
在大规模施工之前,选取较为典型的路段进行唧浆点处治试验段检测及维修,确保大规模施工时维修方案的科学性、有效性,特制订试验段检测维修方案。
1、试验路段的选择
通过2010年4月的破损检测结果,项目组选择了一个205m长的路段作为试验路段。具体路段见表1。
表1 试验段桩号一览表
| 序号 | 方向 | 起点桩号 | 终点桩号 | 路段长度 (m) | 唧浆点 数量(个) |
| 1 | 南京至扬州方向 | K142+950 | K143+200 | 250 | 12 |
主要处治方案为行车道原路面、硬路肩全宽度铣刨。对原水泥板进行弯沉测试后,采用压浆及换板的方式维修原水泥混凝土面板。硬路肩全宽范围内浇注12cm排水混凝土,设置横向排水管后,填筑18cm二灰稳定碎石基层,回填普通沥青AC-13C+普通沥青AC-20C混合料。本方案用于K142+950~K143+200段。
| 4cm普通沥青AC-13C |
| 8cm普通沥青AC-20C |
| 原路面病害处治 |
(1)对原路面存在唧浆的位置进行标记,并以水泥板长度5m计,在唧浆(或横向反射裂缝)位置前后间隔5m进行标记,以模拟下部水泥混凝土接缝位置。平面示意图如下:
(2)应用贝克曼梁,在标记后的沥青路面进行“板中”、“板角”测试,其中板角测试点距接缝或外侧各40cm,并计算板角弯沉差,每块板共测试五个位置,并备注原沥青路面的病害类型情况。如果有条件,可以采用FWD检测弯沉。平面示意图如下:
(3)采用雷达测试车对试验段行超两车道路面进行水泥板脱空检测,本项试验有设计单位完成。
(4)在唧浆点附近及试验段中完好路面进行渗水试验,了解路面渗水状况(渗水系数只作为数据收集,没有技术指标要求)。平面示意图如下:
(5)铣刨行车道、硬路肩沥青混凝土路面,行车道外侧沥青面层以下部分在水泥板弯沉测试以后进行铣刨开挖(硬路肩全部铣刨)。示意图如下:
平面图
剖面图
(6)面层铣刨后,人工观察唧浆位置表面,确定流水与唧浆点的对应关系,并做好记录。
(7)观察水泥板底部与路肩之间的排水状况,并拍照记录;观测行车道水泥板与硬路肩结构层厚度是否一致。
(8)对水泥板进行编号,应用贝克曼梁对水泥板的板中、板角进行弯沉检测,每块板共测试五个位置。平面示意图如下:
(9)根据弯沉检测结果,计算板角之间的弯沉差。
(10)根据弯沉检测结果,对于板角弯沉处于20(0.01mm)~40(0.01mm)之间的板块,进行压浆处治,压浆后再进行板角弯沉测试,若弯沉值低于20(0.01mm)则压浆处治完毕,若弯沉值仍处于20(0.01mm)~40(0.01mm)之间,则采取换板处治;对于板角弯沉超过40(0.01mm)的板块,进行换板处治。
①压浆的施工方法:
a、布孔
钻孔位置一般应距边角20-40cm;断裂较严重出现错台的板块,考虑其边角位置可能已有支撑,钻孔距边角太近时,灰浆很难压进且注压力极易从角散失,因此板角的钻孔应距边角40~60cm;挖补后的周边板块,四角都应进行压浆。
b、钻孔
采用钻孔机钻孔,为保证施工的连续性,钻孔应按确定的孔位提前进行,孔深以穿透板厚为宜。钻头选择直径3cm,孔要保持垂直又要圆,其深度要穿过原先的水泥混凝土板并进入未经处治的基层。钻孔深度控制在30—35cm之间。用吹气的方法形成空腔,以便于灰浆的初始分布。
c、制备灰浆混合料
压浆施工所用混合料配合比应先进行试配,选择的标准为:膨胀率大于1.2,3天强度大于4.0MPa,施工灰浆的配合比为水泥:粉煤灰:水:膨胀剂:早强剂= 1:0.3:0.6:0.001:0.1。将水泥和粉煤灰按比例放入砂浆搅拌筒内,搅拌15秒,然后加入早强剂及铝粉,搅拌15秒,再加水搅拌。投料过程中不停搅拌直至浆液均匀,将浆液送入搅拌器用泵送出。拌和筒与灰池应分离,保证压浆过程的连续性。
