水泥混凝土路面斷板的原因及防治

王建紅

當(dāng)今水泥混凝土路面的發(fā)展速度明顯加快。在水泥混凝土路面修復(fù)技術(shù)不斷提高的同時(shí)，也出現(xiàn)了一些開裂、斷板、沉陷、錯(cuò)臺(tái)等病害，對(duì)養(yǎng)護(hù)、修復(fù)帶來(lái)了極大的困難。尤其是斷板病害已經(jīng)成為公路工程的通病之一，必須引起重視，認(rèn)真分析其原因，積極采取措施加以防治，以確保水泥混凝土路面的安全暢通，結(jié)合寧夏某服務(wù)區(qū)場(chǎng)地硬化作簡(jiǎn)要分析。

1 水泥混凝土路面斷板原因

1.1 設(shè)計(jì)不當(dāng)

1 )路面厚度偏薄。2)板塊平面尺寸不當(dāng)。3)混凝土原材料的配合比不當(dāng)，混凝土產(chǎn)生堿—集料反應(yīng)或抗凍融差等耐久性問題。4)排水設(shè)計(jì)不當(dāng)。

1.2 超重車的影響

由于交通運(yùn)輸業(yè)的迅速發(fā)展，大噸位車輛逐年增多，單軸軸載比原設(shè)計(jì)計(jì)算軸載增加幾倍，由于軸載等效換算系數(shù)f=(pi/po)n，即超重軸載與標(biāo)準(zhǔn)軸載換算成16次方關(guān)系，所以，超重車的增加是水泥混凝土路面使用期開裂斷板的重要原因。

1.3 路基不均勻沉降

路基不均勻沉降主要發(fā)生在:

1 )填挖相交斷面處，半填半挖結(jié)合處，新老路基交接處，土基密度不同部位;2)軟弱地基、濕陷性黃土以及采空區(qū)、陷穴等特殊路段;3)橋涵、構(gòu)造物附近壓實(shí)機(jī)械難以施工的部位;4)路基不同填料的界面或?qū)用?5)壓實(shí)度不足路段。

壓實(shí)不均勻路段，在路面長(zhǎng)期使用過(guò)程中，由于水溫條件的變化和行車荷載作用，路基產(chǎn)生不均勻沉降，致使沉降量不同的結(jié)合面產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)，面板由于荷載作用導(dǎo)致斷裂。

1.4 初期微裂縫的擴(kuò)展

初期混凝土收縮成未反映到表面的微小裂縫，使用一段時(shí)間后，受行車荷載及溫度應(yīng)力的雙重作用，部分裂縫將逐漸增長(zhǎng)、變深，以致造成面板斷裂。

1.5 排水不良

1 )路基及基層排水不良，長(zhǎng)期受水浸泡，引起路基失穩(wěn)或強(qiáng)度不足，使路面產(chǎn)生不規(guī)則斷裂。2)裂隙水或邊溝水等滲入路基、基層和底基層，冬季凍脹時(shí)使路面產(chǎn)生縱向開裂。

2 水泥混凝土路面斷板預(yù)防措施

2.1 設(shè)計(jì)要與社會(huì)發(fā)展相一致

1 )在混凝土路面厚度、平面尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算階段，應(yīng)充分考慮交通發(fā)展上準(zhǔn)確調(diào)查交通量及運(yùn)輸車輛的發(fā)展上避免因設(shè)計(jì)厚度偏小，平面尺寸不合理，在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)由于交通量的快速增長(zhǎng)或重載車輛增加造成面板提前破壞。2)選用適合當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件的原材料，重視凍融性和耐久性。3)設(shè)計(jì)全面的排水系統(tǒng)，確保地表水、地下水不會(huì)對(duì)路基、路面造成侵蝕破壞。

