淺談水泥混凝土路面病害產(chǎn)生原因與防治

摘要:本文主要分析水泥混凝土路面常見病害的產(chǎn)生原因,并提出處理措施。

關(guān)鍵詞:水泥混凝土路面 病害 處治

中圖分類號:U416文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)03-0055-02

水泥混凝土路面損壞可分為:斷裂類、豎向位移類、接縫類和表層類四種類型。斷裂類主要指縱、橫、斜向裂縫和交叉裂縫、斷裂板等;豎向位移類主要指沉陷和脹起;接縫類主要指裂縫的填縫料損壞、唧泥、錯臺和拱起等;表層類主要指坑洞、露骨、網(wǎng)裂和起皮、粗集料凍融裂紋、修補損壞等。

1 病害產(chǎn)生的成因

目前產(chǎn)生的病害,原因有以下五種;一是水的防治不夠,路基土質(zhì)差及路基地下水位高;二是路基不均勻沉降;三是路面基層,面層強度不足;四是超重荷載的作用;五是設(shè)計和施工缺陷。

1.1 水的防治不及時,是產(chǎn)生病害的主要原因

水泥路面的橫向縫都是采用瀝青灌塞,縱縫為施工縫不灌瀝青。路肩盲溝排水設(shè)置基本沒有。經(jīng)過多年的行車作用,路面板塊間相互擠壓,原路面橫縫的填縫料失效,地表水通過裂縫滲入基層,而又無法從路肩排出,造成基層軟化。在車輛載荷的重復(fù)作用下,產(chǎn)生唧泥現(xiàn)象將基層細料沖走,導(dǎo)致板邊緣的基礎(chǔ)部分失去支撐能力,端脫空、路面板塊松動、錯臺、板角冒漿,最后開裂斷板破碎。

1.2 路基不均勻沉降造成板斷裂和破碎

這種病害大部分布在路基填挖交界段,高填方路段及路面與橋涵等構(gòu)造物交接路段。因為路基的不均勻沉降造成路面的沉陷,在車輛高速沖擊作用下造成錯臺滲水、唧泥導(dǎo)致斷裂和破碎板。

1.3 路面基層和面層強度不足特別是強度不均勻也是造成破碎板的原因

作為混凝土路面基層,首先要求強度高,整體性和水穩(wěn)性好。從現(xiàn)場觀察到的二灰基層來看,其強度本身不是很好,加上基層施工拌和不均勻,壓實不夠等原因造成基層不板結(jié),局部地方還有松散現(xiàn)象,基層強度難以滿足設(shè)計要求。在行車荷載作用下,混凝土板底的拉應(yīng)力增大,甚至車輛超載超限,致使混凝土板可能產(chǎn)生過大的荷載應(yīng)力而造成強度破壞。另外,由于原混凝土路面施工局部地段厚度及混凝土配合比達不到設(shè)計要求,在荷載強作用下,混凝土路面無法承受荷載帶來的豎向剪切力,從而導(dǎo)致路面斷板、破碎板。

1.4超重荷載的作用也是造成混凝土路面斷板、碎板的主要原因

隨著經(jīng)濟的發(fā)展,車流量不斷增加,加上絕大部分車輛進行改裝,加高車廂,加厚大梁等,超載現(xiàn)象屢禁不止,造成混凝土板塊疲勞,形成斷裂和破碎。

1.5 設(shè)計和施工方面缺陷導(dǎo)致混凝土路面各種病害的產(chǎn)生

車流量大的路段,路面病害較嚴重,原因是設(shè)計時對交通量預(yù)測不夠準確,基層、面層設(shè)計厚度偏薄。

2 防治措施

2.1 裂縫修補

水泥混凝土路面裂縫型式多樣,處治時要根據(jù)具體情況采用相應(yīng)的技術(shù)措施。縫寬不足0.5mm的非擴展性表面裂縫,采用壓注灌漿法;局部性裂縫,且縫口較寬時,采取擴縫灌漿法;對貫穿全厚的裂縫,采用條帶罩面法。對裂縫寬度大于3mm的裂縫,用環(huán)氧樹脂與固化劑攪拌均勻后直接灌注。

