水泥混凝土路面的病害及其防治方法

时间:2018-04-28 14:41:42 公路造价师 我要投稿

水泥混凝土路面的病害及其防治方法

  导语:水泥混凝土路面是指以水泥混凝土为主要材料做面层的路面,简称混凝土路面。亦称刚性路面,俗称白色路面,它是一种高级路面。水泥混凝土路面有素混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土、预应力混凝土、钢纤维混凝土和装配式混凝土等各种路面。

水泥混凝土路面的病害及其防治方法

  路面直接承受交通荷载的作用,受气候、水、温度等因素的直接影响,因而在使用过程中是最容易受到破坏的结构层。对于高等级水泥混凝土路面板,根据我国已建成通车的高等级公路使用情况看,有相当部分破坏,如开裂、断板、沉陷、错台等病害。本文将就水泥混凝土路面的病害及其成因进行分析,并提出预防和治理的个人见解,共同仁探讨。

  一、病害的类型

  (一)裂缝

  1.横向裂缝。横向裂缝是指垂直于路线方向的有规则的裂缝,其产生的原因主要有水泥混凝土失水干缩、冷缩、切缝不及时等。失水干缩横向裂缝是混凝土表层水分散失或体积收缩受到约束所产生的裂缝,一般发生在水泥混凝土水化、硬化的早期;冷缩裂缝是指由于水泥混凝土冷缩产生拉应力而引起的路面板开裂。

  2.纵向裂缝。纵向裂缝是指跟路线走向平行或基本平行的裂缝。产生原因主要是路基体填料土质不均匀、含水量不均匀、施工方法不当等,导致路基不均匀沉降,从而使路面板在自重和行车压力作用下产生纵向裂缝。

  3.交叉裂缝。两条或两条以上相互交叉的裂缝称为交叉裂缝。产生交又裂缝的主要原因有:(1)水泥混凝土路面自身强度不足;(2)路基和路面基层的强度和水稳定性差;(3)使用了性能不稳定的水泥,浇筑的水泥混凝土路面板就会产生大面积的龟裂。

  4.板角断裂。板角断裂是指与板角两边接缝相等的贯穿水泥混凝土路面板全厚度的裂缝,从板角到裂缝两端点的距离分别小于或等于端点所在路面板边长的一半。板角裂缝通常是由于板角处受连续荷载作用、基础支撑强度不足及翘曲应力等因素综合作用而产生。

  (二)表面损坏

  1.纹裂、网裂、板面起皮和剥落。纹裂和网裂是指路面板表层出现的浅而细或发丝状的表面裂纹和网状裂纹。产生的原因主要是水泥混凝土水灰比过大,施工时过度抹面、养护不及时,在水泥混凝土拌和过程中用了含盐量偏高的水和质量低劣的集料。或水泥中的碱与集料中的特定矿物质发生碱硅反应等。故在施工过程中,对集料的质量应严格把关,严控用水量,必要时,还应对水的质量进行检验。

  2.麻面、露骨。麻面是指水泥混凝土路面板表面结合料磨失,成片或成段路面板呈现过度的粗糙表面的现象。麻面一般是由于水泥混凝土路面施工时,在混凝土初凝前遇雨所致。

  路面混凝土保护层脱落导致骨料裸露的现象称为露骨。其产生的原因主要是混凝土表面灰浆不足,泌水提浆,从而造成混凝土路面表层强度不足。

  3.磨光。磨光是指水泥混凝土路面板在车轮荷载作用的重复辗磨后,表面磨擦系数下降到极限值以下,从而严重影响行车安全。磨光的主要原因是水泥混凝土路面表面水泥砂浆层强度低,水泥及集料等原材料耐磨性差,或路面使用时间较长等。

  4.坑槽、孔洞。由于水泥混凝土混合料是种多相不均匀材料,囚此在水泥混凝上路面板强度较低处易出现局部破损,并形成有一定深度的洞穴,即孔洞。面层骨料局部脱落而产生的长槽称为坑槽。孔洞、坑槽产生的原因主要是由于集料含泥量过大,混凝土内有泥土或其他杂物。

  (三)接缝损坏

  接缝包括横缝(胀缝、缩缝)、纵缝和施工缝。设置目的是减少或避免由于水泥混凝土热胀冷缩产生的应力对路面板的破坏作用。但是接缝设置不当或接缝损坏也会降低路面的整体使用性能,甚至使路面板更快地遭到破坏。水泥混凝土接缝损坏主要有以下几种形式。

  1.填缝料损坏。填缝料损坏是指接缝内无填料,填料破损及接缝内混杂砂石等不正常现象。填缝料损坏的主要原因有:填缝料本身质量不合格,填缝料在长期外界环境作用下老化,脆裂,或由于混凝土路面板受热膨胀,挤压胀缝,致使填缝料被挤出,不能正常复原等。

