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【摘 要】混凝土路面病害经常出现的原因,一是施工质量不过关,二是养护与维修不到位。
预防措施包括:施工时应严格按照图纸施工,处理好混凝土路面接缝,并且使用时要对胀缝进行及时维修。还应确保路基在最佳含水量情况下压实,使压实度达到规范和设计要求。
处理措施包括:填补填缝料、填补裂缝及孔洞、铺防滑层或割槽、罩面等。
【关键词】混凝土路面;病害预防措施;病害处理措施
1 引言
华北油田矿区内所做的道路大多为混凝土道路,该混凝土道路一般设计使用年限为15~20年。但是有些混凝土道路仅使用3~5年,远远未达到设计使用年限时便出现不同程度的病害,影响了道路的正常使用。究其原因一是施工质量不过关,二是养护与维修不到位。下面,针对以上问题谈一点体会,与大家共同商榷。
2 水泥混凝土路面构造
目前常见的混凝土路面结构为18~20cm混凝土面层+30cm石灰土基层+土基压实。下面分别介绍土基、基层、面层各自的作用。
2.1 土基
理论分析表明,通过刚性面层和基层传到土基上的压力很小,一般不超过0.05Mpa。因此,混凝土板下似乎不需要有坚强的土基支撑。然而,如果土基的稳定性不足,在水文变化的影响下会出现较大的变形,特别是不均匀沉陷,将给混凝土面层带来很不利的影响。
2.2 基层
混凝土面层下设置基层的目的:
2.2.1 防唧泥,混凝土面层如直接放在路基上,会由于路基土塑性变形量大,细料含量多和冲刷能力低而极易产生唧泥现象,铺设基层后,可减轻以至消除唧泥的产生;
2.2.2 防冰冻,在季节性冰冻地区,用对冰冻不敏感的粒状多孔材料来铺筑基层后,可以减少路基的冰冻深度,从而减轻冰冻的危害作用;
2.2.3 减少路基顶面的压应力,并缓和路基不均匀变形对面层的影响;
2.2.4 防水,在湿软土基上,铺筑开级配粒料基层,可以排除从路表面渗入面层板下的水分以及隔断地下水的毛细上升。
2.3 面层
混凝土面层是由一定厚度的混凝土板组成,它具有热胀冷缩的性质。由于气温的变化,混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩,在气温上升时,混凝土板顶面温度较底面温度高,这种温度会造成板的中部隆起;气温下降时,顶面温度较底面温度低,此时板的周边和角隅翘起。这些变形会受到板与基础之间的摩阻力和粘结力,以及板的自重和车轮荷载等的约束,致使板内产生过大的应力,造成板的断裂或拱胀等破坏。当板面存在由翘曲而引起的裂缝时,若温度降低板体收缩,会使两板体被拉开。
为避免这些缺陷,混凝土路面在纵横两方向设置许多接缝,把路面分割成许多板块。
横向接缝是垂直于行车方向的接缝,共有三种:缩缝、胀缝和施工缝。
缩缝一般为假缝,即只在板的上部切割深度为板厚的1/3-1/4,缝隙为5-10mm的缝,此处成为混凝土面板中最薄弱的地方,当板面因温度和湿度的降低而收缩时,混凝土板将沿该薄弱断面有规则的自行断裂,从而避免产生不规则的裂缝。
3 混凝土面板病害特征、成因及其预防措施
混凝土路面结构中各部分都有其重要作用,无论任何部位出现问题,都会影响混凝土路面的正常使用。下面介绍一下混凝土路面在使用过程中常出现的病害,并探讨成因和预防措施。
3.1 混凝土路面病害特征及其成因
3.1.1 挤碎
(1)损坏特征:混凝土路面在横向接缝(主要是胀缝)两侧数十厘米宽度内出现碎裂;
(2)病因分析:这是由于在施工时胀缝内局部有混凝土搭连,或胀缝内落入坚硬的杂屑等原因,阻碍了板的伸长,使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力,当其超过混凝土抗剪强度时,板即发生剪切挤碎。
3.1.2 拱起
(1)损坏特征:混凝土面板在受热膨胀而受阻时,某一接缝两侧的板突然向上拱起;
