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淺談水泥混凝土路面病害的防治措施
論文關(guān)鍵詞:水泥混凝土 路面病害 處治方法 超重荷載 凝土道路增強(qiáng)劑
論文摘要:隨著水泥混凝土路面修筑技術(shù)的日臻完善,水泥混凝土路面發(fā)展的速度較快,在技術(shù)、上也將顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)。然而水泥路面的迅速增長(zhǎng),水泥路面的許多病害也逐漸體現(xiàn)出來(lái)。文章通過(guò)多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn),了水泥路面不同病害的成因,并提出了相應(yīng)的措施,與同行共同探討。
隨著水泥混凝土路面修筑技術(shù)的日臻完善,水泥混凝土路面發(fā)展的速度較快,在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上也將顯示出明顯的優(yōu)勢(shì)。然而水泥路面的迅速增長(zhǎng),水泥路面的許多病害也逐漸體現(xiàn)出來(lái)。主要現(xiàn)象為裂縫、沉陷、嚴(yán)重破碎板、板角斷裂、唧泥、錯(cuò)臺(tái)、接縫破損等。引起各種病害的原因是不相同的,有外界因素,設(shè)計(jì)缺陷、施工問(wèn)題及養(yǎng)護(hù)等原因,筆者通過(guò)多年來(lái)針對(duì)水泥路面不同的病害,采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施,現(xiàn)談?wù)劥譁\看法,和大家共同探討。
一、水泥路面常見(jiàn)病害的成因
水泥路面破損的原因,主要是由于混凝土板、基層、路基的缺陷引起的。這些缺陷除了設(shè)計(jì)因素及施工質(zhì)量的原因之外,一般是在行車和各種自然因素作用下形成的,而水和超重荷載是主要因素。
(一)水是形成病害的主要原因
前幾年水泥路面的橫縫均是采用瀝青灌縫,縱縫為施工縫不灌縫,路肩盲溝排水的設(shè)施基本沒(méi)有設(shè)置。特別是“先行工程”建設(shè)期間對(duì)水泥路面性能認(rèn)識(shí)不足,相當(dāng)一部分排水設(shè)施配套不到位。如果養(yǎng)護(hù)不及時(shí),經(jīng)過(guò)多年的行車作用,一種是路面板塊間相互擠壓,原路面橫縫接縫的填縫料老化剝落破損。路面的雨水通過(guò)裂縫接縫滲入基層,造成基層軟化。另一種是低洼地水排不掉,兩側(cè)就會(huì)產(chǎn)生積水,積水向路基滲透,通過(guò)毛細(xì)作用逐漸向上,使路基上部土層變濕。在車輛荷載的重復(fù)作用下,出現(xiàn)基層承載力不足,地基不均勻下沉。產(chǎn)生唧泥將基層細(xì)料沖走導(dǎo)致板端脫空、路面板塊松動(dòng)、錯(cuò)臺(tái)、板角冒漿,最后出現(xiàn)斷板破碎。
。ǘ┸囕v超載也是造成水泥路面斷板、碎板的主要原因
由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,車流量不斷增加,特別是競(jìng)爭(zhēng)急烈,戶只雇經(jīng)營(yíng)利益,絕大部分的貨車進(jìn)行改裝,加高車廂,加厚大梁等等,嚴(yán)重超載,據(jù)路政部門(mén)檢測(cè)雙軸車輛總重量均在23~24t、三軸車輛總重均在35~45t,荷載大大超過(guò)路面設(shè)計(jì)荷載,造成混凝土板塊疲勞,形成水泥板斷裂、破碎,大大縮短正常使用年限。
(三)施工控制質(zhì)量不嚴(yán),造成水泥路面破損
路基密實(shí)度不足造成不均勻沉降,病害大部分布在路基填挖交界,高填方路段和路面與橋涵等構(gòu)造物交接處,因?yàn)槁坊痪鶆蛳鲁猎斐陕访娴某两,在行車的沖擊作用下造成錯(cuò)臺(tái)滲水、唧泥導(dǎo)致水泥路面破損。路面材料質(zhì)量控制不佳,配合比達(dá)不到要求,拌和不均勻,壓實(shí)或振島不實(shí)等施工原因,從而降低混凝土路面的強(qiáng)度,在荷載的作用下,混凝土路面無(wú)法承受荷載帶來(lái)的豎向剪切力從而導(dǎo)致路面破損。
