旧水泥路面沥青加铺面层结构设计.docx

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旧水泥路面沥青加铺面层结构设计

漕宝路地面道路拓宽改造工程是虹桥枢纽配套路网干路“十三横九纵”之一，是联系嘉金高速、中春路、外环线以及至中环的主要地面通道。

漕宝路现状道路为双向四车道规模，采用水泥混凝土路面。

根据总体方案，漕宝路（嘉闵高架～外环线）地面道路拟改建为双向六车道规模。

与沥青路面相比，水泥混凝土路面修复相对困难。

目前，水泥路面修复养护主要方法有三种：

加铺水泥混凝土面层、加铺沥青混凝土罩面和翻修。

加铺水泥混凝土面层的厚度一般要求不小于20cm，而且要求至少28d的封闭交通以进行水泥混凝土的养生，这种方案对交通影响很大，难以应用于繁忙交通的路段。

翻修一般仅适用于旧水泥混凝土路面破损已经十分严重，无法进行水泥混凝土或沥青混凝土加铺，或路面标高受到限制的路段。

这种方法中旧水泥板的破碎、运输、废弃均需要大量费用，而且对交通影响很大。

而加铺沥青混凝土，即所谓的“白改黑”加铺改造，造价较低，施工方便，对交通影响小，同时有效地改善了原水泥混凝土路面的行车条件，是国内外经常采用的重交通水泥路面修复措施。

旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层是旧水泥路修复改造的一种重要形式，这种“白改黑”工程在各省市得到了较为广泛的应用。

1原有水泥砼路面的整治、补强

在原有水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层之前应对原水泥混凝土路面进行处理，使原水泥混凝土路面稳定、清洁，面板损坏部分得到维修，达到城市主干路基层的要求。

