淺析水泥混凝土路面病害成因及預防處治措施
2015-04-02
0引言
目前，我國現(xiàn)有的水泥混凝土路面，有相當一部分己接近或超過設計年限，有的雖未達到設計年限，但由于交通量劇增，汽車軸載日益重型化或設計、施工方面等的種種原因，而出現(xiàn)不同程度損壞、道路使用品質(zhì)下降的情況，有些水泥混凝土路面的損壞是非常嚴重的。為此，本文針對水泥混凝土路面病害產(chǎn)生的原因，提出了水泥混凝土路面病害的預防措施和處治方法，為水泥混凝土路面的養(yǎng)護維修及加鋪改建提供參考。
1水泥混凝土路面病害及產(chǎn)生的原因
水泥混凝土路面損壞可分為：斷裂類、豎向位移類、接縫類和表層類四種類型。斷裂類主要指縱、橫、斜向裂縫和交叉裂縫、斷裂板等；豎向位移類主要指沉陷和脹起；表層類主要指坑洞、露骨、網(wǎng)裂和起皮、粗集料凍融裂紋、修補損壞等；接縫類主要指裂縫的填縫料損壞、唧泥、錯臺和拱起等。
1.1表面不規(guī)則裂縫
表面不規(guī)則裂縫產(chǎn)生的原因大部分是施工中水泥用量大、氣溫高、養(yǎng)護失水而造成混凝土表面快速失水，引起的干縮裂縫。
1.1.1橫向裂縫(脹縫、縮縫)主要由水泥混凝土失水干縮、冷縮、切縫不及時等引起。失水干縮橫向裂縫是混凝土表層水分散失或體積收縮受到約束所產(chǎn)生的裂縫，一般發(fā)生在水泥混凝土水化、硬化的早期；冷縮裂縫是指由于水泥混凝土冷縮產(chǎn)生拉應力而引起的路面板開裂。
1.1.2縱向裂縫主要是路基體填料土質(zhì)不均勻、含水量不均勻、施工方法不當?shù)龋瑢е侣坊痪鶆虺两?，從而使路面板在自重和行車壓力的作用下產(chǎn)生縱向裂縫。
1.1.3交叉裂縫產(chǎn)生交叉裂縫的主要原因有：①水泥混凝土路面自身強度不足；②路基和路面基層的強度和水穩(wěn)定性差；③使用了性能不穩(wěn)定的水泥，導致澆筑的水泥混凝土路面板產(chǎn)生大面積的龜裂。
1.1.4板角斷裂板角裂縫通常是由于板角處受連續(xù)荷載作用、基礎支撐強度不足及翹曲應力等因素的綜合作用產(chǎn)生的。
1.2表面損壞
1.2.1紋裂、網(wǎng)裂、板面起皮和剝落產(chǎn)生的原因主要是水泥混凝土水灰比過大、施工時過度抹面、養(yǎng)護不及時、在水泥混凝土拌和過程中用了含鹽量偏高的水和質(zhì)量低劣的集料，或水泥中的堿與集料中的特定礦物質(zhì)發(fā)生堿硅反應等。為此，在施工過程中，應對集料的質(zhì)量嚴格把關(guān)，嚴控用水量，必要時對水的質(zhì)量進行檢驗。
1.2.2麻面、露骨麻面一般是水泥混凝土路面施工時，在混凝土初凝前遇雨所致。路面混凝土保護層脫落導致骨料裸露的現(xiàn)象稱為露骨，其產(chǎn)生的原因主要是混凝土表面灰漿不足，泌水提漿，從而造成混凝土路面表層強度不足。
1.2.3磨光磨光的主要原因是水泥混凝土路面表面水泥砂漿層強度低、水泥及集料等原材料耐磨性差或路面使用時間較長等。
1.2.4坑槽、孔洞坑槽、孔洞產(chǎn)生的原因主要是由于集料含泥量過大，混凝土內(nèi)有泥土或其他雜物所致。
1.3接縫損壞
接縫包括橫縫(脹縫、縮縫)、縱縫和施工縫。接縫設置的目的是減少或避免由于水泥混凝土熱脹冷縮產(chǎn)生的應力對路面板的破壞作用。接縫設置不當或損壞會降低路面的整體使用性能，甚至使路面板更快地遭到破壞。
1.3.1填縫料損壞填縫料損壞的主要原因有：填縫料本身質(zhì)量不合格，填縫料在長期外界環(huán)境作用下老化、脆裂，或由于混凝土路面板受熱膨脹、擠壓脹縫，致使填縫料被擠出，不能正常復原等。
1.3.2接縫碎裂接縫碎裂主要是指由于填縫料損壞，泥、砂等雜物侵入脹縫，導致路面板再次膨脹時受阻，或雨水滲入基層和墊層，使基層強度降低，從而導致路面接縫處的變形和破損。
1.3.3唧泥唧泥產(chǎn)生的原因是填縫料破壞，雨水下滲等。
1.4變形損壞
水泥混凝土路面板的變形破壞是指水泥混凝土路面板接縫處產(chǎn)生的錯臺、拱起和沉陷等現(xiàn)象。
1.4.1錯臺錯臺產(chǎn)生的原因是橫縫處未設置傳力桿，由于基層或路基體壓實不均勻，致使相鄰水泥混凝土路面板在車輛的重復荷載作用下，產(chǎn)生不均勻沉降。
1.4.2拱起和沉陷拱起產(chǎn)生的原因主要是脹縫被硬物阻塞，或脹縫設置過少，使路面板受熱時不能自由伸張。沉陷產(chǎn)生的原因主要是填縫料損壞導致雨水從接縫處下滲，軟化基層，甚至軟化路基體，使路面板接縫下方的基層和路基體承載力下降，路面板跟著下沉。拱起和沉陷都會對車輛行駛的舒適性和安全性造成很大的影響。施工時合理設置脹縫，運營中有效維護好接縫，可以有效避免此類損壞的發(fā)生。
1.5斷板
斷板產(chǎn)生原因：①混凝土板伸縮縫設置不當；②施工中切縫不及時，時間掌握不當，切縫深度不夠；③重車及超荷載車輛的重復作用所致。
1.6橋頭搭板下沉
由于臺背回填壓實度達不到要求，引起搭板下沉。
1.7表面孔洞
由于混凝土中含有泥塊所致。
2.水泥混凝土常見病害的預防措施
2.1設計方面
我國在水泥混凝土路面的設計計算理論中，盡管考慮了溫度疲勞應力等因素。但設計的板厚依然較薄，難于承受巨大的沖擊破壞動能。另外，在實際應用中，過于相信應力計算，而對水泥混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)物的研究和實際觀測的較少。為此在水泥混凝土路面設計中，應該由靜力學向動力學發(fā)展。在充分考慮沖擊動荷載對路面的作用后，適當提高技術(shù)標準和設計厚度，以適應我國公路不斷增長的交通量的需要；在軟基路段，橋頭下挖路段和填挖路段交換頻繁的路基上必須深挖進行補強設計并增加相應的預算。
