǎn)、檢驗(yàn)品質(zhì)及水泥使用的地段等。6.2每批進(jìn)場(chǎng)的集料均按規(guī)范要求對(duì)集料的規(guī)格、級(jí)配、含泥量、等特性進(jìn)行取樣分析，證明合格后方可進(jìn)場(chǎng)堆放，并簽發(fā)驗(yàn)收單。施工過程中定期檢查料堆的級(jí)配特性，監(jiān)測(cè)有無變化。集料場(chǎng)地經(jīng)硬化，無污染，具有良好的防排水設(shè)施。細(xì)集料用遮雨棚遮蓋，不同規(guī)格的集料采用隔墻分隔。6.3加固路面施工主要設(shè)備表見表6-1。表6-1 主要施工設(shè)備表序號(hào)名 稱型號(hào)及規(guī)格單位數(shù)量備注1發(fā)電機(jī)組200KW臺(tái)3現(xiàn)場(chǎng)施工用2混凝土鉆孔機(jī)臺(tái)12鉆孔3取芯鉆臺(tái)6現(xiàn)場(chǎng)施工用4壓漿機(jī)臺(tái)8現(xiàn)場(chǎng)施工用5灰漿攪拌機(jī)套6拌水泥漿用6水車8T輛4現(xiàn)場(chǎng)施工用7貝克曼梁5.4m套6現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)用8自卸汽車東風(fēng)

13、日產(chǎn)輛12現(xiàn)場(chǎng)施工用9電動(dòng)打磨機(jī)臺(tái)410挖掘機(jī)DH55臺(tái)8現(xiàn)場(chǎng)施工用117 質(zhì)量控制7.1 質(zhì)量控制依據(jù)：ISO9001質(zhì)量管理體系、公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)、公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范、公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范、公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程、設(shè)計(jì)文件。7.2 施工前合理進(jìn)行人員組織，根據(jù)崗位配置施工人員，嚴(yán)格輪換班制度。7.3 在施工前，編制施工方案，做好施工技術(shù)和安全技術(shù)交底，施工時(shí)嚴(yán)格按照制定的施工方案進(jìn)行。7.4 在施工前，必須做好設(shè)備的檢修和調(diào)試工作，保證在施工過程中設(shè)備不出現(xiàn)故障，并且要設(shè)置足夠數(shù)量的備用設(shè)備，備足易損件配件。7.5 施工過程全程監(jiān)控，每個(gè)施工環(huán)節(jié)都有人員負(fù)責(zé)，避免出現(xiàn)脫節(jié)，發(fā)

14、現(xiàn)問題及時(shí)解決。7.6正確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)指導(dǎo)路面施工具有重要意義，需要人員具有高度的責(zé)任心和有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z測(cè)方法。8 安全措施8.1 嚴(yán)格執(zhí)行公司“三標(biāo)一體化”管理體系，成立安全管理機(jī)構(gòu)，進(jìn)行危險(xiǎn)源因素評(píng)價(jià)和分析，制定安全管理方案，遵照公路工程施工安全技術(shù)規(guī)程、施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范等有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。8.2 在施工前做好安全技術(shù)交底工作，成立安全管理領(lǐng)導(dǎo)小組，實(shí)行安全生產(chǎn)責(zé)任制度。8.3 編制專項(xiàng)安全保證措施方案和安全生產(chǎn)事故緊急預(yù)案。8.4 對(duì)進(jìn)場(chǎng)的施工管理人員、機(jī)械操作員、施工隊(duì)工人進(jìn)行安全知識(shí)培訓(xùn)、安全技術(shù)教育，提高安全意識(shí)。8.5 重點(diǎn)預(yù)防機(jī)械、車輛傷害，預(yù)防觸電、火災(zāi)等的傷害。8.

15、6 在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置醒目的安全標(biāo)志、標(biāo)語和其它交通管理設(shè)施，以保證施工人員安全。9 環(huán)保措施9.1 嚴(yán)格執(zhí)行公司“三標(biāo)一體化”管理體系，成立環(huán)保管理機(jī)構(gòu)，進(jìn)行環(huán)境因素評(píng)價(jià)和分析，制定施工期間環(huán)境保護(hù)措施，遵照建設(shè)工程施工現(xiàn)場(chǎng)管理規(guī)定有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。9.3 施工工作面做到整齊整潔，防止污水、泥漿污染旁邊行車道。9.4現(xiàn)場(chǎng)主要道路、料場(chǎng)等工作場(chǎng)地進(jìn)行硬化處理，加強(qiáng)道路及料場(chǎng)灑水，防止揚(yáng)塵過大。9.5施工垃圾集中分類堆放在臨時(shí)存放站，不得沿線隨意撒棄；有毒有害及危險(xiǎn)廢棄物集中管理，專人處置。10 效益分析10.1 經(jīng)濟(jì)效益該工法施工流程緊密，施工人員少，施工進(jìn)度快，柳南高速公路改擴(kuò)建工程采用該施工工法，比原計(jì)劃提前兩個(gè)月完成了加鋪路面的施工任務(wù)，為項(xiàng)目節(jié)省了四百多萬的設(shè)備租金。10.2 社會(huì)效益采用該工法，實(shí)現(xiàn)了工期的縮短，滿足了市場(chǎng)投資回報(bào)快的需求，高速公路占用的大量土地、資金、材料等資源能在最短時(shí)間內(nèi)發(fā)揮效用，產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益。10.3 技術(shù)效益采用該工法，有效地保證了路面施工質(zhì)量。有效消除舊路面的病害，彎沉檢測(cè)值指標(biāo)高于合格標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)為廣西高速公路的大規(guī)模改造舊水泥路面施工提供施工經(jīng)驗(yàn)。11 工程實(shí)例11.1 廣西柳南高速公路改擴(kuò)建工程加鋪瀝青混凝土路面NLM3、LNLM4合同段路線全長分別為27.696公里和29.44公里，全線設(shè)計(jì)車道為