2.2依法治路

依法治路，嚴(yán)格控制超重車輛通行。

2.3 路基質(zhì)量的控制

1 )路基壓實(shí)質(zhì)量要求達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度值和彎沉值，特別是橋涵、構(gòu)造物附近(死角部位)更應(yīng)加強(qiáng)壓實(shí)工作，保證路基有足夠的、均勻的強(qiáng)度;2)排水設(shè)施應(yīng)完善，并要充分保護(hù)地下水對(duì)路基穩(wěn)定的影響;3)路基填筑中，不同種類的土壤應(yīng)分層填筑，避免土壤類型在路基上的突變?cè)斐沙两挡灰恢拢绊懧访姘褰Y(jié)構(gòu)性能;4)對(duì)于填挖交界、半填半挖結(jié)合處應(yīng)按路面板的要求進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)，施工中要對(duì)路槽以下部分進(jìn)行處理;5)對(duì)于路基不穩(wěn)定，特殊軟弱土基、濕陷性黃土、采空區(qū)、陷穴、滑坡等路段，應(yīng)避免采用水泥混凝土路面，其他特殊路基應(yīng)經(jīng)過(guò)特殊處理后方可進(jìn)行水泥混凝土路面施工。

3 斷板的處理與修復(fù)

3.1 裂縫修補(bǔ)

對(duì)于輕微斷裂，裂縫無(wú)剝落或輕微剝落，裂縫寬度小于3 mm的斷板，應(yīng)采用灌入粘結(jié)劑的方法進(jìn)行修補(bǔ)。

粘結(jié)劑灌入方法分為:直接灌入法、噴嘴灌入法、注射器注射法。

3.1.1 粘結(jié)劑材料

粘結(jié)劑材料有聚氨酯、聚硫環(huán)氧樹脂(聚硫橡膠+環(huán)氧樹脂)、環(huán)氧樹脂(6101，6343，618等品種)、等高分子樹脂工程材料。

1 )聚氨樹脂灌縫料:為雙組分，A組為多元醇和二異氰酸酯的預(yù)聚體;B組為固化劑，A，B二料可采用100∶27比例配成聚氨酯灌縫料，抗彎拉強(qiáng)度達(dá)65 MPa，適宜于灌寬縫。這種材料的特點(diǎn)是在潮濕介面以及堿性介面處，能與介面緊密結(jié)合，延伸性好和耐老化。2)聚硫環(huán)氧樹脂灌縫料:采用聚硫橡膠∶環(huán)氧樹脂= 16∶(2～16)，配成聚硫環(huán)氧樹脂灌縫料，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)32 MPa用于灌窄縫。特點(diǎn)是改善了環(huán)氧樹脂的耐老化性能和脆性。3)環(huán)氧樹脂灌縫料:由環(huán)氧樹脂(膠結(jié)劑)、二甲苯(稀釋劑)、鄰苯二甲酸二丁脂(增韌劑)、乙二受(固化劑)、水泥或滑石粉(填料)組成，填料視縫隙寬度摻加。

3.1.2 裂縫修補(bǔ)工

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

2 )噴嘴灌入法:適用于通車路段冬季修補(bǔ)裂縫。操作工序:清縫→埋設(shè)灌漿嘴封閉裂縫→配灌縫材料→灌漿→加熱增強(qiáng)。a.清縫:采用壓縮空氣配特制噴嘴(鴨嘴形為好)，配細(xì)鉛絲小鉤子掏除縫隙中的泥土等雜物。b.埋設(shè)灌漿嘴封閉裂縫:灌漿嘴一般約30咖設(shè)一個(gè)，用按1∶2配比的松香和石蠟加熱熔化粘住裂縫，再用膠布將縫口貼好，并涂上松香和石蠟。c.配灌縫材料:根據(jù)縫口寬窄及要求開放通車時(shí)間，選用適宜的灌漿材料及配比混合調(diào)勻倒于小鋁鍋中。d.灌漿:將配制的灌漿材料倒入有機(jī)玻璃管注射器或其他特制的灌漿器中，一般宜在30 min～40 min以內(nèi)用壓力將灌縫料由各灌漿嘴中灌入縫中，至灌滿將要頂動(dòng)上面的膠布為止。其上宜加一層水泥漿或砂漿抹面并噴養(yǎng)護(hù)劑，使表面顏色一致。e.加熱增強(qiáng):一般宜用紅外線燈或裝有60 W～100 W燈泡的長(zhǎng)條形燈罩，在已灌縫上加溫，溫度控制在50℃ ～60℃，加熱1 h～2 h即可開放通車。

