水泥混凝土路面的病害原因分析及預(yù)防養(yǎng)護(hù)和病害處治
2006-10-19 00:00
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關(guān)鍵詞:水泥混凝土路面;病害原因分析;預(yù)防養(yǎng)護(hù);病害處治
水泥混凝土路面具有剛度大、整體性強(qiáng)、較高的抗折強(qiáng)度、彈性模量和較低的變形能力及水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性均優(yōu)于瀝青混凝土路面,不易出現(xiàn)瀝青路面的某些穩(wěn)定性不足的損壞(如車轍等) 等特點(diǎn)。因此,廬江縣在20 世紀(jì)90 年代中葉以來,對過境公路S316 、S319 線的公路修建水泥混凝土路面達(dá)40 km。由縣政府建立指揮部組織施工?？⒐な褂脦啄旰舐访娉霈F(xiàn)了各種不同程度的病害。
1 病害原因分析
1. 1 接縫類
水泥混凝土路面的接縫分為縱縫和橫縫。橫縫又分為脹縫(真縫) 和縮縫(假縫) 兩種。脹縫在使用中隨氣溫而變化,氣溫上升時(shí)填縫料會(huì)被擠出;當(dāng)氣溫下降填縫料不能恢復(fù)使縫中形成空隙,泥、砂、石屑等雜物侵入,成為再次脹伸時(shí)的障礙,且雨水亦能沿此空隙滲入,損壞基層和墊層,造成路面板接縫處的變形和破損,縮縫的變化較小,但經(jīng)過若干次收縮,能把假縫折斷成真縫,填縫料自身的老化,也會(huì)造成象脹縫一樣的后患,施工初期養(yǎng)護(hù)不規(guī)范,切縫、清縫不及時(shí)或沒有達(dá)到規(guī)定的深度,也是造成接縫破損的原因之一。
1. 2 裂縫類
(1) 縱、橫、斜向裂縫是指通底的裂縫(混凝土板斷裂) ,將板塊分割為兩塊或三塊。產(chǎn)生裂縫的主要原因是:路基不穩(wěn)定,基礎(chǔ)濕軟,強(qiáng)度不均勻;由于濕度變化,造成伸縮應(yīng)力超過抗拉強(qiáng)度;交通流量大,超重車重復(fù)荷載應(yīng)力強(qiáng)度、翹曲應(yīng)力及收縮應(yīng)力作用的疲勞開裂。雨水的侵入及過大的堅(jiān)向位移的重復(fù)作用,使基層受到侵蝕產(chǎn)生脫空。地基穩(wěn)定性差產(chǎn)生過量塑性變形使板底脫空失去支承。接縫拉開后,喪失傳荷能力,在板的周邊產(chǎn)生過大的荷載應(yīng)力。水泥粗細(xì)集料質(zhì)量差。施工操作不當(dāng),初期養(yǎng)生不好等。斷裂的出現(xiàn),破壞了板的結(jié)構(gòu)整體性,使混凝土面板喪失部分或大部分承載能力。
(2) 交叉裂縫和破碎板。交叉裂縫是裂縫相互交叉,將板塊分割為三塊以上(又稱破碎板) 。公路運(yùn)輸超載嚴(yán)重,混凝土板厚度不足、強(qiáng)度偏低,基層松散導(dǎo)致強(qiáng)度不足,土基的不均勻沉降等都會(huì)產(chǎn)生路面板出現(xiàn)交叉裂縫或破碎板的原因。
(3) 板角斷裂是一條垂直通底且與板角兩邊接縫相交的裂縫,從板角到裂縫兩端點(diǎn)間的距離分別等于或小于端點(diǎn)所在板長的一半,其損壞原因通常是由于脹、縮縫或施工縫填料選擇不當(dāng),造成路表水沿縫隙下滲,尤其是當(dāng)板下基層排水不暢或基層材料細(xì)料過多,基層材料耐沖刷性較差時(shí),板角處受汽車重復(fù)荷載作用,真空吸力就會(huì)使板角處產(chǎn)生唧泥使板下被沖刷淘空,造成板角應(yīng)力集中,基礎(chǔ)支撐強(qiáng)度不足,使路面板產(chǎn)生板角斷裂。
1. 3 變形類
(1) 唧泥。接縫處出現(xiàn)唧泥,使板底脫空。唧泥是指車輛通過時(shí)基層細(xì)料和水一起從板接縫處擠出,逐漸使基礎(chǔ)失去支撐能力,在荷載的重復(fù)作用下,最終將產(chǎn)生板斷裂的現(xiàn)象。產(chǎn)生的主要原因是填縫料損壞,雨水下滲和路面排水不良。
(2) 拱起。在炎熱季節(jié),接縫處板塊出現(xiàn)突發(fā)性的向上隆起。拱起是指橫縫兩側(cè)的板體發(fā)生顯抬高的現(xiàn)象。其產(chǎn)生原因主要是縫被硬物阻塞,或脹縫設(shè)置不當(dāng),使板受熱時(shí)不能自由伸長。輕度拱起使路面平整度變差,而嚴(yán)重拱起則會(huì)導(dǎo)致前后板塊斷裂。
