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摘 要:本文主要分析水泥混凝土路面常见病害的产生原因,并提出处理措施。
关键词:水泥 混凝土 路面 病害 防治措施
中图分类号:U416 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(a)-0061-01
水泥混凝土路面具有表面平整、强度高、稳定性好等优点,越来越多地应用到市政道路改扩工程中,水泥混凝土路面。由于设计深度不够,施工经验的不足,路面常有这个或那样的裂缝出现,并随着通车时间的推移一些裂缝继续发展。因此,引发了水泥混凝土路面的多种病害,大体分为结构性破坏和非结构性破坏。为此,有必要对这些裂缝做一番分析和研究,希望能有助于设计,有益于施工。水泥混凝土路面损坏可分为:断裂类、竖向位移类、接缝类和表层类四种类型。断裂类主要指纵、横、斜向裂缝和交叉裂缝、断裂板等;竖向位移类主要指沉陷和胀起;接缝类主要指裂缝的填缝料损坏、唧泥、错台和拱起等;表层类主要指坑洞、露骨、网裂和起皮、粗集料冻融裂纹、修补损坏等。
1 水泥混凝土路面的主要病害及产生的成因
1.1 设计原因
(1)路基设计。整个路基承受着由路面传来的荷载,并通过路床和路堤进行传递和扩散,使混凝土路面始终处于稳定状态,才能保证路面面板不被折断。如果设计的路基不稳定或出现不均匀沉陷,当棉板脱空时,路面面板将随着基层的变形而断裂。在设计中必须正确选择路基的干湿类型,使路基始终处于干燥或中湿状态。否则就要对路基进行处理,直到满足干湿类型的要求为止。
(2)基层的设计问题。基层的设计必须稳定、密实、表面平整和具有足够的厚度,使水泥混凝土路面棉板始终能处于稳定的状态。基层通常是直接支承水泥混凝土路面面板的结构层,同时它还承受和传递由路面传来的荷载。
(3)路面面板设计。水泥混凝土路面的断板与其设计有着密切的联系,首先设计的路面面板必须要有足够的强度,第二必须要有适宜而又完善的排水系统。当路基和基层一定时路面面板的强度是十分重要的,当面板的强度不能承受车辆荷载产生的应力时,棉板即可能出现断板、破碎或松散。
1.2 施工原因
(1)在混凝土收缩时,难以承受拉应力而开裂。基层不平整会大大增加其与混凝土界面的摩阻力,易在较薄弱路面开裂。基层干燥会吸收混凝土拌和物中的水分,使底部混凝土失水,强度降低,导致开裂。用松散材料处理基层标高失控或不平整时,上层混凝土拌和物的水分或砂浆会下渗或被基层吸收,使下部混凝土变的疏松,强度下降,路基施工过程中没有按要求做成一定的横坡度,路基施工临时排水未做或不通畅,从而使大量的积水渗入路基,严重影响路基的质量。
(2)混凝土搅拌不足或过分。振捣不密实,形成的混凝土强度不足或不均匀,易导致早期开裂断板。振捣时间不宜过长,否则会造成分层,粗颗粒沉入底层,细颗粒及水留在上层,强度不均匀,表面收缩裂缝增加。混凝土拌和时,如果水泥和集料温度过高,在加上水泥的水化热,会使混凝土拌和物的温度很高,在冷却、硬化过程中会使温差收缩加大,导致开裂。
(3)养生不及时或养护方法不当。尤其是气温高,湿度小,风速大的不利条件下,就会使混凝土表面水分蒸发太快,从而形成干缩裂缝。切缝不及时。由于机具故障或操作人员切缝时间掌握不准或切缝深度不足,造成混凝土内应力集中,在混凝土板的薄弱处形成不规则的贯穿裂缝。由于切缝不及时,混凝土在收缩作用下,产生断板。
2 水泥混凝土路面的主要病害的主要应对控制措施
