公路水泥混凝土路面產生病害及處理措施

胡靜松

摘要:水泥混凝土面層是直接同車輪和大氣接觸的最上一個層次,受行車荷載各種力的作用以及大自然因素變化的影響最大,因此面層材料應具備較高的力學強度和穩定性,且應當耐磨不透水。面層還應有良好的抗滑性、防滲性,必須滿足平整度、粗糙度、強度等要求。水泥混凝土路面又是線型結構物,施工要求嚴格,工藝細膩,在鋪筑過程中受干擾大,影響因素多。因此,施工前應做好充分準備,要有一個完善的工作班子,選擇有經驗的施工隊伍,固定原材料來源,保持材料潔凈、符合規范要求。合理安排施工期,寧慢勿亂。如違反客觀規律,盲目趕進度,必然影響路面質量,留下隱患,這一點也必須引起足夠重視。

關鍵詞:公路混凝土；產生病害原因；預防措施

1公路混凝土路面接縫病害和斷板

在新建和使用過程中不論是高等級公路還是農村公路,混凝土路面接縫病害和斷板都比較普遍、比較嚴重,具體表現在:

(1)擠碎:接縫邊角碎裂,多發生在距板邊緣20cm～60cm處,破壞率達50%～90%,有的接縫在未開放交通前其附近的混凝土就已碎裂,有的通車后逐漸碎裂損壞。

(2)拱起:接縫兩側的板突然向上拱起。

(3)錯臺:接縫兩側面板產生豎向相對位移。

(4)唧泥:汽車行經接縫時,由縫內噴濺出稀泥漿。

(5)斷板:有的板塊當天澆筑的當天就斷,有的未通車斷板率就達30%,有的路段通車后斷板急劇增加,斷板率高的達60%～80%。水泥混凝土路面接縫破壞率與斷板率如此之高,嚴重影響了路面使用功能,給高速行車帶來不利影響,接縫破壞與斷板是當前水泥混凝土路面亟需解決的問題。

2病害及產生原因

上述問題的產生,原因是多方面的,影響因素也較多,亦較復雜。一般認為主要是材料、工藝和管理上的原因,已引起人們的重視和關注,并在研究和總結經驗的基礎上不斷改進。

2．1材料上

原材料不合格,水泥強度不足、體積安定性差、水泥的水化熱高、收縮率大,砂、碎石顆粒偏大、含泥量大及有機質含量超標。

2．2工藝上

(1)路基不均勻沉降,基層材料強度不足、不均勻,基層混合料細料偏多,水穩性不良,導致重復荷載下產生塑性變形而同面板脫空失去支承出現應力集中而開裂。

(2)基層標高控制不嚴,為了控制面板高程而使面板減薄或為了使面板達到設計厚度,而將基層下刨,使基層凹凸不平,摩阻力增大產生斷板。

(3)混凝土配比不當,水灰比偏大,各種材料計量不準,水泥用量不夠。

(4)不嚴格按規范操作,工藝不到位,施工質量差:①混合料攪拌不足,振搗不密實,板邊混凝土不均勻,強度不夠;②養護不及時,未覆蓋保養。天氣突然變化,或刮大風時未采取保護措施,混凝土表面水分蒸發太快,而形成干縮裂縫;③切縫不及時,深度不夠,切縫前混凝土收縮出現早期開裂;④傳力桿安設不平直,活動端被澆死,縫內局部有連漿,或板收縮縫隙張開時硬物掉進縫中、填料失效等阻礙了板的伸長,使板在膨脹時不能恢復原位,產生較大的擠壓力;⑤混凝土板厚與基礎強度不足產生的荷載型裂縫。

3預防措施

混凝土路面質量主要控制項目有彎拉強度、板厚度、平整度、抗滑構造深度、路面寬度、接縫順直度、橫坡度、中線平面偏位、相鄰板高差、斷板率、切縫深度、灌縫飽滿度。因此,混凝土路面材料與施工工藝要求如下:

3．1材料要求

合格的原材料是保證混凝土質量的必要條件。路面混凝土應采用旋窯生產的發熱量少、收縮量小的道路硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥。嚴禁使用安定性不合格及強度不足的水泥。不同強度等級、不同廠家、不同種類、不同批產的水泥嚴禁混合使用,特別注意核實袋裝水泥的重量。碎石應質地堅硬、耐久、潔凈,符合規定級配,最大粒徑不應超過40mm,其強度、磨耗率等要達到規范要求。中(粗)砂應質地堅硬、耐久、干凈,符合規定級配,含泥量不得大于3%,不允許混合砂作砼路面材料。采用干凈水,不允許使用污水、廢水、酸性水等,飲用水一般均適用于混凝土。

