高速公路水泥混凝土旧路面加固施工工法(vol3.0).总结

高速公路水泥混凝土旧路面加固施工工法

广西长长路桥建设有限公司

主要完成人：青志刚、黄云、李胜、黄林权、易文娟

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 广西长长路桥建设有限公司承建了广西柳南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

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.O 32.5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

施工位置、处治方法须由现场管理人员确认同意后方可施工

2、施工工序

先标识确定打磨范围，然后将高侧打磨，边打磨边吸收清洗浆液，用3米直尺检测打磨效果，直至平整度小于3mm。

打磨后要对打磨处进行刻纹，保证行车摩擦系数；并按要求把与打磨的砼路面相同长度的缩缝进行更换。

5.2.4路基路面加固验收

对已完成加固工作的路面测量弯沉值，板边弯沉值要求≤0.14mm，板边弯沉差≤0.06mm，达不到要求的水泥混凝土板再进行板底灌浆，直到满足要求为止。

图5.2-6 检测弯沉值

6 材料与设备

6.1 路基路面加固的主要材料是水泥，管理中主要抓好储存、运输、装卸、检验各个环节中的质量保证。水泥在进场时质保资料必须齐全，试验室按要求对进场的水泥都要取样检验，试验室取样合格后物资部签发验收单，记录水泥来源、标号、数量、到货日期、发票号码、存放地点、检验品质及水泥使用的地段等。

6.2每批进场的集料均按规范要求对集料的规格、级配、含泥量、等特性进行取样分析，证明合格后方可进场堆放，并签发验收单。施工过程中定期检查料堆的级配特性，监测有无变化。集料场地经硬化，无污染，具有良好的防排水设施。细集料用遮雨棚遮盖，不同规格的集料采用隔墙分隔。

6.3加固路面施工主要设备表见表6-1。

表6-1 主要施工设备表

7 质量控制

7.1 质量控制依据：《ISO9001质量管理体系》、《公路工程质量检验评定标准》、《公路水泥混凝土路面施工技术规范》、《公路养护技术规范》、《公路工程集料试验规程》、《设计文件》。

7.2 施工前合理进行人员组织，根据岗位配置施工人员，严格轮换班制度。

7.3 在施工前，编制施工方案，做好施工技术和安全技术交底，施工时严格按照制定的施工方案进行。

7.4 在施工前，必须做好设备的检修和调试工作，保证在施工过程中设备不出现故障，并且要设置足够数量的备用设备，备足易损件配件。

7.5 施工过程全程监控，每个施工环节都有人员负责，避免出现脱节，发现问题及时解决。

7.6正确的试验数据对指导路面施工具有重要意义，需要人员具有高度的责任心和有科学严谨的检测方法。

8 安全措施

8.1 严格执行公司“三标一体化”管理体系，成立安全管理机构，进行危险源因素评价和分析，制定安全管理方案，遵照《公路工程施工安全技术规程》、《施工现场临时用电安全技术规范》等有关规定执行。

8.2 在施工前做好安全技术交底工作，成立安全管理领导小组，实行安全生产责任制度。

8.3 编制专项安全保证措施方案和安全生产事故紧急预案。

8.4 对进场的施工管理人员、机械操作员、施工队工人进行安全知识培训、安全技术教育，提高安全意识。

8.5 重点预防机械、车辆伤害，预防触电、火灾等的伤害。

8.6 在施工现场设置醒目的安全标志、标语和其它交通管理设施，以保证施工人员安全。

9 环保措施

9.1 严格执行公司“三标一体化”管理体系，成立环保管理机构，进行环境因素评价和分析，制定施工期间环境保护措施，遵照《建设工程施工现场管理规定》有关规定执行。

9.3 施工工作面做到整齐整洁，防止污水、泥浆污染旁边行车道。

9.4现场主要道路、料场等工作场地进行硬化处理，加强道路及料场洒水，防止扬尘过大。

9.5施工垃圾集中分类堆放在临时存放站，不得沿线随意撒弃；有毒有害及危险废弃物集中管理，专人处置。

10 效益分析

10.1 经济效益

该工法施工流程紧密，施工人员少，施工进度快，柳南高速公路改扩建工程采用该施工工法，比原计划提前两个月完成了加铺路面的施工任务，为项目节省了四百多万的设备租金。

10.2 社会效益

采用该工法，实现了工期的缩短，满足了市场投资回报快的需求，高速公路占用的大量土地、资金、材料等资源能在最短时间内发挥效用，产生了良好的社会效益。

10.3 技术效益

采用该工法，有效地保证了路面施工质量。有效消除旧路面的病害，弯沉检测值指标高于合格标准。同时为广西高速公路的大规模改造旧水泥路面施工提供施工经验。

11 工程实例

11.1 广西柳南高速公路改扩建工程加铺沥青混凝土路面№NLM3、№LNLM4合同段路线全长分别为27.696公里和29.44公里，全线设计车道为双向四车道高速公路。全封闭、全立交，设计行车速度为120公里/小时，路基宽度为28米，行车道宽2×7.5米，中央分隔带宽3米，行车道左侧路缘带宽2×0.75米，硬路肩宽2×3.75米，土路肩宽2×0.5米；路面横坡：行车道及路缘带为2%，硬路肩为2%，土路肩为3%；面层结构为水泥混凝土。广西长长路桥

建设有限公司承建的加铺沥青混凝土路面№NLM3、№LNLM4合同段在施工前期中采用了该工法进行旧路面加固施工，比合同工期提前了一个月完成，质量良好，取得了较好的效果。

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