(1)局部修补:对出现错台的板块,先采用压浆调整,恢复平顺,调整后仍有高差,且错台量小于10mm,可用建筑磨平机打磨掉高出的部分或人工凿除高出部分,凿除(打磨)宽度一般为10～30cm。错台量大于10mm的,在低的一侧用沥青砂或细粒式沥青碎石衬平,衬补长度按高差的1%～2%,也可用聚合物水泥砂浆薄层修补。修补前应用钢丝刷将原路面清理干净。大面积麻面、露骨、平整度差等结构性病害,常采用沥青混凝土罩面处理,处理厚度应大于2.5cm,罩面前要对破碎板及整个路面进行修补和压浆处理。一般的麻面可不作处理,只对露骨严重部分作整段处理,可用聚合物砂浆作薄层处理。
(2)接缝修补:接缝施工时,为保证清缝质量,对杂物充填较多的纵缝,必须用切缝机切割,其他缝也应用铁铲对杂物和老化的填料进行清理,然后用高压气体吹净。对加热型填缝材料,按规定进行熔化,使其具有较好的流动性,加热温度不宜过高、过低,时间不宜过长,以避免材料老化或流动性较差。用黄油枪或扁嘴铁壶沿缝方向均匀浇灌加热后的填缝料至缝填满为止(不宜过高或过低),灌缝深度至少应大于1.5cm。灌缝应在路面干燥及路面板下没有积水时进行,保证填料与缝壁粘接牢固且不被高压水剥离、挤出。根据填缝料性质,做好施工交通控制工作,待填缝料冷却后开放交通(一般需30min),以免其被行车粘掉。坚持周期性养护,根据填料有效使用寿命,对全部构造缝进行全面清缝和普灌,其后每年入冬和雨季之前进行补灌,保证构造缝全部密封。
(3)裂缝修补:水泥混凝土路面裂缝型式多样,处治时要根据具体情况采用相应的技术措施。缝宽不足0.5mm的非扩展性表面裂缝,采用压注灌浆法;局部性裂缝,且缝口较宽时,采取扩缝灌浆法;对贯穿全厚的裂缝,采用条带罩面法。对裂缝宽度大于3mm的裂缝,用环氧树脂与固化剂搅拌均匀后直接灌注。
(4)破碎板块修补:采取换板方式处理水泥混凝土路面严重破碎板,即挖除整块破碎板,然后浇筑水泥混凝土,板厚与原面板厚度一致,但一般不宜小于24cm,否则可采用钢筋混凝土进行修复。板角断裂等破损采用局部修补方式,即对板角断裂的部分渐除成正方形或矩形,在原板壁上加装传力杆后,在凿除位置浇筑混凝土。其具体工艺流程为:板块破碎、凿除→基底清理→补设拉杆、传力杆→混凝土拌和及运输→钢筋网制作→混凝土浇筑→接缝设置→养生。
3 结论
水泥混凝土路面的病害处治始终是一种事后补救的方法,对水泥混凝土路面病害,更多的应当以建立预防为主的思想,尽量在设计和施工中予以避免减少提出以下几点建议:
(1)严格路基特别是基层参数的选取,如各基层回弹模量、含水率、液限、现场承载力等,确保施工值与设计值一致,并且设计取值与现场客观实际相符,因此必要时应加大基本设计依据、参数的现场实际测定方面的工作,而不能仅按规范选取。加强路基施工管理,对填方路基,确保分层回填,分层碾压,并强化施工单位自检和监理检查工作,一要保证达到要求的压实度,并要求压实均匀,特别是路肩部位及车道与路肩交接部位,此处极易产生纵向错台;对半填半挖路基,特别注意挖、填结合部位的碾压。
(2)对用作路基的土,应加强土质的鉴别和性能测试,对膨胀土,注意区分其类别,对强膨胀土,必须置换,对中、弱膨胀土,采用适当的方法对土质进行改良,基坡较大时,采用适当的设施来加强土坡稳定性,从而保证路面不破坏。
参考文献
[1] 李珉.浅谈水泥路面损坏成因及大修措施[J].山西建筑,2009,35(13):270-271.
[2] 孙丽霞,邓洪亮,孙波.高速公路沥青路面水损坏原因和防治措施.科技创新导报,2007(36).
