论文部分内容阅读
摘要：水泥混凝土路面是一种刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好的路面结构。但在施工初期和交付使用后，由于种种原因，引起路面的断板，影响了公路运输的效益和行车安全，因此，必须采取措施，加强对水泥混凝土路面的设计、施工及养护管理。
关键词：路面 断板 原因 处置方案
前言：水泥混凝土路面以其强度高、承载能力大、稳定性好、使用寿命长和日常养护费用低等优点。因此，省、市农村公路建设管理机构要求在农村四级公路中采用水泥混凝土作为面层，这种要求符合农村实际情况和道路所处的环境，普遍受到群众的欢迎。但是，水泥混凝土路面的优点都是以工程质量达到设计要求为前提的。施工初期和交付使用后，由于种种原因，水泥混凝土路面出现了断板、裂缝、拱起、掉角、错台、唧泥、板底脱空等病害，尤其以路面断板现象最为突出，在未得到及时治理，久而久之直接影响到水泥混凝土路面的使用效果，减少路面使用年限，甚至会出现前修后坏的恶果，不仅造成很大的经济损失，而且会在社会上，尤其是在群众中带来不良的社会影响。现就水泥混泥土路面常见几种病害进行分析，并提出相应的治理方案。
一、 断板的成因分析
由水泥混凝土路面施工过程控制引起的断板大致可以归纳为以下几个方面
1、 干缩裂缝
水泥混凝土浇筑后,混凝土中的化学结合水、层间水、物理吸附水以及毛细水在混凝土硬化过程中失去时，水泥浆体就会收缩，这就是干缩。干缩裂缝多发生在高温炎热季节,混凝土表面水分散失快,体积迅速收缩,而内部温度变化小,收缩小,表面收缩变形受到内混凝土的约束,从而引起表面裂缝。。
2、温度裂缝
混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,在炎热或大风天气,表面游离水分蒸发过快,混凝土体积急剧收缩,导致开裂。3、切缝不及时
混凝土路面浇筑后骤然降温而施工时没进行“软切割”预防措施，因混凝土抗拉应力不能“抗拒”温差应力而产生裂缝，进而引起断板。
4、沉降裂缝 可分为两种情况:一是混凝土浇筑后,水泥和骨料自然下沉,同时产生泌水,在沉降过程中发生的裂缝;二是混凝土浇筑后,水泥和骨料在下沉阶段,如受到钢筋和其它预埋件的局部阻碍及模板移动,使该处混凝土产生拉应力和剪应力时,该处就会产生沉降裂缝。裂缝一般均在浇筑后1~3 h发生,属硬化前裂缝，待沉降终止时迅速进行处理，重新加压抹平,使裂缝闭合。 5、后期运营中，由于路基强度不够，受车辆的碾压作用下，造成混凝土路面形成断板。
二、 断板的处置
断板的维修方法主要有凹槽开挖法、扩缝灌浆法、条带罩面法、横向拉筋法、更换板块法和局部全厚修补法等
1、凹槽开挖法
根据断缝位置，把水泥混凝土面板凿开成长方形凹槽，贯通整个板厚，凹槽壁凿成1：0.15的斜坡为最好，以使修补混凝土与面板更充分地共同支撑行车荷载。凹槽的直角边分别平行于缩缝和纵缝。对于较直的断缝，断缝的两侧开凿宽度每侧不小于20cm，总宽度不小于40cm；若断缝稍有斜度或弯度时，开凿时要距断缝凸出部位或端头不小于10cm，凹槽开凿总宽度不小于40cm；若断缝在缩缝附近，且开凿边缘距缩缝不大于40cm时，原缩缝要作为凹槽的一个边。填充凹槽时，需用的混凝土是高于面板一级标号的膨胀混凝土。
2、 扩缝灌浆法
实践应用表明，对于路面板尚能使用的裂缝，即使裂缝宽度较大，在不改变裂缝宽度的条件下灌浆的效果并不好。分析认为，主要原因在于缝隙清洁难度较大，无法保证灌缝材料与混凝土的充分粘结。为此，尝试采用对裂缝进行扩宽，以便于对灌缝材料与混凝土接触界面的清洁。从应用效果看，扩缝灌浆维修后的裂缝封闭效果好，灌缝材料不容易散失，使用状况较好。
