水泥混凝土路面病害的防治與維修技術(shù)研究

韓靜 陳佳星

摘 要：水泥混凝土路面以其強(qiáng)度高、承載能力強(qiáng)、適用范圍廣、原材料豐富、耐久性好等特征，在我國(guó)公路網(wǎng)建設(shè)中占據(jù)著重要地位，是一種非常重要的路面結(jié)構(gòu)形式。但是，水泥混凝土路面使用壽命往往不如預(yù)期，很多實(shí)體工程通車不到幾年時(shí)間，就出現(xiàn)裂縫、坑洞、脫空、斷板等病害，需要采用修補(bǔ)技術(shù)以恢復(fù)其承載能力或路表功能。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面；病害防治；維修技術(shù)

1 水泥混凝土路面的概況

水泥混凝土路面是指以水泥混凝土為主要材料做面層的路面，簡(jiǎn)稱混凝土路面。也被稱為剛性路面，是一種高級(jí)路面。水泥混凝土路面具有較大的剛度及較強(qiáng)的擴(kuò)散荷載應(yīng)力，其穩(wěn)定性良好及具有較長(zhǎng)使用年限。相比其他路面，水泥混凝土路面具有高強(qiáng)度、良好穩(wěn)定性與耐久性、養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，其缺點(diǎn)主要包括：需要消耗大量的水泥與水，如修筑水泥混凝土路面時(shí)，將其厚度控制在20厘米、寬度控制在7米，則水泥用量每公里高達(dá)400到500t之間，水的用量約為250t。同時(shí)，水泥混凝土路面具有較多接縫，在交通開放方面，相比其他路面開放時(shí)間較長(zhǎng)，養(yǎng)護(hù)難度大。

2 水泥混凝土路面常見病害

1、接縫處損壞

（1）錯(cuò)臺(tái)。唧泥、填縫料不足及路基不均勻變形等都是產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)的主要原因。填縫料不足，將有水滲入路面，在車輛荷載作用下，唧泥將出現(xiàn)，伴隨唧泥的大量產(chǎn)生，將帶走路基游離土，進(jìn)而降低路基表面標(biāo)高，出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)。

（2）擠碎及拱起。橫向接縫，尤其是脹縫2側(cè)10cm范圍內(nèi)，因脹縫內(nèi)設(shè)置的滑動(dòng)傳力桿位置有誤或滑動(dòng)端滑動(dòng)作用喪失等，將對(duì)板的伸長(zhǎng)造成極大影響，導(dǎo)致膨脹環(huán)節(jié)混凝土將承受極大擠壓應(yīng)力，如此應(yīng)力在混凝土抗剪強(qiáng)度以上，剪切、擠碎現(xiàn)象將出現(xiàn)于板內(nèi)。因熱膨脹影響，混凝土板受阻，某個(gè)接縫2側(cè)板突然向上拱起。其原因?yàn)榛炷涟迨湛s時(shí)縫隙張開，填縫料不足，縫隙內(nèi)將填滿不可壓縮材料，如堅(jiān)硬碎屑等，促使膨脹過(guò)程中板出現(xiàn)極大壓應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致縱向壓曲失穩(wěn)現(xiàn)象產(chǎn)生。

2、路面板內(nèi)損壞

表面裂縫、貫穿裂縫為混凝土路面裂縫的主要類型，表面裂縫主要是因?yàn)樵缙诨炷粱旌狭鲜煽s、碳化收縮過(guò)快產(chǎn)生的。主要包括：塑性收縮、自收縮、干燥收縮及碳化收縮等。貫穿裂縫是指等同于貫穿板厚度的裂縫，其最顯著的特點(diǎn)就是裂縫貫通混凝土板全厚。其主要包含橫向裂縫、縱向裂縫等。

3 水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)及維修技術(shù)分析

1、錯(cuò)臺(tái)維修技術(shù)

