水泥混凝土路面接縫處病害以及修補(bǔ)措施探討

王 娜

(廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九一大隊(duì)，廣東 佛山 528133)

水泥混凝土路面接縫處病害以及修補(bǔ)措施探討

王 娜

(廣東省核工業(yè)地質(zhì)局二九一大隊(duì)，廣東 佛山 528133)

總結(jié)了近些年來水泥混凝土路面接縫處所產(chǎn)生的病害情況，并對這幾種病害情況進(jìn)行了分析，探究了其產(chǎn)生的原因，表現(xiàn)形式，修補(bǔ)措施,以及如何在施工前期對路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)從而來減少這些病害的發(fā)生，最后，針對如何預(yù)防這些病害的發(fā)生提供了一些建議。

水泥混凝土路面，裂縫，路面病害

0 引言

目前我國公路建設(shè)中通常會選取兩種重要的路面類型：一種是水泥混凝土路面，另一種為瀝青混凝土路面，也就是通常所說的“白道”和“黑道”。隨著高速公路的大力新建，瀝青混凝土路面以其柔性基礎(chǔ)的特性，使其具有水泥混凝土路面所不能及的行車舒適，噪聲小，并且因其柔性路面的特性，它對于路面、路基的不均勻沉降有很好的恢復(fù)性。雖然瀝青混凝土路面運(yùn)用的越來越多，但水泥混凝土依然有其無法取代的優(yōu)勢被大量的運(yùn)用于公路建設(shè)中。并且在很多方面，水泥混凝土都有明顯的優(yōu)勢：在造價(jià)方面，瀝青混凝土資源稀缺，造價(jià)幾乎是水泥混凝土的2倍之多，其后期的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用是其建造費(fèi)用的大約4倍～5倍；在環(huán)境上，瀝青混凝土路面會造成土壤和水的污染，瀝青也比較難分解，在國際上有很多組織也是反對的；在路面養(yǎng)護(hù)方面，雖然瀝青路面的養(yǎng)護(hù)更方便，但費(fèi)用高；在使用年限方面，瀝青混凝土路面大約是15年，而水泥路面則是瀝青混凝土路面的2倍；在車輛運(yùn)輸方面，雖然瀝青路面要比水泥混凝土路面更加舒適；但是在油耗方面，水泥混凝土路面明顯要比瀝青路面省油得多。因此，結(jié)合我國的基本國情，和考慮到資源材料環(huán)境等各方面的條件，水泥混凝土路面更適合我們國家。

水泥混凝土路面一直以其強(qiáng)度高、低養(yǎng)護(hù)費(fèi)、耐久性好、能經(jīng)受高溫、穩(wěn)定性好、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)被廣泛的運(yùn)用。但在路面施工中也同樣會出現(xiàn)施工不當(dāng)。而這些問題最終都會在公路的使用中表現(xiàn)出來。原本設(shè)計(jì)施工良好的水泥混凝土公路一般在達(dá)到使用年限以后才會出現(xiàn)一系列的病害問題，但是在我們實(shí)際的使用中，很多公路在使用后的五年內(nèi)就出現(xiàn)了不同程度的損害。另外，水泥混凝土路面維修成本高，時(shí)間長。這些病害中接縫處的損害是最重要的。路面的損壞一般是由裂縫開始的；錯(cuò)臺等病害的產(chǎn)生一般也是由裂縫開始的；裂縫是影響路面的性能和平整度的主要因素[2]。并且，隨著公路越建越多，很多公路已經(jīng)面臨著大量病害的干擾，公路修補(bǔ)已經(jīng)變成了我們所必須面對的問題，越來越多的人都投入到了這個(gè)行業(yè)中來。

下面我們就來著重地研究一下在加強(qiáng)水泥混凝土路面的施工過程中由于施工不當(dāng)所引起的接縫方面的質(zhì)量問題以及其修補(bǔ)措施。

1 水泥混凝土路面接縫處相關(guān)質(zhì)量問題

1.1 水泥混凝土路面接縫的分類

水泥混凝土路面損壞主要是由于混凝土板、基層、路基的缺陷引起的，造成混凝土路面早期裂縫的原因很多[3]。接縫處損壞按接縫的作用大致可以分為縮縫、脹縫和工作縫三大類。

縮縫通常是用來控制混凝土承重所產(chǎn)生的應(yīng)力；并且可以緩解路面過早出現(xiàn)老化。在所有裂縫中，縮縫的數(shù)量是最多的。依照縮縫設(shè)計(jì)的位置，把它分為兩大類：一類是縱向縮縫，另一類就是橫向縮縫。