2.2 接縫修補

接縫施工時,為保證清縫質(zhì)量,對雜物充填較多的縱縫,必須用切縫機切割,其它縫也應(yīng)用鐵鏟對雜物和老化的填料進行清理,然后用高壓氣體吹凈。對加熱型填縫材料,按規(guī)定進行熔化,使其具有較好的流動性,加熱溫度不宜過高、過低,時間不宜過長,以避免材料老化或流動性較差。用黃油槍或扁嘴鐵壺沿縫方向均勻澆灌加熱后的填縫料至縫填滿為止(不宜過高或過低),灌縫深度至少應(yīng)大于1.5cm。灌縫應(yīng)在路面干燥及路面板下沒有積水時進行,保證填料與縫壁粘接牢固且不被高壓水剝離、擠出。根據(jù)填縫料性質(zhì),做好施工交通控制工作,待填縫料冷卻后開放交通(一般需30min),以免其被行車粘掉。堅持周期性養(yǎng)護,根據(jù)填料有效使用壽命,對全部構(gòu)造縫進行全面清縫和普灌,其后每年入冬和雨季之前進行補灌,保證構(gòu)造縫全部密封。

2.3 局部修補

對出現(xiàn)錯臺的板塊,先采用壓漿調(diào)整,恢復(fù)平順,調(diào)整后仍有高差,且錯臺量小于10mm,可用建筑磨平機打磨掉高出的部分或人工鑿除高出部分,鑿除(打磨)寬度一般為10～30cm。錯臺量大于10mm的,在低的一側(cè)用瀝青砂或細粒式瀝青碎石襯平,襯補長度按高差的1～2%,也可用聚合物水泥砂漿薄層修補。修補前應(yīng)用鋼絲刷將原路面清理干凈。大面積麻面、露骨、平整度差等結(jié)構(gòu)性病害,常采用瀝青混凝土罩面處理,處理厚度應(yīng)大于2.5cm,罩面前要對破碎板及整個路面進行修補和壓漿處理。一般的麻面可不作處理,只對露骨嚴重部分作整段處理,可用聚合物砂漿作薄層處理。

2.4 破碎板塊修補

采取換板方式處理水泥混凝土路面嚴重破碎板,即挖除整塊破碎板,然后澆筑水泥混凝土,板厚與原面板厚度一致,但一般不宜小于24cm,否則可采用鋼筋混凝土進行修復(fù)。板角斷裂等破損采用局部修補方式,即對板角斷裂的部分漸除成正方形或矩形,在原板壁上加裝傳力桿后,在鑿除位置澆筑混凝土。其具體工藝流程為:板塊破碎、鑿除→基底清理→補設(shè)拉桿、傳力桿→混凝土拌和及運輸→鋼筋網(wǎng)制作→混凝土澆筑→接縫設(shè)置→養(yǎng)生。

2.5 脫空板塊處治技術(shù)

路面使用期間出現(xiàn)的裂縫、破碎板兒乎都與板底脫空有關(guān)。即使一些當(dāng)時看來既沒有破碎又沒有裂縫的板塊,其板底仍可能存在脫空,這種病害較隱蔽,但其危害性卻非常之大。在路面修復(fù)中,若脫空板不處理,即使加鋪層達到20cm以上,也無法防止反射裂縫的出現(xiàn)。板底脫空可使用鉆孔壓漿法處理,此法是借鑒后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的孔道壓漿原理,在混凝土面板底部有脫空處鉆孔,通過孔洞利用高強壓力將流質(zhì)材料壓入脫空空隙,流質(zhì)材料凝固后產(chǎn)生一定的強度,對面板產(chǎn)生均勻承托的作用,進而達到穩(wěn)固板塊的目的。

2.6加鋪瀝青層

加鋪瀝青層是舊水泥混凝土路面有效的補強措施之一,不僅提高了路面的承載能力,消除了原有接縫處易產(chǎn)生卿泥、斷裂、脫空等多種病害的不利影響,同時也提高了路面平整度和抗滑能力,改善了路面使用性能,提高了路面服務(wù)水平,目前在城市道路水泥混凝土路面維修工程中逐漸推廣應(yīng)用。

舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層的施工主要環(huán)節(jié)為:處理破碎板:將原路面嚴重破碎板、嚴重裂縫、板角斷裂等破碎板塊挖除,用早強混凝土或早強鋼筋混凝土進行修補至與原路面齊平,原路涵洞蓋板鋪裝層出現(xiàn)破碎的也應(yīng)一并處理。穩(wěn)定原路面板:對唧泥、脫空的混凝土面板及輕微、中等裂縫的面板進行板底壓漿處理,使混凝土面板處于穩(wěn)定狀態(tài)。對使用時間較長,原路面基層為石灰土等水穩(wěn)定性不良結(jié)構(gòu)的路段,為保險起見,可對全部原有的混凝土面板進行壓漿處理。提高原路面防水能力:對所有縮縫、縱縫、裂縫清縫后,用填縫料灌縫。然后在原混凝土路面上加鋪土工布隔離層或加鋪1.5～2.5cm瀝青混和料隔離層,不做隔離層的應(yīng)灑布粘層油,以減少路表水下滲并提高加鋪層與原路面的結(jié)合能力。加鋪瀝青層:在隔離層(粘層)上加鋪瀝青混凝土面層一般應(yīng)分為二層,下面層較厚(厚4～8cm),采用熱穩(wěn)定性較好的開級配粗粒式或中粒式瀝青碎石或瀝青混凝土,上面層較薄(厚2～4cm),采用防水性能較好的密級配細粒式或中粒式瀝青混凝土。原水泥混凝土路面橫坡較小時,通過瀝青面層調(diào)整路面橫坡不小于1.5%。碾壓時,選擇壓實機具噸位應(yīng)考慮瀝青層的厚度,防止過振引起瀝青混合料二次細?；?。為防止瀝青層滲水導(dǎo)致混凝土路面加鋪后再次唧泥問題,可在舊板與瀝青層間鋪筑玻璃纖維布隔離層。

3 預(yù)防建議

水泥混凝土路面的病害處治始終是一種事后補救的方法,對水泥混凝土路面病害,更多的應(yīng)當(dāng)以建立預(yù)防為主的思想,盡量在設(shè)計和施工中予以避免減少,本文在此提出以下幾點建議:

嚴格路基特別是基層參數(shù)的選取,如各基層回彈模量、含水率、液限、現(xiàn)場承載力等,確保施工值與設(shè)計值一致,并且設(shè)計取值與現(xiàn)場客觀實際相符,因此必要時應(yīng)加大基本設(shè)計依據(jù)、參數(shù)的現(xiàn)場實際測定方面的工作,而不能僅按規(guī)范選取。

加強路基施工管理,對填方路基,確保分層回填,分層碾壓,并強化施工單位自檢和監(jiān)理檢查工作,一要保證達到要求的壓實度,并要求壓實均勻,特別是路肩部位及車道與路肩交接部位,此處極易產(chǎn)生縱向錯臺;對半填半挖路基,特別注意挖、填結(jié)合部位的碾壓。

對用作路基的土,應(yīng)加強土質(zhì)的鑒別和性能測試,對膨脹土,注意區(qū)分其類別,對強膨脹土,必須置換,對中、弱膨脹土,采用適當(dāng)?shù)姆椒▽ν临|(zhì)進行改良,基坡較大時,采用適當(dāng)?shù)脑O(shè)施來加強土坡穩(wěn)定性,從而保證路面不破壞。

加強路面材料研究,選擇適宜的材料及配比,對特殊路段,也可適量采用成本較高的新型路面材料,如鋼纖維混凝土、連續(xù)配筋混凝土等,初期投資的適當(dāng)增加可大量減少后期養(yǎng)護費用。

加強路面施工管理,采用規(guī)范化、程序化的施工和養(yǎng)生方法,適時切縫,掌握適合的操作時機,并根據(jù)氣溫變化的不同情況做不同的處理。

參考文獻:

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