[1]
(四)設(shè)計(jì)方面缺陷造成水泥路面病害的產(chǎn)生
設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)量預(yù)測(cè)計(jì)算不夠準(zhǔn)確,基層、面層設(shè)計(jì)厚度偏薄,設(shè)計(jì)時(shí)當(dāng)量軸載由于按標(biāo)準(zhǔn)車型額定載重進(jìn)行換算,而近幾年來(lái)交通量迅速增長(zhǎng),超載超限車輛不斷增多,這種設(shè)計(jì)軸載與實(shí)際不符,這樣會(huì)大大影響水泥路面的壽命。
。ㄎ澹B(yǎng)護(hù)不到位,加劇路面病害的發(fā)展
養(yǎng)護(hù)灌縫不及時(shí),水泥路面縮縫、脹縫、施工縫,施工時(shí)基本上是用瀝青灌縫,使用一般2~3年的自身老化松脫,如果不及時(shí)填縫料更新,雨水滲入,破壞基層和墊層,造成板接縫處的變形和破損。原“先行工程”建設(shè)資金投入不夠余留排水設(shè)施不完整,導(dǎo)致邊溝排水不暢積水,由于養(yǎng)護(hù)資金不足沒(méi)能及時(shí)進(jìn)行完善排水系統(tǒng),也會(huì)導(dǎo)致路面提前損壞;炷涟逶缙谝恍┎『μ幚矸椒ú划(dāng)不及時(shí),如混凝土板斷裂、板角斷裂、錯(cuò)臺(tái)等病害處理不及時(shí),只重視處理嚴(yán)重病害而忽視對(duì)板裂縫封水處理,使路面水滲入,加劇其他病害的產(chǎn)生。
二、水泥路面病害的措施
水泥路面病害的預(yù)防,必須增強(qiáng)對(duì)水泥混凝土路面技術(shù)性能的認(rèn)識(shí),加強(qiáng)設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)三個(gè)方面工作,從源頭抓好。
。ㄒ唬┰O(shè)計(jì)方面
我國(guó)在水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)計(jì)算理論中,盡管考慮了溫度疲勞應(yīng)力等因素。但設(shè)計(jì)的板厚依然較薄,難以承受巨大的沖擊破壞動(dòng)能。在實(shí)際應(yīng)用中,重視應(yīng)力計(jì)算,而對(duì)水泥混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)的研究和實(shí)際觀測(cè)的較少。因此在水泥混凝土路面設(shè)計(jì)中,應(yīng)該由靜力學(xué)向動(dòng)力學(xué)發(fā)展。在充分考慮沖擊動(dòng)荷載對(duì)路面的作用后,適當(dāng)提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)厚度,以適應(yīng)我國(guó)公路不斷增長(zhǎng)的交通量的需要;在軟基路段,橋頭下挖路段和填挖路段交換頻繁的路基上必須深挖進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)并增加相應(yīng)的預(yù)算;其次,水泥混凝土路面基層要達(dá)到支撐穩(wěn)固的要求,必須解決基層耐沖刷和彎沉均勻性問(wèn)題,即要選用適合本地區(qū)氣候特點(diǎn)和交通量要求的基層材料類型,合理地設(shè)計(jì)性能優(yōu)良且適宜攤鋪的集料級(jí)配;在對(duì)高填方軟基和臺(tái)背填土進(jìn)行認(rèn)真處置的基礎(chǔ)上,如果可預(yù)見(jiàn)沉降變形過(guò)大,可采用薄層瀝青混凝土或砌塊的過(guò)度路面形式;待沉降穩(wěn)定后,再施工永久混凝土路面板;在路基基層下,地下水位高和多雨地區(qū),應(yīng)考慮設(shè)計(jì)一定厚度的滲透排水砂礫墊層。嚴(yán)寒地區(qū)應(yīng)綜合考慮設(shè)計(jì)排水和防凍墊層。同時(shí),保證接縫質(zhì)量是防止水泥混凝土路面破壞的關(guān)鍵,根據(jù)當(dāng)?shù)刈匀粭l件脹縫盡量做長(zhǎng),因此在接縫設(shè)計(jì)中應(yīng)選用合理的接縫型式和優(yōu)良的填縫材料。