脹縫是防止天氣炎熱時(shí)或者長時(shí)間使用致使面板膨脹隆起造成路面撐破。

工作縫一般分為縱向工作縫和橫向工作縫兩種。當(dāng)路面總寬度大于一次機(jī)械攤鋪寬度時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向工作縫。位置要重合或者靠近車道線并且盡量避開輪跡。當(dāng)混凝土已經(jīng)初凝完成、攤鋪路面中斷或者攤鋪結(jié)束設(shè)置橫向工作縫。

1.2 水泥混凝土路面接縫處相關(guān)病害現(xiàn)象

接縫是一種構(gòu)造裂縫，防止溫度急劇變化時(shí)，建筑物結(jié)構(gòu)不改變而留出的縫隙。接縫具有良好的傳遞荷載的能力，能夠把車輛的荷載傳遞到相鄰的板，用來減少受荷板的應(yīng)力和彎沉，從而可以防止或者減輕錯(cuò)臺、唧泥等現(xiàn)象的發(fā)生。由于填料的損失，在下雨天氣，雨水經(jīng)接縫處滲入，在雨水的長期作用下，基層變得軟弱，并且，長期承受過往車輛的重復(fù)碾壓，接縫處產(chǎn)生唧泥現(xiàn)象，進(jìn)而產(chǎn)生斷板現(xiàn)象[4]。接縫處損壞主要有唧泥、錯(cuò)臺、拱起和斷板等多種形式。

表1 水泥混凝土路面接縫處病害的產(chǎn)生及原因

表1中將會詳細(xì)的列出水泥混凝土路面接縫處病害的產(chǎn)生及原因。

2 水泥混凝土路面接縫病害的修補(bǔ)措施

水泥混凝土路面的修補(bǔ)是一次對修補(bǔ)材料及修補(bǔ)工具的考驗(yàn)。接縫處修補(bǔ)也不例外。目前很多研究學(xué)者對很多新型材料和修補(bǔ)工具進(jìn)行了研究使修補(bǔ)效果更加顯著。

裂縫修補(bǔ)的傳統(tǒng)方法是：對于老舊的混凝土路面先將其損壞部分剔除(一般是為了修補(bǔ)材料與兩側(cè)結(jié)合緊密，通常向兩側(cè)延伸0.2 m～0.3 m)，清理干凈，然后灌入環(huán)氧樹脂的方法。處理唧泥類病害時(shí)還應(yīng)該注意及時(shí)排除兩邊的積水，并且加深、加寬兩側(cè)排水邊溝。處理錯(cuò)臺類病害時(shí)，當(dāng)錯(cuò)臺高差較小時(shí)(<0.1 cm)，一般采用切削修補(bǔ)法使兩側(cè)平整；當(dāng)高差較大(>0.1 cm)時(shí)，就需要使用鑿低補(bǔ)平法，鑿除高出部分大約1 cm～2 cm，然后采用快速凝結(jié)材料補(bǔ)平。也可以直接在低的一段加鋪瀝青混凝土，然后壓實(shí)。對于接縫處拱起，當(dāng)拱起的程度較輕時(shí)，一般采用切縫機(jī)切碎拱起兩端間的硬物，然后清除裂縫中的雜物。待板恢復(fù)原位后，灌入填縫材料。當(dāng)拱起程度較為嚴(yán)重時(shí)，把拱起板塊的接縫兩側(cè)的切縫擴(kuò)寬，等板塊應(yīng)力恢復(fù)平順，清除切縫的雜物，用水泥混凝土或?yàn)r青混合料進(jìn)行修補(bǔ)。對于斷板類的病害，一般采用換板方式進(jìn)行修復(fù)。換板時(shí)應(yīng)該注意將板破開后，板底清理干凈。大范圍的破碎需要用水穩(wěn)定性好的材料進(jìn)行修補(bǔ)。

以上述修補(bǔ)方法作為基礎(chǔ)，大量的研究人員開始研究裂縫修補(bǔ)的新材料，新工具。如彭小芹、楊濤等[6]研究了將地聚混合物應(yīng)用到桂柳高速的病害修補(bǔ)過程中，結(jié)果顯示：只用了1 d的修補(bǔ)時(shí)間，路面的表面就平整了，修補(bǔ)完后不用專門維護(hù)保養(yǎng)，且沒有明顯色差?；謴?fù)交通速度快，1 d便可通車，路面舒適程度良好。陳驍、宋祖科等[8]研究了在接縫處加設(shè)傳力桿方案不僅節(jié)約養(yǎng)護(hù)維修投入，提高路面服務(wù)水平和延長使用壽命、降低車輛損耗和噪聲污染、節(jié)約資源，經(jīng)濟(jì)社會效益還不錯(cuò)，可以實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。這些新材料新方法將更多的改變混凝土路面維修時(shí)間長，污染環(huán)境以及修補(bǔ)后保持時(shí)間短的缺點(diǎn)。

