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摘要:作为城市基础设施的一个重要组成部分,市政道路处于极其重要的地位,本文作者根据多年来在市政工程中的施工、设计工作中的实践经验,分析了市政工程水泥砼路面板块破坏的原因,并给出了板块破坏的预防及处理方法。
市政道路在城市建设中起着极其重要的作用。特别是近几年来,市政道路朝着高等级、 高标准的趋势发展,高等级的水泥混凝土结构路面越来越多的被运用。而其舒适、平坦和少维护已经日益为人们所重视。但对于这种路面,根据已建成通车使用的情况看,均存在着断板、裂缝、错台和沉陷等问题。
一、水泥混凝土路面板破坏的形式
1. 断板、裂缝
此类破坏为水泥混凝土路面最常见的破坏形式,主要分布在板中和角隅处,形状大多为较直裂缝、斜度很小的裂缝和角隅处的断板、裂缝。
2.错台
此类破坏绝大部分分布在各种人工缝处,如横纵向伸缩缝、纵缝和施工缝等处。
3.沉陷
大部分分布在管道上方和路基有大量填方处,砼路面板块有规律地沿着纵向或者横向大范围地下沉,并且随着下陷时间的延长继而引起板块裂缝、断板等破坏,直至破碎。
4.拱起
砼路面分块后的整个板块成局部拱起,高于整体路面。常分布于不同结构路面的结台处, 或者在与结构物、构筑物衔接处,是引起车辆“跳车”的主要原因。
二、水泥混凝土路面板破坏的形成原因
1.管道沟槽回填土的问题
市政道路与公路工程最大的不同之处在于市政工程中存在着大量的管道,如给排水、 电 气等各种管道,由于城镇土地利用率及地理位置的限制,管道往往直接铺设于道路路面之下, 因此大量的沟槽回填土直接影响着路基、 路面的质量,有时由于各种管道上下错综复杂、 深浅不一,在回填压实时往往不能按照正常施工程序进行,这就造成了压实度不能严格按规范达到要求。在道路投入使用达到一定期限后,引起上方的路基、路面沿着沟槽回填的方向有规律的下陷,继而错台、断板。
2.路基回填土的问题
由于道路工程中难免存在着填方、挖方工程,回填土的质量、回填的质量直接造成了路基、路面的破坏。有时土的質量不能严格按照施工要求进场,腐埴土、耕植土、淤泥土甚至是垃圾土等经常夹杂在其中进入施工现场,另外一些高液限、高塑限的土由于不能及时复验检测,未处理而被直接用于路基填筑中去。由于土的质量不能保证,从而造成路基压实度达不到要求,直接影响了路面板块的寿命。在回填施工方面由于组织不得力也可能造成回填土的不均匀沉降,摊铺厚度过厚使压实度达不到要求,一次填筑宽度不够,二次后补的填筑部分压实度往往达不到要求,与挖方临界处未设分层台阶、分层压实后不能及时整平、局部积水等原因都是常见的现象,这些都能影响路面板块的受力,引起面板的沉陷、断板等破坏。
3.软弱路基的处理问题
除了沟槽回填时经常遇到软弱地质外,在路基处也往往遇到软弱地质的处理问题。当软弱路基处理方法不当时最有可能造成路基不稳定,下陷、滑移等情况的出现引起路面的破坏。
4.设计与检验评定的问题
在高级路面下一般不能使用石灰稳定土做基层,但有关市政道路设计未能就此有严格规定,因此在实际施工图设计中把石灰稳定土直接运用在高级路面特别是水泥混凝土路面下作为基层。另一方面在市政道路检验评定标准中主要控制一项压实度标准,而未检测无侧限抗压强度和弯沉等项目,实际施工中虽然压实度可以达到要求,但由于土质等原因,稳定土强度却很低,在实际施工中经常遇到此类情况,这种路基在施工当时可能没有出现问题,但投入使用后,随着荷载的加大,基层由于强度不够发生塑变同面层脱离,特别是当有水通过板缝下渗到基层与面层之同,在与积水共同作用下,石灰稳定土的稳定结构被破坏,使面板失去支撑力,以至破坏随着使用时间的延长,破坏情况愈加明显。
5.车辆超限超载 由于车辆超限、超载,超过了水泥混凝土板的承受能力,把路面板压碎。
6.道路排水系统设置不合理"百害水为先",对水泥砼道路来说,首先要考虑的问题就是对水的防治。排水系统存在缺陷,使本应及时排走的水大量滞留在路上无法外排,造成路面积水下渗至路基,导致路基强度的局部软弱,从而出现大面积的严重病害。
7.路面施工的问题