扩缝灌浆法施工时，利用锯缝机或冲击钻，沿裂缝边缘将缝口扩成1.5～2.0cm宽的槽，槽深根据裂缝深度确定，一般为3～5cm。清除混凝土碎屑后，用水清洗槽壁，再用压缩空气吹干槽壁，用灌缝材料灌注并封闭开槽。扩缝灌浆法施工的关键是开槽的清洁。使用水冲洗后，一定要采取措施保证槽壁干燥。夏季施工时，用压缩空气容易吹干；冬季或低温施工时，应采用电热吹风机烘干。
3、 条带罩面法
条带罩面法施工与现行养护规范相同。从应用效果看，钯钉的设置与固定，对维修效果的影响明显。应保证钯钉孔的直径略大于钯钉直径，孔的深度略大于钯钉弯钩长度。同时，除过锈的钯钉安装时，钯钉孔内应填满快凝砂浆。
4、 橫向拉筋法
横向拉筋法与条带罩面法类似，仅是加固方向不同。横向拉筋法的加固条带与裂缝（或接缝）垂直，在缝两侧设置耙钉，起到拉筋加强作用。横向拉筋法如下图所示
5、更换板块法
整块板更换的材料要求、配合比、质量标准等与现行施工规范相同。
水泥混凝土路面板采用传统施工工艺更换后的使用效果表明，新修板块出现不同程度的破损，尤其是新旧板块接缝部位的破损更为严重，且容易引起板块脱空、断裂。分析认为，施工过程中虽已对新旧混凝土结合面进行了加强处理，但混凝土的收缩差异不可避免。同时，修补板块与旧路面板之间没有荷载传递，荷载应力较大。因此在修补板块与旧板块接缝上应设置拉杆，提高新旧板块的整体性，使用效果良好。
这种工艺是先将旧板块破碎清除，对基层予以处治之后，如下图所示在旧板块四周钻孔安设拉杆。拉杆位置在板厚1/2处，孔中心间距30cm。孔直径比拉杆直径大2～4mm，孔深为拉杆长度的一半。拉杆一般采用φ16螺纹钢筋，长80cm。
1-保留板；2-更换板；3-接缝
更换板块拉杆设置
钻孔的关键在于保证孔的直径、深度和水平。钻孔设备可应用的有排式水平钻孔机和水泥混凝土路面小型水平钻孔设备，直接进行水平钻孔，既可以保证孔的位置，又可以保证水平，使用效果良好。
对钻孔利用高压水和压缩空气清洁后，在钻孔中注入环氧砂浆或其它粘结剂，插入并固定拉杆，再浇筑混凝土面板。
6、 局部全厚式修补法
局部全厚式修补法与更换板块法类似，只是修补区域根据断板破碎范围等确定。局部修补时，修补应采用掺加混凝土膨胀剂的混凝土，保证与旧路面板块之间的整体性。
关键词：路面 断板 原因 处置方案
前言：水泥混凝土路面以其强度高、承载能力大、稳定性好、使用寿命长和日常养护费用低等优点。因此，省、市农村公路建设管理机构要求在农村四级公路中采用水泥混凝土作为面层，这种要求符合农村实际情况和道路所处的环境，普遍受到群众的欢迎。但是，水泥混凝土路面的优点都是以工程质量达到设计要求为前提的。施工初期和交付使用后，由于种种原因，水泥混凝土路面出现了断板、裂缝、拱起、掉角、错台、唧泥、板底脱空等病害，尤其以路面断板现象最为突出，在未得到及时治理，久而久之直接影响到水泥混凝土路面的使用效果，减少路面使用年限，甚至会出现前修后坏的恶果，不仅造成很大的经济损失，而且会在社会上，尤其是在群众中带来不良的社会影响。现就水泥混泥土路面常见几种病害进行分析，并提出相应的治理方案。
一、 断板的成因分析
由水泥混凝土路面施工过程控制引起的断板大致可以归纳为以下几个方面
1、 干缩裂缝
水泥混凝土浇筑后,混凝土中的化学结合水、层间水、物理吸附水以及毛细水在混凝土硬化过程中失去时，水泥浆体就会收缩，这就是干缩。干缩裂缝多发生在高温炎热季节,混凝土表面水分散失快,体积迅速收缩,而内部温度变化小,收缩小,表面收缩变形受到内混凝土的约束,从而引起表面裂缝。。
2、温度裂缝
混凝土浇筑后,表面没有及时覆盖,在炎热或大风天气,表面游离水分蒸发过快,混凝土体积急剧收缩,导致开裂。3、切缝不及时
混凝土路面浇筑后骤然降温而施工时没进行“软切割”预防措施，因混凝土抗拉应力不能“抗拒”温差应力而产生裂缝，进而引起断板。
