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要:本文作者结合在养护和施工中积累的经验和教训,对水泥混凝土路面养护及施工进行总结和探讨。
关键词: 水泥路面病害;养护技术; 路面裂缝
1水泥路面病害及分类
1.1水泥混凝土面板断裂类病害
1)贯穿水泥混凝土面板的断裂裂缝,按裂缝出现的方位和板断裂的块数,分为下列4种病害。
①平行或近于平行路面中心线的纵向裂缝。
②垂直或斜向路面中心线的横向或斜向裂缝。
③从板角隅到斜向裂缝两端的距离小于1.8m的角隅断裂。
④两条以上裂缝交叉,使板断裂成3块以上的交叉裂缝和断裂板。
2)纵向、横向或斜向裂缝和角隅断裂病害,按裂缝缝隙边缘碎裂程度和缝隙宽度,可分为下列3种轻重程度。
①轻微——缝隙边缘无碎裂或错台的细裂缝,缝隙宽度小于3mm;或者,填封良好、边缘无碎裂或错台的裂缝。
② 中等——缝隙边缘中等碎裂(或)错台小于1Omm的裂缝,且缝隙宽度小于15mm。
③严重——缝隙边缘严重碎裂或错台大于10mm,且缝隙宽度大于15mm。
3)交叉裂缝和断裂板病害,按裂缝等级和板断裂的块数可分为下列3种轻重程度等级。
①轻微——板被轻微裂缝分割成2—3块。
②中等——板被中等裂缝分割成3 4块,或被轻微裂缝分割成5块以上。
③严重——板被严重裂缝分割成4—5块,或被中等裂缝分割成5块以上。
1.2 水泥混凝土面板竖向位移类病害
1)水泥混凝土面板竖向位移,按产生原因的不同分为下列2种病害。①沉陷。②胀起。
2)沉陷和胀起病害,按其对行车的影响可分为下列3种轻重程度等级。
①轻微——车辆以限速驶过时仅引起无不舒适感的轻微跳动。
② 中等一车辆驶过时有产生不舒适感的较大跳动。
③严重——车辆驶过时产生过大的跳动,引起严重不舒适或不安全。1.3 水泥混凝土路面接缝类病害
1)水泥混凝土路面板接缝处的损坏,按损坏的形态和影响范围可分为下列6种病害。①接缝填缝料损坏。②纵向接缝张开。③唧泥和板底脱空。④错台。⑤接缝碎裂。⑥拱起。
2)接缝填缝料损坏,按填缝料出现老化、挤出、缺损的情况,可分为3种轻重程度等级。①轻微——整个路段接缝填缝料情况良好,仅有少量接缝出现上述损坏。②中等一整个路段接缝填缝料情况尚可,1/3以下的接缝长度出现上述损坏,水和硬质材料易渗入或挤入。③严重——接缝填缝料情况很差,1/3以上的接缝长度出现上述损坏,水和硬质材料能自由渗入或挤入,填缝料需立即更换。
3)纵向接缝张开病害,按接缝的张开量可分为2种轻重程度等级。①轻微——接缝张开lOmm以下。②严重——接缝张开10mm以上。
4)唧泥和板底脱空病害,可分为2种轻重等级。
①轻微——车辆驶过时,有水从板缝或边缘外唧出,或者在板接(裂)缝或边缘的附近表面残留有少量唧出材料的沉淀物;
②严重——在板接(裂)缝或边缘的表面残留有大量唧出材料的沉淀物,车辆驶过时,板有明显的颤动和脱空感。
5)错台病害,按相邻板边缘的高差大小可分为3种轻重程度等级。①轻微——错台量小于5mm;②中等——错台量5~lOmm;③严重——错台量大于10mm。
6)接缝碎裂病害,按碎裂范围和程度可分为3种轻重程度等级。①轻微——碎裂仅出现在接缝或裂缝两侧8cm范围内,尚未采取临时修补措施;②中等——碎裂范围大于8cm,部分碎块松动或散失,但不影响安全或危害轮胎;③严重——影响行车安全或危害轮胎。
1.4 水泥混凝土路面表层类病害
1)水泥混凝土路面的表层损坏,可分为下列5种病害。①磨损和露骨。②纹裂、网裂和起皮。③活性集料反应引起的网裂。④坑洞。
2)磨损和露骨病害,按磨损或露骨的深度分为2种轻重程度等级。①轻微——磨损、露骨深度小于等于3mm。②严重——磨损、露骨深度大于3mm。
