水泥混凝土路面病害成因及處治方法研究

池育意

摘要：水泥混凝土路面作為我國公路路面主要形式之一，在我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著重大作用。水泥混凝土路面具有強(qiáng)度高、剛度大、受溫度影響小、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但此種路面在使用過程中也會產(chǎn)生諸多病害。本文首先對水泥混凝土路面病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上，提出水泥混凝土路面病害的處治方法。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面;斷板;裂縫;錯(cuò)臺;處治

1前言

近年來我國公路得到了飛速發(fā)展，截止2007年底，全國公路總里程達(dá)358.37萬公里。其中高速公路5.36萬公里；一級公路5.01萬公里；二級公路27.64萬公里；其中瀝青路面40.16萬公里，水泥混凝土路面84.88萬公里。

目前國現(xiàn)有的水泥混凝土路面，有相當(dāng)一部分己接近或超過設(shè)計(jì)年限，有的雖未達(dá)到設(shè)計(jì)年限，但由于交通量劇增，汽車軸載日益重型化或設(shè)計(jì)、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(yán)重的，為此，本文首先對水泥混凝土路面病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上，提出水泥混凝土路面病害的處治方法，為水泥混凝土路面的維修及加鋪改建提供參考。

2水泥混凝土路面病害成因

2.1 混凝土路面層斷裂病害成因

按裂縫出現(xiàn)的方位和斷裂的塊數(shù)，混凝土路面層斷裂分為縱向裂縫，橫向、斜向裂縫，角隅斷裂，交叉裂縫和破碎板4種。

一般來說，裂縫的發(fā)生應(yīng)是多種因素綜合作用所引起的，其主要原因如下：

2.1.1縱向裂縫主要由路基在行車荷載充分作用下引起不均勻沉降，使路面面板沿縱向產(chǎn)生應(yīng)力集中，引起縱向裂縫產(chǎn)生，或者是由于車輛集中行駛，輪載作用使道路基層產(chǎn)生過量的塑性變形，使板底失去去承，引起面板發(fā)生縱向裂縫。

2.1.2引起混凝土面板產(chǎn)生橫向與斜向裂縫的原因通常是由于重載作用、溫度或溫度梯度產(chǎn)生的翹曲應(yīng)力或者干縮應(yīng)力等因素單獨(dú)或綜合作用所引起。

2.1.3角隅斷裂通常由于表面水侵入，地基承載力降低，接縫處出現(xiàn)唧泥，板底形成脫空，接縫傳荷能力差，重載反復(fù)作用等引起。

2.1.4有裂縫板在基層和路基浸水軟化及重載反復(fù)作用下進(jìn)一行斷裂，便形成交叉裂縫和破碎板，面板成破碎狀。混凝土面板承受荷載時(shí)，其最突出的特點(diǎn)是整體性好，整體受力，把外荷均勻地分散到基層上去。面板破碎后，形成局部板體承受行車荷載，使這些塊體及其基層內(nèi)的應(yīng)力成倍地增加，使得損壞程度迅速加劇。

2.2 混凝土路面豎向位移類病害成因

面層堅(jiān)向位移類病害包括沉陷和脹起，影響行車的舒適和安全，但混凝土層板結(jié)構(gòu)整體性末遭破壞，主要由于路基的固結(jié)沉降或不均勻沉降引起。

2.2.1水泥混凝土面層接縫類病害

接縫是水泥混凝土路面的薄弱環(huán)節(jié)，出現(xiàn)病害的幾率大，類型也多，包括唧泥，錯(cuò)臺，拱起，接縫碎裂，填縫料失效等。由于有的路段未設(shè)傳力桿和拉桿，相鄰板塊在溫度和坡度的影響下出現(xiàn)位移，使接縫的縫隙逐變寬，地表水易于下滲。若水穩(wěn)性差，且重車較集中行駛在主車道上，在重車荷載作用下，水穩(wěn)性差的基層受到較大的沖擊力作用，如果基層飽水，重車荷載則使基層受到較大的水力沖刷作用，將基層中的細(xì)粒料沖走，沿接縫溢出或噴出，導(dǎo)致唧泥現(xiàn)象產(chǎn)生。荷載重復(fù)作用下，基層以及路床范圍內(nèi)的細(xì)粒料不斷被帶走，造成板底脫空，或者地基不均勻，很容易引起水泥面折斷，板塊下沉，并且這種損害隨著雨水不斷下滲，會進(jìn)一步加劇，短時(shí)間內(nèi)即可導(dǎo)致面板破碎。

2.2.2水泥混凝土面層表層類病害

面層表層類病害包括紋裂、網(wǎng)裂、起皮，磨損和露骨，坑洞，活性集料反應(yīng)等形式，主要由于施工或材料的原因所造成的。

3舊水泥混凝土路面處治方法

3.1 破碎板的處治

對于嚴(yán)重破碎、斷裂及沉陷斷裂板，貫穿全板的交叉裂縫板，裂縫處嚴(yán)重剝落且有錯(cuò)臺、裂塊已開始活動的斷板，均采取挖除舊板澆筑新板的處理措施。

3.1.1清除舊板

破碎原路面時(shí)，應(yīng)以一塊路面板為最小單位。用沖擊鉆等機(jī)械裝置或液壓鎬鑿除破碎混凝土板，鑿除時(shí)應(yīng)注意保護(hù)基層及周邊混凝土路面，盡可能保留原有拉桿，同時(shí)及時(shí)清運(yùn)混凝土碎塊，清掃基層處理基層。

