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摘要：本文通过验算水泥混凝土路面板在产生极限断裂的车辆荷载及分析，针对因板底脱空及基层不稳定而反复破损的路面板采用先灌浆补强后更换破碎板的方式来增加新换破碎板的耐久性及承载能力。
关键词：水泥混凝土路面板；极限断裂；板底脱空；灌浆补强；更换破碎板
水泥混凝土路面是我国上世纪90年代至本世纪初较为常见的路面结构形式。三江至北海高速公路，合浦至北海段从2000年通车至今，由于路面车流量的剧增及重载交通的影响，K550+000~K566+764段上行线路面板出现不同程度的破碎、唧泥。为此管养单位对该路段水泥混凝土路面养护方式进行了积极的探索，其中灌浆补强与更换破碎板相结合是其中重要的一部分。并于2015年~2017年间进行了实验，得到了若干份实验样本。本文便以该实验样本进行分析，探讨灌浆补强与更换破碎板相结合的优势与不足。
1 实验简介
灌浆补强与更换破碎板相结合的主要方式主要为先对破损严重及反复破损的破碎板进行灌浆补强，经验收合格后再对该破碎板进行更换。经过补强后的基层及结构层得到修复，更换面层后该处路面板情况将得到改善，并避免反复破碎。故管养单位自2015年起至2017年止于三北线S31K550+000~K566+764上行线共计实施先灌浆补强后更换破碎板共计6273m2，占总换板数量的18.96%。
经先灌浆后换板后，统计的断板率由图1（a）-（c）可明显看到，先灌浆后换板方式的使用，使得断板率得到一定程度的遏制。且由于先灌浆后换板的均为严重破碎或反复破碎的路面板，较低的断板率说明其该种方式的优越性。先灌浆后换板的路面板即使出现部分断板，在路面板断裂应力重分布后亦趋于稳定未发生进一步的破损。极少恶化发展成为破碎板。
根据以上计算可知，当轴载大于等于180KN，极限弯拉应力大于5MPa，路面板便有可能造成一次性断裂。可以认为，汽车荷载是造成水泥混凝土路面破损的最重要变量。
而水泥混凝土路面板破坏形式亦是明确的，据统计，三北线S31K550+000~K566+764上行线段无传力杆的新板断裂的主要形式为板长1/3~1/2处横向断裂、板角断裂。通过ANSY进行仿真计算可以得出，当轴载作用时，应力最大位置为砼路面板纵向板边缘中点处，故发生新板断裂的主要形式为板长1/3~1/2处横向断裂；应变最大位置则为砼路面板板角处，故板角断裂亦经常发生。而当板底出现脱空时，应力应变更大，路面断裂则更早更块地发生。[2]
3 灌浆补强施工步骤
（1）路基深层灌浆钻孔孔径为Φ45mm，钻孔深度不少于2.5m。（2）灌注化学浆。（3）完成路基加固灌浆后在实施板底脱空灌浆，钻孔深度不少于70cm。（4）封孔。灌浆完成后，用高强度水泥浆封堵灌浆孔，封堵材料与路面相平，封堵后应牢固不脱落。（5）养护。完成灌浆作业的板块，禁止车辆通行，交通限制时间不少于24小时。其中路面板布孔如图1，其中，实心孔为路基深层灌浆孔；空心孔为板底脱空灌浆孔。
图2 路面板布孔
4 结论：如图3通过灌浆补强的主要施工步骤可知，灌浆补强同时对土基层及板底进行灌浆，目标就是稳基层，填脱空。基层的不稳定导致持续的不均匀沉降，进而导致破碎板率换屡坏，板底的脱空导致路面板受压后应力变大，且灌注板底时，浆液同时注满相邻板，避免相邻板的损坏导致新板的破碎，或相邻板的脱空松动进一步导致新板脱空松动，避免路面板过早发生断裂。
图3先灌浆后换板原理分析
增加新换破碎板的耐久性，增大其极限承载能力的方法还有很多，例如设置补强钢筋网，设置角隅钢筋，加设传力杆等，养护人员应根据现场实际情况，安排多种方式相结合的办法，保证新板的耐久性。
参考文献：
[1]公路水泥混凝土路面设计规范（JTGD40-2011）
[2]陈拴发.水泥混凝土路面沥青加铺层设计与施工 45，46
论文作者:李世昆
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/6/26
标签：路面论文; 补强论文; 混凝土论文; 水泥论文; 应力论文; 方式论文; 基层论文; 《基层建设》2019年第7期论文;