3 水泥混凝土路面接縫處病害的預(yù)防建議

水泥混凝土路面病害是分時(shí)期段逐漸演變而成的[8]。所以在施工中應(yīng)該時(shí)刻注意施工的規(guī)范性，施工完成后應(yīng)該注意養(yǎng)護(hù)，并且要隨時(shí)檢查公路的質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)病害及時(shí)處理。要以預(yù)防為主，盡量做到早發(fā)現(xiàn)，這樣才能更好地應(yīng)對。

對于防止接縫處病害發(fā)生，結(jié)合相關(guān)資料，總結(jié)出了以下幾點(diǎn)建議：

1)在設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)師要嚴(yán)格把握好設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，要能夠估算出相關(guān)數(shù)據(jù)會產(chǎn)生什么樣的影響。首先就要準(zhǔn)確了解相關(guān)數(shù)據(jù)，如果在設(shè)計(jì)的前期對路段交通量的數(shù)據(jù)了解不準(zhǔn)確，水泥混凝土及其相關(guān)各項(xiàng)參數(shù)沒有達(dá)到要求的時(shí)候，結(jié)果就會使路面過早出現(xiàn)裂縫[9]。

2)強(qiáng)化管理力度。

施工中的施工工藝以及施工材料對公路最終的質(zhì)量有重要的影響。比如材料的比例沒有掌握好，攪拌不夠均勻，都將會導(dǎo)致混凝土不夠密實(shí)，強(qiáng)度不夠等一系列問題。

3)養(yǎng)護(hù)階段，養(yǎng)護(hù)一定要把握好時(shí)間。

當(dāng)混凝土路面一鋪完，就要為養(yǎng)護(hù)做準(zhǔn)備了。由于混凝土受雨水的影響比較大，所以養(yǎng)護(hù)時(shí)必須時(shí)刻關(guān)注天氣變化，尤其是雨季要特別注意。養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)混凝土和環(huán)境的具體情況而定。

4)裂縫修補(bǔ)，補(bǔ)救一定要及時(shí)。

一般裂縫剛開始出現(xiàn)的時(shí)候都比較細(xì)小，若不及時(shí)進(jìn)行處理，經(jīng)過車輛的碾壓以及不均勻沉降會使裂縫擴(kuò)大，以致對路面以及路基造成更大程度的損害。

4 結(jié)語

在路面的使用中不可避免的會出現(xiàn)一些問題，以上所列出的情況僅僅只是路面病害中很小的一部分。但是在施工中或者施工后我們還需要采取很多辦法來把這些病害減少或者可以防止一些病害的發(fā)生。當(dāng)遇到路面的病害時(shí)我們應(yīng)該積極分析產(chǎn)生的原因，找出處理的方法，避免產(chǎn)生更大的危害。

[1] 謝進(jìn)通.水泥路面與瀝青路面方案比選中的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].中外公路,2010(3):87-90.

[2] 邱 月.水泥混凝土路面的施工質(zhì)量監(jiān)控[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化,2011(Z1):133-136.

[3] 劉 洋.舊路的養(yǎng)護(hù)及維修措施[J].黑龍江交通科技,2014(3):11.

[4] 周玉民.談至明料振動(dòng)特性分析[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012(4):564-568.

[5] 孫家瑛.水泥混凝土路面裂縫成因及預(yù)防治理措施[J].國外公路,1999(5):21-25.

[6] 彭小芹,楊 濤,王開宇,等.地聚合物混凝土及其在水泥混凝土路面快速修補(bǔ)中的應(yīng)用[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào),2011(2):205-210.

[7] 李 銘,支喜蘭,姚愛玲.礦渣基水泥混凝土路面修補(bǔ)材料的研究[J].材料導(dǎo)報(bào),2014(6):124-127，135.

[8] 陳 驍,宋祖科.舊水泥混凝土路面縮縫加設(shè)傳力桿的力學(xué)效應(yīng)分析[J].工程力學(xué),2013(1):339-344.

[9] 趙露松,段廷輝.水泥混凝土路面裂縫成因分析與預(yù)防措施[J].技術(shù)與市場,2014(7):102-104.

Inquiry on cement concrete pavement joint diseases and maintenance measures

Wang Na

(GuangdongNuclearIndustryGeologyBureauNo.291Team,Foshan528133,China)

The paper summarizes cement concrete pavement joint diseases in recent years, analyzes the diseases conditions, explores its occurring causes and expression forms, maintenance measures and preventive measures before construction in order to reduce diseases, and finally puts forward some diseases preventing suggestions.

cement concrete pavement, cracks, pavement diseases

2015-04-02

王 娜(1981- )，女，工程師

1009-6825(2015)17-0135-02

U418

A