d、板下压浆
压浆时间:安排在传力杆水泥砼养生结束后,增设排水设施和纵向裂缝处治施工前。
将灌浆栓塞打入孔中,锚固好,栓塞底部适当离开基层,软管出料口套在栓塞上并固定好。锚固牢靠后,开支栓塞泵,待运转正常后,启动灌浆泵,同时打开搅拌机底部出料开关,开始连续地向泵内送灰浆,直到观察到灰浆从一个孔流入另一个孔,当观察到板开始抬升或灰浆流动线路内的压力迅速升高时,停止泵送。压注浆液时,应缓慢均匀加压,一般当压力达0.5MPa时,应保持稳压状态2—3Min以上,让浆液在板底充分流动渗透,以达到挤密和充实效果,然后打开卸荷开关,缓慢降压,压力回零。压浆过程中,相邻孔(板)压浆间隙均应不停止制浆搅拌,以保持浆液均匀,不离析。
e、封口
压浆结束应立即拔出灌浆栓塞,立即插上木塞,以便有足够的时间使灰浆充分凝固。在不会压力回复,灰浆不会从孔中挤出时,方可将木塞拔出,并用快凝水泥砂浆永久性密封孔口,并抹平。灌浆后残留在路面的灰浆要及时清扫并用水冲刷,防止污染路面。
f、养护
灌浆后的2小时内禁止任何车辆通过灌浆区,养生期为3天。
②断裂板破碎后浇注C35砼的方法:
a)破碎机械不得使用冲击锤,因其冲击力对周围板块基层有振动影响,建议采用人工配合空压机,小型凿岩机也可。
b)浇筑新板前必须处理基层。基层表面有轻微碎裂时,清除表层松散碎块,露出基层完好部分,当基层处理厚度大于5cm时,可采用C20素混凝土修复;当基层处理厚度小于5cm时,可直接与面板一同修复。
c)新浇的砼板块的强度、材料要求、配合比、施工工艺等应符合《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTG D40-2002)的规定。在砼配合比中适当加入早强剂,新浇筑C35水泥混凝土路面板,28d弯拉强度不应低于4.5MPa,新板尺寸同维修处的旧水泥砼路面板。
d)新浇砼板块间及新板与旧板间应设置传力杆。传力杆采用光面钢筋,直径30mm,长度400mm,间距350mm,最外侧传力杆距纵向接缝或自由边距离为150~250mm。传力杆设置平面图如下:
(10)对于原路面调查结果得出的重度横向裂缝(缝宽≥3mm),在铣刨沥青面层后对原水泥板对应位置采取增设传力杆的方法进行维修。
设置传力杆具体如下:沿行车道板块横向接缝每隔30cm垂直开凿平行于路面中线的传力杆槽,槽长60cm,槽宽8cm,槽深16cm,将Φ30传力杆水平植入中下部,植入后用C60超早强水泥砂浆回填,在回填超早强水泥砂浆前采用适当方法将传力杆予以固定(建议采用钢丝悬挂法)。为了更好的发挥传力杆的作用,在传力杆的一端应涂沥青且加上传力杆套帽,以保证其有一定的伸缩距离;施工时传力杆必须与路面平行,以保证其伸缩方向。
(11)检测维修结束后,进行纵、横向排水盲沟的设置,横向排水管设置间距暂定为10m(可以根据现场纵坡进行适当调整)。具体方案如下:
硬路肩下挖42cm,在底部喷洒乳化沥青下封层,其上浇注12cm排水混凝土,其间设置10cm打孔PVC横向排水管,横向排水管内侧与水泥混凝土面板及石灰土基层交接,外部延伸至土路肩外10cm。排水混凝土及PVC管设置完毕后,喷洒乳化沥青上封层,再回填18cm二灰稳定碎石层及12cm沥青混凝土面层,水稳层和沥青面层设置乳化沥青封层,排水混凝土技术要求见方案一。
剖面示意图如下:
排水混凝土的技术要求如下:
(1)集料的最大粒径不大于37.5mm,4.75mm以下颗粒含量不超过16%,为开级配集料,少含或不含细集料,集料的压碎值不大于16%,集料的级配应满足以下要求:
表2 排水混凝土集料级配要求