3)纹裂,网裂和起皮病害,按是否出现起皮和起皮的面积,可分为3种轻重程度等级。①轻微——板的大部分面积出现纹裂或网裂,但表面状况良好,无起皮。②中等——板出现起皮,面积小于等于混凝土板面积的10%。③严重——板出现起皮,面积大于混凝土板面积的10%。
4)活性集料反应病害可分为3种轻重程度等级。①轻微——板出现网裂,面层可能变色,但未出现起皮和接缝碎裂。②中等——板出现起皮和(或)接缝碎裂,沿裂缝和接缝有白色细屑。③严重——板出现起皮和(或)接缝碎裂的范围发展到危害轮胎或影响行车安全,路表面有大量白色细屑。
5)集料冻融裂纹病害可分为3种轻重程度等级。①轻微——裂纹出现在缝或自由边附近0.3m范围内,裂缝未发生碎裂;②中等——裂纹出现在裂缝或自由边附近,范围大于0.3m,受影响区内裂缝出现轻微或中等碎裂;③严重——裂纹影响区内裂缝出现严重碎裂,不少材料散失。
6)修补损坏病害,按修补处再次出现的损坏情况,分为3种轻重程度等级。①轻微——轻微破损,或边缘处有轻微碎裂。②中等——轻微裂缝或车辙、推移,边缘处有中等碎裂和lOmm以下错台。③严重——出现严重裂缝、车辙、推移或错台,需重新进行修补。
2在市政道路某线所使用的养护措施及效果
2.1 纤维加筋混凝土修复旧水泥混凝土路面
对于表面裂缝没有达到整仓修复标准时的面板,采用钢纤维结构修筑,在普通水泥混凝土中掺入钢纤维提高混凝土延展性、坚韧性、抗渗性、抗冲击能力和抗疲劳能力,掺入纤维后,混凝土抗压、抗折
强度提高幅度很大。钢纤维混凝土具有良好的物理力学性能,其抗
折强度、抗冲击、抗裂等性能优越,与普通混凝土比较,其抗断裂性明显提高,而且即使出现裂缝,也不会迅速扩张而断裂。实践证明该种方法有效,但是,造价较高,适合于交通量大的重要公路。
2.2 唧泥和脱空病害
水泥路面唧泥和脱空是一种水泥路面普遍存在且危害严重的病害,因为水泥路面基层材料一般都选用半刚性材料,其模量小于混凝土面层的模量,水泥混凝土路面在重车荷载的反复作用下,板下基面板底与基层之间将出现微小的空隙,即出现了板下局部脱空,或称为原始脱空区。同时温度湿度的变化,以及温度引起板向上或向下的翘曲,加速了板与基础之间的分离,形成板底脱空。脱空的出现又为水的浸入创造了条件,当路面接缝或裂缝养护不及时,雨水从破损处浸入基层,渗入的水将在板下形成积水(自由水)。积水与基层材料中的细料形成泥浆,并沿面板接缝缝隙处喷溅出来,形成唧泥,唧泥的出现进一步加剧了板底的脱空,这样周而复始,恶性循环最终导致路面的损坏。我们在实际工作首先对于脱空位置的确定采用弯沉测定法。
(1)须用5.4m长杆弯沉仪及相当于BZZ一10的重型标准汽车。
(2)弯沉仪的测点与支座不应放在相邻两块板上,待彎沉车驶离测试板块,方可读取百分表值。
(3)凡弯沉超过0.2mm的,应确定为面板脱空。养护中,灌浆孔布设基本要求:
1)灌浆孔布设应根据路面板的尺寸、下沉量大小、裂缝状况以及灌浆机械确定。
2)用凿岩机在路面上打孔,孔的大小应和灌注嘴的大小一致,一般为50mm左右。
3)灌浆孔与面板边的距离不应小于0.5m。在一块板上,灌浆孔德数量一般为5个,也可根据情况确定。我们在养护中主要采用灌浆技术根据实际工程,灌浆后充填了板底出现的脱空,经过灌浆处治,从检测资料可看出原混凝土面板通过灌浆提高了承载力,通过多年的使用,证明该养护方法有效而且经济。
2.3对严重裂缝主要采用设置传力杆法
①设置传力杆方法,见图1。
1一保留板;2一全深度补块;3一缩缝;4一施工缝
图1 设置传力杆法(单位:cm)
