论文部分内容阅读
【摘要】文章主要对水泥混凝土路面断板病害产生的原因进行了分析，并从混凝土配合比设计和施工两方面提出了水泥混凝土路面断(碎)板的防治措施，最后对混凝土路面板的维护和养护进行了阐述，以保证水泥混凝土路面的正常安全使用。
【关键词】水泥混凝土;路面;断板;养护
0.前言
随着公路事业的蓬勃发展，掀起了修建高潮。当初人们认为，修建混凝土道路是解决大交通、重吨位的好办法。但是由于设计、施工、养护管理诸方面的原因，修建的一些混凝土道路不仅没有达到预期的目的，相反地出现了较为严重的道路病害，过早地进入了破损阶段，缩短了道路的使用寿命。现就混凝土路面病害的原因及处治措施进行探讨。
1.水泥混凝土路面病害原因分析
1.1断(碎)板的原因分析
(1)表层断裂。混凝土的收缩能使混凝土产生内应力，并在混凝土内部产生微裂缝，破坏混凝土的微结构，降低混凝土的耐久性。当混凝土的内应力超过混凝土的极限抗弯拉强度时，内部微裂缝就会发展、导致混凝土路面表层裂缝。
(2)混凝土的纵向断裂。纵向断裂是指水泥混凝土板在平行于路线行车方向产生的贯穿板厚的裂缝。纵向断裂主要是由于地基的不均匀沉降或路基强度不足或基层稳定性差造成的。
(3)混凝土板的横向断裂。混凝土板的横向断裂是指垂直于行车方向产生的贯穿混凝土板厚的裂缝。水泥混凝土的抗弯拉强度很低，一般只有抗压强度的1／17～1／8。水泥混凝土在凝结不变化过程中产生的收缩变形和温度变形引起拉应力，如果超过了混凝土板的极限抗弯强度就会产生混凝土板横向断裂。
(4)混凝土板的边角断裂。混凝土板的边角是水泥混凝土板的薄弱部位。a.由于侧横的横壁效应，施工时较难保证边角密实，因而边角部位的强度偏低。b.设计独立板块，混凝土边的承载能力被削弱，相邻板边若无传力杆，其传荷能力也就较差。c.混凝土板在温差梯度作用下，产生伸、缩和翘曲，并在板边缘中点产生温度疲劳应力。因此，造成混凝土板边角在车轮荷载作用下，更加容易断裂。
1.2接缝料脱落的原因
(1)由于切缝、清缝未及时或未达到规定的深度，造成接缝破坏。
(2)材料的冻化、脆裂。根据规范要求，一般每隔2年～3年接缝料应更换一次。
(3)材料质量低劣，易与板边脱离。
(4)缝内无填充物或接缝料未填充到规定设计深度。在车辆荷载作用下也易造成缝料脱落。
1.3造成脱空板的原因
(1)结构层的厚度、强度、密实度不均匀是产生空隙和空洞的前提条件。
(2)板角受力的特殊性和板边环境的特殊性(路基冲刷)使板的边角易失去支撑。
(3)半刚性基层的干缩现象导致空隙的存在。
2.水泥混凝土路面断(碎)板的防治
2.1混凝土配合化设计方面
(1)混凝土配比设计是保证其强度、工作性、耐久性和经济性的关键。由于水泥混凝土路面的断裂主要是由抗弯拉强度不足所致，进行混凝土配合比设计时应充分考虑单位水泥用量，水灰比，粗集料的粒径和粒型及水泥品种、性能等主要因素，而施工单位的素质和管理水平，也对混凝土板的抗弯拉强度有较大的影响。
(2)使用粒径较小的粗集料。
(3)选用强度高、干缩小、耐磨性强和抗冻性能好的水泥。
2.2施工方面
(1)严格控制集料中的含泥量。集料中的土、泥含量对混凝土抗弯拉强度影响很大，并且使路面塑性收缩开裂的几率和干缩变形量大大增加。现行国家标准规定：粗集料泥土含量不大于1％，砂的泥土含量不大于3％，但实际上用于工程集料含泥量，由于环境污染往往超标。对于集料含泥土量的控制：a.重视料源受理，严格砂石材料的质量，不合格材料坚决不予进场；b.要求对用于工程中的中砂，全部过筛(8mm)使用，彻底筛除砂中的土、石块。