通过调查分析，本工程原水泥混凝土路面的损坏主要是板底脱空和部分损坏开裂严重的面板等，对其损坏的具体情况采取相应的措施。

对板底脱空采取注浆加固措施进行处理；对面板损坏则视损坏程度，进行面板混凝土翻修处理；对板中接缝、裂缝处加铺应力吸收膜等。

6.1板底脱空的处理

针对本工程原水泥混凝土板的实际情况，结合其他路段的实践经验，对板底脱空采取注浆措施进行处理。

6.1.1水泥混凝土面板的测定

1）水泥混凝土面板脱空位置的确定可采用弯沉测定法。

2）须用5.4m长杆弯沉仪（贝克曼梁弯沉仪）及相当于BZZ—100重型标准汽车。

3）为避免温度梯度引起的对板底脱空的影响，板角弯沉测量在白天进行。

4）弯沉仪触点在沿行车方向靠纵缝70cm，横缝前后各10cm测定主、副点弯沉。

载重车驶入测试板即停在横缝处，但不得压缝。

5）弯沉仪的测点与支座不应放在相邻两块面板上，待弯沉车离测试板时，方可读取百分表值。

6）凡主点弯沉超过0.27mm的或者差异弯沉超过0.1mm的，即视为面板脱空，需要注浆补强的面板。

7）记录实测主点弯沉和差异弯沉。

并用颜色在该面板上标注，以备后期检测对比评定注浆效果。

6.1.2注浆孔布设与钻孔

1）本工程灌注采取填充式注浆，流量可取7－10L/min，不宜大于20L/min。

2）布设基本尺寸如图6-1所示，注浆孔与面板边的距离不应小于50cm。

在一块板上，注浆孔的数量一般为5个，也可根据具体情况确定。

为防止钻孔时触及传力杆钢筋，注浆孔距板角距离取45cm。

d－灌浆孔孔直径；l－板长；b－板宽单位：

厘米

图6.1-1孔位布置图

3）现场应根据砼面板尺寸、下沉量大小、裂缝状况、灌浆机械以及室内试验、施工人员的经验加以确定。

孔数应能满足注浆、排气作用。

4）用凿岩机在路面上打孔，孔的大小应和注浆嘴的大小一致，一般为50mm左右。

灌注孔钻好后，用压缩空气将孔中的砼碎屑、杂物清除干净，并保持干燥。

5）灌注孔的深度应视脱空层位而定，同时考虑基层情况。

本工程中灌注孔深度应钻透砼板与三渣基层，其孔深应打到三渣基层以下5cm，一般深度应在60～70cm左右。

同时要保证钻孔垂直度满足要求。

6）钻孔顺序最好沿一个车道，边灌边钻，切不可多个车道一起钻开。

6.1.3灌注浆液的一般要求

1）浆液粘度低、流动性好，能进入细小裂缝且泌水率低（一般不超过4%）；

2）具有一定稠度、密实性，固结性好，能有效填充脱空区；

3）浆液配制方便，操作简单，稳定性好，在常温、常压下能较长时间存放，能满足施工工序衔接时间的需要，凝固时间适中；

4）具有一定的强度，尽可能提高早期强度，凝固后无收缩，早期宜具有微膨胀性能；

5）无毒、不污染环境，对人体无害，对注浆设备、管道、混凝土结构物及橡胶制品无腐蚀性并易清洗。

6.1.4调制浆液

1）灌注浆配比应在施工前，由施工单位在试验室试配，以达到浆体强度条件下，确保灌注浆具有可操作的流动度。

并报请业主、监理和设计、科研等有关单位最终确定。

2）灌注浆强度，以7.07x7.07x7.07cm立方体抗压强度为标准，按有关操作规程进行7天及28天试件试验。

其7天抗压强度不低于5.0MPa，28天抗压强度不低于10.0MPa；若在灌注浆中掺用早强剂，则需进行3天抗压强度试验，其试验结果不低于5.0MPa时方可在3天后堵孔开放交通。

3）灌注浆的流动度可参照使用锥形漏斗仪进行量测，以流出一定浆体的时间（s）为标准。

现场浆液流动度还应根据温度、风力作适当调整。

4）灌注浆由水泥、粉煤灰、外加剂以及水组成。

本试验段采用参数比例（重量比）为：

水泥：

粉煤灰：

水=1：

0.7：

0.8，另添加SN-Ⅱ型早强减水外加剂，剂量为水泥重0.5~0.75%。

5）SN-Ⅱ型外加剂应先行按比例掺拌入水中，并使之完全溶解，工地现场调制灌注浆液时，必须实测容器各部件中预留水量，并在掺水总量中扣除，以保证材料组配比例和灌注浆流动度的正确。