3.1.2澆筑新板

要求新混凝土板強(qiáng)度不應(yīng)小于舊混凝土板強(qiáng)度，應(yīng)選用早期強(qiáng)度高、后期強(qiáng)度穩(wěn)定且收縮性小的混凝土，并按要求摻外加劑以控制凝結(jié)時(shí)間，防止過早凝結(jié)或影響開放交通時(shí)間。新澆筑的混凝土板用普通混凝土，摻加劑可用早強(qiáng)膨脹劑?；炷涟鍧仓笠獓姙B(yǎng)護(hù)劑并保證一定的溫度和濕度進(jìn)行養(yǎng)生，達(dá)到初期強(qiáng)度可承受車輛荷載時(shí)，才可開放交通。重新澆筑的面板為單側(cè)車道時(shí)，其與另一側(cè)舊路面板的縱向接縫應(yīng)設(shè)置拉桿。

3.2 板邊角的處治

對于板角破碎、角隅斷裂，掉邊、缺角等病害板，用切割機(jī)按破裂面的大小確定切割范圍，將損壞部分破碎鑿除。清除混凝土碎屑后，目測基層，若基層板體性差，則下挖基層，直至板體性好的層面，然后澆筑與舊板等強(qiáng)度的水泥混凝土與舊板面齊平。板邊碎裂可按一定長和寬切割成矩形，板角斷裂按破裂面確定切割范圍，切割時(shí)盡量保留原有鋼筋，對有缺陷的傳力桿予以更換并在新老混凝土之間加設(shè)傳力桿，現(xiàn)澆混凝土與舊面板之間的接縫切出約寬3mm深4mm的接縫槽，并灌入填縫材料。

3.3 接縫的處治

對填縫料損壞的接縫，首先清除接縫中的舊填縫料和雜物，采用加熱的聚氯乙烯膠泥、瀝青橡膠類或常溫施工的聚氨酯焦油類填縫料進(jìn)行填縫；對于張開寬度10mm以下的縱向接縫，采取橡膠瀝青類加熱施工式填縫料維修，張開寬度在10mm以上時(shí)，采取常溫施工式填縫料進(jìn)行維修，張開寬度在15mm以上時(shí)，采用瀝青砂填縫；接縫碎裂時(shí)，沿破碎部位外緣垂直面板切割成規(guī)則圖形，清除混凝土碎塊，吹凈灰塵雜物，并保持干燥狀態(tài)，采用改性的環(huán)氧樹脂類高模量補(bǔ)強(qiáng)材料進(jìn)行填充。

3.4 裂縫的處治

對寬度在3mm以下的裂縫，采用低粘性瀝青或環(huán)氧樹脂等材料灌注；對貫穿全厚的大于3mm小于15mm的裂縫，采取條帶罩面進(jìn)行補(bǔ)縫，即平行于裂縫兩側(cè)切縫，鑿除兩橫縫內(nèi)約7cm深的混凝土，每間隔50cm打一對鈀釘孔，并在二鈀釘孔之間打一對與鈀釘孔直徑相一致的鈀釘槽，鈀釘孔填滿砂漿，將鈀釘插入孔內(nèi)安裝，將切割的縫內(nèi)壁鑿毛，澆筑混凝土、振搗密實(shí)、抹平，并噴灑養(yǎng)護(hù)劑；對于寬度大于15mm的嚴(yán)重裂縫可以采用全深度補(bǔ)塊處理。

3.5 錯(cuò)臺的處治

錯(cuò)臺的處治可分為兩種情況，對于輕微錯(cuò)臺，距板縫lm處鋸掉高出的混凝土板塊，清理基層表面后，重新鋪筑混凝土；對于嚴(yán)重錯(cuò)臺，對沉陷的混凝土板進(jìn)行壓漿，使沉下的混凝土板抬高，然后將高出的混凝土板打掉，重新鋪筑混凝土板。

3.6板塊脫空的處理

在脫空部位鉆孔（鉆穿板塊），然后用C30水泥砂漿高壓灌注，注滿為止。對接縫完好的板塊宜采用鉆孔灌漿法施工，具體方法是沿接縫用沖擊電鉆打一排直徑20mm的孔槽，用壓縮空氣噴槍伸入槽內(nèi)清除混凝土殘?jiān)缓笙蛎摽諈^(qū)灌注聚合物水泥混凝土，待混凝土凝固后，以接縫密封膠等材料封縫。

3.6 基層的處治

當(dāng)水泥混凝土路面板的破壞是由于基層的原因引起時(shí)，則首先應(yīng)處理基層?；鶎涌刹捎脫Q填低標(biāo)號混凝土或換填水穩(wěn)定性好的土、碎（砂）礫石等方法來處理。如果施工條件不好，基層處理也可以采用C15貧混凝土將路面基層補(bǔ)強(qiáng)，其補(bǔ)強(qiáng)混凝土頂面標(biāo)高應(yīng)與舊路面基層頂面標(biāo)高相同。在路面排水不良地帶翻修路面板時(shí)，路面板邊緣及路肩應(yīng)設(shè)置路基縱、橫向排水系統(tǒng)。單一邊板翻修時(shí)應(yīng)在路面板接縫處設(shè)置橫向盲溝；較長路段翻修時(shí)宜設(shè)置縱向盲溝，并應(yīng)在縱坡底部設(shè)置橫向盲溝。

4結(jié)語

本文介紹了水泥混凝土路面病害產(chǎn)生的原因及路面病害的處治方法，從中可以發(fā)現(xiàn)，在水泥混凝土路面施工中，為保證路面具有較好的質(zhì)量和服務(wù)水平，除嚴(yán)格依照規(guī)范的要求外，對不同的材料、不同的結(jié)構(gòu)層，不同地段的路面必須采取不同且有效的施工方法來保障水泥混凝土的質(zhì)量。對于水泥混凝土路面的處理，也要從源頭抓起，根據(jù)病害的特點(diǎn)，采取切實(shí)可行的方法讓病害從根本得以消除。

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