按照錯(cuò)臺(tái)程度的大小，混凝土路面錯(cuò)臺(tái)修補(bǔ)方案也不盡相同。如錯(cuò)臺(tái)具有較小高度，屬于輕微型，如5-10mm，可通過(guò)切削修補(bǔ)法進(jìn)行施工，施工工具為帶扁頭的風(fēng)鎬，把高起位置均勻地鑿下去，且和相近板水平一致。

如錯(cuò)臺(tái)高度在10mm以上，可通過(guò)鑿低補(bǔ)平法進(jìn)行施工，把低下來(lái)的一側(cè)鑿去1到2cm厚的水泥，且填滿快凝修補(bǔ)料，根據(jù)錯(cuò)臺(tái)高度1%坡度進(jìn)行修補(bǔ)長(zhǎng)度的準(zhǔn)確計(jì)算。

2、路面拱起維修

如拱起程度較低，可通過(guò)切縫機(jī)等機(jī)械切碎拱起板之間橫縫的硬物。縫內(nèi)的雜物也通過(guò)壓縮空氣吹干凈，促使板塊恢復(fù)原位，且將填縫料灌入。

如拱起程度較嚴(yán)重，但路面不受影響時(shí)，需按照拱起高低程度，對(duì)剩余板長(zhǎng)度進(jìn)行計(jì)算，切寬拱起板塊2側(cè)周圍的橫縫，數(shù)量為1到2條，當(dāng)充分釋放應(yīng)力后即可將拱起位置切除，以此恢復(fù)到板塊原來(lái)位置。

3、接縫修補(bǔ)

接縫施工時(shí)，為保證清縫質(zhì)量，對(duì)雜物充填較多的縱縫，必須用切縫機(jī)切割，其它縫也應(yīng)用鐵鏟對(duì)雜物和老化的填料進(jìn)行清理，然后用高壓氣體吹凈。對(duì)加熱型填縫材料，按規(guī)定進(jìn)行熔化，使其具有較好的流動(dòng)性，加熱溫度不宜過(guò)高、過(guò)低，時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以避免材料老化或流動(dòng)性較差。用黃油槍或扁嘴鐵壺沿縫方向均勻澆灌加熱后的填縫料至縫填滿為止（不宜過(guò)高或過(guò)低），灌縫深度至少應(yīng)大于1.5cm。灌縫應(yīng)在路面干燥及路面板下沒有積水時(shí)進(jìn)行，保證填料與縫壁粘接牢固且不被高壓水剝離、擠出。根據(jù)填縫料性質(zhì)，做好施工交通控制工作，待填縫料冷卻后開放交通（一般需30min），以免其被行車粘掉。堅(jiān)持周期性養(yǎng)護(hù)，根據(jù)填料有效使用壽命，對(duì)全部構(gòu)造縫進(jìn)行全面清縫和普灌，其后每年入冬和雨季之前進(jìn)行補(bǔ)灌，保證構(gòu)造縫全部密封。

4、裂縫修補(bǔ)

水泥混凝土路面裂縫型式多樣，處治時(shí)要根據(jù)具體情況采用相應(yīng)的技術(shù)措施。縫寬不足0.5mm的非擴(kuò)展性表面裂縫，采用壓注灌漿法；局部性裂縫，且縫口較寬時(shí)，采取擴(kuò)縫灌漿法；對(duì)貫穿全厚的裂縫，采用條帶罩面法。對(duì)裂縫寬度大于3mm的裂縫，用環(huán)氧樹脂與固化劑攪拌均勻后直接灌注。

5、破碎板塊修補(bǔ)