6）水、水泥、粉煤灰等材料严格按配合比依次投入制浆桶，投料过程中不停搅拌直到浆液均匀。

灌注过程中也应不停搅拌浆液，以保持浆液均匀、不离析。

6.1.5架设测量仪器

为防止超压注浆而造成面板隆起，应在被注浆面板附近，架设测量仪器。

观测灌注过程中面板抬高，隆起现象。

若测量到面板整体或局部出现抬高，需立即通告灌注机操作人员。

6.1.6灌注浆液

1）灌注作业应先从沉陷量大的部位的灌注孔开始，逐步由大到小。

2）灌注浆液宜采用冲程式压浆机，压力由压力表指示，灌浆泵从搅拌容器中吸取浆液，经过泵压后进入高压胶管注入水泥砼面板下部。

3）制浆完成后，将灌浆栓塞插入已钻好孔眼的水泥板中，锚固牢靠，开动机械，待运转正常后，启动灌浆泵，同时打开搅拌机底部出料开关，向灌浆泵送料，即开始灌浆作业。

4）由于本工程采取注填式灌浆方法，压浆的压力应使浆液能流动灌注即可。

5）当浆液从接缝处或另一注浆孔冒出，就可认为完成该孔注浆，即停止注浆，迅速移至另一注孔进行继续作业。

6）如果压力急速增大或面板被顶起时应及时关闭压力阀，则浆液回流到回流槽，回流灰浆可再生利用。

7）在灌注时，应同时观察量测仪器，量测被注浆面板是否出现抬高现象，并及时反馈给施注操作人员。

出现抬高现象时，应立即关闭压力阀，停止注浆。

6.1.7压力控制

1）压力的控制应视混凝土板的损坏及脱空情况具体确定，压力一般控制在1MPa~4MPa。

压力的控制对注浆的成本和效果具有重要作用，施工过程中应注意控制。

2）当混凝土板纵、横缝隙有浆液冒出时，继续注浆5~10s即应停止；板底有积水处，积水会在浆液压力下从缝隙冒出，此时需要继续注浆，直到浆液冒出5~10s后停止。

3）浆液从相邻板缝隙或三渣与混凝土板缝隙大量冒出时，立即停止注浆。

4）需顶升混凝土板块时，当板块顶升至高出正常板1~2mm即停止注浆，此时随着注浆压力的撤离，板块会由于重力作用下沉1~2mm，正好与正常板平齐。

5）当压力表指针异常跳动或发电机声音突然增大时应立即停止注浆。

6）一般情况下，当注浆压力大于2MPa时，浆体可能会对板产生扰动，形成新的空洞；或在板上产生辐射状裂纹。

这时起了反作用，弯沉增大且加速了板的损坏。

7）当板边或板角被抬高1.5cm时，立即停止注浆。

因为过高抬起板，可能导致板折断，或产生新的不均匀支承。

6.1.8封孔养生及交通管制

1）大面积灌注流水作业时，为防止杂物落入，钻好的注浆孔需要进行临时封孔；灌注压浆完成后，应立即用木塞封孔，待浆液抗压强度达到3Mpa时，用水泥砂浆堵孔。

2）开放交通前，应用合适的材料从新灌缝，同时应及时清除残留在路面的浆液，避免污染。

3）压浆后一般养生7～14天即可开放交通，但气温较低时施工，其压浆养护时间应适当延长。

6.1.9现场浆液强度测试

灌注浆液应在一个台班或一定数量的施工工作量时进行一组试件浇筑，并在标准养生条件下按7天及28天龄期进行养生。

若根据工程进度、天气气温和使用早强外加剂时应增加3天龄期试件浇筑。

3天及7天龄期抗压强度值必须及时提交，以确定灌注质量及开放交通时机。

6.1.10特殊情况处理

1）哑孔现象。

因板底状况不明，并非所选钻的每个孔百分之百都能注浆，遇到灌不进浆液的孔称为“哑孔”。

对于哑孔，可先用泵向孔内压射少量水或喷射空气，使之形成小空腔并与脱空区贯连以便浆液的初始分布。

2）注浆须连续进行，尽量减少中途停机，以免堵塞管道。

中途停机或收工时，必须对制浆机、压浆机、输送管道连续清洗直至冲洗干净。

3）如需暂时中断作业，应将喷嘴浸在水中，并以点动的形式使压力泵反转，使喷管及压力泵吸入一定量的水，以防止浆体沉淀硬化，阻塞喷管，但应控制吸入水量，不能使水进入到搅拌筒中；再进行注浆时，应先将吸入的水排掉，再进行注浆。

6.1.11施工注意事项

1）注浆宜在原机非分隔带未开挖前进行，若在开挖后铺完新建基层再（未到养生期要求时）进行，会对基层有扰动，影响其强度。

2）每次注浆施工收工时，必须用清水冲洗搅拌桶，此时液压泵照常工作，使水经管道、注浆泵从高压管中排出，将各部件残留浆液彻底排除冲洗干净。

3）高压管前不能站人，防喷浆、水伤人。

4）注意经常检修机械，做好防潮、防水、防漏电工作。

6.1.12浆液工程质量评价

采用灌注水泥浆类材料对原有水泥混凝土面板脱空现象进行填注补强的工程质量评价，以下列各项同时进行：

1）灌注浆配合比例及强度评价：

包括配合比例是否符合室内试验室试配并报请有关单位核定的组配比例，是否少用或多用部分组成材料，这可能影响浆体后期强度及行车后补强功效；其次是灌注浆体的立方体抗压强度（早期及标准）是否符合设计要求。

2）现场外观质量评价：

包括现场浆体流淌状况、施压过程和灌注过程的连续性、注浆量以及工后养生保护是否符合设计和质量要求。

3）弯沉测量评价：

灌注浆后，应在7天龄期后或使用早强外加剂3天龄期后（不超过14天），用长杆弯沉仪（5.4m）和后轴轴载100KN的标准车，在面板上再次测量主点弯沉值和差异弯沉值。

当主点弯沉值均低于设计要求值时，可认为灌注浆补强功效已经达到。

6.2损坏严重板块的处理

原有水泥砼板损坏严重的（有下列情况之一的），需要破碎板块，对整块面板进行翻修和重新浇筑。

1板块有两条（含）以上贯通裂缝的；

2板块有两个（含）以上破裂角；

3板块有一个大于1/4板面积破损角。

基本原则如下

1）凿除应注意对相邻板块的影响，尽可能保留原有拉杆。

宜用液压镐凿除破碎混凝土板，应及时清运混凝土碎块。

2）旧板基层损坏部分应予清除,并将基层整平、压实，同时要具有一定横坡度，板块下已损坏的原三渣基层宜用C15贫混凝土对其进行补强，其补强混凝土顶面标高应与旧路面基层顶面标高相同。

宜在旧水泥混凝土路面板接缝处的基层上涂刷一道宽20cm沥青带。

3）在旧板基层上铺筑与旧板块等强度的水泥混凝土（抗弯拉强度4.5MPa），其标高控制与旧板面齐平。

4）施工中应注意对行车道与超车道之间纵缝内的传力杆钢筋的保留或恢复，对横缝（胀缝或缩缝）中传力杆钢筋也要保留。

5）原管线横向过路后修补的混凝土板块，需按损坏板块重新进行，对原有混凝土板块需切缝处理。

6.3防止反射裂缝措施

在原水泥砼路面上加铺沥青面层，是目前水泥路改造的一个主要手段，其技术具有一定的难度。

对路面性能具有更高的要求，并期望受用寿命长，