(二)施工方面
合理地選擇原材料,嚴(yán)格控制材料質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)水泥混凝土路面設(shè)計(jì)和使用要求的前提,科學(xué),準(zhǔn)確地進(jìn)行混凝土配合比設(shè)計(jì),生產(chǎn)穩(wěn)定、均勻的混凝土是保證水泥混凝土路面質(zhì)量的關(guān)鍵;推廣使用施工方式是解決好水泥混凝土路面面板質(zhì)量的有利措施,傳力桿、拉桿的規(guī)格、位置、間距必須符合設(shè)計(jì)要求,與接縫側(cè)壁垂直,與路面板和路面中心線平行。嵌縫處的混凝土因嵌縫板和傳力桿的影響一般很難一次澆注成型,不易振搗密實(shí),致使接縫處的混凝土強(qiáng)度偏低,為此應(yīng)加強(qiáng)接縫和板角處的振搗;板塊成型后,根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁貤l件及時(shí)切割和嚴(yán)格養(yǎng)生,避免因切割不及時(shí)出現(xiàn)整體斷裂或養(yǎng)生不及時(shí)水泥混凝土在水化作用下出現(xiàn)空隙,造成強(qiáng)度不足;應(yīng)盡量斷交施工,如有困難非斷交施工,現(xiàn)場(chǎng)便道一定要平整,避免有大的坑槽和石塊,以免造成混凝土板在初凝期因行車振動(dòng)造成板體斷裂;當(dāng)路線縱坡超2%時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整攤鋪,一定要順著上坡方向進(jìn)行攤鋪。以免因塌落度問(wèn)題造成板體細(xì)小的橫縫和板體斷裂,拆除模板一定要注意避免碰掉板角以免造成對(duì)稱的啃邊。
[2]
基層施工時(shí),應(yīng)將基層集中進(jìn)行廠拌,并采用攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪,待基層整平壓實(shí)后,嚴(yán)格進(jìn)行養(yǎng)生,防止基層出現(xiàn)干縮或溫縮裂縫;為減少路基土的壓實(shí)變形,增加路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性,必須認(rèn)真進(jìn)行壓實(shí),特別是要加強(qiáng)路堤邊部碾壓,使路堤橫向的密度盡可能均勻;也不要將兩種材料性質(zhì)差異甚大的路堤相接,而需要設(shè)置一個(gè)不太長(zhǎng)的過(guò)渡段,在橋頭或其他構(gòu)造物與一般路堤相接處,應(yīng)進(jìn)行加載,甚至超載預(yù)壓加快地基沉降,在可能的條件下,采用透水性砂礫填筑臺(tái)背后的路堤,減少開(kāi)放后的填土沉降。
(三)養(yǎng)護(hù)方面
水泥混凝土路面的局部損壞,如不及時(shí)、有效地加以修復(fù),往往會(huì)引起損壞迅速發(fā)展,其中最經(jīng)常也是最不能忽視的工作就是隨時(shí)清掃和接縫的養(yǎng)護(hù),對(duì)混凝土路面必須經(jīng)常清掃,不讓路面上有碎石及其他硬物,免受車輪反復(fù)碾壓而破壞路表面造成麻面的產(chǎn)生,為防止接縫的失效必須及時(shí)更換已老化或損壞的填縫料,使接縫填料保持良好的狀況,以防止泥土、砂子、石子、水等進(jìn)入接縫內(nèi),從而導(dǎo)致路面的破壞,對(duì)路面裂縫及早期病害,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行修復(fù)處理,防止形成進(jìn)一步的破壞,還必須重視路面排水系統(tǒng)的養(yǎng)護(hù),加大資金投入配套完善修建邊溝等排水系統(tǒng),經(jīng)常疏通路面排水設(shè)施,防止水通過(guò)接縫或裂縫對(duì)路面造成破壞。