(2)病因分析:这是由于板收缩时缝隙张开、填缝料失败、坚硬碎屑等不可压缩的材料塞满缝隙,使板在膨胀时产生较大的热压应力,从而出现纵向压曲失稳。
3.1.3 错台
(1)损坏特征:横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移;
(2)病因分析:当胀缝下部嵌缝板与上部缝隙未能对齐,或胀缝两侧混凝土壁面不垂直,使缝旁两板在伸胀挤压过程中,会上下错开而形成错台,地面水通过接缝入基础使其软化,或者接缝传荷能力不足,或传力效果降低时,都会导致错台的产生,当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀,各幅板沉陷不一致时,纵缝也会产生错台现象。
3.1.4 唧泥
(1)损坏特征:汽车行经接缝时,由缝内喷溅出稀泥浆的现象;
(2)病因分析:在轮载的频繁作用下,基层由于塑性变形累积而同面层板脱空,地面水沿接缝下渗而积聚在脱空的空隙内,在轮载作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆,并沿接缝缝隙喷溅出来,唧泥的出现,使面板边缘部分失去支承,因而往往在离接缝1.5-1.8m内导致横向裂缝。
3.2 病害预防措施
由以上混凝土道路病害成因分析可以看出,混凝土道路病害常出现在接缝处,主要由接缝填料和路基所引起。
对于由于接缝引起的病害,主要是胀缝的失效或设置不当。这要求施工时应严格按照图纸施工,并且使用时要对胀缝进行及时维修。
对于由于基层所引起的病害,主要有两方面的原因:
3.2.1 路基进水,使路基浸泡,在车辆荷载作用下出现基层强度破坏;
3.2.2 路基施工时压实度不够,强度没有达到要求,在车荷载作用下,出现不均匀沉降。对于第一种情况,路基进水主要是由混凝土路面接缝处渗入,因此处理好混凝土路面接缝是确保基层稳定的重要措施之一;对第二种情况,施工时应确保路基在最佳含水量情况下压实,使压实度达到规范和设计要求。
通过以上措施,我们不难控制混凝土路面的病害产生,使病害发生率降为最小。
4 混凝土路面病害的处理措施
对于已经出现病害的混凝土道路,应及时维修,对于不同的病害,可分别采用以下措施。
4.1 填缝料的填补
填缝料常因高温被挤出而失落,日久老化而失去弹性。因此,一般在冬季缝隙增宽时增补或更新填缝料,使缝隙填料保持饱满不渗水,无碎屑杂物等不可压缩的材料混入。
4.2 麻孔、剥落、局部磨损和坑洞的修补
先将尘土碎屑清除干净,再用1:2水泥砂浆或硫磺水泥填补。硫磺水泥强度高,能与多种材料粘结快硬,不需要养生,并有耐酸抗渗作用。有时也可用掺有50%浓度聚乙酸乙烯乳液的水泥砂浆进行修补,或先涂敷环氧树脂或水泥浆,然后用掺有早强剂的混凝土填补。
4.3 断裂的处理
根据断裂位置把混凝土凿成深约0.05-0.07m的长方形槽,刷洗干净后,用水泥砂浆涂抹槽壁和底面,然后以混凝土填补。较彻底的办法是将凹槽壁凿至贯通整个板厚,并在凹槽边缘板厚中央打洞。洞深0.1m,直径30-40mm,水平间距0.3-0.4m。每个洞应先将其周围润湿,插入一根直径18-20mm,长约0.2m的钢筋,然后用最大粒径为5-10mm的细石混凝土填塞捣实。洞口留下0.01-0.02m不浇足,钢筋应一半伸出洞处。待细石混凝土硬结后,再将凹槽边壁润湿,涂刷水泥浆一道,然后将与原来相同的混凝土浇入槽中夯捣密实。
4.4 罩面
混凝土面损坏后,可在已损坏的路面上以新混凝土罩面。为增进新旧混凝土的结合,加铺前除清旧面层表面并凿毛外,有时还可在旧路面上先涂敷环氧树脂,然后铺筑新混凝土层,以使新旧层之间达到完全结合,若将旧面层清扫后直接铺筑新混凝土罩面时,则属于部分结合的情况。如在铺筑新混凝土罩面之前,先加上一层油毛毡或其它材料作隔离层,则属于分离式的情况。当用沥青混合料进行罩面时,则至少要有0.10-0.15m厚度,否则容易剥落,而且旧混凝土路面接缝和裂缝容易反射到沥青层上。
