青海省囊谦公路段 青海囊谦 815200
摘要：文章结合实践，对高海拔地区某公路水泥混凝土路面进行了调查，分析其板底病害的影响因素分析，提出了处治水泥混凝土路面板底病害的新方法，取得了较好的实际效果。
关键词：公路；水泥混凝土路面；板底病害；灌浆稳板；钻孔植筋
一 概述
水泥混凝土路面作为一种刚度大（亦称刚性路面）、扩散荷载能力强、稳定性好的路面结构，广泛应用于各地区不同等级公路上。在水泥混凝土路面修建技术不断提高的同时，随着国民经济的迅速发展，交通荷载的日益重型化，交通量的大幅度增长，超载车辆日趋严重，加速了水泥混凝土路面的损坏。路面出现了开裂、断板、唧泥、沉陷、错台等病害，给养护、修复带来了极大的困难，尤其是断板已成为公路工程的通病之一，必须采取措施加以防治，从而延长水泥混凝土路面的使用寿命。我曾参与了G214线姜路岭至清水河二级公路的建设及养护，结合工程实践，对高海拔地区公路水泥混凝土路面进行了调查，分析其板底病害的现象及成因，并提出相应的处治建议供同行们参考。
二 高海拔地区公路水泥混凝土路面板底病害的影响因素分析
1路基不稳定的影响
路基不稳定导致局部路基沉降引起破坏，是导致水泥混凝土路面产生断裂破坏的重要原因之一。尤其在高海拔多年冻土地区，因路基不均匀沉降、路基压实不均匀、地质不良地段路基沉降致使公路沉陷变形，在路基沉降变形还没有趋于稳定的情况下，若承受路面的过大恒重，特别是在超载车辆动载的反复作用下，路基与地基加速下沉，不仅总沉降量较大，导致面板产生断板破坏的差异沉降量也较大，从而造成板底脱空或路基沉陷。在辖养的高海拔地区二级公路水泥混凝土路面下部，用测地雷达探出：面板和两层半刚性基层底部共三层脱空。板底脱空量很大，最大的可以达到100mm，不仅如此，两层半刚性基层也是脱空的，混凝土路面板肯定会断裂。
2超载、超限的影响
我国现行路面设计规范规定，汽车轮胎对路面的接触力一般控制在0.7Mpa，而超载车辆对路面的接触力高达1.2 Mpa，超过飞机降落时对路面的冲击压力。根据研究分析，当车辆轴载超过标准轴载(100KN)一倍时，轴载作用一次相当于当量标准轴载作用6.5万余次。水泥混凝土面板长期在高应力作用下，疲劳寿命急剧降低，断裂破坏将不可避免。
3温度、水的影响
水泥混凝土面板具有热胀冷缩的性质，在温度坡差的作用下，面板发生翘曲变形，特别遇到剧烈的温差变化时，由于板内应力过大，使局部面板产生脱空、断裂。产生断板的另一个原因是水的作用，当渗入面板底部的水不能得到及时排除，不仅导致面板应力值很高，而且极易导致板底冲刷脱空，在车辆荷载的作用下引发断裂破坏。
除此之外，路面结构设计不合理、配套设施不完善（如无排水系统），施工质量差和水泥混凝土路面养护技术落后等都是重要的因素。
三 高海拔地区公路水泥混凝土路面板底病害的处治
目前水泥混凝土路面断板病害的处治一般是接缝、扩缝灌缝或者直接更换面板，这些方法没有从根本上解决水泥混凝土路面发生早期病害的原因，效果甚微，而且养护成本高。而“灌浆稳板”通过对板下注入微膨胀水泥砂浆，排除积水、改善弱化地基、“垫实”脱空层，部分堵死雨水下渗通道，使脱空的水泥混凝土路面板得到有效的支撑，延长使用寿命；另外“钻孔植筋”通过钻斜孔用改性环氧树脂植入Ф25的连接钢筋，进一步加强破损砼路面板的整体性。现结合实例说明该方法的应用。
辖养的二级公路由于路基下沉和板下积水导致砼路面板下脱空，面板上出现断板、唧泥等病害。利用“灌浆稳板”方法，对该路段断板处进行初步处治，具体过程如下：
在裂缝附近进行钻孔，钻孔深度应达到土基这一层，将面层、基层、底基层和垫层全部贯通，然后将拌制好的水泥砂浆灌入钻孔内，一般分两次进行灌注，间隔两三天进行第二次灌浆处理。灌浆的数量可根据板边是否有水泥泌出进行大概估计。水泥砂浆三天抗压强度达10Mpa；可以满足早期通车要求。经灌浆处理后，水泥砂浆可以通过钻孔渗透到各层间脱空处，待水泥砂浆凝固后，其粘结性能将各结构层重新连为整体，板下可恢复均匀支撑，图1为灌浆示意图。
对水泥混凝土面板进行灌浆稳板后，再利用“钻孔植筋”技术进行第二步处治，工艺过程如图2所示：
1植筋孔位
如图1所示，在沿纵向开裂的方向上，每间隔70cm选择合适的地点作为植筋孔位，孔位一般呈左后斜对称排列，每个孔位横向距离裂缝大约在20cm左右。在面板之间的横纵缝附近要避免设孔位，以免局部应力过大，造成角隅断裂。
2钻斜孔
选定植筋孔位后，利用钻头直径为32mm的冲击钻进行人工钻孔，钻头与路面呈30°方向钻入，钻孔过程中应保持恒力匀速，孔深一般要达到面层与基层交界处为宜，大约在50cm左右。这样可将断裂的面板完全连接起来。此外孔口处钻孔面积稍大一些，以便改性环氧树脂的灌入。
3孔内灌入改性环氧树脂
在钻孔内灌满改性环氧树脂，灌注过程中要求倾倒缓慢，可用细钢筋反复插入钻孔，使改性环氧树脂能够灌注到底部，并均匀分布。
4植入Ф25连接钢筋
顺着钻孔的方向，将长为40cm的Ф25钢筋用铁锤植入，确保钢筋两头有大约5cm富余。植筋封口处树脂应与路面混凝土颜色基本一致，最后用该性环氧树脂砂浆修补砼板裂缝。
四 高海拔地区公路水泥混凝土路面板底病害处治效果评价
存在断板病害的水泥混凝土路段，经过“灌浆稳板”和“钻孔植筋”综合处治后，对路面各项性能指标进行前后比较分析，发现灌浆后的路面弯沉大部分小于规范要求的0.1mm；通过对探地雷达反射波形图分析，得出板下脱空松散介质灌浆后呈密实状态，说明板底脱空走浆面广，板下能够恢复均匀支撑；此外钻芯取样的结果分析表明，在路基路面结构层中，原层间脱空处有99%的板底存在硬化的浆液，凝固后的水泥砂浆与水泥混凝土面板、基层和底基层粘结牢固，无收缩现象。
通过对该路段的一年多的监测，发现处治后的效果很好，破损板块依然很稳定，也无新裂缝、断板等现象的发生。
五 结语
通过以上分析，可以看出，水泥混凝土路面的断板病害，通过“灌浆稳板”和“钻孔植筋”的治理，得到了有效的控制。断裂板重新得到了稳固的支撑，整个路面处于稳定状态。与传统的浅层扩缝灌浆、更换板块等施工方法比较，由于断裂板的使用寿命得到了延长，其社会、经济和环境效益十分明显。但对水泥混凝土路面的开裂及断板，我们首先应当建立预防为主的思想，尽量在设计和施工中予以避免或减少，在公路运营期间，要狠抓超载现象，这才是问题的根本。
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论文作者:阴秀敏
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/10
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