(2)认真控制混凝土拌合料的水灰比、集浆比和砂率。如果混凝土拌合物的水灰比忽大忽小，在摊铺时却不注意摊铺的均匀性，就会形成水灰比不同的板块。在其交叉结合部，由于凝固收缩率和受热膨胀率不同而形成裂缝和断板。水泥浆在混凝土拌合物中，除填充集料间的空隙，还包裹集料的表面，以减少集料间的摩阻力，使混凝土的拌合物具有一定的流动性。
(3)重视基层的质量检验。基层应稳定、密实、平整、光滑，并严格控制基层标高在设计要求内。
(4)混凝土的浇筑过程中应采用高频振捣棒辅助整平振捣梁的振捣密实，否则，密实度小的区域内混凝土板底部生成蜂窝和空洞，致使混凝土板中产生不同的弯拉应力区，同时，还要尽量避开高温时段，减少温差效应，以免造成混凝土板面涨缩变形的较大差异和强度形成的不同步，诱发强度较弱部分的不规则断裂，浇筑完毕立即采取遮阳、洒水、薄膜养护等措施，防止太阳的直接曝晒。
(5)混凝土板凝结硬化后适时切缝，以使混凝土路面板适应温度变化引起的收缩和膨胀，缩缝的间距控制在4m～6m。
(6)路面平整度控制。路面平整度控制好坏将不仅影响行车舒适度，还使行驶车辆的附加振动作用反过来对路面施加冲击力，从而加剧路面的损坏。控制平整度有三点技巧。①立模时严格按设计标高两头拉线控制，相邻模板高差控制要小于1ram，且支护牢固。②在平板式振捣器振捣完成后采用三轴整平机整平，整平过程中对缺料的地方及时补料，经过三轴整平机4-6遍反复整平后，面板表面的平整度基本满足规范要求。③采用人工精平，用铝合金长直尺由两个工人在两侧将尺靠牢模板顶面对拉，使直尺沿模板缓慢前行，通过精平．面板平整度可以达到2ram以内。
3.混凝土路面板的维护和养护
(1)对混凝土路面接缝料脱落的维护。在省道陵水至大本公路K30+500～K58+500段，由于该路段交通量大，且使用年限较长，板与板间的接缝料脱落严重，进行日常维护。首先用细钢钎或小扁铲清除缩缝间的填料和其他杂物，用钢丝刷清理缝壁，再用吹风器将缝内灰土吹干净，用稀释沥青涂刷缝壁，用培植好的接缝料进行填缝。缩缝或横向已拉开的纵缝，缝隙较宽时，在缝的下部可填25mm～30mm的泡沫嵌缝条。用于填缝的材料，大多使用聚氨酯或沥青胶泥。
(2)对于裂缝宽度小于3mm的非扩散裂缝的断板。采用直接灌人粘合剂进行修补，修补的方法同接缝料脱落的修补。
(3)中等断裂的断板修补。在省道陵水至大本公路K39+200～K42+000段，由于该路段路基较差，多为填方路基，所以中等断裂的断板现象较为严重。由于裂缝较宽(一般为3mm～25mm)，首先用切割机对裂缝进行切割，切割时应按裂缝两侧至少20cm的宽度放样，缝边缘有损坏的混凝土应全部切除，切除后的缝边应整齐、规范，按划线范围开成深至板厚2／3的凹槽，此槽应与路中线垂直，刷洗干净后，用于原路面相同强度等级的混凝土浇筑。至于最彻底的办法是将凹槽凿至贯通板厚，即全深度板块维修。
(4)严重破碎的维修，必须将整块板凿除，处治好基层后，重新浇筑混凝土板块。
(5)板角断裂的修补 板角断裂由于面积小，修补效果一般不理想，所以应适当扩大修补面积，要切成长方形或方形。可采用中等断板的修补方法。 (6)脱空的维修。主要是通过向板下空隙注浆的办法来恢复路面结构的支撑，减少板角弯现，恢复结构的整体性，预防未来发生唧泥及错台和板断裂的可能。
(7)对混凝土路面要重视日常养护工作。
4.结束语
总之，只要我们设计合理、精心施工、严格管理，选择精良设备，使用先进工艺，建成通车以后依法治路，控制超重车辆行驶，出现病害后及时养护，混凝土路面的病害是完全可以减少和避免的。 [科]
【参考文献】
［１］岳卫强,韩建英.水泥混凝土道路的后期维护[J].新疆钢铁,2002,(01).