参考文献:
[1]JTG F30-2003公路水泥混凝土路面施工技术规范
[2]JTG F10-2006公路路基施工技术规范
预防措施包括:施工时应严格按照图纸施工,处理好混凝土路面接缝,并且使用时要对胀缝进行及时维修。还应确保路基在最佳含水量情况下压实,使压实度达到规范和设计要求。
处理措施包括:填补填缝料、填补裂缝及孔洞、铺防滑层或割槽、罩面等。
【关键词】混凝土路面;病害预防措施;病害处理措施
1 引言
华北油田矿区内所做的道路大多为混凝土道路,该混凝土道路一般设计使用年限为15~20年。但是有些混凝土道路仅使用3~5年,远远未达到设计使用年限时便出现不同程度的病害,影响了道路的正常使用。究其原因一是施工质量不过关,二是养护与维修不到位。下面,针对以上问题谈一点体会,与大家共同商榷。
2 水泥混凝土路面构造
目前常见的混凝土路面结构为18~20cm混凝土面层+30cm石灰土基层+土基压实。下面分别介绍土基、基层、面层各自的作用。
2.1 土基
理论分析表明,通过刚性面层和基层传到土基上的压力很小,一般不超过0.05Mpa。因此,混凝土板下似乎不需要有坚强的土基支撑。然而,如果土基的稳定性不足,在水文变化的影响下会出现较大的变形,特别是不均匀沉陷,将给混凝土面层带来很不利的影响。
2.2 基层
混凝土面层下设置基层的目的:
2.2.1 防唧泥,混凝土面层如直接放在路基上,会由于路基土塑性变形量大,细料含量多和冲刷能力低而极易产生唧泥现象,铺设基层后,可减轻以至消除唧泥的产生;
2.2.2 防冰冻,在季节性冰冻地区,用对冰冻不敏感的粒状多孔材料来铺筑基层后,可以减少路基的冰冻深度,从而减轻冰冻的危害作用;
2.2.3 减少路基顶面的压应力,并缓和路基不均匀变形对面层的影响;
2.2.4 防水,在湿软土基上,铺筑开级配粒料基层,可以排除从路表面渗入面层板下的水分以及隔断地下水的毛细上升。
2.3 面层
混凝土面层是由一定厚度的混凝土板组成,它具有热胀冷缩的性质。由于气温的变化,混凝土板会产生不同程度的膨胀和收缩,在气温上升时,混凝土板顶面温度较底面温度高,这种温度会造成板的中部隆起;气温下降时,顶面温度较底面温度低,此时板的周边和角隅翘起。这些变形会受到板与基础之间的摩阻力和粘结力,以及板的自重和车轮荷载等的约束,致使板内产生过大的应力,造成板的断裂或拱胀等破坏。当板面存在由翘曲而引起的裂缝时,若温度降低板体收缩,会使两板体被拉开。
为避免这些缺陷,混凝土路面在纵横两方向设置许多接缝,把路面分割成许多板块。
横向接缝是垂直于行车方向的接缝,共有三种:缩缝、胀缝和施工缝。
缩缝一般为假缝,即只在板的上部切割深度为板厚的1/3-1/4,缝隙为5-10mm的缝,此处成为混凝土面板中最薄弱的地方,当板面因温度和湿度的降低而收缩时,混凝土板将沿该薄弱断面有规则的自行断裂,从而避免产生不规则的裂缝。
3 混凝土面板病害特征、成因及其预防措施
混凝土路面结构中各部分都有其重要作用,无论任何部位出现问题,都会影响混凝土路面的正常使用。下面介绍一下混凝土路面在使用过程中常出现的病害,并探讨成因和预防措施。
3.1 混凝土路面病害特征及其成因
3.1.1 挤碎
(1)损坏特征:混凝土路面在横向接缝(主要是胀缝)两侧数十厘米宽度内出现碎裂;
(2)病因分析:这是由于在施工时胀缝内局部有混凝土搭连,或胀缝内落入坚硬的杂屑等原因,阻碍了板的伸长,使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力,当其超过混凝土抗剪强度时,板即发生剪切挤碎。
3.1.2 拱起
(1)损坏特征:混凝土面板在受热膨胀而受阻时,某一接缝两侧的板突然向上拱起;
(2)病因分析:这是由于板收缩时缝隙张开、填缝料失败、坚硬碎屑等不可压缩的材料塞满缝隙,使板在膨胀时产生较大的热压应力,从而出现纵向压曲失稳。
3.1.3 错台