3 )注射器注射法:此法適用于通車時(shí)間短，裂縫雜物少，較清潔、干燥，裂縫寬度在3 mm左右的路面斷板修補(bǔ)。a.清縫:采用空氣壓縮機(jī)配特制噴嘴吹干凈縫隙，并配細(xì)鉛絲小鉤子充分掏盡縫隙中的泥土等雜物。b.配灌縫材料:將小包裝主劑與固化劑按2∶1的比例摻配。一般小包裝為1 kg混合劑分A桶主劑0.67 kg和B桶固化劑0.33 kg兩個(gè)桶裝，操作時(shí)只需將固化劑直接倒入主劑中，拌和至顏色均勻即可。c.注射器注射:使用50 mL醫(yī)用注射器抽入混合劑，對(duì)準(zhǔn)插入縫隙注射(可不使用針頭)，由中線向兩邊逐點(diǎn)注射致縫隙填滿。若先注射段落滲入較多，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)注至飽滿，若15 min內(nèi)不再滲入則可認(rèn)為已注滿縫隙。整個(gè)縫隙注射完成后，摻少許干水泥拌砂混合料覆蓋，3 h后即可開放通車。該操作應(yīng)在配料開始90 min內(nèi)完成，否則材料將凝固無(wú)法使用。

3.2 局部修補(bǔ)

板面局部斷裂損壞，進(jìn)行小塊修復(fù)時(shí)，應(yīng)視斷裂損壞程度不同分三種方式修補(bǔ):

1 )對(duì)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 cm～7 cm的長(zhǎng)方形凹槽，刷洗干凈后，用快凝小石子混凝土填補(bǔ)。2)對(duì)于輕微斷裂，裂縫較寬且有輕微剝落的斷板，應(yīng)按裂縫兩側(cè)至少各20 cm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形鋼盤采用φ22螺紋鋼筋制作，安設(shè)鋼筋完成后，用高標(biāo)號(hào)砂漿填塞孔眼至密實(shí)，最后用與原路面相同標(biāo)號(hào)的快凝混凝土澆搗至路面齊平。3)較為徹底的辦法是將凹槽鑿至貫通板厚，凹槽邊緣兩側(cè)板厚中央打洞，深10 cm，直徑4 cm，水平間距30 cm～40 cm。每個(gè)洞應(yīng)先將其周圍潤(rùn)濕，插入一根直徑18 mm～20 mm、長(zhǎng)約20 mm的鋼筋，然后用快凝砂漿填塞搗實(shí)，待砂漿硬后澆筑快凝混凝土、夯搗實(shí)且與路面齊平即可。

3.3 整塊板更換

對(duì)于嚴(yán)重?cái)嗔?，裂縫處有嚴(yán)重剝落，板被分割成3塊以上，有錯(cuò)臺(tái)或裂塊已開始活動(dòng)的斷板，應(yīng)采用整塊板更換的措施。

4 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)水泥混凝土路面的早期開裂斷板和使用期開裂斷板病害分別從設(shè)計(jì)、原材料、基層處理、配合比、水泥混凝土面層施工工藝及環(huán)境條件等方面進(jìn)行分析，找出病害成因。針對(duì)造成水泥混凝土路面斷板的原因，為減少斷板數(shù)量，延長(zhǎng)水泥混凝土路面的使用年限，相應(yīng)提出了行之有效的、全面的防治措施。

［1］ 楊 光.水泥混凝土路面早期斷裂的原因及防治辦法［J］.山西建筑，2010，36(5)：256-257.