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摘要:柳州市水泥砼路面的主要病害有裂缝、接缝、变形等,文章首先从施工方面、设计方面、使用过程中的日常养护等方面分析了造成这些病害的原因,然后提出了相应的维修养护对策,主要有加强日常维护,定期填充或铲除多余的填缝料,保持接缝完好;对于轻微断裂,裂缝无剥落或轻微剥落,采用灌入粘结剂的方法进行修补;加强对地下管线的管理,减少重复开挖水泥砼路面。
关键词:水泥砼路面;病害原因;路面维护;裂缝处理;道路施工
中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)01-0185-02
由于水泥砼路面具有刚度大,耐磨性好,扩散荷载能力强,稳定性好,在养护条件好的情况下使用年限较长的特点,所以越来越多地应用于城市道路的建设上,但它也具有一旦开始破坏,破损会迅速发展的缺点。根据2008柳州市道路普查资料表明,柳州市目前支路等级以上的道路为146条,其中路面结构为水泥砼路面的共72条,合计面积约230.3万m2,占总面积的48.1%。除飞鹅路、屏山大道、跃进路、潭中西路、西环路等为数不多的主干次道是近年新建的,其余大部分都属于超期使用。由于这些早期修建的水泥砼道路路基结构不合理,排水设施也不完善,砼面层设计强度又低,加上面板厚度薄,所以这些路面在行车荷载和环境因素作用下,有的修建不久便出现破坏,有的超期使用后路况更差,大多数进行过沥青罩面或补强。柳州市每年均要投入较大的资金进行维修。
一、水泥砼路面的主要病害
根据几年来对燎原路、东环路、北雀路、柳邕路、西环路路况的调查分析,这几条水泥砼路面的病害见表1。
从表1可以看出,柳州市的水泥砼路面的病害类型主要可以概括为以下几类:裂缝类,接缝类,变形类,其它类型。
二、引起柳州市水泥砼路面病害的主要原因
(一)设计方面
1.设计标准低。(1)基层选用:水泥砼路面是刚性路面,它对基础的刚度也有一定的要求,所以一般都选用半刚性的基层(半刚性基层主要有:二灰混合料基层、水泥稳定料基层、素砼基层等)。柳州市以前设计的基层一般都是片石基层(如柳邕路、东环路与燎原路)或碎石基层(如西环路、潭中西路、飞鹅路),这些基层没有整体的刚性,且施工时密实度难以控制和不易压实,属松散型基层,在车辆荷载作用下,因受力不均容易引起错台及唧泥等病害。(2)砼面层标号:以前因受投资的影响,砼面层的设计强度普遍较低,一般都是C25以下,且厚度很薄,一般都是22cm以下。(3)据资料显示,1984年柳州市有机动车辆约1.5万辆,1993年约有3万辆,2005年约有41万辆,到2009年已增至50万多辆。由于以前道路设计时预测的远景交通量大大少于现在的实际交通量,致使道路的损坏加快。另外,随着超大型载重运输车的出现和逐渐增加,如防港物流、柳泥、柳钢的加长载重车,车载高达100多吨,单轴重甚至超过了30吨,更易对水泥砼路面造成破坏。
2.砼板块间未设传力杆和拉杆、边角处没有设计角隅钢筋。柳州市1998年以前设计的水泥砼路面均未设置拉杆、传力杆和角隅钢筋,这就造成了砼路面板块在经过徐变收缩之后,各板块都成了独立的受力体,降低了传荷作用,在车辆荷载的作用下,砼板块受力面积减少,压强增大,破坏的作用也就更加明显。另外,由于縱缝不设拉杆,板在自重作用下没路拱枘坡方向滑动,加上板的热胀冷缩作用,使纵缝逐渐拉开,如东环路和燎原路,纵缝宽达5cm。
(二)施工方面
1.基层料和砼料搅拌机械的选用。以前,施工单位都采用装载机在山场进行级配碎石拌和,缺乏计量设备,致使含水量及配合比达不到最佳。另外,水泥砼的搅拌采用非强制式搅拌机进行自拌,也存在计量设备落后,砼配合比失控的问题。
2.砼板块切缝分块不合理。砼板块面积过大,会影响整块砼板的热胀冷缩,在经过几个冷热周期后,面板就会出现不规则的裂缝。如西环路的慢车道、潭中西路的快车道和慢车道,因板块面积过大(慢车道为6.5m×6m、快车道为8m×6m),造成裂缝长达几百米,缝宽也达2cm,严重损坏了砼路面。
