高速公路水泥混凝土旧路面加固施工工法

'高速公路水泥混凝土旧路面加固施工工法广西XX路桥建设有限公司主要完成人：1前言1.1广西1997年末到2008年末，已建高速公路2181公里，其中，水泥路面结构形式占了约86%。主要是由于广西拥有丰富的石灰岩及水泥资源，沥青资源在广西地区相对稀缺，导致了广西绝大多数的路面形式为水泥路面。这些混凝土路面已陆续到达设计使用年限，病害严重，需要进行各种形式的旧路改造。水泥路面破损的原因，主要是由于混凝土板、基层、路基的缺陷引起的。这些缺陷除了设计因素及施工质量的原因之外，一般是在行车和各种自然因素作用下形成的，而水和超重荷载是主要因素。旧路改造则是以路基路面加固补强为前提。1.2广西xx路桥建设有限公司承建了广西xx高速公路改扩建工程加铺沥青混凝土路面№LNLM3、№LNLM4合同段的施工任务，在施工实践中，不断地对混凝土路面加固施工工艺加以总结和完善，形成了高速公路水泥混凝土旧路面加固施工工法。2工法特点2.1本工法采用路基路面注浆加固补强转换路面结构基层施工工艺，不需大翻修即可使旧路基路面恢复其使用性能，节能降耗。2.2注浆加固补强工艺操作便捷、设备简单，可平行大规模施工，缩短工期；2.3采用弯沉值检测加固补强效果，质量有保障。3适用范围高速公路、一级公路、城市道路、工业园区道路旧水泥路面加固、病害处理。4工艺原理水通过裂缝接缝渗入基层，造成基层软化。或积水向路基渗透，通过毛细作用逐渐向上，使路基上部土层变湿。在车辆荷载的重复作用下，出现基层承载力不足，地基不均匀下沉。产生唧泥将基层细料冲走导致板端脱空、路面板块松动、错台、板角冒浆，最后出现断板破碎。另一方面，超重车荷载大大超过路面设计荷载，造成混凝土板块疲劳，形成水泥板断裂、破碎，大大缩短正常使用年限。 路基路面注浆加固是通过注浆管,施加一定压力将浆液均匀注入路基、板底空隙、板下基(垫)层中,以充填、渗透、挤密等方式,赶走板底及基层裂隙中的积水、空气后占据其位置,经人工控制一段时间后,浆液将原来的松散颗粒或裂隙胶结为整体,形成一个良好的“结石体”，转换成了路面结构基层。灌浆改善了板底原有受力状态,恢复板体与地基的连续性,从而达到加固基础、治理病害的目的。对于破碎板采用清除浇注新板的方法处理。5施工工艺流程及操作要点5.1施工工艺流程调查分析、检测路基沉陷、板底脱空错台破碎板填平法磨平法钻孔破板制浆清理压浆浇筑砼不合格养护检验图5.1-1工艺流程图5.2工法操作要点5.2.1路基路面加固施工(1)路基注浆加固 对于沉陷的路基，根据路基填土的类别及调查结果，采用压力注浆加固。路基压浆浆液扩散半径为1.3米，注浆孔孔距为2.5米，呈正三角形布置。注浆孔深度视处治路段所处填、挖情况具体确定。注浆孔孔径为75mm，注浆花管孔径为40mm。注浆材料选用纯水泥浆，采用P.O32.5或以上标号的普通硅酸盐水泥，水灰比为0.7:1，注浆压力为0.1~0.5Mpa，根据实际地质条件、现场灌注效果及地面抬动状况调整。当路基或涵洞壁冒浆均匀后停止注浆。如图5.2-1。图5.2-1路基注浆施工(2)路面板底脱空灌浆水泥路面板处治以路面板的单点实测弯沉值和接缝两侧板边弯沉差指标来控制：单点实测弯沉值小于0.14mm时，水泥路面板块不处治；单点实测弯沉值介于0.14~0.40mm之间时，水泥路面板块进行板底压浆处理；单点实测弯沉值大于0.40mm时，水泥路面板块不再利用，做换板处理；接缝两侧板边实测弯沉差大于0.08mm时，传荷能力较差，水泥路面板块进行板底压浆处理。