工程施工论文：城市道路刚性路面病害处治及效果分析

工程施工论文：

城市道路刚性路面病害处治及效果分析

【摘 要】本文结合工程实际对城市道路旧水泥混凝土路面的常见病害提出了处治措施,并对病害处治效果进行了分析,检测了水泥混凝土路面的传荷能力,为进一步提高水泥混凝土路面的工程质量提供了科学的依据。

【关键词】城市道路;水泥混凝土路面;处治;效果分析;传荷系数

1. 前言

城市水泥混凝土路面由于设计、施工、养护和超载车辆等因素的影响,不到设计使用年限就出现了各种病害,旧水泥混凝土路面损坏以后进行沥青加铺罩面是一种常见的处治方法,但在实际施工时往往比较重视对旧路处治前的评价,即确定旧路处治方案之前的检测,大都忽视了对旧水泥混凝土路面处治效果的评价,对旧水泥混凝土路面进行科学养护缺少科学指导,鉴于此,本人结合工程实际对旧水泥砼路面处治后效果进行了分析,并提出具体办法。 2. 方案制定及路况评定 2.1 工程概况。

新乡市干道某段于1991年修建,路面结构为:24cm厚水泥砼面板+40cm厚12%石灰土基层+土基,路面宽度为双向6车道,路面抗折强度4.5MPa,设计年限30年。该路段一直作为城市主干道承担着繁重的交通,尤其是这些年随着经济的迅猛发展,交通量也大幅度增长, 路面出现了不同程度的病害,主要表现为断板、错台、唧泥等,严重影响了过往车辆的正常运行。虽然中间多次对该路面进行维修,但效果不甚理想。为此,2005年有关部门对该路段进行大修,经论证决定在旧水泥砼路面上加铺一层沥青混凝土,同时对旧路病害进行处治。 2.2 旧水泥混凝土路况及承载能力评定。

2.2.1 路况评定。旧路加铺之前,按照《公路水泥混凝土路面养护技术规范》 (JTJ073.1-2001)的方法对旧水泥混凝土路面进行路况调查,调查结果如下表1 。

由此按《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073.1-2001)的计算方法计算所得路面状况指数 PCI=52,评价档次为次;断板率 DBL=42.2 评价档次为差。 2.2.2 旧路承载能力评定。在旧路处治前对水泥路面进行承载能力评定,主要对面板的传荷能力进行检测,采用接缝传荷系数进行评价的测试。具体做法为:测试时将标准车后轴一侧的轮胎作用于横缝一侧边缘( 整车停在同一板块上),用两根 5.4m贝克曼梁弯沉仪分别测试加载双轮中心线上横缝两侧的弯沉L11和L21 (L11为加载板弯沉),然后将测试车开出测试点10m以外,再次读取两千分表读数L12和L22(L12为加载板弯沉),按照公式LTE=(L11一L12)/(L 21一L22)×100%。计算得到该横缝传荷系数。文中论述了其中18条横缝的平均弯沉、弯沉差和传荷系数。分析表明,全路段加载板弯沉代表值达到了0.528 mm,接缝弯沉差代表值达到了0.45mm,传荷系数代表值仅34.1%。 3. 旧水泥砼路面面板处治措施 3.1 病害的处治。

根据前面的评价结果,按照《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073.1-2001)的规定,应对旧水泥砼路面路用性能进行改善,在此之前先对表1中的各种病害进行相应的处理。 3.1.1 对有严重交叉裂缝的断裂板损坏,采取整板替换的修补方法。 3.1.2 对严重的纵、横、斜向裂缝和严重角隅断裂,采取局部换板的修补方法,即换掉断块几何尺寸相对较小的部分(裂缝将板分为两块)。

3.1.3 对轻微和中等交叉裂缝以及轻微和中等纵、横、斜向裂缝、错台板块、脱空板块,采取灌浆的方法进行处理,灌浆完毕后应清理残浆,待板底浆液硬化到规定的强度后再对其中的裂缝用沥青进行填封。

3.1.4 对严重接缝料损坏、修补损坏及轻微和中等角隅断裂,采取沥青填封裂缝 (接缝) 的修补方法。

3.2 加铺沥青混凝土罩面层。

病害处理后,在旧水泥砼面板上统一加铺7cm厚的沥青混凝土面层,以改善旧路面的平整度和路用性能,提高其防水性能。 4. 旧路面大修后效果评价

对前述的各类破损进行处理以后,单从外观很难判断效果好坏, 而且已有研究也表明,旧路接缝是影响加铺层寿命的最主要因素, 故在处治完成后又在现场测试了接缝两侧的弯沉,并计算传荷系数进行后评价。 4.1 检测方法分析。

接缝两侧弯沉测试结果受加载位置、弯沉测试点位影响很大,如果不注意这两个问题,测试结果将根本不具有可比性。为此,在大修施工结束,路面达到强度要求后,选择了旧路处治前接缝弯沉测试过的18条接缝再次测试接缝两侧弯沉(这里称为维修后测试),通过与处治前数据对比来评价该接缝处治效果。

为减轻弯沉测试位置对测试点弯沉的影响,测试时尽量做到标准车与停车位置、加载板和相邻板弯沉测试点与旧路处治前测试时相一致。具体方法为:在旧路处治前的弯沉测试时记录下加载板和邻板弯沉测试点的平面位置,以及测试点与加载轮的相对位置;处治结束后指挥加载车辆停在旧路处治前的弯沉测试加载位置,弯沉测试点位也严格按照旧路处治前测试的位置进行。为方便处治效果的后续观察,对每条横缝都进行了具体位置的标定。 4.2 检测结果分析。

维修后测试结果如表2所示,弯沉数据表明,处治后加载板弯沉改善了29.1,弯沉差改善了47.4,传荷系数改善了83.1% 。旧水泥混凝土路面沥青加铺层接缝弯沉差值和传荷系数值的大小直接影响结构剪应力,如处理不善容易引起沥青加铺层产生剪切型反射裂缝。我国水泥混凝土路面设计规范的相关规定采用80的传荷系数标准来分析旧水泥混凝土路面的处治效果,说明该路段旧水泥混凝土路面的处治方法起到了一定的效果。 4.3 跟踪观测结果。

从维修后测试与分析的结果来看,加铺施工于2005年5月完成,同年10月的现场调查没有发现任何的路面破坏,但随后在2~4年间,裂缝逐年增多,现场调查也说明裂缝反射时间与横缝传荷系数具有直接关系,传荷系数越小的横缝反射到加铺层表面的时间越短。另外也说明目前的接缝控制标准并不能完全保证裂缝短期内不会反射到沥青加铺层。 5. 结论

旧水泥混凝土路面的处治措施有助于提高接缝传荷系数,但处治效果仍然需要经过维修后检测与后评价,旧路处治前的评价与后评价都需要按规范进行接缝两侧弯沉测试的方法。目前我国正面临大量旧水泥混凝土路面改造的任务,为此笔者认为有必要将水泥混凝土路面的维修后检测与后评价纳入相关规范,应规定相应的评价指标,以保证刚性路面的工程质量。 参考文献

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