公路水泥混凝土路面產(chǎn)生病害及處理措施

胡靜松

摘要:水泥混凝土面層是直接同車輪和大氣接觸的最上一個(gè)層次,受行車荷載各種力的作用以及大自然因素變化的影響最大,因此面層材料應(yīng)具備較高的力學(xué)強(qiáng)度和穩(wěn)定性,且應(yīng)當(dāng)耐磨不透水。面層還應(yīng)有良好的抗滑性、防滲性,必須滿足平整度、粗糙度、強(qiáng)度等要求。水泥混凝土路面又是線型結(jié)構(gòu)物,施工要求嚴(yán)格,工藝細(xì)膩,在鋪筑過程中受干擾大,影響因素多。因此,施工前應(yīng)做好充分準(zhǔn)備,要有一個(gè)完善的工作班子,選擇有經(jīng)驗(yàn)的施工隊(duì)伍,固定原材料來源,保持材料潔凈、符合規(guī)范要求。合理安排施工期,寧慢勿亂。如違反客觀規(guī)律,盲目趕進(jìn)度,必然影響路面質(zhì)量,留下隱患,這一點(diǎn)也必須引起足夠重視。

關(guān)鍵詞:公路混凝土；產(chǎn)生病害原因；預(yù)防措施

1公路混凝土路面接縫病害和斷板

在新建和使用過程中不論是高等級(jí)公路還是農(nóng)村公路,混凝土路面接縫病害和斷板都比較普遍、比較嚴(yán)重,具體表現(xiàn)在:

(1)擠碎:接縫邊角碎裂,多發(fā)生在距板邊緣20cm～60cm處,破壞率達(dá)50%～90%,有的接縫在未開放交通前其附近的混凝土就已碎裂,有的通車后逐漸碎裂損壞。

(2)拱起:接縫兩側(cè)的板突然向上拱起。

(3)錯(cuò)臺(tái):接縫兩側(cè)面板產(chǎn)生豎向相對(duì)位移。

(4)唧泥:汽車行經(jīng)接縫時(shí),由縫內(nèi)噴濺出稀泥漿。

(5)斷板:有的板塊當(dāng)天澆筑的當(dāng)天就斷,有的未通車斷板率就達(dá)30%,有的路段通車后斷板急劇增加,斷板率高的達(dá)60%～80%。水泥混凝土路面接縫破壞率與斷板率如此之高,嚴(yán)重影響了路面使用功能,給高速行車帶來不利影響,接縫破壞與斷板是當(dāng)前水泥混凝土路面亟需解決的問題。

2病害及產(chǎn)生原因

上述問題的產(chǎn)生,原因是多方面的,影響因素也較多,亦較復(fù)雜。一般認(rèn)為主要是材料、工藝和管理上的原因,已引起人們的重視和關(guān)注,并在研究和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)。

2．1材料上

原材料不合格,水泥強(qiáng)度不足、體積安定性差、水泥的水化熱高、收縮率大,砂、碎石顆粒偏大、含泥量大及有機(jī)質(zhì)含量超標(biāo)。

2．2工藝上

(1)路基不均勻沉降,基層材料強(qiáng)度不足、不均勻,基層混合料細(xì)料偏多,水穩(wěn)性不良,導(dǎo)致重復(fù)荷載下產(chǎn)生塑性變形而同面板脫空失去支承出現(xiàn)應(yīng)力集中而開裂。

(2)基層標(biāo)高控制不嚴(yán),為了控制面板高程而使面板減薄或?yàn)榱耸姑姘暹_(dá)到設(shè)計(jì)厚度,而將基層下刨,使基層凹凸不平,摩阻力增大產(chǎn)生斷板。

