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水泥混凝土路面养护和病害防治

发布时间:2019-12-12 15:53:26 已浏览:212次

水泥混凝土路面不仅直接承受交通荷载的作用,而且还受气候、水文等自然因素影响。因此,在日常道路养护生产中,须采取预防和维修处治措施,确保路面平整完好、排水畅通,并应使其具有足够的强度和抗滑性能,以及良好的技术状况,保障行车安全、畅通。

  

  路面按面层所用的材料划分,可以分为水泥混凝土路面、沥青路面和砂石路面。下面将对水泥混凝土路面病害的防治和养护维修提出几点看法。

  

  一、水泥混凝土路面的常见病害及其原因  

  1、裂缝。水泥混凝土路面的裂缝按其表现形式可分为龟裂、横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝和交叉裂缝等主要的几种。 

  (1)、龟裂。混凝土板表面发生网状、浅细的发丝裂缝称之为龟裂;龟裂多数是六角形花纹,深度小于10mm。水泥混凝土路面易产生龟裂,虽然龟裂只是砼表面的发式裂纹或干缩裂纹,但它不仅影响着路面的美观,而且长期在超重动荷载反复交替作用下会影响到道路的性能。在施工过程中,引起混凝土路面龟裂的原因主要有两种:混凝土混合料早期过快失水干缩和碳化收缩。

  

  混凝土是一种多相不均匀材料,构成混凝土的各种固体颗粒大小、密度都有差异,混合料不可避免地会发生分层离析。在分层离析过程中,重颗粒下沉,水分向上迁移,形成表层泌水,使水泥混凝土路表含水量增加。若混合料表面水的蒸发速度比泌水速度快,水的蒸发面就会深入到混合料表面之内,使之形成凹面,从而形成一定的张力。当混凝土表面尚未充分硬化,不能抵抗这一张力时,混凝土表面将会发生裂缝。在混凝土浇筑后,若表面没及时覆盖,在炎热和大风天气,表面游离水分蒸发过快,混凝土板体积急剧收缩就容易产生这类开裂。

  

  (2)、横向裂缝。沿着与公路中线大致相垂直的方向产生的有规则的裂缝称为横向裂缝。在施工过程中,导致水泥混凝土产生横向裂缝的原因大致分干缩裂缝、冷缩裂缝和切缝不及时引起裂缝三类。切缝深度过浅,横断面没有明显削弱,应力没有释放,会在临近缩缝处产生新的缩缝;若混凝土板厚度与强度不足,在荷载和温度应力作用下也会产生强度裂缝。此外,在混凝土路面基础发生不均匀沉陷时,也会导致板底脱空而断裂。

  

  (3)、纵向裂缝。沿行车方向出现的裂缝称为纵向裂缝。致使路面出现纵向裂缝的原因大约有三类:一则是基础不稳定,在行车荷载和水作用下,产生塑性变形或因基层材料安全性不好产生膨胀导致开裂;二则是混凝土板厚度与基础强度不足产生荷载性裂缝;三则是在路基拓宽时,路基处理不当,新路基出现沉降,混凝土板下沿纵向出现脱空,在车轮荷载的作用下,混凝土板将会因路基不均匀沉陷而产生纵向裂缝。

  

  (4)交叉裂缝。两条或两条以上相互交叉的裂缝称为交叉裂缝。交叉裂缝是水泥混凝土路面的一种严重破坏形式,对行车的安全和舒适性产生较大的影响。公路运输超载严重,路面板厚度不足或强度偏低,板底脱空基层松散等都可能会导致路面板出现交叉裂缝。另外,当路面出现纵向横、斜向等各种裂缝时,如果养护不及时,路表水沿缝隙进入基层或路基,导致基层和路基浸水软化,在重载反复作用下,裂缝会进一步扩展,如此循环,久而久之,路面就会产生交叉裂缝,甚至出现破碎现象。

  