3．2施工工藝

3．2．1基本要求

(1)嚴格控制基層標高及平整度,確保基層強度、水穩性。

(2)安裝模板:采用剛度足夠的鋼模板,模板應安裝穩固、邊線順直、平整、彎道協調無扭曲、相鄰模板連接緊密平順。

(3)設置傳力桿:含拉桿、脹縫板、傳力桿及其套帽、滑移端,精度符合要求。

(4)養生與填縫:為防止混凝土中水分蒸發過速產生干縮裂縫,保證水化過程的順利進行。混凝土表面整修后,當表面用手指輕壓不現痕跡時即可開始保養,一般采用覆蓋保濕養生,以減少混凝土面板底面與頂面溫度差,防止混凝土斷板。養生期達28天后,方可開放交通,開放交通前必須灌縫,填縫前要將縫隙清洗干凈,待干燥后用瀝青瑪帝脂等填縫,灌縫必須飽滿、密實。

3．2．2接縫設置

砼面層是由一定厚度的砼板組成,它具有熱脹冷縮的性質,溫度變化,混凝土面板產生不同程度的膨脹和收縮,致使板內產生過大的應力,造成斷板或拱脹,為抵抗溫度變化引起的內力,設置各種接縫構造將路面板體劃分成小尺寸的板塊。接縫分為縱縫和橫縫。橫縫分三種:脹縫、施工縫和縮縫。接縫設置降低了板體的整體性,直接影響路面的結構、使用功能和壽命,如何處理好接縫施工,已引起了人們的高度重視。

(1)縱縫。縱縫是指平行于路面行車方向的縱向施工縫。當行車道寬超過最大值4.5m時,則應設置縱縫,為防止板沿兩側路拱橫坡滑動拉開和形成錯臺,防止橫縫搓開,需在縱縫上設置拉桿,拉桿長50cm～70cm,間距80cm～100cm,直徑14cm～16cm的螺紋鋼筋。

(2)脹縫。常用的脹縫,歸納起來可分為兩大類。一類為設傳力桿的脹縫,一類為不設傳力桿的脹縫。脹縫宜盡量少設,為了減少設置脹縫,應避免在低溫季節施工水泥混凝土路面。根據經驗,目前采用長間距脹縫居多,按“水泥混凝土路面設計規范”要求:在每側鋼筋混凝土搭板兩端至少各設一條脹縫;與橋梁、其它路面等固定建筑物相連處;板厚變化處、小半徑曲線和縱坡變化較大處均應設置脹縫。根據脹縫破壞原因的分析,修建脹縫施工時,應認真解決好以下三個主要問題:

①脹縫:脹縫橫向設置,應與縱縫垂直,在脹縫處混凝土板完全斷開,寬度以2cm為宜,縫壁垂直,縫內不得連漿或有硬物,上部3cm～4cm深度內澆灌瀝青等填縫料,下部設置富有彈性的嵌縫板,灌縫時保持縫內潔凈、干燥;

②脹縫板:要求脹縫板必須平直,尺寸準確,宜采用無接縫的整板,以免漏漿變形,板中心留孔洞,以利傳力桿穿入。目前采用的脹縫板有兩大類:軟木類及合成材料類。軟木板應選用無硬節的杉板或松板,并用瀝青處理。合成板的種類較多,如粘膠板、泡沫板、木絲板等。采用合成板應注意質量,要求澆筑混凝土或遇水時不致變形;

4病害處理措施

水泥混凝土路面接縫破損與斷板處理困難,修補工程量大,修補后平整度差,如處理不好病害容易反復出現,必須引起足夠的重視。

(1)填縫料填補:一般在冬季縫隙增寬時增補或更新填縫料使縫隙填料保持飽滿不滲水,避免雜物等不可壓縮的材料混入。

(2)裂縫修補:在秋末冬初縫隙較寬時,對輕微裂縫,裂縫無剝落或輕微剝落,裂縫寬度小于3mm的斷板,應及時將裂縫內的塵土清除干凈,再灌滿瀝青砂或瀝青瑪蹄脂封縫,或用環氧樹脂膠結。

(3)局部修補:根據斷裂程度把混凝土板鑿成深約5cm～7cm的長方形槽后,用水泥砂漿涂抹槽壁和底面然后用混凝土填補。較徹底的辦法是將凹槽壁鑿至貫通整個板厚,并在凹槽邊緣板厚中央打深10cm,直徑4cm,水平間距30cm～40cm的洞,洞中插入直徑18cm～20cm,長約20cm的鋼筋,然后用快凝砂漿填塞搗實,待砂漿硬結后,再將凹槽邊壁濕潤涂刷水泥漿,用與原來相同的混凝土澆入槽中搗實。

5結束語

水泥混凝土路面具有強度高、穩定性好,耐久性好,養護費用少、經濟效益高、有利于夜間行車等優點。廣泛應用于新建公路,特別是農村公路。但接縫的設置,降低了混凝土面板的整體性,容易產生接縫病害。