2 預(yù)防養(yǎng)護(hù)
水泥混凝土路面的特點(diǎn)是在養(yǎng)護(hù)良好的條件下,具有使用質(zhì)量好,使用年限比其它路面長。養(yǎng)護(hù)不及時(shí),一旦開始破壞,破損會(huì)迅速發(fā)展。因此,必須做好預(yù)防性,經(jīng)常性養(yǎng)護(hù),通過經(jīng)常的巡視觀察,及早發(fā)現(xiàn)缺陷,查清原因,不失時(shí)機(jī)地處治病害,以保持路面狀況的完好[1～3 ] ?；炷谅访娴念A(yù)防養(yǎng)護(hù):主要工作內(nèi)容是路面、接縫、裂縫保養(yǎng),填縫料更生。
2. 1 水泥混凝土路面保養(yǎng)
(1) 必須堅(jiān)持每周2～3 次清除路面上的砂、石、泥土和污物。如有個(gè)別小石塊應(yīng)隨時(shí)扔除,以免因車輛碾壓而破壞路表。在與其他不同種類路面連接處或平交道口,更容易把砂、石、土帶到路面上來,應(yīng)設(shè)專人勤加清掃。
(2) 必須堅(jiān)持每月應(yīng)檢查路面一次,及時(shí)修補(bǔ)好各種破損。
(3) 在雨季和冰凍期到來之前,應(yīng)對路面加以檢查,適時(shí)將一般破損修補(bǔ)好。冬季注意清除積雪,特別是融雪期間,要注意清除雪水和薄冰,以防水分滲入基層,應(yīng)注意對路肩的養(yǎng)護(hù)和加固,保持路面與路肩銜接平順,保持應(yīng)有的橫坡度。清理疏通邊溝搞好路面排水。
2. 2 接縫保養(yǎng)
水泥混凝土路面的保養(yǎng)重點(diǎn)在接縫處,應(yīng)經(jīng)常填充或鏟除多余的填縫料,保持接縫完好,表面平順,行車不顛跳。當(dāng)氣溫下降接縫擴(kuò)大有空隙時(shí),宜選擇在當(dāng)?shù)貧鉁刈畹蜁r(shí)灌縫填隙,當(dāng)氣溫上升縫料擠出縫外時(shí),應(yīng)將擠凸出的填縫料鏟除,并防止泥、砂土擠壓進(jìn)接縫內(nèi),影響板的正常伸縮。
2. 3 混凝土板裂縫的保養(yǎng)方法
對寬度在3 mm 以下的非擴(kuò)展性裂縫,用低粘性瀝青或環(huán)氧樹脂等材料灌注;如為擴(kuò)展性裂縫,則沿裂縫鑿槽,注入灌縫材料;對于因混凝土板下有構(gòu)造物或埋設(shè)硬物而產(chǎn)生的裂縫,也應(yīng)沿裂縫開鑿后灌注填縫料。
2. 4 填縫料更新
(1) 用小扁鑿清除舊填縫料,用鋼絲刷將縫壁刷清,并用吹塵器吹凈縫內(nèi)塵土。
(2) 用稀瀝青涂刷縫壁;低溫操作時(shí),應(yīng)用噴燈烘吹,使瀝青均勻。
(3) 在縫的兩側(cè)路面上各撒一薄層石粉(或用石灰水涂刷) ,防止灌填縫料時(shí)污染路面。
(4) 用配好的填料進(jìn)行填縫,應(yīng)注意邊填邊壓,直到填滿填實(shí),夏季應(yīng)稍高出路面,冬季可稍低于路面,然后用烙鐵烙平,使接縫密實(shí)。
2. 5 灌注接縫及裂縫施工要點(diǎn)
(1) 應(yīng)事先仔細(xì)地進(jìn)行清掃,清除舊的填縫料、砂石、塵土及其他雜物,盡可能露出潔凈的混凝土面積接縫。
(2) 灌注材料應(yīng)與原有材料質(zhì)量相同。如所灌注的材料與原材料質(zhì)量相同,而殘余的材料完好并與混凝土粘結(jié)牢固時(shí),則不必將全部取除。
(3) 灌注接縫、裂縫前必須使接縫、裂縫干燥,不潮濕,否則填縫料粘結(jié)不牢。
(4) 接縫處板邊緣產(chǎn)生缺角時(shí),如果缺角的大小、寬深均在30 mm 左右以下,并呈獨(dú)立存在時(shí),可將松動(dòng)的混凝土除掉、清掃、灌入灌縫材料。
3 病害處治
3. 1 接縫的處治
(1) 清縫:用小扁鑿鑿除或清縫機(jī)具清除舊填縫料和其他雜物,再用吹塵器將縫內(nèi)灰土吹干凈。
(2) 填縫。將地板膠或建筑熱瀝青等涂刷在縫壁,然后將接縫板嵌壓入縫內(nèi)。對接縫板接頭及接縫板與傳力桿之間的間隙,必須用瀝青或其它填縫材料填實(shí)抹平。上部用嵌縫條的,應(yīng)及時(shí)嵌入嵌縫條。
3. 2 裂縫的處治