  2、错台  

  错台指接缝处相邻两板体产生的垂直高差,高差较大时易发生跳车。错台产生的原因较多,如①在浇筑混凝土板时,胀缝下部接缝板与上部缝隙未能对齐,或账缝不垂直,则缝旁两板在伸胀挤压过程中会上下错动而形成错台;②由于水的渗入使基层软化;③传力杆放置不合理,使传力效果降低,都会导致错台的产生;④当交通量或基层承载力在横向各幅上分布不均匀,各幅的沉降不一致,或路基填料土质不均匀,地下水位高,碾压不密实,这三种情况结合在一起,冬季产生不均匀冻胀,纵缝也产生错台现象。

  

  3、唧泥和板底脱空  

  唧泥和板底脱空病害是指板接裂缝或边缘下的基层细料被渗入并滞在板底的有压水从缝中或边缘处唧出,并由此造成板底面与基层顶面出现局部范围脱空。接缝填缝料失效,基层材料不耐冲刷,接缝传荷能力差和重载反复作用是引起唧泥的主要原因。公路排水系统不完善如路面横坡设置不当或路基排水不畅时。路基、路面被水浸泡时也会使路面产生唧泥现象,进而出现板底脱空;另外由于基层材料局部松散,路基土压实不均匀或基底不均匀沉降同样会导致底板出现脱空。

  

  4、拱起 

  拱起是指横缝两侧板体发生明显抬高的现象,通常多由接缝被硬物阻塞或胀缝构造设置不当致使板体在气温升高时不能自由胀伸引起。混凝土板胀缝间距较长,头一至二年混凝土板在伸胀时还不明显。收缩时,因接缝填缝料失效,板缝就会掉进土或石子,加上养护不及时清扫,年复一年的热胀冷缩,板缝一年年加宽,导致混凝土板伸胀时产生的压力大于基层与混凝土板间的摩擦力,但未超过混凝土的抗压强度时,由于板的伸长,在真缝处相邻,两板就会向上拱起。有个别胀缝拱起,落下后因板折断,重叠后有17cm之多。据不完全调查,春秋两季,气温较低时施工的混凝土路面,因胀量较大,更容易出现拱起现象。

  

  二、水泥混凝土路面的预防措施  

  水泥路面病害的预防,须增强对水泥混凝土路面技术性能的认识,加强设计、施工、养护三个方面工作,从源头抓好。 

  1、设计方面  

  在设计上,应合理规划综合考虑,采用合理的路面结构设计。在实际应用中,除重视应力计算外,还应对水泥混凝土路面的典型结构的研究和实际观测引起重视。在水泥混凝土路面设计中,要注重由静力学向动力学发展。在充分考虑冲击动荷载对路面的作用后,适当提高技术标准和设计厚度,以适应我国公路不断增长的交通量的需要。水泥混凝土路面基层要达到支撑稳固的要求,须解决基层耐冲刷和弯沉均匀性问题,即要选用适合本地区气候特点和交通量要求的基层材料类型,合理地设计性能优良且适宜摊铺的集料级配。

  

  2、施工方面  

  路面基层施工要严格按照规范要求选择合格材料,保证路面基层设计厚度及顶面标高,保证压实度,严格控制施工质量。路面混凝土板施工要严格按规范要求选择材料以及材料的级配;基层施工时,为减少路基土的压实变形,增加路基强度和稳定性,须认真进行压实,特别是要加强路堤边部碾压,使路堤横向的密度尽可能均匀;同时搞好施工缝、缩缝、胀缝的处治,防止路表水渗入路基。混凝土板面做好后应及时进行养护,使混凝土中拌合料能良好水化、水解强度发育以及防止收缩裂缝的产生。

  

  3、养护管理方面 

  水泥混凝土路面的局部损坏,如不及时、有效地加以修复,往往会引起损坏迅速发展,其中经常也是不能忽视的工作就是随时清扫和接缝的养护,对混凝土路面须经常清扫,不让路面上有碎石及其他硬物,免受车轮反复碾压而破坏路表面造成麻面的产生,为防止接缝的失效须及时更换已老化或损坏的填缝料,使接缝填料保持良好的状况,以防止泥土、砂子、石子、水等进入接缝内,从而导致路面的破坏,对路面裂缝及早期病害,应及时进行修复处理,防止形成进一步的破坏,还须重视路面排水系统的养护,加大资金投入配套完善修建边沟等排水系统,经常疏通路面排水设施,防止水通过接缝或裂缝对路面造成破坏。公路的养护、管理部门,除了日常的养护工作外,应定时组织进行路况调查,及时制定养护工作计划,确定养护内容,规范养护工作,提高养护队伍素质和机械化的水平,确保公路养护的质量,此外,还应加强路政的管理,严格控制超载车辆的行驶。