| 筛孔尺寸mm | 37.5 | 25 | 19 | 13 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 0.075 |
| 通过百分率(%) | 100 | 88~100 | 52~85 | / | 15~38 | 0~16 | 0~6 | 0 |
(3)无砂混凝土可掺用少量粉煤灰,以增加胶结料的用量,保证胶结料对集料的充分包裹。
(4)渗透性要求不小于300m/d。
3、配合与协调
本次试验段检测维修,设计单位全程进行旁站,确保路面维修的质量。具体检测指标汇总见表3。
表3 检测指标汇总表
| 序号 | 时间 | 检测项目 | 检测方法 | 备注 |
| 1 | 铣刨前 | 唧浆点标注 | 油漆人工标注 | 设计单位旁站 |
| 2 | 前后水泥板接缝标注 | 油漆人工标注 | ||
| 3 | 弯沉板中测试 | 贝克曼梁检测 | ||
| 4 | 弯沉板角测试 | 贝克曼梁检测 | ||
| 5 | 渗水试验 | 渗水仪测试 | ||
| 6 | 雷达测试水泥板脱空 | 雷达检测车 | 设计单位完成 | |
| 7 | 铣刨后 | 沥青面层厚度 | 人工测量 | 设计单位旁站 |
| 8 | 弯沉板角测试 | 贝克曼梁检测 | ||
| 9 | 弯沉板中测试 | 贝克曼梁检测 | ||
| 10 | 唧浆点与流水点位观测 | 人工观测 | ||
| 11 | 硬路肩与水泥板结构调查 | 人工测量 | ||
| 12 | 重铺后 | 重铺后沥青混凝土面层接缝标记 | 人工标注 | 设计单位旁站 |
| 13 | 弯沉板角测试 | 贝克曼梁检测 | ||
| 14 | 弯沉板中测试 | 贝克曼梁检测 |
4、经费概算
表4 路面排水试验段经费概算
| 序号 | 项目 | 单位 | 单价(元) | 工程量 | 造价(元) |
| 1 | 12cm原路面铣刨 | m2 | 12 | 1437.5 | 17250 |
| 2 | 板底压浆 | m2 | 20 | 416.39 | 8328 |
| 3 | 水泥板破碎 | m3 | 200 | 15.3 | 3060 |
| 4 | 传力杆 | kg | 8 | 732.6 | 5861 |
| 5 | C35砼浇注 | m3 | 480 | 15.3 | 7344 |
| 6 | 横向裂缝接缝处切槽 | m3 | 800 | 0.76 | 608 |
| 7 | C60超强混凝土 | m3 | 1500 | 0.76 | 1140 |
| 8 | 30cm硬路肩基层铣刨 | m2 | 30 | 625 | 18750 |
| 9 | 排水混凝土 | m3 | 750 | 74.80 | 56103 |
| 10 | 乳化沥青封层 | m2 | 3.5 | 1250 | 4375 |
| 11 | PVC管 | m | 20 | 90 | 1800 |
| 12 | 二灰稳定碎石回铺 | m3 | 250 | 112.5 | 28125 |
| 13 | 土路肩培土 | m3 | 80 | 105 | 8400 |
| 14 | 4cm普通沥青AC-13 | m2 | 50 | 1437.5 | 71875 |
| 15 | 8cm普通沥青AC-20 | m2 | 90 | 1437.5 | 129375 |
| 16 | 改性乳化沥青粘层 | m2 | 3.5 | 2875 | 10063 |
| 合计 | 372457 | ||||
需要说明的是:本次费用概算,水泥混凝土换板按6块板计,压浆板的比例占总板数的39.19%。对横向裂缝采取增设传力杆的道数为9道。
