水泥混凝土路面病害及其處理分析
2016-02-29 
   路面直接承受交通荷載的作用,受氣候、水、溫度等因素的直接影響,因而在使用過程中是最容易受到破壞的結(jié)構(gòu)層。對于高等級水泥混凝土路面板,根據(jù)我國已建成通車的高等級公路使用情況看,有相當部分破壞,如開裂、斷板、沉陷、錯臺等病害。

   一、病害的類型

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   1、橫向裂縫。其產(chǎn)生的原因主要有水泥混凝土失水干縮、冷縮、切縫不及時等。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(yīng)力而引起的路面板開裂。

   2、縱向裂縫。產(chǎn)生原因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)?,?dǎo)致路基不均勻沉降,從而使路面板在自重和行車壓力作用下產(chǎn)生縱向裂縫。

   3、交叉裂縫。產(chǎn)生交又裂縫的主要原因有:水泥混凝土路面自身強度不足;路基和路面基層的強度和水穩(wěn)定性差;使用了性能不穩(wěn)定的水泥,澆筑的水泥混凝土路面板就會產(chǎn)生大面積的龜裂。

   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(chǔ)支撐強度不足及翹曲應(yīng)力等因素綜合作用而產(chǎn)生。

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   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。

   2、麻面、露骨。麻面一般是由于水泥混凝土路面施工時,在混凝土初凝前遇雨所致。

   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。

   4、坑槽、孔洞。由于水泥混凝土混合料是種多相不均勻材料,因此在水泥混凝上路面板強度較低處易出現(xiàn)局部破損,并形成有一定深度的洞穴,即孔洞。面層骨料局部脫落而產(chǎn)生的長槽稱為坑槽??锥?、坑槽產(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。

   (三)接縫損壞

   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(fù)原等。

   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(dǎo)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(dǎo)致路面接縫處的變形和破損。

   3、唧泥。唧泥產(chǎn)生的原因是填縫料破壞,雨水下滲等。

   (四)變形損壞

   1、錯臺。錯臺產(chǎn)生的原因是橫縫處未設(shè)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(fù)荷載作用下,產(chǎn)生不均勻沉降。

   2、拱起和沉陷。拱起產(chǎn)生原因主要是脹縫被硬物阻塞,或脹縫設(shè)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(dǎo)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。

   二、水泥混凝土路面病害處理方法

   1 瀝青罩面層技術(shù)應(yīng)用分類

   采用瀝青面層作為原路面的罩面層是一種非常典型的補強方法,這種形式的路面結(jié)構(gòu)能吸收兩種材料的優(yōu)點,原有水泥路面可以提供穩(wěn)定、堅實的基層,瀝青罩面層可以提供摩阻系數(shù)高、平整度好的表面層,大大改善了路面的使用性能。在進行瀝青罩面之前,必須對原路面的破壞進行相應(yīng)的處理,保證瀝青罩面層的正常施工,充分發(fā)揮其作用。處理包括下面這些方面:①沉陷、軟弱地基的處理;②表面破損的處理;③斷裂板處理;④斷裂板處治。

   2 裂縫寬小于3mm的斷板修補

   2.1 直接灌入法:適用于施工中產(chǎn)生的混凝土收縮裂縫。在未通車前,一旦發(fā)現(xiàn)混凝土板出現(xiàn)裂縫,可用聚硫環(huán)氧樹脂材料等直接灌注。

   2.2 注射器注射法:具體工序如下:①清縫:采用空氣壓縮機配特制噴嘴吹于縫隙,并用細鉛絲小鉤子充分掏盡縫隙中的泥土等雜物;②配灌縫材料:將小包裝主劑與固化劑按2:1比例摻配。一般小包裝為1kg,混合劑分A桶主劑0.67kg和B桶固化劑0.33kg二個桶裝,操作時只需將固化劑直接倒入主劑中,攪拌至顏色均勻即可;③注射器注射:使用50ml醫(yī)用注射器抽入混合劑,對準插入縫隙注射,由中線向兩邊逐點注射至縫隙填滿。若先注射段落滲入較多,應(yīng)及時補注至飽滿,若15min內(nèi)不再滲入則可認為已注滿縫隙,整個縫隙注射完成后,撒少許干水泥拌砂混合料覆蓋,3h后即可開放通車。該操作應(yīng)在配料開始90min內(nèi)完成,否則材料將凝固,無法使用。