关键词:水泥 混凝土 路面 病害 防治措施
中图分类号:U416 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(a)-0061-01
水泥混凝土路面具有表面平整、强度高、稳定性好等优点,越来越多地应用到市政道路改扩工程中,水泥混凝土路面。由于设计深度不够,施工经验的不足,路面常有这个或那样的裂缝出现,并随着通车时间的推移一些裂缝继续发展。因此,引发了水泥混凝土路面的多种病害,大体分为结构性破坏和非结构性破坏。为此,有必要对这些裂缝做一番分析和研究,希望能有助于设计,有益于施工。水泥混凝土路面损坏可分为:断裂类、竖向位移类、接缝类和表层类四种类型。断裂类主要指纵、横、斜向裂缝和交叉裂缝、断裂板等;竖向位移类主要指沉陷和胀起;接缝类主要指裂缝的填缝料损坏、唧泥、错台和拱起等;表层类主要指坑洞、露骨、网裂和起皮、粗集料冻融裂纹、修补损坏等。
1 水泥混凝土路面的主要病害及产生的成因
1.1 设计原因
(1)路基设计。整个路基承受着由路面传来的荷载,并通过路床和路堤进行传递和扩散,使混凝土路面始终处于稳定状态,才能保证路面面板不被折断。如果设计的路基不稳定或出现不均匀沉陷,当棉板脱空时,路面面板将随着基层的变形而断裂。在设计中必须正确选择路基的干湿类型,使路基始终处于干燥或中湿状态。否则就要对路基进行处理,直到满足干湿类型的要求为止。
(2)基层的设计问题。基层的设计必须稳定、密实、表面平整和具有足够的厚度,使水泥混凝土路面棉板始终能处于稳定的状态。基层通常是直接支承水泥混凝土路面面板的结构层,同时它还承受和传递由路面传来的荷载。
(3)路面面板设计。水泥混凝土路面的断板与其设计有着密切的联系,首先设计的路面面板必须要有足够的强度,第二必须要有适宜而又完善的排水系统。当路基和基层一定时路面面板的强度是十分重要的,当面板的强度不能承受车辆荷载产生的应力时,棉板即可能出现断板、破碎或松散。
1.2 施工原因
(1)在混凝土收缩时,难以承受拉应力而开裂。基层不平整会大大增加其与混凝土界面的摩阻力,易在较薄弱路面开裂。基层干燥会吸收混凝土拌和物中的水分,使底部混凝土失水,强度降低,导致开裂。用松散材料处理基层标高失控或不平整时,上层混凝土拌和物的水分或砂浆会下渗或被基层吸收,使下部混凝土变的疏松,强度下降,路基施工过程中没有按要求做成一定的横坡度,路基施工临时排水未做或不通畅,从而使大量的积水渗入路基,严重影响路基的质量。
(2)混凝土搅拌不足或过分。振捣不密实,形成的混凝土强度不足或不均匀,易导致早期开裂断板。振捣时间不宜过长,否则会造成分层,粗颗粒沉入底层,细颗粒及水留在上层,强度不均匀,表面收缩裂缝增加。混凝土拌和时,如果水泥和集料温度过高,在加上水泥的水化热,会使混凝土拌和物的温度很高,在冷却、硬化过程中会使温差收缩加大,导致开裂。
(3)养生不及时或养护方法不当。尤其是气温高,湿度小,风速大的不利条件下,就会使混凝土表面水分蒸发太快,从而形成干缩裂缝。切缝不及时。由于机具故障或操作人员切缝时间掌握不准或切缝深度不足,造成混凝土内应力集中,在混凝土板的薄弱处形成不规则的贯穿裂缝。由于切缝不及时,混凝土在收缩作用下,产生断板。
2 水泥混凝土路面的主要病害的主要应对控制措施