［２］曹春.实例分析旧水泥混凝土路面面板的处治[J].现代商贸工业,2010,(15).
【关键词】水泥混凝土;路面;断板;养护
0.前言
随着公路事业的蓬勃发展，掀起了修建高潮。当初人们认为，修建混凝土道路是解决大交通、重吨位的好办法。但是由于设计、施工、养护管理诸方面的原因，修建的一些混凝土道路不仅没有达到预期的目的，相反地出现了较为严重的道路病害，过早地进入了破损阶段，缩短了道路的使用寿命。现就混凝土路面病害的原因及处治措施进行探讨。
1.水泥混凝土路面病害原因分析
1.1断(碎)板的原因分析
(1)表层断裂。混凝土的收缩能使混凝土产生内应力，并在混凝土内部产生微裂缝，破坏混凝土的微结构，降低混凝土的耐久性。当混凝土的内应力超过混凝土的极限抗弯拉强度时，内部微裂缝就会发展、导致混凝土路面表层裂缝。
(2)混凝土的纵向断裂。纵向断裂是指水泥混凝土板在平行于路线行车方向产生的贯穿板厚的裂缝。纵向断裂主要是由于地基的不均匀沉降或路基强度不足或基层稳定性差造成的。
(3)混凝土板的横向断裂。混凝土板的横向断裂是指垂直于行车方向产生的贯穿混凝土板厚的裂缝。水泥混凝土的抗弯拉强度很低，一般只有抗压强度的1／17～1／8。水泥混凝土在凝结不变化过程中产生的收缩变形和温度变形引起拉应力，如果超过了混凝土板的极限抗弯强度就会产生混凝土板横向断裂。
(4)混凝土板的边角断裂。混凝土板的边角是水泥混凝土板的薄弱部位。a.由于侧横的横壁效应，施工时较难保证边角密实，因而边角部位的强度偏低。b.设计独立板块，混凝土边的承载能力被削弱，相邻板边若无传力杆，其传荷能力也就较差。c.混凝土板在温差梯度作用下，产生伸、缩和翘曲，并在板边缘中点产生温度疲劳应力。因此，造成混凝土板边角在车轮荷载作用下，更加容易断裂。
1.2接缝料脱落的原因
(1)由于切缝、清缝未及时或未达到规定的深度，造成接缝破坏。
(2)材料的冻化、脆裂。根据规范要求，一般每隔2年～3年接缝料应更换一次。
(3)材料质量低劣，易与板边脱离。
(4)缝内无填充物或接缝料未填充到规定设计深度。在车辆荷载作用下也易造成缝料脱落。
1.3造成脱空板的原因
(1)结构层的厚度、强度、密实度不均匀是产生空隙和空洞的前提条件。
(2)板角受力的特殊性和板边环境的特殊性(路基冲刷)使板的边角易失去支撑。
(3)半刚性基层的干缩现象导致空隙的存在。
2.水泥混凝土路面断(碎)板的防治
2.1混凝土配合化设计方面
(1)混凝土配比设计是保证其强度、工作性、耐久性和经济性的关键。由于水泥混凝土路面的断裂主要是由抗弯拉强度不足所致，进行混凝土配合比设计时应充分考虑单位水泥用量，水灰比，粗集料的粒径和粒型及水泥品种、性能等主要因素，而施工单位的素质和管理水平，也对混凝土板的抗弯拉强度有较大的影响。
(2)使用粒径较小的粗集料。
(3)选用强度高、干缩小、耐磨性强和抗冻性能好的水泥。
2.2施工方面
(1)严格控制集料中的含泥量。集料中的土、泥含量对混凝土抗弯拉强度影响很大，并且使路面塑性收缩开裂的几率和干缩变形量大大增加。现行国家标准规定：粗集料泥土含量不大于1％，砂的泥土含量不大于3％，但实际上用于工程集料含泥量，由于环境污染往往超标。对于集料含泥土量的控制：a.重视料源受理，严格砂石材料的质量，不合格材料坚决不予进场；b.要求对用于工程中的中砂，全部过筛(8mm)使用，彻底筛除砂中的土、石块。
(2)认真控制混凝土拌合料的水灰比、集浆比和砂率。如果混凝土拌合物的水灰比忽大忽小，在摊铺时却不注意摊铺的均匀性，就会形成水灰比不同的板块。在其交叉结合部，由于凝固收缩率和受热膨胀率不同而形成裂缝和断板。水泥浆在混凝土拌合物中，除填充集料间的空隙，还包裹集料的表面，以减少集料间的摩阻力，使混凝土的拌合物具有一定的流动性。