(1) 對細(xì)小裂縫,應(yīng)及時(shí)用吹塵器配合鋼絲小鉤子清除縫隙中的泥土雜物,將縫隙內(nèi)的塵土清除干凈,在其干燥狀態(tài)下,灌入稀瀝青并撒上石粉。
(2) 對較寬的裂縫,應(yīng)將裂縫兩邊的松動(dòng)部分鑿除并清掃干凈,然后在干燥的情況下用液體瀝青在縫壁上涂刷一遍,再填入瀝青混合料(瀝青40 % , 礦質(zhì)礦質(zhì)粉60 %) 。瀝青炒砂或細(xì)粒式瀝青混凝土,用鐵夯搗實(shí),并用烙鐵燙平,再撒蓋一薄層細(xì)砂。
(3) 對裂縫寬度大于3 mm 的裂縫,可用環(huán)氧樹脂與固化劑攪拌均勻后直接灌注。
(4) 裂縫較多時(shí),應(yīng)把裂縫集中的劃為一個(gè)施工面。將其中所有裂縫四周的松動(dòng)部分都鑿成一塊凹面,再把接縫處的塵土吹刷干凈并晾干,最后在上面撒鋪一薄層細(xì)砂。
(5) 裂縫的修補(bǔ)工作宜在秋末冬初進(jìn)行,因此時(shí)氣溫較低,縫隙較寬,并宜于施工。
3. 3 局部板破碎的處治
(1) 角隅部分的修理: ①按破裂面的大小深度,確定切割范圍并放樣。② 用切割機(jī)械切開邊縫,鑿除破損部分,打成規(guī)則的垂直面,有鋼筋時(shí),應(yīng)注意不能切斷鋼筋。如鋼筋難以全部保留,至少也要保留20 ～ 30 cm 的鋼筋頭,且應(yīng)長短交錯(cuò)。③檢查原有的滑動(dòng)傳力桿,如有缺陷,應(yīng)立即修理或重設(shè)新桿。④和原有路面板的接縫面。如為縮縫,應(yīng)隔上塑料薄膜,或涂上瀝青,防止新舊混凝土粘結(jié)在一起,如為脹縫,應(yīng)設(shè)置接縫板。⑤混凝土硬化后,用切縫機(jī)械切出接縫槽,然后灌入填縫材料[4 ] 。
(2) 路面板縱、橫向開裂的局部修補(bǔ): ①劃線放樣,用切割機(jī)械切開邊縫,并鑿除損壞部分。②在邊縫邊緣兩側(cè)板厚中央鉆洞,深10 cm ,直徑2 ～ 4 cm ,水平間距30 ～ 40 cm。③將洞內(nèi)粉碎物清除并加以潤濕,填實(shí)水泥砂漿后插入一根直徑18 ～ 20 cm。長約20 cm 的螺紋鋼筋。④ 用水泥混凝土填塞搗實(shí),抹平并噴灑養(yǎng)護(hù)劑。⑤對有鋼筋網(wǎng)的路面板,裂縫位置離接縫不超過3 m 時(shí),可以比照處理角偶斷裂的辦法作局部修理,當(dāng)裂縫位置離接縫超過3 m時(shí),則應(yīng)把裂縫作為縮縫處理,修理裂縫部位[4 ] 。
3. 4 路面拱起的修補(bǔ)
(1) 結(jié)合緊急修理進(jìn)行接縫的檢查。當(dāng)隆起的程度輕微時(shí),為使翹起的板下落,在離翹起板的接縫50～60 cm 的位置處,平行于接縫放入截?cái)嗥?用破碎機(jī)將該部分破壞。
(2) 將舊混凝土板去掉后,在該部分應(yīng)急地填入土、碎石等,碾壓成型后在表面鋪設(shè)瀝青混合料,經(jīng)整平壓實(shí)后開放交通。
(3) 待板充分穩(wěn)定后,再將板進(jìn)行翻修。
4 結(jié)束語
公路養(yǎng)護(hù)工作必須貫徹“預(yù)防為主,防治結(jié)合”的方針。根據(jù)積累的技術(shù)經(jīng)濟(jì)資料和當(dāng)?shù)鼐唧w情況,做到預(yù)防養(yǎng)護(hù)和及時(shí)的修復(fù)損壞部分與病害處治,以達(dá)到延長公路使用壽命的目的。經(jīng)常保持公路的完好狀態(tài),保障行車、安全、舒適、暢通。
〔參考文獻(xiàn)〕
[ 1 ] J TJ073 - 96 ,公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[ S] .
[ 2 ] 交通部公路管理司. 公路養(yǎng)護(hù)與管理手冊[M] . 北京:人民交通出版社,1997.
[ 3 ] 李德新,王 鈺,王懷武,等. 公路養(yǎng)護(hù)工人實(shí)用手冊[M] . 石家莊:河北人民出版社,1990.
[ 4 ] J TGF30 - 2003 ,公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范[ S] . |
| 原作者： 蔣立政 |
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