水泥混凝土路面常見病害中脫空問題的研究綜述

摘 要:經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展加速了我國大量路橋設(shè)施的建設(shè)，而水泥混凝土路面遭受的諸多病害問題也日益凸顯，如:裂縫、板角斷裂、脫空、唧泥、麻面、露骨和坑洞等。在這些問題中，地基在交通荷載和環(huán)境的作用下通常會產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形進(jìn)而產(chǎn)生脫空極為常見且很難修復(fù)。因此，本文對該方面的前人研究成果進(jìn)行了整理，旨在為提高水泥混凝土路面的綜合性能提供一定的建議。

關(guān)鍵詞:混凝土路面 病害 脫空

中圖分類號:U416文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(b)-0121-01

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國基礎(chǔ)設(shè)施得到了飛速完善，這導(dǎo)致了我國大量路橋設(shè)施在短時間內(nèi)得以的誕生。水泥混凝土路面是諸多路橋的重要組成部分，其長期使用過程出現(xiàn)的路面脫空問題、路面層間接觸等問題會影響水泥混凝土路面的使用性能及壽命。在這些問題中，地基在交通荷載和環(huán)境的作用下通常會產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形進(jìn)而產(chǎn)生脫空極為常見，因而引起了人們的廣泛關(guān)注。因此，本文對該方面的前人研究成果進(jìn)行了整理，旨在為提高水泥混凝土路面的綜合性能提供一定的建議。

1 混凝土路面常見病害

前人研究綜合表明，水泥混凝土路面病害類型具有多種劃分方案，如:基于結(jié)構(gòu)性能損壞的“結(jié)構(gòu)性病害、非結(jié)構(gòu)性病害”分類，基于病害形式的“裂縫、變形、接縫損壞、表面病害”分類。結(jié)合實踐，水泥混凝土路面常見的具體病害主要為:

(1)裂縫，可詳細(xì)劃分為橫向、縱向、交叉裂縫等，其中:縱向裂縫主要源于無傳力桿或缺少傳荷能力、填料土質(zhì)不均勻、膨脹性土、凍脹、混凝土板強(qiáng)度不足或疲勞開裂、路基處理不當(dāng)?shù)仍颍瑱M向裂縫主要源干燥收縮和溫度收縮，交叉裂縫主要源于混凝土強(qiáng)度不足、路基和基層的強(qiáng)度與水穩(wěn)定性差引起的不均勻沉降。

(2)脫空，它是指基層與面層發(fā)生了脫離，具體可來源于多種因素，如:在外界載荷的長期作用下導(dǎo)致的基層塑性變形，路基施工時壓實不均導(dǎo)致的路基沉降。

(3)板角斷裂，它是指與混凝土板角兩邊接縫相接的貫穿板厚的裂縫，該現(xiàn)象產(chǎn)生的緣由為“振搗器施工時因側(cè)模的膜壁效應(yīng)而很難保證混凝土完全密實進(jìn)而產(chǎn)生板角裂縫，而相鄰板角之間無傳力桿時因傳荷能力較差而容易出現(xiàn)板角斷裂”。

(4)唧泥，它是指車輛通過板下脫空且匯集了積水的水泥混凝土路面發(fā)生時產(chǎn)生的活動感導(dǎo)致積聚泥水從板下濺出的現(xiàn)象，其中砂石級配不合理及砂石和細(xì)料未經(jīng)處治等導(dǎo)致的整體性、穩(wěn)定性及防凍性差等問題均可造成路面錯臺、唧泥等損害。

(5)坑洞，它是指水泥混凝土路面板表面局部損害而形成的具一定深度的洞穴，而面層骨料局部脫落而產(chǎn)生的長槽稱為坑槽。該類問題主要源于砂石材料含泥量過大、混凝土內(nèi)含雜物所致。

(6)麻面、露骨[2]，它是指水泥混凝土表面結(jié)合料磨失呈現(xiàn)的成片或成段過度粗糙現(xiàn)象，其中:露骨源于凝土表面灰漿不足等因素導(dǎo)致的路面混凝土保護(hù)層脫落而骨料裸露，麻面源于混凝土施工遇雨所致。

(7)磨光，它是指水泥混凝土路面磨成光面時的摩擦系數(shù)已降到極限值以下，磨光主要源于水泥路面水泥砂漿層強(qiáng)度低、水泥等原料耐磨性差、路面使用時間較長。

(8)松散，它是指水泥混凝土路面因結(jié)合料不足或失效導(dǎo)致的成片或成段呈現(xiàn)過度粗糙和沙石材料分離，其中水泥質(zhì)量較差或用量較少、砂石含泥量較大、混凝土強(qiáng)度不足均是導(dǎo)致該類問題的主要因素。