3.填缝料的选择。目前,柳州市水泥砼路面接缝都是采用普通沥青进行灌缝,由于普通沥青热稳定性差,低温时易开裂,易老化、耐久性差,所以其密封时间只有一年左右,当失去密封作用后,粉尘、砂石在行车的影响下易进入接缝,导致接缝损坏。
4.砼强度形成初期没有及时养护。普通砼的强度发展需要较长的过程,一般14天左右可达到设计强度的70%～80%,在此期间,如不及时进行淋水养护或覆盖麻袋、薄膜养生,容易造成砼表面出现裂缝、强度降低等现象。
(三)使用过程中的日常养护方面
柳州市每年投入砼路面维修的资金非常少,致使砼路面在出现病害初期未能得到及时的处理和维修,最终导致了砼路面病害加重。如由于接缝料的老化和脱落未得到及时更换,造成雨水渗入接缝中,影响了基层和路床,加快了水泥砼路面的破坏;另外,路面上的泥土和小石块也因接接缝料脱落而掉入接缝中,影响了砼板块的正常伸缩,导致了拱起、边角损坏、裂缝等病害的产生。如潭中西路的裂缝产生初期,没有及时进行灌缝封闭,使裂缝越来越宽,最终出现砼断裂、错台等病害。
(四)路床排水不良
城市道路一般都比两侧的建筑物低,且常采用槽式结构,由于没有考虑渗入路床的水分如何排除,这部分水便积滞在路床内,从而加剧路基的浸湿软化,导致唧泥和错台等病害的出现。从水泥路面使用过程中发现,砼路面的损坏有很多地方是因地表水渗入路基而造成的。有资料表明,因潮湿造成的破坏比因干燥造成的破坏率大20%～40%。
(五)外界因素
地下管线敷设重复开挖砼路面,加上修复时又不按规范和技术要求进行,致使修补质量差,水泥砼路面受到了极大的破坏。如燎原路,全长才2公里,却有横过道路的破路沟槽28条,因修复质量差,现已引起相邻的板块的损坏。
三、养护及维修对策
1.加强日常维护,定期填充或铲除多余的填缝料,保持接缝完好。填缝料应该每隔二至三年进行更换。填缝料可采用聚氯乙烯胶泥、橡胶沥青、M880建筑密封膏、聚氨酯密封膏等。东环路和燎原路的接缝经处理后,路况比以前明显好转。
2.对于轻微断裂,裂缝无剥落或轻微剥落,裂缝宽度小于3mm的,采用灌入粘结剂的方法进行修补。施工方法可采用直接灌入法和喷嘴灌入法。粘结剂材主要有聚胺脂、聚硫环氧树脂、甲凝、环氧树脂等高分子化学材料。在柳州市,也曾采用普通沥青进行灌缝处理,虽然这种方法处理后使用时间短,但作为临时措施效果也不错。对于中、重度的裂缝,必须采用凿除裂缝两侧20cm范围内、深10cm的表层砼,再沿纵向每隔50cm加一个钯钉,最后浇筑快硬砼的条带罩面法进行处理。
3.对局部损坏的板块需更换维修时,应注意以下几点:(1)重新浇筑的砼强度应不小于旧砼的强度,其材料要求、配合比、施工工艺、质量标准等应符合有关设计与施工规范的要求;(2)选择合适的压实机械进行辗压,确保路床和基层的边角压实度满足规范要求,如发现有软基则必须进行彻底处理;(3)破除基层时,如果开挖时造成相邻板块的基层料坍塌而形成空洞时,必须进行及时处理才能进行本板块的恢复工作,如板块基层不需按接缝位置竖直开挖时,可做成台阶状,以利于压实;(4)增设传力杆、拉杆和角隅钢筋,将新维修的板块有效地与旧板块结合成整体,提高传荷能力;(5)合理划分板块面积,减少因热胀冷缩引起的裂缝和损坏;(6)养护及时、到位,使水泥砼面层在后期保养中得到更高的强度。
4.对接缝或裂缝部分、水泥和沥青路面之间重度的错台(错台量大于1.2cm),临时措施可采用密级配细粒式沥青砼进行罩面处理,其作用既可以解决跳车问题,又可以进行封面,防止水分从裂缝中渗入路床内。如东环路和潭中西路,采用该种方法处理后使用效果较为理想。但要根除病害,还必须按上述第2点进行更换维修处理。
5.加强对地下管线的管理,减少重复开挖水泥砼路面。如因埋设市政公用设施确需进行局部破路,在恢复时,必须破除整个砼板块,并进行管线上部的补强处理,配置网状钢筋,防止水泥砼路面产生的缝隙张开,避免修补损坏在路面重复发生。
参考文献
[1]柳州市城市建设志.
[2]城镇道路养护技术规范(CJJ36-2006)[S].
[3]城市道路与桥梁设计规范[S].
[4]市政工程施工技术应用与施工组织设计[S].
[5]公路与桥梁工程病害防治及检测修复实用技术大全[S].