路面工程施工中,有时存在着施工组织设计不得力,施工方法不适当等问题。这是直接引起路面破坏的主要原因,存在以下几个方面:
(1)路面混凝土集料没有良好的级配,或者配合比不能严格按照实验单执行,当水灰比过大、过小时,都能引起局部混凝土强度相差很太,造成面层破坏。
(2)切缝时间未能控制好,过早使面板边角损坏,过晚引起面板裂缝、断板;有时遇到大风或暴晒等特殊天气情况下,水析出速度加快,应力增加很快,面板切缝不及时,也能引起面板无规则的裂缝和断板。
(3)养生期间不能很好地养护,使面板混凝土应力分布不均,在后期也能引起混凝土面板裂缝等破坏。
(4)由于基层的高程不能严格控制,使混凝土面板厚度厚薄不均,或者为使面板厚度达到要求而把基层刨除后凹凸不平,增大了基层与面层的摩阻力,这时容易断板。
(5)各种人工缝(胀缝、横纵向伸缩缝、施工缝等)没有很好地按照规范施工和维护,使结构表面的明水渗入基层中,在荷载作用下从而使一些诸如石灰稳定土等基层失稳,使面板破坏;或者在固填缝材料失效后,一些更加坚硬的材料进入板缝中。使面板在膨胀时受到较高的挤压应力,引起混凝土板块拱起破坏,边角破碎。
(6)与黑色路面、桥台等不同性质的结构相接时,由于处理方法不当使两种结构应力不等,而出现两界面相互挤压、起拱。
三、水泥混凝土面板破坏的预防和处理
1.基层施工方面
管道沟槽回填土的质量、软弱土质的处理等方面,由于属于隐蔽项目,路基路面完成后再行处理是不可能的,因此对于这些项目重在预防,加强这些项目的施工管理,对预防、避免面板的破坏尤为重要。路基填筑要坚决杜绝垃圾土、耕植土等不台格材料进入施工现场,对有可疑性质的土必须经检测合格后方可用于工程中,并且在填筑时严格按规范要求分层碾压夯实;在基层施工时做到每一层都要按路拱整平,严格控制顶面高程,以防止过厚或过薄致使返工处理;严格控制填料的含水量和压实度,当有条件时可参照有关公路规范做一些诸如无侧限抗压强度和弯沉等实验。
对于设计中的有关问题应提前与有关设计单位协商,对可能出现的同题要用实验等方法予以验证后决定可行性,如在上面提到的石灰稳定土作为水泥混凝土基层时,稳定土强度达不到要求时,应采取有效的方法改进。
2.路面施工方面
严格按照实验级配和配合比施工,混凝土振捣密实,各种人工缝应及时清理、填缝,做好板缝的维护工作,防止水对路基的侵蚀。
3.道路养护及维修方面
针对不同地区和不同自然条件的路面,应制订详细的养护和维修方案。
(1)纵横向的裂缝当裂缝很轻微时可暂不用修理,但要防止裂缝有变大的趋势;对于中等的裂缝可采用开挖凹槽,用填缝料填封,对于不同类型的断板裂缝应采用不同的填缝料,其中膨胀水泥是水泥混凝上路面的一种优良的填缝材料;对于严重的断板裂缝则应全厚修补或换板。
(2)加强混凝土的养生工作, 对于施工初期养生期间的断板应及时修补。
(3)对于板块错台严重时应磨平板面,或在板底压浆,使板面抬高。此种方法也可用于下陷不太严重的板块,用板底灌浆的方法可以处理。
(4)对于角隅断板、人工缝局部破坏,可采用局部深修补或换板处理。
4、水泥砼路面板破坏后的处理
(1)对于破碎、沉陷的水泥砼板最好是铲除,用同标号的新砼进行修补。
(2)对于水泥砼板严重裂缝,我们可以用乳化沥青砂修补,材料为乳化沥青、细砂。严禁在雨天施工。修补完后在其表面铺一层细砂,1小时后可以开放交通。
(3)对于水泥砼板中等裂缝和细微裂缝,可采用聚氨脂修补裂缝材料进行修补。 (4)对于水泥砼板底脱空,下沉我们可以采用板底灌水泥浆加固基层,使浆体充满砼板底,可以抬起砼板,减少沉降和错台,使用材料主要是水、水泥、化学外加剂。
总之,应根据不同的破坏类型研究导致破坏的形成原因,之后应制订有针对性的处理方案,首先着手截断引起破坏的直接因素,再对破坏的范围加以控制,以避免旧伤未去,又添新疾,处理时应尽量采用先进的材料、机械进行施工,以尽量延长修补后的道路使用寿命。
四、结束语
城市市政道路工程建设具有特别重要的意义,随着社会的发展,在经济迅速发展的中小城市,市政工程的好坏已经在成为全市市民关心的重点、热点和为焦点。对此,市政道路建设的质量要求也会逐步提高,这就需要广大工程建设者,从基础抓起,从预防着手,切实把质量事故杜绝在工程建设之前,严格按照每一次施工规范进行施工,这样才能使市政道路免遭破坏。
