水泥混凝土路面病害原因分析及防治措施

孫鐵楓,曲 華

(1.黑龍江省哈同公路公司;2.黑龍江省龍建路橋第四工程有限公司)

1 病害類型及產(chǎn)生原因分析

1.1 表面裂縫

(1)水泥的品質(zhì)及用量。水泥的安定性不良,用量過大,板塊容易產(chǎn)生龜裂和收縮裂縫。(2)板塊的切縫時(shí)間和切縫深度。板塊切縫過早會(huì)出現(xiàn)啃邊,切縫過遲則產(chǎn)生收縮裂縫,切縫過淺,會(huì)在其他部位出現(xiàn)斷板。(3)混凝土的碳化收縮也會(huì)引起混凝土表面龜裂。當(dāng)混凝土的水泥用量較低、水灰比較大時(shí),空氣中的 CO2易滲透到混凝土內(nèi),與其中的堿性物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后生成碳酸鹽和水,混凝土的碳化反應(yīng)在空氣相對濕度為 30%～50%的情況下最激烈。碳化引起的收縮僅限于混凝土路面的表層,只產(chǎn)生混凝土的表面裂縫。

1.2 貫通裂縫

(1)橫向和斜向裂縫。

①水泥混凝土的粗骨料品質(zhì)不良、水灰比不當(dāng)或配合比不合理,使路面在使用初期產(chǎn)生干縮裂縫,引起橫向或斜向開裂。②接縫施工不良如天氣突變引起施工縫制作不當(dāng),縮縫切割不及時(shí)或切割深度不足,傳力桿或拉力桿施工不良等因素。③橫向接縫距離太大或橫向錯(cuò)開及相鄰板橫向裂縫延長和荷載的重復(fù)作用。

(2)縱向裂縫。

①基礎(chǔ)的原因?；A(chǔ)不均勻支承或支承力不足及路基凍脹沉陷,在荷載的重復(fù)作用及超載與偏載作用下,使混凝土板產(chǎn)生縱向開裂。②舊路改建拓寬路基時(shí),由于路基處理不當(dāng),壓實(shí)度不夠,造成新老路基的密實(shí)度不同,從而新路基出現(xiàn)沉降,混凝土板下沿縱向出現(xiàn)脫空。在車輪荷載作用下,使混凝土板發(fā)生縱向斷裂。

(3)交叉裂縫和破碎板(網(wǎng)裂)。

①水泥混凝土強(qiáng)度不足,在輪載和溫度作用下會(huì)出現(xiàn)交叉裂縫。②路基和基層的強(qiáng)度與水穩(wěn)性差,施工時(shí)接縫灌縫不能滿足要求,一旦受到水的浸入,將會(huì)發(fā)生不均勻沉陷,在車輪荷載作用下,混凝土板塊出現(xiàn)交叉裂縫。③水泥的水化反應(yīng)和堿骨料反應(yīng)。④路基或基層的凍脹與翻漿,引起基礎(chǔ)不均勻支承,使路面板開裂,發(fā)展成為破碎板。

1.3 斷碎類

(1)斷板。其產(chǎn)生原因可歸結(jié)為切縫不及時(shí)及切縫間距過大,在高溫條件下施工的混凝土板的收縮和翹曲應(yīng)力大于板塊某局部的初期極限抗拉強(qiáng)度時(shí)產(chǎn)生裂縫而斷板;施工中基層的平整度、高程控制不嚴(yán)、立模板時(shí)破壞了基層等,造成板的厚度不等,強(qiáng)度不均,在薄弱斷面產(chǎn)生斷板;開放交通過早,使板塊產(chǎn)生早期裂縫,留下后期斷板引患;施工中澆水養(yǎng)生跟不上,造成收縮裂縫,嚴(yán)重時(shí)發(fā)生斷板;氣候影響。

(2)碎裂(結(jié)構(gòu)性破壞)。其產(chǎn)生原因同前述破碎板(網(wǎng)裂)。

1.4 變形類

(1)唧泥、脫空、錯(cuò)臺。錯(cuò)臺一般伴隨著唧泥和脫空發(fā)生。唧泥、脫空、錯(cuò)臺的產(chǎn)生原因可歸結(jié)為接縫填縫料失敗;基層材料水穩(wěn)性不良,不耐沖刺;接縫傳荷能力差,如傳力桿失效、基礎(chǔ)不均勻支承和重復(fù)荷載作用、超載、偏載。

(2)拱起(結(jié)構(gòu)性破壞)。拱起是季節(jié)性凍土地區(qū)混凝土路面典型破壞之一。產(chǎn)生原因可歸結(jié)為膨脹縫間距過長以及橫向接縫或裂縫處,板塊的溫度膨脹受阻。