作者简介:王海凤(1976-),女,广西博白人,柳州市市政设施维护管理处工程师,研究方向:市政设施维护管理工作及维修材料;覃新育(1974-),男,广西贵港人,柳州市路桥建设管理处工程师,研究方向:市政道路和桥梁建设与养护。
关键词:水泥砼路面;病害原因;路面维护;裂缝处理;道路施工
中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)01-0185-02
由于水泥砼路面具有刚度大,耐磨性好,扩散荷载能力强,稳定性好,在养护条件好的情况下使用年限较长的特点,所以越来越多地应用于城市道路的建设上,但它也具有一旦开始破坏,破损会迅速发展的缺点。根据2008柳州市道路普查资料表明,柳州市目前支路等级以上的道路为146条,其中路面结构为水泥砼路面的共72条,合计面积约230.3万m2,占总面积的48.1%。除飞鹅路、屏山大道、跃进路、潭中西路、西环路等为数不多的主干次道是近年新建的,其余大部分都属于超期使用。由于这些早期修建的水泥砼道路路基结构不合理,排水设施也不完善,砼面层设计强度又低,加上面板厚度薄,所以这些路面在行车荷载和环境因素作用下,有的修建不久便出现破坏,有的超期使用后路况更差,大多数进行过沥青罩面或补强。柳州市每年均要投入较大的资金进行维修。
一、水泥砼路面的主要病害
根据几年来对燎原路、东环路、北雀路、柳邕路、西环路路况的调查分析,这几条水泥砼路面的病害见表1。
从表1可以看出,柳州市的水泥砼路面的病害类型主要可以概括为以下几类:裂缝类,接缝类,变形类,其它类型。
二、引起柳州市水泥砼路面病害的主要原因
(一)设计方面
1.设计标准低。(1)基层选用:水泥砼路面是刚性路面,它对基础的刚度也有一定的要求,所以一般都选用半刚性的基层(半刚性基层主要有:二灰混合料基层、水泥稳定料基层、素砼基层等)。柳州市以前设计的基层一般都是片石基层(如柳邕路、东环路与燎原路)或碎石基层(如西环路、潭中西路、飞鹅路),这些基层没有整体的刚性,且施工时密实度难以控制和不易压实,属松散型基层,在车辆荷载作用下,因受力不均容易引起错台及唧泥等病害。(2)砼面层标号:以前因受投资的影响,砼面层的设计强度普遍较低,一般都是C25以下,且厚度很薄,一般都是22cm以下。(3)据资料显示,1984年柳州市有机动车辆约1.5万辆,1993年约有3万辆,2005年约有41万辆,到2009年已增至50万多辆。由于以前道路设计时预测的远景交通量大大少于现在的实际交通量,致使道路的损坏加快。另外,随着超大型载重运输车的出现和逐渐增加,如防港物流、柳泥、柳钢的加长载重车,车载高达100多吨,单轴重甚至超过了30吨,更易对水泥砼路面造成破坏。
2.砼板块间未设传力杆和拉杆、边角处没有设计角隅钢筋。柳州市1998年以前设计的水泥砼路面均未设置拉杆、传力杆和角隅钢筋,这就造成了砼路面板块在经过徐变收缩之后,各板块都成了独立的受力体,降低了传荷作用,在车辆荷载的作用下,砼板块受力面积减少,压强增大,破坏的作用也就更加明显。另外,由于縱缝不设拉杆,板在自重作用下没路拱枘坡方向滑动,加上板的热胀冷缩作用,使纵缝逐渐拉开,如东环路和燎原路,纵缝宽达5cm。
(二)施工方面
1.基层料和砼料搅拌机械的选用。以前,施工单位都采用装载机在山场进行级配碎石拌和,缺乏计量设备,致使含水量及配合比达不到最佳。另外,水泥砼的搅拌采用非强制式搅拌机进行自拌,也存在计量设备落后,砼配合比失控的问题。
2.砼板块切缝分块不合理。砼板块面积过大,会影响整块砼板的热胀冷缩,在经过几个冷热周期后,面板就会出现不规则的裂缝。如西环路的慢车道、潭中西路的快车道和慢车道,因板块面积过大(慢车道为6.5m×6m、快车道为8m×6m),造成裂缝长达几百米,缝宽也达2cm,严重损坏了砼路面。
3.填缝料的选择。目前,柳州市水泥砼路面接缝都是采用普通沥青进行灌缝,由于普通沥青热稳定性差,低温时易开裂,易老化、耐久性差,所以其密封时间只有一年左右,当失去密封作用后,粉尘、砂石在行车的影响下易进入接缝,导致接缝损坏。