市政道路在城市建设中起着极其重要的作用。特别是近几年来,市政道路朝着高等级、 高标准的趋势发展,高等级的水泥混凝土结构路面越来越多的被运用。而其舒适、平坦和少维护已经日益为人们所重视。但对于这种路面,根据已建成通车使用的情况看,均存在着断板、裂缝、错台和沉陷等问题。
一、水泥混凝土路面板破坏的形式
1. 断板、裂缝
此类破坏为水泥混凝土路面最常见的破坏形式,主要分布在板中和角隅处,形状大多为较直裂缝、斜度很小的裂缝和角隅处的断板、裂缝。
2.错台
此类破坏绝大部分分布在各种人工缝处,如横纵向伸缩缝、纵缝和施工缝等处。
3.沉陷
大部分分布在管道上方和路基有大量填方处,砼路面板块有规律地沿着纵向或者横向大范围地下沉,并且随着下陷时间的延长继而引起板块裂缝、断板等破坏,直至破碎。
4.拱起
砼路面分块后的整个板块成局部拱起,高于整体路面。常分布于不同结构路面的结台处, 或者在与结构物、构筑物衔接处,是引起车辆“跳车”的主要原因。
二、水泥混凝土路面板破坏的形成原因
1.管道沟槽回填土的问题
市政道路与公路工程最大的不同之处在于市政工程中存在着大量的管道,如给排水、 电 气等各种管道,由于城镇土地利用率及地理位置的限制,管道往往直接铺设于道路路面之下, 因此大量的沟槽回填土直接影响着路基、 路面的质量,有时由于各种管道上下错综复杂、 深浅不一,在回填压实时往往不能按照正常施工程序进行,这就造成了压实度不能严格按规范达到要求。在道路投入使用达到一定期限后,引起上方的路基、路面沿着沟槽回填的方向有规律的下陷,继而错台、断板。
2.路基回填土的问题
由于道路工程中难免存在着填方、挖方工程,回填土的质量、回填的质量直接造成了路基、路面的破坏。有时土的質量不能严格按照施工要求进场,腐埴土、耕植土、淤泥土甚至是垃圾土等经常夹杂在其中进入施工现场,另外一些高液限、高塑限的土由于不能及时复验检测,未处理而被直接用于路基填筑中去。由于土的质量不能保证,从而造成路基压实度达不到要求,直接影响了路面板块的寿命。在回填施工方面由于组织不得力也可能造成回填土的不均匀沉降,摊铺厚度过厚使压实度达不到要求,一次填筑宽度不够,二次后补的填筑部分压实度往往达不到要求,与挖方临界处未设分层台阶、分层压实后不能及时整平、局部积水等原因都是常见的现象,这些都能影响路面板块的受力,引起面板的沉陷、断板等破坏。
3.软弱路基的处理问题
除了沟槽回填时经常遇到软弱地质外,在路基处也往往遇到软弱地质的处理问题。当软弱路基处理方法不当时最有可能造成路基不稳定,下陷、滑移等情况的出现引起路面的破坏。
4.设计与检验评定的问题
在高级路面下一般不能使用石灰稳定土做基层,但有关市政道路设计未能就此有严格规定,因此在实际施工图设计中把石灰稳定土直接运用在高级路面特别是水泥混凝土路面下作为基层。另一方面在市政道路检验评定标准中主要控制一项压实度标准,而未检测无侧限抗压强度和弯沉等项目,实际施工中虽然压实度可以达到要求,但由于土质等原因,稳定土强度却很低,在实际施工中经常遇到此类情况,这种路基在施工当时可能没有出现问题,但投入使用后,随着荷载的加大,基层由于强度不够发生塑变同面层脱离,特别是当有水通过板缝下渗到基层与面层之同,在与积水共同作用下,石灰稳定土的稳定结构被破坏,使面板失去支撑力,以至破坏随着使用时间的延长,破坏情况愈加明显。
5.车辆超限超载 由于车辆超限、超载,超过了水泥混凝土板的承受能力,把路面板压碎。
6.道路排水系统设置不合理"百害水为先",对水泥砼道路来说,首先要考虑的问题就是对水的防治。排水系统存在缺陷,使本应及时排走的水大量滞留在路上无法外排,造成路面积水下渗至路基,导致路基强度的局部软弱,从而出现大面积的严重病害。
7.路面施工的问题
路面工程施工中,有时存在着施工组织设计不得力,施工方法不适当等问题。这是直接引起路面破坏的主要原因,存在以下几个方面:
