论文部分内容阅读
【摘 要】混凝土路面病害经常出现的原因，一是施工质量不过关，二是养护与维修不到位。
预防措施包括：施工时应严格按照图纸施工，处理好混凝土路面接缝，并且使用时要对胀缝进行及时维修。还应确保路基在最佳含水量情况下压实，使压实度达到规范和设计要求。
处理措施包括：填补填缝料、填补裂缝及孔洞、铺防滑层或割槽、罩面等。
【关键词】混凝土路面；病害预防措施；病害处理措施
1 引言
华北油田矿区内所做的道路大多为混凝土道路，该混凝土道路一般设计使用年限为15~20年。但是有些混凝土道路仅使用3~5年，远远未达到设计使用年限时便出现不同程度的病害，影响了道路的正常使用。究其原因一是施工质量不过关，二是养护与维修不到位。下面，针对以上问题谈一点体会，与大家共同商榷。
2 水泥混凝土路面构造
目前常见的混凝土路面结构为18~20cm混凝土面层+30cm石灰土基层+土基压实。下面分别介绍土基、基层、面层各自的作用。
2.1 土基
理论分析表明，通过刚性面层和基层传到土基上的压力很小，一般不超过0.05Mpa。因此，混凝土板下似乎不需要有坚强的土基支撑。然而，如果土基的稳定性不足，在水文变化的影响下会出现较大的变形，特别是不均匀沉陷，将给混凝土面层带来很不利的影响。
2.2 基层
混凝土面层下设置基层的目的：
2.2.1 防唧泥，混凝土面层如直接放在路基上，会由于路基土塑性变形量大，细料含量多和冲刷能力低而极易产生唧泥现象，铺设基层后，可减轻以至消除唧泥的产生；
2.2.2 防冰冻，在季节性冰冻地区，用对冰冻不敏感的粒状多孔材料来铺筑基层后，可以减少路基的冰冻深度，从而减轻冰冻的危害作用；
2.2.3 减少路基顶面的压应力，并缓和路基不均匀变形对面层的影响；
2.2.4 防水，在湿软土基上，铺筑开级配粒料基层，可以排除从路表面渗入面层板下的水分以及隔断地下水的毛细上升。
2.3 面层
混凝土面层是由一定厚度的混凝土板组成，它具有热胀冷缩的性质。由于气温的变化，混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩，在气温上升时，混凝土板顶面温度较底面温度高，这种温度会造成板的中部隆起；气温下降时，顶面温度较底面温度低，此时板的周边和角隅翘起。这些变形会受到板与基础之间的摩阻力和粘结力，以及板的自重和车轮荷载等的约束，致使板内产生过大的应力，造成板的断裂或拱胀等破坏。当板面存在由翘曲而引起的裂缝时，若温度降低板体收缩，会使两板体被拉开。
为避免这些缺陷，混凝土路面在纵横两方向设置许多接缝，把路面分割成许多板块。
横向接缝是垂直于行车方向的接缝，共有三种：缩缝、胀缝和施工缝。
缩缝一般为假缝，即只在板的上部切割深度为板厚的1/3-1/4，缝隙为5-10mm的缝，此处成为混凝土面板中最薄弱的地方，当板面因温度和湿度的降低而收缩时，混凝土板将沿该薄弱断面有规则的自行断裂，从而避免产生不规则的裂缝。
3 混凝土面板病害特征、成因及其预防措施
混凝土路面结构中各部分都有其重要作用，无论任何部位出现问题,都会影响混凝土路面的正常使用。下面介绍一下混凝土路面在使用过程中常出现的病害，并探讨成因和预防措施。
3.1 混凝土路面病害特征及其成因
3.1.1 挤碎
（1）损坏特征：混凝土路面在横向接缝（主要是胀缝）两侧数十厘米宽度内出现碎裂；
（2）病因分析：这是由于在施工时胀缝内局部有混凝土搭连，或胀缝内落入坚硬的杂屑等原因，阻碍了板的伸长，使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力，当其超过混凝土抗剪强度时，板即发生剪切挤碎。
3.1.2 拱起
（1）损坏特征：混凝土面板在受热膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板突然向上拱起；
