論公路水泥混凝土路面水損害

李匯玖

(安徽省池州市公路局,安徽池州 247100)

論公路水泥混凝土路面水損害

李匯玖

(安徽省池州市公路局,安徽池州 247100)

水泥混凝土路面早期病害是水損害,其原因歸結起來為上層(面層)漏水,基層不透水(存水),加上車輛荷載超載嚴重,粗、細集料質量較差,凍融循環,從而形成水損害。本文結合工程實踐,探討新建路面與舊水泥混凝土路面水損害的預防及防治技術,確保水泥混凝土路面的使用壽命。

水泥混凝土路面;水損害預防;處理措施

水泥混凝土路面具有強度高、經久耐用、施工容易、養護費用低等優點。它既可以用于高等級公路,也可用于低等級公路,而且在我省大規模進行的農村公路建設中也得到普遍應用。這主要因為我省水泥工業較為發達,水泥產量大,質量好;另一方面,水泥混凝土路面施工對機械設備的要求并不高,遠比瀝青混凝土路面攤鋪設備要求低、造價較低,一般施工企業都能承擔。然而,我省水泥混凝土路面使用狀況,仍存在許多問題。如原有設計理論不完善、施工經驗不足及養護不重視,使許多水泥混凝土路面出現了結構性的損壞,或表現為功能性的缺陷,出現了早期病害等問題,嚴重影響公路使用質量與壽命。

科學地進行水泥混凝土路面調查與分析,對舊水泥混凝土路面防治方案的制定與實施,具有重要意義。為獲取較詳細的分析資料,可對現有水泥混凝土路面設計、施工、養護及使用狀況、路面結構、路面破損狀況、排水狀況、施工資料、養護資料及交通狀況等幾個方面進行全面的調查。通過對水泥混凝土路面損壞狀況的調查分析發現,造成水泥混凝土路面早期病害的重要因素之一是水損害。本文重點分析新建公路與已有道路的水泥混凝土路面水侵害問題的工程應對措施。

1 水泥混凝土路面水損害預防

1.1 防水

地下水的危害影響己得到充分證明,一般公路設計者對攔截地下水給予了高度重視。然而,防止密封路表面的雨水和融雪滲入卻很少注意。所以,常有大量水分進入路面結構。

(1)提高混凝土面板的抗滲性?；炷恋目節B性主要與混凝土的密實度(孔隙率)及孔隙結構特征有關。提高混凝土抗滲性的措施:①采用減水劑降低水灰比,減少混凝土內部的毛細管通道;②摻入引氣劑生成的微小氣泡中斷混凝土毛細管滲水通道;③防止由于離析泌水而在混凝土內形成空隙;④加強養護及防止出現施工缺陷等。

(2)設置路表排水設施。設置路表排水設施可將表面的大氣降水迅速排泄出去,減少大氣降水在路表面的停留時間,可使滲入路面的表面水降至最小程度。所以,在道路所有橫斷面上都設置橫坡。除在超高曲線向內側流動之外,通常雙車道公路各車道向不同方向設橫坡。為了易于駕駛,在有分隔帶的每半邊路幅單獨設置坡度,通常是外側邊緣低于內側邊緣。

(3)在水文地質條件不良路段,為攔截地下水,滯水或泉水進入路面結構,或者排除因負溫差作用而積聚在路基上層的自由水,可直接在路基頂面設置透水性排水墊層,并酌情配置縱向集水溝、排水管和出水管等。

(4)排水墊層選用開級配集料(砂或砂礫石),其級配應滿足排水和反濾的要求:①排水墊層集料在通過率為15%時的粒徑應不小于路基土在通過率為15%時粒徑的5倍。②排水墊層集料在通過率為15%時的粒徑應不大于路基土在通過率為85%時粒徑的5倍。③排水墊層集料在通過率為50%時的粒徑應不大于路基土在通過率為50%時粒徑的25倍。④排水墊層集料的不均勻系數(通過率為60%粒徑與通過率為10%粒徑的比值)不大于20。