(3)混凝土配比不當(dāng),水灰比偏大,各種材料計(jì)量不準(zhǔn),水泥用量不夠。

(4)不嚴(yán)格按規(guī)范操作,工藝不到位,施工質(zhì)量差:①混合料攪拌不足,振搗不密實(shí),板邊混凝土不均勻,強(qiáng)度不夠;②養(yǎng)護(hù)不及時(shí),未覆蓋保養(yǎng)。天氣突然變化,或刮大風(fēng)時(shí)未采取保護(hù)措施,混凝土表面水分蒸發(fā)太快,而形成干縮裂縫;③切縫不及時(shí),深度不夠,切縫前混凝土收縮出現(xiàn)早期開裂;④傳力桿安設(shè)不平直,活動(dòng)端被澆死,縫內(nèi)局部有連漿,或板收縮縫隙張開時(shí)硬物掉進(jìn)縫中、填料失效等阻礙了板的伸長,使板在膨脹時(shí)不能恢復(fù)原位,產(chǎn)生較大的擠壓力;⑤混凝土板厚與基礎(chǔ)強(qiáng)度不足產(chǎn)生的荷載型裂縫。

3預(yù)防措施

混凝土路面質(zhì)量主要控制項(xiàng)目有彎拉強(qiáng)度、板厚度、平整度、抗滑構(gòu)造深度、路面寬度、接縫順直度、橫坡度、中線平面偏位、相鄰板高差、斷板率、切縫深度、灌縫飽滿度。因此,混凝土路面材料與施工工藝要求如下:

3．1材料要求

合格的原材料是保證混凝土質(zhì)量的必要條件。路面混凝土應(yīng)采用旋窯生產(chǎn)的發(fā)熱量少、收縮量小的道路硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。嚴(yán)禁使用安定性不合格及強(qiáng)度不足的水泥。不同強(qiáng)度等級(jí)、不同廠家、不同種類、不同批產(chǎn)的水泥嚴(yán)禁混合使用,特別注意核實(shí)袋裝水泥的重量。碎石應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、潔凈,符合規(guī)定級(jí)配,最大粒徑不應(yīng)超過40mm,其強(qiáng)度、磨耗率等要達(dá)到規(guī)范要求。中(粗)砂應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、干凈,符合規(guī)定級(jí)配,含泥量不得大于3%,不允許混合砂作砼路面材料。采用干凈水,不允許使用污水、廢水、酸性水等,飲用水一般均適用于混凝土。

3．2施工工藝

3．2．1基本要求

(1)嚴(yán)格控制基層標(biāo)高及平整度,確?；鶎訌?qiáng)度、水穩(wěn)性。

(2)安裝模板:采用剛度足夠的鋼模板,模板應(yīng)安裝穩(wěn)固、邊線順直、平整、彎道協(xié)調(diào)無扭曲、相鄰模板連接緊密平順。

(3)設(shè)置傳力桿:含拉桿、脹縫板、傳力桿及其套帽、滑移端,精度符合要求。

(4)養(yǎng)生與填縫:為防止混凝土中水分蒸發(fā)過速產(chǎn)生干縮裂縫,保證水化過程的順利進(jìn)行。混凝土表面整修后,當(dāng)表面用手指輕壓不現(xiàn)痕跡時(shí)即可開始保養(yǎng),一般采用覆蓋保濕養(yǎng)生,以減少混凝土面板底面與頂面溫度差,防止混凝土斷板。養(yǎng)生期達(dá)28天后,方可開放交通,開放交通前必須灌縫,填縫前要將縫隙清洗干凈,待干燥后用瀝青瑪?shù)壑忍羁p,灌縫必須飽滿、密實(shí)。

3．2．2接縫設(shè)置

砼面層是由一定厚度的砼板組成,它具有熱脹冷縮的性質(zhì),溫度變化,混凝土面板產(chǎn)生不同程度的膨脹和收縮,致使板內(nèi)產(chǎn)生過大的應(yīng)力,造成斷板或拱脹,為抵抗溫度變化引起的內(nèi)力,設(shè)置各種接縫構(gòu)造將路面板體劃分成小尺寸的板塊。接縫分為縱縫和橫縫。橫縫分三種:脹縫、施工縫和縮縫。接縫設(shè)置降低了板體的整體性,直接影響路面的結(jié)構(gòu)、使用功能和壽命,如何處理好接縫施工,已引起了人們的高度重視。