  2.接缝碎裂。接缝碎裂是指水泥混凝土路面板接缝两侧各60cm左右宽度内倾斜的剪切挤碎现象。接缝碎裂主要是指由于填缝料损坏,泥、砂等杂物侵入胀缝,导致路面板再次膨胀时受阻,或雨水渗入基层和垫层,使基层强度降低,从而导致路面接缝处的变形和破损。

  3.唧泥。唧泥是指车辆通过时,基层细料和水一起从接缝处挤出的现象。唧泥产生的原因是填缝料破坏,雨水下渗等。

  (四)变形损坏

  由于水泥混凝上硬化后是非塑性的,因此水泥混凝土路面板的变形破坏是指水泥混凝土路面板接缝处产生的错台、拱起和沉陷等现象。

  1.错台。错台是指相邻水泥混凝土路面板在接缝处产生的垂直高差。错台产生的原因是横缝处未设置传力杆,由于基层或路基体压实不均匀,致使相邻水泥混凝土路面板在车辆的重复荷载作用下,产生不均匀沉降。

  2.拱起和沉陷。拱起是指横缝两侧的混凝土路面板板体发生明显抬高的现象,相反,沉陷则是指横缝两侧的混凝土路面板板体发生明显下沉的现象。

  拱起产生原因主要是胀缝被硬物阻塞,或胀缝设置过少,使路面板受热时不能自由伸张。沉陷产生的原因主要是填缝料损坏导致雨水从接缝处下渗,软化基层,甚至软化路基体,使路面板接缝下方的`基层和路基体承载力下降,路面板跟着下沉。

  拱起和沉陷都将对车辆行驶的舒适性和安全性造成很大的影响。施工时合理设置胀缝,运营中有效维护好接缝,可以有效避免此类损坏的发生。

  二、防治措施

  (一)对于建设中的道路,科学的管理、高质量的施工是保证路面质量的根本

  1.严把材料关。公路路基施工规范规定,在通常情况下,不能被压实到规定的密实度和不能形成稳定填方的材料不能用于路基填筑。路面板施工严格按规范要求选材,控制水泥、骨料、砂的各项技术指标,混合料运至工地后要符合工作要求;台背回填要求选用透水性好、有良好配的材料。

  2.保证施工质量,包括地基处理、基层施工、面层施工。保证各个施工阶段的质量。保证切缝的温度和时间,养生、切缝要及时;振捣完全充分密实;搞好施工缝、缩缝、胀缝的处理;构建科学的排水设施,防止路表水渗入;保证每层的厚度及压实度合格等。

  3.健全科学的管理制度,严格监理制度,对试验段工程的施工,从方案的审批,准备工作的审查到施工全过程,都必须进行现场监理,坚持全过程旁站,以便及时发现问题,解决问题,及时总结施工工艺、施工组织等经验。通过试验段施工来核准所用材料配比、拌和方式、机械实效、松铺系数、允许延迟时间、每个作业段适宜长度等问题。

  (二)对于已经出现的损害,应针对具体类型进行不同工程处理方法

  1.对于水泥混凝土板裂缝的现象,可采用HZ/HD补裂缝材料进行灌浆处理,4h后开放交通。对裂缝的彻底处理,可在裂缝两边各30~40cm范围内将混凝土板凿除,放置钢筋网再浇筑与原来面板标号相同的混凝上,夯捣密实后,磨光拉纹,两侧应设置缩缝,缝内填充沥青材料防止雨水渗入;对于基层已遭破坏的裂缝,或发生断板烂板及胀缝破坏的路面,需将混凝土板大面积凿除,结合实际对基层进行处理后,再沿用以上办法处理。

  2.对于水泥混凝土板错台、沉陷的现象最好铲除,用同标号的新混凝土进行修补,并加入JK系列混凝土快速修补剂,一般4h后便能开放交通。

  3.对于水泥混凝土龟裂、网裂及胀缝、施工缝、缩缝处的局部破坏现象,可采用局部换板进行修补并加入JK系列混凝土快速修补剂。对于已产生龟背状裂纹的混凝土路面,需将板块全部凿除重做。

  4.产生路面板块严重断裂多是由于基层强度不足或渗软化、路基不均匀沉降等情况导致,处理方法一般采用将整块板凿除在处理好基层以及路基后,重新浇筑新的凝混凝土板。

  5.对于水泥混凝土路面大部分出现开裂、断板、沉陷、错台等病害时,除采用上诉方法修补外,对一些主要道路同时采用在旧水泥混凝土路面上罩改性沥青混凝土面层处理方法。

  三、结语

  道路任何病害的产生都直接或间接反映了工程的施工质量。最佳的防治时机在建设阶段,最好的治理方法就是防范于未然。在建设工程中科学管理,质量层层把关,能最大限度地减小路面病害的发生率。对已经出现和形成的病害,应查明原因,对症下药。同时还应从道路养护、制止超载等人的因素进行管理,综合治理,保障道路的正常运营。

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