（2）病因分析：这是由于板收缩时缝隙张开、填缝料失败、坚硬碎屑等不可压缩的材料塞满缝隙，使板在膨胀时产生较大的热压应力，从而出现纵向压曲失稳。
3.1.3 错台
（1）损坏特征：横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移；
（2）病因分析：当胀缝下部嵌缝板与上部缝隙未能对齐，或胀缝两侧混凝土壁面不垂直，使缝旁两板在伸胀挤压过程中，会上下错开而形成错台，地面水通过接缝入基础使其软化，或者接缝传荷能力不足，或传力效果降低时，都会导致错台的产生，当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀，各幅板沉陷不一致时，纵缝也会产生错台现象。
3.1.4 唧泥
（1）损坏特征：汽车行经接缝时,由缝内喷溅出稀泥浆的现象；
（2）病因分析：在轮载的频繁作用下，基层由于塑性变形累积而同面层板脱空，地面水沿接缝下渗而积聚在脱空的空隙内，在轮载作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆，并沿接缝缝隙喷溅出来，唧泥的出现，使面板边缘部分失去支承，因而往往在离接缝1.5-1.8m内导致横向裂缝。
3.2 病害预防措施
由以上混凝土道路病害成因分析可以看出，混凝土道路病害常出现在接缝处，主要由接缝填料和路基所引起。
对于由于接缝引起的病害，主要是胀缝的失效或设置不当。这要求施工时应严格按照图纸施工，并且使用时要对胀缝进行及时维修。
对于由于基层所引起的病害，主要有两方面的原因：
3.2.1 路基进水，使路基浸泡，在车辆荷载作用下出现基层强度破坏；
3.2.2 路基施工时压实度不够，强度没有达到要求，在车荷载作用下，出现不均匀沉降。对于第一种情况，路基进水主要是由混凝土路面接缝处渗入，因此处理好混凝土路面接缝是确保基层稳定的重要措施之一；对第二种情况，施工时应确保路基在最佳含水量情况下压实，使压实度达到规范和设计要求。
通过以上措施，我们不难控制混凝土路面的病害产生，使病害发生率降为最小。
4 混凝土路面病害的处理措施
对于已经出现病害的混凝土道路，应及时维修，对于不同的病害，可分别采用以下措施。
4.1 填缝料的填补
填缝料常因高温被挤出而失落，日久老化而失去弹性。因此，一般在冬季缝隙增宽时增补或更新填缝料，使缝隙填料保持饱满不渗水，无碎屑杂物等不可压缩的材料混入。
4.2 麻孔、剥落、局部磨损和坑洞的修补
先将尘土碎屑清除干净，再用1：2水泥砂浆或硫磺水泥填补。硫磺水泥强度高，能与多种材料粘结快硬，不需要养生，并有耐酸抗渗作用。有时也可用掺有50%浓度聚乙酸乙烯乳液的水泥砂浆进行修补，或先涂敷环氧树脂或水泥浆，然后用掺有早强剂的混凝土填补。
4.3 断裂的处理
根据断裂位置把混凝土凿成深约0.05-0.07m的长方形槽，刷洗干净后，用水泥砂浆涂抹槽壁和底面，然后以混凝土填补。较彻底的办法是将凹槽壁凿至贯通整个板厚，并在凹槽边缘板厚中央打洞。洞深0.1m，直径30-40mm，水平间距0.3-0.4m。每个洞应先将其周围润湿，插入一根直径18-20mm，长约0.2m的钢筋，然后用最大粒径为5-10mm的细石混凝土填塞捣实。洞口留下0.01-0.02m不浇足，钢筋应一半伸出洞处。待细石混凝土硬结后，再将凹槽边壁润湿，涂刷水泥浆一道，然后将与原来相同的混凝土浇入槽中夯捣密实。
4.4 罩面
混凝土面损坏后，可在已损坏的路面上以新混凝土罩面。为增进新旧混凝土的结合，加铺前除清旧面层表面并凿毛外，有时还可在旧路面上先涂敷环氧树脂，然后铺筑新混凝土层，以使新旧层之间达到完全结合，若将旧面层清扫后直接铺筑新混凝土罩面时，则属于部分结合的情况。如在铺筑新混凝土罩面之前，先加上一层油毛毡或其它材料作隔离层，则属于分离式的情况。当用沥青混合料进行罩面时，则至少要有0.10-0.15m厚度，否则容易剥落，而且旧混凝土路面接缝和裂缝容易反射到沥青层上。
参考文献：