4.砼强度形成初期没有及时养护。普通砼的强度发展需要较长的过程,一般14天左右可达到设计强度的70%～80%,在此期间,如不及时进行淋水养护或覆盖麻袋、薄膜养生,容易造成砼表面出现裂缝、强度降低等现象。
(三)使用过程中的日常养护方面
柳州市每年投入砼路面维修的资金非常少,致使砼路面在出现病害初期未能得到及时的处理和维修,最终导致了砼路面病害加重。如由于接缝料的老化和脱落未得到及时更换,造成雨水渗入接缝中,影响了基层和路床,加快了水泥砼路面的破坏;另外,路面上的泥土和小石块也因接接缝料脱落而掉入接缝中,影响了砼板块的正常伸缩,导致了拱起、边角损坏、裂缝等病害的产生。如潭中西路的裂缝产生初期,没有及时进行灌缝封闭,使裂缝越来越宽,最终出现砼断裂、错台等病害。
(四)路床排水不良
城市道路一般都比两侧的建筑物低,且常采用槽式结构,由于没有考虑渗入路床的水分如何排除,这部分水便积滞在路床内,从而加剧路基的浸湿软化,导致唧泥和错台等病害的出现。从水泥路面使用过程中发现,砼路面的损坏有很多地方是因地表水渗入路基而造成的。有资料表明,因潮湿造成的破坏比因干燥造成的破坏率大20%～40%。
(五)外界因素
地下管线敷设重复开挖砼路面,加上修复时又不按规范和技术要求进行,致使修补质量差,水泥砼路面受到了极大的破坏。如燎原路,全长才2公里,却有横过道路的破路沟槽28条,因修复质量差,现已引起相邻的板块的损坏。
三、养护及维修对策
1.加强日常维护,定期填充或铲除多余的填缝料,保持接缝完好。填缝料应该每隔二至三年进行更换。填缝料可采用聚氯乙烯胶泥、橡胶沥青、M880建筑密封膏、聚氨酯密封膏等。东环路和燎原路的接缝经处理后,路况比以前明显好转。
2.对于轻微断裂,裂缝无剥落或轻微剥落,裂缝宽度小于3mm的,采用灌入粘结剂的方法进行修补。施工方法可采用直接灌入法和喷嘴灌入法。粘结剂材主要有聚胺脂、聚硫环氧树脂、甲凝、环氧树脂等高分子化学材料。在柳州市,也曾采用普通沥青进行灌缝处理,虽然这种方法处理后使用时间短,但作为临时措施效果也不错。对于中、重度的裂缝,必须采用凿除裂缝两侧20cm范围内、深10cm的表层砼,再沿纵向每隔50cm加一个钯钉,最后浇筑快硬砼的条带罩面法进行处理。
3.对局部损坏的板块需更换维修时,应注意以下几点:(1)重新浇筑的砼强度应不小于旧砼的强度,其材料要求、配合比、施工工艺、质量标准等应符合有关设计与施工规范的要求;(2)选择合适的压实机械进行辗压,确保路床和基层的边角压实度满足规范要求,如发现有软基则必须进行彻底处理;(3)破除基层时,如果开挖时造成相邻板块的基层料坍塌而形成空洞时,必须进行及时处理才能进行本板块的恢复工作,如板块基层不需按接缝位置竖直开挖时,可做成台阶状,以利于压实;(4)增设传力杆、拉杆和角隅钢筋,将新维修的板块有效地与旧板块结合成整体,提高传荷能力;(5)合理划分板块面积,减少因热胀冷缩引起的裂缝和损坏;(6)养护及时、到位,使水泥砼面层在后期保养中得到更高的强度。
4.对接缝或裂缝部分、水泥和沥青路面之间重度的错台(错台量大于1.2cm),临时措施可采用密级配细粒式沥青砼进行罩面处理,其作用既可以解决跳车问题,又可以进行封面,防止水分从裂缝中渗入路床内。如东环路和潭中西路,采用该种方法处理后使用效果较为理想。但要根除病害,还必须按上述第2点进行更换维修处理。
5.加强对地下管线的管理,减少重复开挖水泥砼路面。如因埋设市政公用设施确需进行局部破路,在恢复时,必须破除整个砼板块,并进行管线上部的补强处理,配置网状钢筋,防止水泥砼路面产生的缝隙张开,避免修补损坏在路面重复发生。
参考文献
[1]柳州市城市建设志.
[2]城镇道路养护技术规范(CJJ36-2006)[S].
[3]城市道路与桥梁设计规范[S].
[4]市政工程施工技术应用与施工组织设计[S].
[5]公路与桥梁工程病害防治及检测修复实用技术大全[S].
作者简介:王海凤(1976-),女,广西博白人,柳州市市政设施维护管理处工程师,研究方向:市政设施维护管理工作及维修材料;覃新育(1974-),男,广西贵港人,柳州市路桥建设管理处工程师,研究方向:市政道路和桥梁建设与养护。