(1)局部修补:对出现错台的板块,先采用压浆调整,恢复平顺,调整后仍有高差,且错台量小于10mm,可用建筑磨平机打磨掉高出的部分或人工凿除高出部分,凿除(打磨)宽度一般为10～30cm。错台量大于10mm的,在低的一侧用沥青砂或细粒式沥青碎石衬平,衬补长度按高差的1%～2%,也可用聚合物水泥砂浆薄层修补。修补前应用钢丝刷将原路面清理干净。大面积麻面、露骨、平整度差等结构性病害,常采用沥青混凝土罩面处理,处理厚度应大于2.5cm,罩面前要对破碎板及整个路面进行修补和压浆处理。一般的麻面可不作处理,只对露骨严重部分作整段处理,可用聚合物砂浆作薄层处理。
(2)接缝修补:接缝施工时,为保证清缝质量,对杂物充填较多的纵缝,必须用切缝机切割,其他缝也应用铁铲对杂物和老化的填料进行清理,然后用高压气体吹净。对加热型填缝材料,按规定进行熔化,使其具有较好的流动性,加热温度不宜过高、过低,时间不宜过长,以避免材料老化或流动性较差。用黄油枪或扁嘴铁壶沿缝方向均匀浇灌加热后的填缝料至缝填满为止(不宜过高或过低),灌缝深度至少应大于1.5cm。灌缝应在路面干燥及路面板下没有积水时进行,保证填料与缝壁粘接牢固且不被高压水剥离、挤出。根据填缝料性质,做好施工交通控制工作,待填缝料冷却后开放交通(一般需30min),以免其被行车粘掉。坚持周期性养护,根据填料有效使用寿命,对全部构造缝进行全面清缝和普灌,其后每年入冬和雨季之前进行补灌,保证构造缝全部密封。
(3)裂缝修补:水泥混凝土路面裂缝型式多样,处治时要根据具体情况采用相应的技术措施。缝宽不足0.5mm的非扩展性表面裂缝,采用压注灌浆法;局部性裂缝,且缝口较宽时,采取扩缝灌浆法;对贯穿全厚的裂缝,采用条带罩面法。对裂缝宽度大于3mm的裂缝,用环氧树脂与固化剂搅拌均匀后直接灌注。
(4)破碎板块修补:采取换板方式处理水泥混凝土路面严重破碎板,即挖除整块破碎板,然后浇筑水泥混凝土,板厚与原面板厚度一致,但一般不宜小于24cm,否则可采用钢筋混凝土进行修复。板角断裂等破损采用局部修补方式,即对板角断裂的部分渐除成正方形或矩形,在原板壁上加装传力杆后,在凿除位置浇筑混凝土。其具体工艺流程为:板块破碎、凿除→基底清理→补设拉杆、传力杆→混凝土拌和及运输→钢筋网制作→混凝土浇筑→接缝设置→养生。
3 结论
水泥混凝土路面的病害处治始终是一种事后补救的方法,对水泥混凝土路面病害,更多的应当以建立预防为主的思想,尽量在设计和施工中予以避免减少提出以下几点建议:
(1)严格路基特别是基层参数的选取,如各基层回弹模量、含水率、液限、现场承载力等,确保施工值与设计值一致,并且设计取值与现场客观实际相符,因此必要时应加大基本设计依据、参数的现场实际测定方面的工作,而不能仅按规范选取。加强路基施工管理,对填方路基,确保分层回填,分层碾压,并强化施工单位自检和监理检查工作,一要保证达到要求的压实度,并要求压实均匀,特别是路肩部位及车道与路肩交接部位,此处极易产生纵向错台;对半填半挖路基,特别注意挖、填结合部位的碾压。
(2)对用作路基的土,应加强土质的鉴别和性能测试,对膨胀土,注意区分其类别,对强膨胀土,必须置换,对中、弱膨胀土,采用适当的方法对土质进行改良,基坡较大时,采用适当的设施来加强土坡稳定性,从而保证路面不破坏。
参考文献
[1] 李珉.浅谈水泥路面损坏成因及大修措施[J].山西建筑,2009,35(13):270-271.
[2] 孙丽霞,邓洪亮,孙波.高速公路沥青路面水损坏原因和防治措施.科技创新导报,2007(36).