(1)损坏特征:横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移;
(2)病因分析:当胀缝下部嵌缝板与上部缝隙未能对齐,或胀缝两侧混凝土壁面不垂直,使缝旁两板在伸胀挤压过程中,会上下错开而形成错台,地面水通过接缝入基础使其软化,或者接缝传荷能力不足,或传力效果降低时,都会导致错台的产生,当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀,各幅板沉陷不一致时,纵缝也会产生错台现象。
3.1.4 唧泥
(1)损坏特征:汽车行经接缝时,由缝内喷溅出稀泥浆的现象;
(2)病因分析:在轮载的频繁作用下,基层由于塑性变形累积而同面层板脱空,地面水沿接缝下渗而积聚在脱空的空隙内,在轮载作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆,并沿接缝缝隙喷溅出来,唧泥的出现,使面板边缘部分失去支承,因而往往在离接缝1.5-1.8m内导致横向裂缝。
3.2 病害预防措施
由以上混凝土道路病害成因分析可以看出,混凝土道路病害常出现在接缝处,主要由接缝填料和路基所引起。
对于由于接缝引起的病害,主要是胀缝的失效或设置不当。这要求施工时应严格按照图纸施工,并且使用时要对胀缝进行及时维修。
对于由于基层所引起的病害,主要有两方面的原因:
3.2.1 路基进水,使路基浸泡,在车辆荷载作用下出现基层强度破坏;
3.2.2 路基施工时压实度不够,强度没有达到要求,在车荷载作用下,出现不均匀沉降。对于第一种情况,路基进水主要是由混凝土路面接缝处渗入,因此处理好混凝土路面接缝是确保基层稳定的重要措施之一;对第二种情况,施工时应确保路基在最佳含水量情况下压实,使压实度达到规范和设计要求。
通过以上措施,我们不难控制混凝土路面的病害产生,使病害发生率降为最小。
4 混凝土路面病害的处理措施
对于已经出现病害的混凝土道路,应及时维修,对于不同的病害,可分别采用以下措施。
4.1 填缝料的填补
填缝料常因高温被挤出而失落,日久老化而失去弹性。因此,一般在冬季缝隙增宽时增补或更新填缝料,使缝隙填料保持饱满不渗水,无碎屑杂物等不可压缩的材料混入。
4.2 麻孔、剥落、局部磨损和坑洞的修补
先将尘土碎屑清除干净,再用1:2水泥砂浆或硫磺水泥填补。硫磺水泥强度高,能与多种材料粘结快硬,不需要养生,并有耐酸抗渗作用。有时也可用掺有50%浓度聚乙酸乙烯乳液的水泥砂浆进行修补,或先涂敷环氧树脂或水泥浆,然后用掺有早强剂的混凝土填补。
4.3 断裂的处理
根据断裂位置把混凝土凿成深约0.05-0.07m的长方形槽,刷洗干净后,用水泥砂浆涂抹槽壁和底面,然后以混凝土填补。较彻底的办法是将凹槽壁凿至贯通整个板厚,并在凹槽边缘板厚中央打洞。洞深0.1m,直径30-40mm,水平间距0.3-0.4m。每个洞应先将其周围润湿,插入一根直径18-20mm,长约0.2m的钢筋,然后用最大粒径为5-10mm的细石混凝土填塞捣实。洞口留下0.01-0.02m不浇足,钢筋应一半伸出洞处。待细石混凝土硬结后,再将凹槽边壁润湿,涂刷水泥浆一道,然后将与原来相同的混凝土浇入槽中夯捣密实。
4.4 罩面
混凝土面损坏后,可在已损坏的路面上以新混凝土罩面。为增进新旧混凝土的结合,加铺前除清旧面层表面并凿毛外,有时还可在旧路面上先涂敷环氧树脂,然后铺筑新混凝土层,以使新旧层之间达到完全结合,若将旧面层清扫后直接铺筑新混凝土罩面时,则属于部分结合的情况。如在铺筑新混凝土罩面之前,先加上一层油毛毡或其它材料作隔离层,则属于分离式的情况。当用沥青混合料进行罩面时,则至少要有0.10-0.15m厚度,否则容易剥落,而且旧混凝土路面接缝和裂缝容易反射到沥青层上。
参考文献:
[1]JTG F30-2003公路水泥混凝土路面施工技术规范
[2]JTG F10-2006公路路基施工技术规范