4、沉降裂缝 可分为两种情况:一是混凝土浇筑后,水泥和骨料自然下沉,同时产生泌水,在沉降过程中发生的裂缝;二是混凝土浇筑后,水泥和骨料在下沉阶段,如受到钢筋和其它预埋件的局部阻碍及模板移动,使该处混凝土产生拉应力和剪应力时,该处就会产生沉降裂缝。裂缝一般均在浇筑后1~3 h发生,属硬化前裂缝，待沉降终止时迅速进行处理，重新加压抹平,使裂缝闭合。 5、后期运营中，由于路基强度不够，受车辆的碾压作用下，造成混凝土路面形成断板。
二、 断板的处置
断板的维修方法主要有凹槽开挖法、扩缝灌浆法、条带罩面法、横向拉筋法、更换板块法和局部全厚修补法等
1、凹槽开挖法
根据断缝位置，把水泥混凝土面板凿开成长方形凹槽，贯通整个板厚，凹槽壁凿成1：0.15的斜坡为最好，以使修补混凝土与面板更充分地共同支撑行车荷载。凹槽的直角边分别平行于缩缝和纵缝。对于较直的断缝，断缝的两侧开凿宽度每侧不小于20cm，总宽度不小于40cm；若断缝稍有斜度或弯度时，开凿时要距断缝凸出部位或端头不小于10cm，凹槽开凿总宽度不小于40cm；若断缝在缩缝附近，且开凿边缘距缩缝不大于40cm时，原缩缝要作为凹槽的一个边。填充凹槽时，需用的混凝土是高于面板一级标号的膨胀混凝土。
2、 扩缝灌浆法
实践应用表明，对于路面板尚能使用的裂缝，即使裂缝宽度较大，在不改变裂缝宽度的条件下灌浆的效果并不好。分析认为，主要原因在于缝隙清洁难度较大，无法保证灌缝材料与混凝土的充分粘结。为此，尝试采用对裂缝进行扩宽，以便于对灌缝材料与混凝土接触界面的清洁。从应用效果看，扩缝灌浆维修后的裂缝封闭效果好，灌缝材料不容易散失，使用状况较好。
扩缝灌浆法施工时，利用锯缝机或冲击钻，沿裂缝边缘将缝口扩成1.5～2.0cm宽的槽，槽深根据裂缝深度确定，一般为3～5cm。清除混凝土碎屑后，用水清洗槽壁，再用压缩空气吹干槽壁，用灌缝材料灌注并封闭开槽。扩缝灌浆法施工的关键是开槽的清洁。使用水冲洗后，一定要采取措施保证槽壁干燥。夏季施工时，用压缩空气容易吹干；冬季或低温施工时，应采用电热吹风机烘干。
3、 条带罩面法
条带罩面法施工与现行养护规范相同。从应用效果看，钯钉的设置与固定，对维修效果的影响明显。应保证钯钉孔的直径略大于钯钉直径，孔的深度略大于钯钉弯钩长度。同时，除过锈的钯钉安装时，钯钉孔内应填满快凝砂浆。
4、 橫向拉筋法
横向拉筋法与条带罩面法类似，仅是加固方向不同。横向拉筋法的加固条带与裂缝（或接缝）垂直，在缝两侧设置耙钉，起到拉筋加强作用。横向拉筋法如下图所示
5、更换板块法
整块板更换的材料要求、配合比、质量标准等与现行施工规范相同。
水泥混凝土路面板采用传统施工工艺更换后的使用效果表明，新修板块出现不同程度的破损，尤其是新旧板块接缝部位的破损更为严重，且容易引起板块脱空、断裂。分析认为，施工过程中虽已对新旧混凝土结合面进行了加强处理，但混凝土的收缩差异不可避免。同时，修补板块与旧路面板之间没有荷载传递，荷载应力较大。因此在修补板块与旧板块接缝上应设置拉杆，提高新旧板块的整体性，使用效果良好。
这种工艺是先将旧板块破碎清除，对基层予以处治之后，如下图所示在旧板块四周钻孔安设拉杆。拉杆位置在板厚1/2处，孔中心间距30cm。孔直径比拉杆直径大2～4mm，孔深为拉杆长度的一半。拉杆一般采用φ16螺纹钢筋，长80cm。
1-保留板；2-更换板；3-接缝
更换板块拉杆设置
钻孔的关键在于保证孔的直径、深度和水平。钻孔设备可应用的有排式水平钻孔机和水泥混凝土路面小型水平钻孔设备，直接进行水平钻孔，既可以保证孔的位置，又可以保证水平，使用效果良好。
对钻孔利用高压水和压缩空气清洁后，在钻孔中注入环氧砂浆或其它粘结剂，插入并固定拉杆，再浇筑混凝土面板。
6、 局部全厚式修补法
局部全厚式修补法与更换板块法类似，只是修补区域根据断板破碎范围等确定。局部修补时，修补应采用掺加混凝土膨胀剂的混凝土，保证与旧路面板块之间的整体性。