  

  三、水泥混凝土路面病害的处治方法  

  1、裂缝的养护与维修  

  对宽度在0.5mm以下的非扩展裂缝,可用低粘性沥青或环氧树脂等材料灌注;若为扩展性裂缝,则沿裂缝凿槽,注入灌缝材料;若因混凝土板下有构造物、埋设硬物而产生的裂缝,则沿裂缝开凿后填注灌缝料。若裂缝较宽,应先顺着裂缝把缝两边松散部分凿除,吹扫干净,然后再干燥的情况下,用稀释的沥青在缝边涂刷一遍,再用沥青混合料、沥青炒砂或细粒式沥青混合料填满夯实,表面用烙铁烙平,后撒盖一层薄的中砂。若裂缝较多,可先把裂缝集中划为一块,把这一块所有裂缝四周松动部分凿成一块凹面然后将尘土吹刷干净并晾干,再用沥青炒砂在上面铺盖成一层厚1—1.6cm的保护层,后在上面撒铺一薄层中砂。

  

  2、表面的养护与维修  

  当路面表面出现局部性龟裂、剥落、磨光、脱皮等破损时,可在路面板表面破损部位凿除至一定深度,而后在上面做薄层表面处治。若用沥青作表面处理,可参照《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ 032)进行;若采用水泥类材料做表面处理,则应注重新旧混凝土的结合;若采用树脂类做表面处理,要注意控制其粘结剂的硬化时间。

  

  3、角部的翻修与处理  

  对角隅部分的翻修,先按破裂面的大小和深度,确定切割范围并放样;然后用切缝机切开边缝,凿除破损部分,打成正规的垂直面(若原路面板的接缝面为缩缝,应隔塑料薄膜或涂上沥青料,若为胀缝,则设接缝板);后待混凝土硬化后,用切缝机切出接缝槽,然后灌入填缝材料。

  

  当接缝部分或裂缝部分产生错台、混凝土板与沥青路面间的错台或混凝土板和路肩间的错台可用沥青砂或密级配沥青混凝土进行接顺;若错台较为严重,则应按沉陷处理方法进行处理。  

  对于混凝土路面板和基层之间由于出现空隙、空洞而产生路面板沉陷的现象,要使其恢复到原来位置,可用直接或间接顶升法或灌浆施工法处理。

  

  4、水泥混凝土路面的罩面  

  当混凝土路面板裂缝很多,有破损的可能,或表面磨损严重,开始剥落,应采用罩面层法,延长混凝土路面板的使用年限。罩面层一般采用沥青混合料,也可用水泥混凝土罩面。采用沥青混合料罩面的厚度和级配组成的小厚度一般不小于8cm;水泥混凝土罩面须把路面板表面打毛,凿除松动发裂部分,形成一个粗糙的新面,然后再按施工程序进行。

  

  5、整块混凝土板的翻修  

  当路面出现严重破板、沉陷、板角断裂等病害,应及时对其进行翻修。翻修的施工要求及操作方法为:凿除破碎板块并清理干净,检查基层是否具有足够的强度和稳定性,如果出现基层软弹、松散、不板结现象,则要求全部挖除直至稳定层,然后采用C15贫混凝土补强调平,其他施工工序按水泥路面施工规范要求进行铺筑。混凝土配合比及所选用的材料,可根据路面通车时间的要求选用快速修补材料。

  

  四、结语  

  水泥混凝土路面养护工作须贯彻“预防为主、防治结合”的方针。应根据路面实际情况和具体条件,以及水文、地质、气候、交通和公路等级等情况,采取预防性、经常性的保养和相应修补,对于较大范围路面修理,应安排大、中修或专项工程,使路面处于良好的技术状况。


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