(3)凸型豎曲線的影響。凸型豎曲線兩邊的混凝土板可當(dāng)作具有傳遞荷載能力的剛體,在溫度作用下板塊產(chǎn)生脹縮現(xiàn)象,同時(shí)產(chǎn)生脹縮應(yīng)力。在垂直方向上由于溫度的影響不能保持平衡,反而有一垂直向上的合力,這個(gè)合力是造成水泥混凝土路面在凸型豎曲線峰頂向上拱起的原因。

(4)沉陷。其產(chǎn)生原因可歸結(jié)為路基土的固結(jié)沉降;路基及基層的壓實(shí)不夠;路基土融沉。例如在橋涵構(gòu)造物附近或路基加寬部分,由于路基土的工后固結(jié)沉降及壓實(shí)不夠,使路面發(fā)生沉陷。

1.5 接縫損壞類

(1)接縫破裂。其產(chǎn)生原因是接縫施工不當(dāng);拉桿或傳動(dòng)桿設(shè)置不當(dāng);縫隙內(nèi)進(jìn)入不可壓縮材料或者縮縫施工不當(dāng),重載的反復(fù)作用。

(2)填縫料損壞。其主要原因是填縫料的質(zhì)量差;縫料施工、養(yǎng)護(hù)的措施不當(dāng);由于填料脆裂、老化、擠出與板塊脫離造成,質(zhì)量較差的填縫骨料,短時(shí)間內(nèi)就會(huì)發(fā)生損壞現(xiàn)象。

(3)接縫張開。其主要原因是桿設(shè)置不當(dāng)或沒有設(shè)置;板塊在縱、橫坡度上,在荷載作用下,當(dāng)板塊與基層之間摩阻力小于板塊的下滑力時(shí),接縫張開。

2 水泥混凝土路面防治措施

2.1 加強(qiáng)經(jīng)常性養(yǎng)護(hù)工作

(1)保持路面清潔是平時(shí)養(yǎng)護(hù)的一項(xiàng)重要任務(wù)。它不僅保證了路況的美觀,而且也是保證路況完好、行車安全的一件大事,必須認(rèn)真對待,做到“勤巡視、勤打掃”。

(2)保持路面、路基的排水通暢。加強(qiáng)路面排水系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù),保持排水系統(tǒng)功能也是平時(shí)養(yǎng)護(hù)的一件大事,做好了就能保證路表水迅速排離路面。為防止路肩積水,對高于路肩設(shè)計(jì)標(biāo)高的土壤或路肩上的雜草應(yīng)經(jīng)常鏟除。同時(shí),為迅速將水排離道路,應(yīng)加強(qiáng)路基急流槽,路側(cè)縱橫向排水溝的疏通養(yǎng)護(hù),重視這些平時(shí)養(yǎng)護(hù)工作,就能保持路面路基的排水通暢。

2.2 做好及時(shí)維修養(yǎng)護(hù)是對路基、路面的正常護(hù)理

(1)板面起皮、剝落、麻面、露骨、坑槽、孔洞等表面損壞病害,嚴(yán)重影響行車安全,削弱路面板截面,在汽車荷載反復(fù)作用下,容易引起嚴(yán)重的斷裂或斷板;若沒有處理,會(huì)迅速擴(kuò)大病害范圍,必須及時(shí)進(jìn)行路面的表面維修及填補(bǔ)維修。

(2)接縫是路面使用質(zhì)量的薄弱環(huán)節(jié)。接縫中的填縫料應(yīng)根據(jù)季節(jié)進(jìn)行整修。在冬季要及時(shí)填縫,填縫前要清除已老化的填縫料和縫內(nèi)雜物,通常使用聚氯乙烯膠泥或?yàn)r青橡膠填縫,填縫要飽滿;在夏季要及時(shí)鏟除被擠出的多余填縫料。維修中要求填縫料與路面齊平,表面平順,行車舒適。對接縫破裂情況,應(yīng)及時(shí)清除破碎部分,進(jìn)行維修。

(3)對唧泥、脫空等病害,應(yīng)使用細(xì)顆粒砂漿封底,以防止基層表面的沖刷及混凝土板的破碎。經(jīng)驗(yàn)表明,砂漿應(yīng)灌滿所有空隙,否則,混凝土板只放置在支承層的幾個(gè)點(diǎn)上時(shí),灌漿后不久,將會(huì)產(chǎn)生裂縫。

(4)對于貫通裂縫、斷板、碎裂、拱起、沉陷等結(jié)構(gòu)性破壞,應(yīng)及時(shí)清除破碎部分,進(jìn)行維修。

[1] 崔克文.水泥混凝土路面破損修復(fù)試驗(yàn)研究[J].山西建筑, 2005,31(1):147-148.

[2] 張新平.水泥混凝土路面破壞原因及防治措施[J].山西建筑,2005,31(1):132-133.