[1]JTG F30-2003公路水泥混凝土路面施工技术规范
[2]JTG F10-2006公路路基施工技术规范
预防措施包括：施工时应严格按照图纸施工，处理好混凝土路面接缝，并且使用时要对胀缝进行及时维修。还应确保路基在最佳含水量情况下压实，使压实度达到规范和设计要求。
处理措施包括：填补填缝料、填补裂缝及孔洞、铺防滑层或割槽、罩面等。
【关键词】混凝土路面；病害预防措施；病害处理措施
1 引言
华北油田矿区内所做的道路大多为混凝土道路，该混凝土道路一般设计使用年限为15~20年。但是有些混凝土道路仅使用3~5年，远远未达到设计使用年限时便出现不同程度的病害，影响了道路的正常使用。究其原因一是施工质量不过关，二是养护与维修不到位。下面，针对以上问题谈一点体会，与大家共同商榷。
2 水泥混凝土路面构造
目前常见的混凝土路面结构为18~20cm混凝土面层+30cm石灰土基层+土基压实。下面分别介绍土基、基层、面层各自的作用。
2.1 土基
理论分析表明，通过刚性面层和基层传到土基上的压力很小，一般不超过0.05Mpa。因此，混凝土板下似乎不需要有坚强的土基支撑。然而，如果土基的稳定性不足，在水文变化的影响下会出现较大的变形，特别是不均匀沉陷，将给混凝土面层带来很不利的影响。
2.2 基层
混凝土面层下设置基层的目的：
2.2.1 防唧泥，混凝土面层如直接放在路基上，会由于路基土塑性变形量大，细料含量多和冲刷能力低而极易产生唧泥现象，铺设基层后，可减轻以至消除唧泥的产生；
2.2.2 防冰冻，在季节性冰冻地区，用对冰冻不敏感的粒状多孔材料来铺筑基层后，可以减少路基的冰冻深度，从而减轻冰冻的危害作用；
2.2.3 减少路基顶面的压应力，并缓和路基不均匀变形对面层的影响；
2.2.4 防水，在湿软土基上，铺筑开级配粒料基层，可以排除从路表面渗入面层板下的水分以及隔断地下水的毛细上升。
2.3 面层
混凝土面层是由一定厚度的混凝土板组成，它具有热胀冷缩的性质。由于气温的变化，混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩，在气温上升时，混凝土板顶面温度较底面温度高，这种温度会造成板的中部隆起；气温下降时，顶面温度较底面温度低，此时板的周边和角隅翘起。这些变形会受到板与基础之间的摩阻力和粘结力，以及板的自重和车轮荷载等的约束，致使板内产生过大的应力，造成板的断裂或拱胀等破坏。当板面存在由翘曲而引起的裂缝时，若温度降低板体收缩，会使两板体被拉开。
为避免这些缺陷，混凝土路面在纵横两方向设置许多接缝，把路面分割成许多板块。
横向接缝是垂直于行车方向的接缝，共有三种：缩缝、胀缝和施工缝。
缩缝一般为假缝，即只在板的上部切割深度为板厚的1/3-1/4，缝隙为5-10mm的缝，此处成为混凝土面板中最薄弱的地方，当板面因温度和湿度的降低而收缩时，混凝土板将沿该薄弱断面有规则的自行断裂，从而避免产生不规则的裂缝。
3 混凝土面板病害特征、成因及其预防措施
混凝土路面结构中各部分都有其重要作用，无论任何部位出现问题,都会影响混凝土路面的正常使用。下面介绍一下混凝土路面在使用过程中常出现的病害，并探讨成因和预防措施。
3.1 混凝土路面病害特征及其成因
3.1.1 挤碎
（1）损坏特征：混凝土路面在横向接缝（主要是胀缝）两侧数十厘米宽度内出现碎裂；
（2）病因分析：这是由于在施工时胀缝内局部有混凝土搭连，或胀缝内落入坚硬的杂屑等原因，阻碍了板的伸长，使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力，当其超过混凝土抗剪强度时，板即发生剪切挤碎。
3.1.2 拱起
（1）损坏特征：混凝土面板在受热膨胀而受阻时，某一接缝两侧的板突然向上拱起；
（2）病因分析：这是由于板收缩时缝隙张开、填缝料失败、坚硬碎屑等不可压缩的材料塞满缝隙，使板在膨胀时产生较大的热压应力，从而出现纵向压曲失稳。
3.1.3 错台