(3)重视基层的质量检验。基层应稳定、密实、平整、光滑，并严格控制基层标高在设计要求内。
(4)混凝土的浇筑过程中应采用高频振捣棒辅助整平振捣梁的振捣密实，否则，密实度小的区域内混凝土板底部生成蜂窝和空洞，致使混凝土板中产生不同的弯拉应力区，同时，还要尽量避开高温时段，减少温差效应，以免造成混凝土板面涨缩变形的较大差异和强度形成的不同步，诱发强度较弱部分的不规则断裂，浇筑完毕立即采取遮阳、洒水、薄膜养护等措施，防止太阳的直接曝晒。
(5)混凝土板凝结硬化后适时切缝，以使混凝土路面板适应温度变化引起的收缩和膨胀，缩缝的间距控制在4m～6m。
(6)路面平整度控制。路面平整度控制好坏将不仅影响行车舒适度，还使行驶车辆的附加振动作用反过来对路面施加冲击力，从而加剧路面的损坏。控制平整度有三点技巧。①立模时严格按设计标高两头拉线控制，相邻模板高差控制要小于1ram，且支护牢固。②在平板式振捣器振捣完成后采用三轴整平机整平，整平过程中对缺料的地方及时补料，经过三轴整平机4-6遍反复整平后，面板表面的平整度基本满足规范要求。③采用人工精平，用铝合金长直尺由两个工人在两侧将尺靠牢模板顶面对拉，使直尺沿模板缓慢前行，通过精平．面板平整度可以达到2ram以内。
3.混凝土路面板的维护和养护
(1)对混凝土路面接缝料脱落的维护。在省道陵水至大本公路K30+500～K58+500段，由于该路段交通量大，且使用年限较长，板与板间的接缝料脱落严重，进行日常维护。首先用细钢钎或小扁铲清除缩缝间的填料和其他杂物，用钢丝刷清理缝壁，再用吹风器将缝内灰土吹干净，用稀释沥青涂刷缝壁，用培植好的接缝料进行填缝。缩缝或横向已拉开的纵缝，缝隙较宽时，在缝的下部可填25mm～30mm的泡沫嵌缝条。用于填缝的材料，大多使用聚氨酯或沥青胶泥。
(2)对于裂缝宽度小于3mm的非扩散裂缝的断板。采用直接灌人粘合剂进行修补，修补的方法同接缝料脱落的修补。
(3)中等断裂的断板修补。在省道陵水至大本公路K39+200～K42+000段，由于该路段路基较差，多为填方路基，所以中等断裂的断板现象较为严重。由于裂缝较宽(一般为3mm～25mm)，首先用切割机对裂缝进行切割，切割时应按裂缝两侧至少20cm的宽度放样，缝边缘有损坏的混凝土应全部切除，切除后的缝边应整齐、规范，按划线范围开成深至板厚2／3的凹槽，此槽应与路中线垂直，刷洗干净后，用于原路面相同强度等级的混凝土浇筑。至于最彻底的办法是将凹槽凿至贯通板厚，即全深度板块维修。
(4)严重破碎的维修，必须将整块板凿除，处治好基层后，重新浇筑混凝土板块。
(5)板角断裂的修补 板角断裂由于面积小，修补效果一般不理想，所以应适当扩大修补面积，要切成长方形或方形。可采用中等断板的修补方法。 (6)脱空的维修。主要是通过向板下空隙注浆的办法来恢复路面结构的支撑，减少板角弯现，恢复结构的整体性，预防未来发生唧泥及错台和板断裂的可能。
(7)对混凝土路面要重视日常养护工作。
4.结束语
总之，只要我们设计合理、精心施工、严格管理，选择精良设备，使用先进工艺，建成通车以后依法治路，控制超重车辆行驶，出现病害后及时养护，混凝土路面的病害是完全可以减少和避免的。 [科]
【参考文献】
［１］岳卫强,韩建英.水泥混凝土道路的后期维护[J].新疆钢铁,2002,(01).
［２］曹春.实例分析旧水泥混凝土路面面板的处治[J].现代商贸工业,2010,(15).