(1)路面混凝土集料没有良好的级配,或者配合比不能严格按照实验单执行,当水灰比过大、过小时,都能引起局部混凝土强度相差很太,造成面层破坏。
(2)切缝时间未能控制好,过早使面板边角损坏,过晚引起面板裂缝、断板;有时遇到大风或暴晒等特殊天气情况下,水析出速度加快,应力增加很快,面板切缝不及时,也能引起面板无规则的裂缝和断板。
(3)养生期间不能很好地养护,使面板混凝土应力分布不均,在后期也能引起混凝土面板裂缝等破坏。
(4)由于基层的高程不能严格控制,使混凝土面板厚度厚薄不均,或者为使面板厚度达到要求而把基层刨除后凹凸不平,增大了基层与面层的摩阻力,这时容易断板。
(5)各种人工缝(胀缝、横纵向伸缩缝、施工缝等)没有很好地按照规范施工和维护,使结构表面的明水渗入基层中,在荷载作用下从而使一些诸如石灰稳定土等基层失稳,使面板破坏;或者在固填缝材料失效后,一些更加坚硬的材料进入板缝中。使面板在膨胀时受到较高的挤压应力,引起混凝土板块拱起破坏,边角破碎。
(6)与黑色路面、桥台等不同性质的结构相接时,由于处理方法不当使两种结构应力不等,而出现两界面相互挤压、起拱。
三、水泥混凝土面板破坏的预防和处理
1.基层施工方面
管道沟槽回填土的质量、软弱土质的处理等方面,由于属于隐蔽项目,路基路面完成后再行处理是不可能的,因此对于这些项目重在预防,加强这些项目的施工管理,对预防、避免面板的破坏尤为重要。路基填筑要坚决杜绝垃圾土、耕植土等不台格材料进入施工现场,对有可疑性质的土必须经检测合格后方可用于工程中,并且在填筑时严格按规范要求分层碾压夯实;在基层施工时做到每一层都要按路拱整平,严格控制顶面高程,以防止过厚或过薄致使返工处理;严格控制填料的含水量和压实度,当有条件时可参照有关公路规范做一些诸如无侧限抗压强度和弯沉等实验。
对于设计中的有关问题应提前与有关设计单位协商,对可能出现的同题要用实验等方法予以验证后决定可行性,如在上面提到的石灰稳定土作为水泥混凝土基层时,稳定土强度达不到要求时,应采取有效的方法改进。
2.路面施工方面
严格按照实验级配和配合比施工,混凝土振捣密实,各种人工缝应及时清理、填缝,做好板缝的维护工作,防止水对路基的侵蚀。
3.道路养护及维修方面
针对不同地区和不同自然条件的路面,应制订详细的养护和维修方案。
(1)纵横向的裂缝当裂缝很轻微时可暂不用修理,但要防止裂缝有变大的趋势;对于中等的裂缝可采用开挖凹槽,用填缝料填封,对于不同类型的断板裂缝应采用不同的填缝料,其中膨胀水泥是水泥混凝上路面的一种优良的填缝材料;对于严重的断板裂缝则应全厚修补或换板。
(2)加强混凝土的养生工作, 对于施工初期养生期间的断板应及时修补。
(3)对于板块错台严重时应磨平板面,或在板底压浆,使板面抬高。此种方法也可用于下陷不太严重的板块,用板底灌浆的方法可以处理。
(4)对于角隅断板、人工缝局部破坏,可采用局部深修补或换板处理。
4、水泥砼路面板破坏后的处理
(1)对于破碎、沉陷的水泥砼板最好是铲除,用同标号的新砼进行修补。
(2)对于水泥砼板严重裂缝,我们可以用乳化沥青砂修补,材料为乳化沥青、细砂。严禁在雨天施工。修补完后在其表面铺一层细砂,1小时后可以开放交通。
(3)对于水泥砼板中等裂缝和细微裂缝,可采用聚氨脂修补裂缝材料进行修补。 (4)对于水泥砼板底脱空,下沉我们可以采用板底灌水泥浆加固基层,使浆体充满砼板底,可以抬起砼板,减少沉降和错台,使用材料主要是水、水泥、化学外加剂。
总之,应根据不同的破坏类型研究导致破坏的形成原因,之后应制订有针对性的处理方案,首先着手截断引起破坏的直接因素,再对破坏的范围加以控制,以避免旧伤未去,又添新疾,处理时应尽量采用先进的材料、机械进行施工,以尽量延长修补后的道路使用寿命。
四、结束语
城市市政道路工程建设具有特别重要的意义,随着社会的发展,在经济迅速发展的中小城市,市政工程的好坏已经在成为全市市民关心的重点、热点和为焦点。对此,市政道路建设的质量要求也会逐步提高,这就需要广大工程建设者,从基础抓起,从预防着手,切实把质量事故杜绝在工程建设之前,严格按照每一次施工规范进行施工,这样才能使市政道路免遭破坏。