路面板底脱空灌浆的施工方法为：首先布孔、钻孔，一般钻3~5孔，距边角40~50cm，孔的直径略大于灌浆机的喷嘴直径，并贯穿混凝土板，其深度穿越经过稳定的基层底层，但钻入土基的深度不超过7cm。采用不小于￠30mm的钻进取芯机钻孔，钻孔深度为70cm，且穿透级配碎石基层，钻不够深度时，不允许用钢钎将孔深打到70cm 。钻孔完后，使用压缩空气将孔中的混凝土碎屑、杂物清除干净，以利于灌浆料在压力泵作用下顺利流入脱空处。当清孔完毕后，进行配料。压浆机事先用水清洗并排净水分，根据所需灌注的体积、浆体配合比及施工进度，称取各种材料，将减水剂和早强剂加入水中，将水泥、膨胀剂倒入灌浆机的搅拌筒中，先进行一定的拌和，然后再将已溶有减水剂、早强剂的水加入并不断搅拌，形成均匀浆体，搅拌时间5-10分钟。浆体在配制好后半小时内用完，并在施工过程中不停的搅拌。灌注水泥浆，施工中采用“围、挤、压”方法，就是先将注浆区围住，再在中间插孔挤密。灌浆是按照由低到高，由外向内的顺序进行，即先灌注地势低的再灌注地势高的，先灌注外车道再灌注内车道，这样易于保证注浆质量。灌浆过程中，先灌注靠近路面两侧的孔，再灌注路面之间的孔，有利于灌注密实。将压力泵的压力均匀增加到0.8Mpa左右，最大压力控制在1.5Mpa，并停留3~5分钟。当浆体由其他孔中或路的两侧挤出时表明已灌满，减小压力并将喷嘴提起，使孔中灌满浆体，关闭压力泵，将灌浆机移到下一孔继续进行灌浆。灌浆15分钟后将孔中的浆体抹平即可，不需另外的封堵材料。灌浆后12小时内控制交通，压浆板上禁止车辆通行，以利于板下浆体的硬化和强度的增强。如图5.2-2。图5.2-2路面板钻孔施工5.2.2更换破碎板水泥路面板经调查发现确定为破碎板或经检测单点实测弯沉值大于0.40mm时，水泥路面板块不再利用，做换板处理。1、破板采用“两刀”切法，用切割机沿破碎板的周边割两刀，确保破板边缘整齐。靠行车道一侧立好安全网。 图5.2-3“两刀切”图5.2-4破板2、基层处理：清除砼面板后，要对基层进行认真检查，确保基层平整。如有基层有坑槽、松散或破损应按相应技术规范要求挖除处理并用C10砼填平，待达到强度后才能进行下一道工序。注意：不能用浇筑路面混凝土直接填补3、浇筑混凝土（1）检查准备材料，发电机、振动棒、混凝土运输车等机械设备的数量及运行是否正常。如果天气不好还要准备彩条布，随时应急。 （2）到搅拌站检查原材料，水泥、砂、碎石、含泥量、含水量、施工配合比。检查搅拌设备是否清洗干净，不可有废料留在搅拌设备内。（3）检测坍落度是否在施工配合比范围内。（4）当现场气温大于等于30度时，应避开高温时段施工。（5）振动棒的使用：每车道应使用2根振动棒，组成横向振动棒组。图5.2-5浇注新路面板4、保养①采用单面防水土工布覆盖保湿养生，为防止土工布被风吹掀起，要求土工布四周用湿麻袋覆盖压实。②每天上午、下午至少各洒水一次，并根据天气情况适当增加洒水次数。5、切缝为防止断板，应及时切缝，特别在夜间降温较大或降雨时，应提早切缝。宜早不宜晚，宜深不宜浅。6、刻槽采用硬刻槽，当抗压强度达到40％后可开始刻槽，刻槽后应将路面冲洗干净并恢复养生。构造深度0.7mm≤TD≤1.1mm。7、灌缝使用M950聚氨酯道路嵌缝胶。各种施工方法、工艺及验收均按更换砼路面缩缝工程的要求进行。5.2.3路面错台找平处理1、处治方法的选择：①3mm≤h≤5mm时采用磨平法； ②5mm