公路的養(yǎng)護(hù)、管理部門(mén),除了日常的養(yǎng)護(hù)工作外,應(yīng)定時(shí)組織進(jìn)行路況,及時(shí)制定養(yǎng)護(hù)工作計(jì)劃,確定養(yǎng)護(hù)內(nèi)容,規(guī)范養(yǎng)護(hù)工作,提高養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍素質(zhì)和化的水平,確保公路養(yǎng)護(hù)的質(zhì)量,此外,還應(yīng)加強(qiáng)路政的管理,嚴(yán)格控制超載車輛的行駛。
三、水泥路面病害的處治方法
。ㄒ唬r青類材料維修
在養(yǎng)護(hù)中,對(duì)于輕微裂縫、板角斷裂、輕微沉陷、錯(cuò)臺(tái)、孔洞及接縫損壞等病害,數(shù)量不大時(shí)一般采用瀝青類型材料進(jìn)行處理。(1)填縫灌縫。灌縫材料主要采用新鄉(xiāng)生產(chǎn)專用填縫料,清縫、灌縫宜使用專用機(jī)具,經(jīng)多年使用質(zhì)量較好。自制填縫料配合比:(60號(hào)瀝青96%+重柴油4%)60%~65%、石棉屑5%~10%、石粉10%~15%、橡膠粉15%~20%,效果良好。(2)過(guò)度性處理采用瀝青碎石罩面的辦法。采用瀝青碎石主要優(yōu)點(diǎn)是維修方便、快捷,影響交通小,施工成型后立即可通車,造價(jià)省。但路容路貌不美觀,使用周期短,只能作為一種臨時(shí)性措施,無(wú)法根本解決問(wèn)題。
(二)整塊混凝土板翻修
適用于嚴(yán)重破板、沉陷、板角斷裂等。施工要求及操作方法:鑿除破碎板塊并清理干凈,檢查基層是否具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,如果出現(xiàn)基層軟彈、松散、不板結(jié)現(xiàn)象,則要求全部挖除直至穩(wěn)定層,然后采用C15貧混凝土補(bǔ)強(qiáng)調(diào)平,其他施工工序按水泥路面施工規(guī)范要求進(jìn)行鋪筑。混凝土配合比及所選用的材料,根據(jù)路面通車時(shí)間的要求選用快速修補(bǔ)材料。這幾年常用的有兩種,一種是JK-24早強(qiáng)劑推薦摻量為水泥用量的16%(外摻),每立方米混凝土配合比:水泥400kg、JK-24修補(bǔ)劑64kg、水150kg、砂629kg、碎石1220kg。另一種是YF-3型混凝土道路增強(qiáng)劑推薦最佳摻量為水泥用量的5%(外摻)。施工方法與普通混凝土相同,外加劑用JK-24早強(qiáng)劑24h內(nèi)用薄膜或土工布養(yǎng)生,一般36h即開(kāi)放通車;外摻劑用YF-3增強(qiáng)劑的混凝土,在土工布或薄膜養(yǎng)生4~5天后開(kāi)放交通,兩種外加劑實(shí)踐效果良好。從上YF-3增強(qiáng)劑造價(jià)比JK-24早強(qiáng)劑便宜,見(jiàn)表1:
[3]
四、結(jié)語(yǔ)
水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)工作必須貫徹“為主、防治結(jié)合”的方針。因?yàn)樗嗷炷谅访嬉淮涡源螅霈F(xiàn)病害不好修復(fù),所以對(duì)設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)每一個(gè)環(huán)節(jié)都要認(rèn)真負(fù)責(zé)。根據(jù)路面實(shí)際情況和具體條件,以及水文、、氣候、和公路等級(jí)等情況,采取預(yù)防性、經(jīng)常性的保養(yǎng)和相應(yīng)修補(bǔ),對(duì)于較大范圍路面修理,應(yīng)安排大、中修或?qū)m?xiàng)工程,使路面處于良好的技術(shù)狀況。
參考文獻(xiàn)
[1]公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范(JTGF30-2003)[S].
[2]公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTJ073.1-2001)[S].
[3]公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD40-2002)[S].
[4]
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