   3 水泥混凝土板面局部修補

   3.1 輕微斷裂的處理 對于輕微斷裂,裂縫有輕微剝落的,先畫線放樣,按畫線范圍開鑿成深約5~7cm的長方形凹槽,刷洗干凈后,用快凝小石子混凝土填補。

   3.2 較寬裂縫的處理方法 對于輕微斷裂,但裂縫較寬且有輕微剝落的斷板,應(yīng)按裂縫兩側(cè)至少各20cm的寬度放樣,按畫線范圍開鑿成深至板厚一半的凹槽,此凹槽應(yīng)與中線垂直,刷洗干凈凹槽,在凹槽底部裂縫的兩側(cè)用沖擊鉆,沿與中線平行方向,間距30~40cm,打眼貫通至板厚達基層表面,然后再清干凈凹槽和孔眼,在孔眼安設(shè)Ⅱ形鋼筋,沖擊鉆鉆頭采用30規(guī)格,Ⅱ形鋼筋采用螺紋鋼筋制作,鋼筋安設(shè)完成后,用高強度水泥砂漿填塞孔眼至密實,最后用與原路面相同強度等級的快凝混凝土澆筑至與路面齊平。

   3.3 徹底的處理方法 較為徹底的辦法是將凹槽鑿至貫通板厚,在凹槽邊緣兩側(cè)板厚中央打洞,深10cm,直徑4cm,水平間距30~40cm。每個洞應(yīng)先將其周圍潤濕,插入一根直徑18~20cm、長約20cm的鋼筋,然后用快凝水泥砂漿填塞搗實,等砂漿干硬后澆筑混凝土搗實至與路面齊平即可。

   4 脫空板的處理

   4.1 壓漿材料 壓入板底的材料具備以下特征:一是顆粒粒徑小、流動性大,能順利壓進板底空隙;二是弱收縮性,能充分填充板底空隙。國內(nèi)外都有使用乳化瀝青作填隙材料的經(jīng)驗,雖具有較好的流動性,但強度偏低,且受溫度影響大,溫度高時易軟化,在荷載作用下容易從板底唧出,因而不宜選用。實驗發(fā)現(xiàn)選用水泥粉煤灰漿,采用較低的水灰比就可達到較好的流動性,且強度較高,收縮量小。采用水泥:粉煤灰:水=1:0.5:0.45配合比制作的灰漿試件,其室內(nèi)3天的抗壓強度高于5MPa,可作為壓漿材料。

   4.2 常用壓漿設(shè)備――灌漿機 灌漿機是專門用于公路水泥混凝土路面板底脫空處灌注混凝土的養(yǎng)護設(shè)備。特點:①自備動力,集發(fā)電、制漿、灌漿及水箱于一體,適合于各種環(huán)境下的野外流動作業(yè);②液壓主要部件選用進口原件配套,結(jié)構(gòu)科學(xué)合理,操作簡單,維修方便;③設(shè)有壓力過載保護裝置,具有良好的安全性和可靠性;④雙向攪拌,快速均勻,可連續(xù)灌漿,工作效率高。

   三、結(jié)束語

   要預(yù)防水泥混凝土路面病害,延長水泥混凝土路面的使用周期,需要設(shè)計、施工、養(yǎng)護管理各方主體各負其責(zé),分頭把關(guān),嚴格按照行業(yè)規(guī)范標準,結(jié)合工程實際,嚴格履行各自職能,提高水泥混凝土路面的使用功能。

   
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