（1）损坏特征：横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移；
（2）病因分析：当胀缝下部嵌缝板与上部缝隙未能对齐，或胀缝两侧混凝土壁面不垂直，使缝旁两板在伸胀挤压过程中，会上下错开而形成错台，地面水通过接缝入基础使其软化，或者接缝传荷能力不足，或传力效果降低时，都会导致错台的产生，当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀，各幅板沉陷不一致时，纵缝也会产生错台现象。
3.1.4 唧泥
（1）损坏特征：汽车行经接缝时,由缝内喷溅出稀泥浆的现象；
（2）病因分析：在轮载的频繁作用下，基层由于塑性变形累积而同面层板脱空，地面水沿接缝下渗而积聚在脱空的空隙内，在轮载作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆，并沿接缝缝隙喷溅出来，唧泥的出现，使面板边缘部分失去支承，因而往往在离接缝1.5-1.8m内导致横向裂缝。
3.2 病害预防措施
由以上混凝土道路病害成因分析可以看出，混凝土道路病害常出现在接缝处，主要由接缝填料和路基所引起。
对于由于接缝引起的病害，主要是胀缝的失效或设置不当。这要求施工时应严格按照图纸施工，并且使用时要对胀缝进行及时维修。
对于由于基层所引起的病害，主要有两方面的原因：
3.2.1 路基进水，使路基浸泡，在车辆荷载作用下出现基层强度破坏；
3.2.2 路基施工时压实度不够，强度没有达到要求，在车荷载作用下，出现不均匀沉降。对于第一种情况，路基进水主要是由混凝土路面接缝处渗入，因此处理好混凝土路面接缝是确保基层稳定的重要措施之一；对第二种情况，施工时应确保路基在最佳含水量情况下压实，使压实度达到规范和设计要求。
通过以上措施，我们不难控制混凝土路面的病害产生，使病害发生率降为最小。
4 混凝土路面病害的处理措施
对于已经出现病害的混凝土道路，应及时维修，对于不同的病害，可分别采用以下措施。
4.1 填缝料的填补
填缝料常因高温被挤出而失落，日久老化而失去弹性。因此，一般在冬季缝隙增宽时增补或更新填缝料，使缝隙填料保持饱满不渗水，无碎屑杂物等不可压缩的材料混入。
4.2 麻孔、剥落、局部磨损和坑洞的修补
先将尘土碎屑清除干净，再用1：2水泥砂浆或硫磺水泥填补。硫磺水泥强度高，能与多种材料粘结快硬，不需要养生，并有耐酸抗渗作用。有时也可用掺有50%浓度聚乙酸乙烯乳液的水泥砂浆进行修补，或先涂敷环氧树脂或水泥浆，然后用掺有早强剂的混凝土填补。
4.3 断裂的处理
根据断裂位置把混凝土凿成深约0.05-0.07m的长方形槽，刷洗干净后，用水泥砂浆涂抹槽壁和底面，然后以混凝土填补。较彻底的办法是将凹槽壁凿至贯通整个板厚，并在凹槽边缘板厚中央打洞。洞深0.1m，直径30-40mm，水平间距0.3-0.4m。每个洞应先将其周围润湿，插入一根直径18-20mm，长约0.2m的钢筋，然后用最大粒径为5-10mm的细石混凝土填塞捣实。洞口留下0.01-0.02m不浇足，钢筋应一半伸出洞处。待细石混凝土硬结后，再将凹槽边壁润湿，涂刷水泥浆一道，然后将与原来相同的混凝土浇入槽中夯捣密实。
4.4 罩面
混凝土面损坏后，可在已损坏的路面上以新混凝土罩面。为增进新旧混凝土的结合，加铺前除清旧面层表面并凿毛外，有时还可在旧路面上先涂敷环氧树脂，然后铺筑新混凝土层，以使新旧层之间达到完全结合，若将旧面层清扫后直接铺筑新混凝土罩面时，则属于部分结合的情况。如在铺筑新混凝土罩面之前，先加上一层油毛毡或其它材料作隔离层，则属于分离式的情况。当用沥青混合料进行罩面时，则至少要有0.10-0.15m厚度，否则容易剥落，而且旧混凝土路面接缝和裂缝容易反射到沥青层上。
参考文献：
[1]JTG F30-2003公路水泥混凝土路面施工技术规范
[2]JTG F10-2006公路路基施工技术规范