1.2 排除積水

在水泥混凝土路面使用過程中,由于各種原因,路面不可避免要產生一些裂縫,地表水將沿裂縫或接縫滲入水泥混凝土路面結構內,而且水量相當大,在混凝土路面結構內設置內部排水系統,可以及時排出滲入水,減少滲入水對基層的沖刷作用,從而降低唧泥、錯臺和板底脫空等病害出現的可能性和程度。為此,必須加強路面結構研究:①加強對PCC+AC面層的研究;②加強對RCCP+AC及RCCP+半剛性面層的研究;③加強土工合成材料在PCC+AC及RCCP+AC或RCCP+半剛性面層材料的研究及結構層問粘結性,抗剪性能力的研究;④加強對瀝青滑動封閉層技術的應用研究;⑤加強水泥混凝土增塑性研究。

2 舊混凝土路面水損害防治措施

在進行水泥混凝土路面水損害處治之前,進行舊路損壞狀況的調查和評定,有利于正確分析舊混凝土路面損壞原因,以及正確估計其結構狀況和承載能力,以便有針對性地提出有效的處理措施。

2.1 舊混凝土路面評定指標及評定標準

由于水泥混凝土路面發生水損害的具體表現形式為卿泥、錯臺和板底脫空,以及由此而引起的面板斷裂,而且斷板率和平均錯臺量是決策加鋪層結構形式及厚度設計主要因素。接縫傳荷系數反映接縫邊緣處相鄰板傳荷能力,是選擇加鋪層形式和采取反射裂縫防治措施的重要參考依據。因此,我國《公路水泥混凝土路面設計規范》(J TG D40-2002)選用了與改建對策密切相關的斷板率、平均錯臺量、接縫傳荷能力等針對性強的指標,分為優良、中、次、差4級,如表1、表2所示。

表1 路面損壞狀況分級標準

表2 接縫傳荷能力分級標準

2.2 評定方法

(1)斷板率的調查和計算:按《公路水泥混凝土養護技術規范》(J TJ073.1)的規定進行。

(2)錯臺調查,可采用錯臺儀或其它方法量測接縫兩側板邊的高程差,測點的位置在錯臺嚴重車道右側邊緣內300mm處,調查路段內各條接縫高程差的平均值表示該路段的平均錯臺量。

(3)接縫傳荷能力的調查:采用落錘式彎沉儀,也可采用梁式彎沉儀,其支點不得落在彎沉盆內,試驗荷載應接近標準軸載的一側輪載(50 kN)。將荷載施加在鄰近接縫的路表面,實測接縫兩側邊緣彎沉值。按式(1)計算接縫的傳荷系數

式中:Kj為接縫傳荷系數;Wu為未受荷板接縫邊緣處的彎沉值;W1為受荷板接縫邊緣處的彎沉值。

(4)板底脫空調查。根據面層板角隅處的多級荷載彎沉測試結果,并綜合考慮卿泥和錯臺發展程度對接縫傳荷能力進行判別。

2.3 水損害處治

沿接縫、裂縫滲入路面結構內的自由水是造成混凝土路面水損害的主要原因,因此,對于舊路面結構內部排水不良路段,增設邊緣縱向排水系統,將舊混凝土面層一基層路肩界面處積滯的自由水排離路面結構,并修復原有路基路面排水設施,可以有效消除混凝土路面水損害,并保證加鋪層使用壽命。

3 結束語

新建路面與舊水泥混凝土路面的水損害問題是影響路面使用壽命的重要因素,為提高路面使用期限,降低公路建設成本,應及時調查評價水泥混凝土路面的狀況,并實施必要的維護和防治。為防止新建水泥混凝土路面發生水損害,應從路基路面防水、隔水、排除積水等方面積極采取應對措施,防患于未然。對于原有水泥混凝土路面應進行路面現狀評價,根據評價指標體系對路面的損壞程度進行分級,因地制宜地進行水損害的工程處治。

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責任編輯:文 月

U416.216

A

1671-8275(2010)03-0020-02

2009-07-28

李匯玖(1951-),男,安徽貴池人,池州市公路局工程師。研究方向:路橋施工與管理。