值得說明的是，水泥混凝土路面的破壞往往不僅僅歸屬于某單種病害作用的結(jié)果，它更可能是一種病害做先導(dǎo)進(jìn)而引發(fā)的其它病害，病害間相互促進(jìn)并最終共同導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的破壞。

2 路面脫空研究進(jìn)展

在水泥混凝土路面的使用過程中，地基在交通荷載和環(huán)境的作用下通常會產(chǎn)生不可恢復(fù)的塑性變形進(jìn)而產(chǎn)生脫空。研究表明，水泥混凝土面板底下基層唧泥是導(dǎo)致板底脫空的根本原因，水的存在、水自板下擠出的速率、板底基層材料的易沖刷性、重復(fù)荷載的大小和次數(shù)以及彎沉的大小影響唧泥的主要因素，而板底脫空產(chǎn)生的最主要原因主要為路基的不均勻支撐和自由水的作用兩點。由于脫空對水泥混凝土路面板的受力極為不利，它使板下的連續(xù)支撐不復(fù)存在并取而代之為一種類懸臂梁結(jié)構(gòu)。由于水泥混凝土抗彎拉強(qiáng)度很低，脫空后路面往往會迅速斷裂、破碎，一旦混凝土路面板發(fā)生斷裂則修復(fù)非常困難，因此人們采用了經(jīng)驗法、彎沉法、探地雷達(dá)法和聲振法等檢測方法提前意識以延長路面使用壽命。

3 路面脫空的修補(bǔ)

板底脫空的常見處治方法是采用壓漿技術(shù)進(jìn)行板底封堵并在1930年在美國的水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)中已有實踐，此后人們還嘗試了環(huán)氧樹脂漿體、水泥凈漿、水泥石灰漿、粉煤灰水泥漿等大流動性的材料。實踐表明，壓漿技術(shù)具有對車輛通行影響較小、費用低等優(yōu)點而得到廣泛運用，其施工工藝主要為[2]:①布置壓漿空，在適當(dāng)部位布置壓漿孔并清除其內(nèi)部混凝土碎屑、雜物且保持干燥;②選材，漿料一般為水泥漿制成(原料包括水泥、水、粉煤灰、減水劑、早強(qiáng)劑、膨脹劑等)，壓漿材料需要流動性優(yōu)良、不泌水、干縮小或微膨脹、早強(qiáng)、具有足夠強(qiáng)度和耐沖刷性能等;③壓漿，該步驟是板下封堵施工中最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其中:壓漿的順序應(yīng)當(dāng)從沉陷大的地方逐步向沉陷小的地方依次進(jìn)行，壓漿噴頭需要完全插入孔中且擰緊噴頭螺絲，停止壓漿后拔出壓漿噴頭并立即將孔塞死以免水泥漿外溢壓力被減弱。

值得補(bǔ)充的是，我國目前對壓漿技術(shù)延長水泥混凝土路面板使用壽命僅處于定性地研究階段，封堵施工工藝中的諸多影響治理效果的細(xì)節(jié)因素都有待系統(tǒng)研究，尤其是不同脫空程度、不同軸載、不同荷位等特殊情況均需要定量分析研究。

4 結(jié)語

經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展加速了我國大量路橋設(shè)施的建設(shè)，而水泥混凝土路面遭受的諸多病害問題也日益凸顯。在水泥混凝土路面的諸多問題中，板底脫空會引起錯臺損壞和路面板應(yīng)力增加從而造成的結(jié)構(gòu)斷裂往往很難修復(fù)。實踐表明，能夠根據(jù)現(xiàn)場彎沉檢測數(shù)據(jù)識別板底支承狀況并采取針對性的養(yǎng)護(hù)可有效減少路面板斷裂。對已經(jīng)發(fā)生脫空的水泥混凝土路面，壓漿技術(shù)因具有對車輛通行影響較小、費用低等優(yōu)點而被廣泛運用，但諸多機(jī)理及細(xì)節(jié)還有待進(jìn)一步研究和實踐的探索。

參考文獻(xiàn)

[1]單俊鴻，周明凱，王制報，等.水泥混凝土路面病害及處理[J].國外建材科技，2004，25(3):11～12.

[2]何振星.路橋損傷及破壞中若干力學(xué)問題的研究(博士學(xué)位論文)[D].太原:太原理工大學(xué)，2008，1～139.

[3]周文獻(xiàn).水泥混凝土路面脫空與壓漿處治研究綜述[J].公路，2004(12):194～198.

[4]劉喜峰，周磊.水泥混凝土路面板底脫空的原因及防治措施[J].中州建設(shè)，2009(18):72.

[5]潘艷珠，王端宜，譚寶龍.水泥混凝土路面板底脫空的原因及防治措施[J].廣州大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版，2006，5(1):71～73.