采取換板方式處理水泥混凝土路面嚴(yán)重破碎板，即挖除整塊破碎板，然后澆筑水泥混凝土，板厚與原面板厚度一致，但一般不宜小于24cm，否則可采用鋼筋混凝土進(jìn)行修復(fù)。板角斷裂等破損采用局部修補(bǔ)方式，即對(duì)板角斷裂的部分漸除成正方形或矩形，在原板壁上加裝傳力桿后，在鑿除位置澆筑混凝土。其具體工藝流程為：板塊破碎、鑿除—>基底清理—>補(bǔ)設(shè)拉桿、傳力桿—>混凝土拌和及運(yùn)輸—>鋼筋網(wǎng)制作—>混凝土澆筑—>接縫設(shè)置—>養(yǎng)生。

6、脫空板塊處治技術(shù)

脫空板塊處治的具體工藝流程為：定位—>鉆孔—>制漿—>壓漿—>壓漿孔封堵—>交通控制—>彎沉檢測(cè)。工藝要求：（1）定位：根據(jù)外觀及彎沉檢測(cè)相結(jié)合的方法調(diào)查唧泥脫空板，標(biāo)畫鉆孔位置。（2）鉆孔：施工人員使用鉆孔取芯機(jī)按標(biāo)定的位置鉆孔，鉆孔深度與板厚一致。孔徑D與壓漿頭直徑d相匹配，且D-d=1-2mm。（3）制漿：按配合比將材料在灰漿拌合機(jī)中拌合，至均勻無(wú)灰團(tuán)方可使用，使用中應(yīng)持續(xù)拌合，防止沉淀。（4）壓漿：用灰漿泵將拌合好的灰漿由壓漿孔壓入混凝土板底，壓力控制在2.0MPa左右，直至鄰孔或接縫中溢漿或無(wú)溢漿而板塊略有上升為止。壓漿過(guò)程中溢漿的孔應(yīng)及時(shí)用圓狀木塞封堵，防止壓力過(guò)度散失。注漿孔在壓漿頭拔除后也應(yīng)及時(shí)用木塞封堵，防止灰漿反流。所有木塞應(yīng)保持3-5分鐘方可拔除。（5）壓漿孔封堵：木塞拔除后，用灰漿或取出的混凝土芯樣將壓漿孔封嚴(yán)。（6）交通控制：壓漿完成后的板塊，禁止車輛通行，待灰漿強(qiáng)度達(dá)到5MPa以上時(shí)方可開放交通。一般需要3天。（7）彎沉檢測(cè)：壓漿完成3天后，用JN-150黃河標(biāo)準(zhǔn)軸載車、貝克曼梁復(fù)測(cè)壓漿板四角的回彈彎沉值，當(dāng)彎沉值超過(guò)0.3mm時(shí)，應(yīng)重新鉆孔補(bǔ)壓。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，按照現(xiàn)行路面設(shè)計(jì)理論，路面結(jié)構(gòu)各層性能正常、層間界面接觸理想、設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量良好的水泥混凝土路面，一般要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用且達(dá)到其設(shè)計(jì)使用年限后才會(huì)開裂破壞。但實(shí)際狀況是，相當(dāng)多的路面在使用2-5年甚至更短時(shí)間后就出現(xiàn)了不同程度的缺陷或開裂。同時(shí)，水泥混凝土路面的維修成本高，養(yǎng)生時(shí)間長(zhǎng)，維修期間交通干擾嚴(yán)重，一旦破壞就很難修復(fù)。因而，認(rèn)清水泥混凝土路面的產(chǎn)生病害的原因及相應(yīng)的維修對(duì)策，是當(dāng)今工程界需要解決的問(wèn)題。水泥混凝土路面的修補(bǔ)技術(shù)是隨著水泥混凝土路面出現(xiàn)了不同程度的損壞后應(yīng)運(yùn)而生的。要求能夠更好的了解到公路工程施工中各項(xiàng)病害有效養(yǎng)護(hù)維修的重點(diǎn)，且能夠?qū)ふ沂┕ぶ写嬖诘牟蛔悖贫ê侠泶胧└倪M(jìn)施工方案，從而能夠更好的服務(wù)于公路交通事業(yè)，為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

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