(1)縱縫?？v縫是指平行于路面行車方向的縱向施工縫。當(dāng)行車道寬超過最大值4.5m時(shí),則應(yīng)設(shè)置縱縫,為防止板沿兩側(cè)路拱橫坡滑動(dòng)拉開和形成錯(cuò)臺(tái),防止橫縫搓開,需在縱縫上設(shè)置拉桿,拉桿長50cm～70cm,間距80cm～100cm,直徑14cm～16cm的螺紋鋼筋。

(2)脹縫。常用的脹縫,歸納起來可分為兩大類。一類為設(shè)傳力桿的脹縫,一類為不設(shè)傳力桿的脹縫。脹縫宜盡量少設(shè),為了減少設(shè)置脹縫,應(yīng)避免在低溫季節(jié)施工水泥混凝土路面。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),目前采用長間距脹縫居多,按“水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范”要求:在每側(cè)鋼筋混凝土搭板兩端至少各設(shè)一條脹縫;與橋梁、其它路面等固定建筑物相連處;板厚變化處、小半徑曲線和縱坡變化較大處均應(yīng)設(shè)置脹縫。根據(jù)脹縫破壞原因的分析,修建脹縫施工時(shí),應(yīng)認(rèn)真解決好以下三個(gè)主要問題:

①脹縫:脹縫橫向設(shè)置,應(yīng)與縱縫垂直,在脹縫處混凝土板完全斷開,寬度以2cm為宜,縫壁垂直,縫內(nèi)不得連漿或有硬物,上部3cm～4cm深度內(nèi)澆灌瀝青等填縫料,下部設(shè)置富有彈性的嵌縫板,灌縫時(shí)保持縫內(nèi)潔凈、干燥;

②脹縫板:要求脹縫板必須平直,尺寸準(zhǔn)確,宜采用無接縫的整板,以免漏漿變形,板中心留孔洞,以利傳力桿穿入。目前采用的脹縫板有兩大類:軟木類及合成材料類。軟木板應(yīng)選用無硬節(jié)的杉板或松板,并用瀝青處理。合成板的種類較多,如粘膠板、泡沫板、木絲板等。采用合成板應(yīng)注意質(zhì)量,要求澆筑混凝土或遇水時(shí)不致變形;

4病害處理措施

水泥混凝土路面接縫破損與斷板處理困難,修補(bǔ)工程量大,修補(bǔ)后平整度差,如處理不好病害容易反復(fù)出現(xiàn),必須引起足夠的重視。

(1)填縫料填補(bǔ):一般在冬季縫隙增寬時(shí)增補(bǔ)或更新填縫料使縫隙填料保持飽滿不滲水,避免雜物等不可壓縮的材料混入。

(2)裂縫修補(bǔ):在秋末冬初縫隙較寬時(shí),對(duì)輕微裂縫,裂縫無剝落或輕微剝落,裂縫寬度小于3mm的斷板,應(yīng)及時(shí)將裂縫內(nèi)的塵土清除干凈,再灌滿瀝青砂或?yàn)r青瑪蹄脂封縫,或用環(huán)氧樹脂膠結(jié)。

(3)局部修補(bǔ):根據(jù)斷裂程度把混凝土板鑿成深約5cm～7cm的長方形槽后,用水泥砂漿涂抹槽壁和底面然后用混凝土填補(bǔ)。較徹底的辦法是將凹槽壁鑿至貫通整個(gè)板厚,并在凹槽邊緣板厚中央打深10cm,直徑4cm,水平間距30cm～40cm的洞,洞中插入直徑18cm～20cm,長約20cm的鋼筋,然后用快凝砂漿填塞搗實(shí),待砂漿硬結(jié)后,再將凹槽邊壁濕潤涂刷水泥漿,用與原來相同的混凝土澆入槽中搗實(shí)。

5結(jié)束語

水泥混凝土路面具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好,耐久性好,養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少、經(jīng)濟(jì)效益高、有利于夜間行車等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于新建公路,特別是農(nóng)村公路。但接縫的設(shè)置,降低了混凝土面板的整體性,容易產(chǎn)生接縫病害。