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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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