②处理基层后,修复、安设传力杆和拉杆。③原混凝土面板没有传力杆或拉杆折断时,应用与原规格相同的钢筋焊接或重新安设。安装时应在板厚1/2处钻出比传力杆直径大约2~4mm的孔,孔中心距30cm,其误差不应超过3mm。④横向施工缝传力杆直径为Φ25mm,长度为45cm,嵌入相邻保留板内深22.5cm。⑤拉杆孔直径宜比拉杆直径大2~4mm,并应沿相邻板块间的纵向接缝板厚1/2处钻孔,中心距80cm。拉杆采用中l6螺纹钢筋,长80cm,40cm嵌入相邻车道的板内。
⑥传力杆和拉杆宜用环氧砂浆牢牢地固定在规定位置,摊铺混凝土前,光圆传力杆的伸出端应涂少许润滑油。⑦新补板块与沥青路肩相接时,应和现有路肩齐平。
图2l一膨胀空间;2一填入接缝材料;3-支撑条;4一导裂缝
2.4 接缝保养
1)应对接缝进行适时的保养,见图2,保持接缝完好,表面平顺。
①填缝料凸出板面,高速公路、一级公路超出3mm,其他等级公路超过5mm时应铲平。
②填缝料外溢流淌到接缝两侧面板,影响路面平整度和路容时应予清除。
③杂物嵌入接缝时应予清除,若杂物系小石块及其他坚硬物时,应及时剔除。
2)应对填缝料进行周期性或日常性的更换。
①填缝料的更换周期一般为2~3年。
②填缝料局部脱落时应进行灌缝填补;填缝料脱落缺失大于1/3缝长或填缝料老化、接缝渗水严重时应立即进行整条接缝料更换,
③填缝料技术要求应符合规范的规定。
3 结束语
通过多年来的养护,对于水泥混凝土路面的养护经验进行了简单总结,来起到抛砖引玉的作用。
注:文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词: 水泥路面病害;养护技术; 路面裂缝
1水泥路面病害及分类
1.1水泥混凝土面板断裂类病害
1)贯穿水泥混凝土面板的断裂裂缝,按裂缝出现的方位和板断裂的块数,分为下列4种病害。
①平行或近于平行路面中心线的纵向裂缝。
②垂直或斜向路面中心线的横向或斜向裂缝。
③从板角隅到斜向裂缝两端的距离小于1.8m的角隅断裂。
④两条以上裂缝交叉,使板断裂成3块以上的交叉裂缝和断裂板。
2)纵向、横向或斜向裂缝和角隅断裂病害,按裂缝缝隙边缘碎裂程度和缝隙宽度,可分为下列3种轻重程度。
①轻微——缝隙边缘无碎裂或错台的细裂缝,缝隙宽度小于3mm;或者,填封良好、边缘无碎裂或错台的裂缝。
② 中等——缝隙边缘中等碎裂(或)错台小于1Omm的裂缝,且缝隙宽度小于15mm。
③严重——缝隙边缘严重碎裂或错台大于10mm,且缝隙宽度大于15mm。
3)交叉裂缝和断裂板病害,按裂缝等级和板断裂的块数可分为下列3种轻重程度等级。
①轻微——板被轻微裂缝分割成2—3块。
②中等——板被中等裂缝分割成3 4块,或被轻微裂缝分割成5块以上。
③严重——板被严重裂缝分割成4—5块,或被中等裂缝分割成5块以上。
1.2 水泥混凝土面板竖向位移类病害
1)水泥混凝土面板竖向位移,按产生原因的不同分为下列2种病害。①沉陷。②胀起。
2)沉陷和胀起病害,按其对行车的影响可分为下列3种轻重程度等级。
①轻微——车辆以限速驶过时仅引起无不舒适感的轻微跳动。
② 中等一车辆驶过时有产生不舒适感的较大跳动。
③严重——车辆驶过时产生过大的跳动,引起严重不舒适或不安全。1.3 水泥混凝土路面接缝类病害
1)水泥混凝土路面板接缝处的损坏,按损坏的形态和影响范围可分为下列6种病害。①接缝填缝料损坏。②纵向接缝张开。③唧泥和板底脱空。④错台。⑤接缝碎裂。⑥拱起。
2)接缝填缝料损坏,按填缝料出现老化、挤出、缺损的情况,可分为3种轻重程度等级。①轻微——整个路段接缝填缝料情况良好,仅有少量接缝出现上述损坏。②中等一整个路段接缝填缝料情况尚可,1/3以下的接缝长度出现上述损坏,水和硬质材料易渗入或挤入。③严重——接缝填缝料情况很差,1/3以上的接缝长度出现上述损坏,水和硬质材料能自由渗入或挤入,填缝料需立即更换。
3)纵向接缝张开病害,按接缝的张开量可分为2种轻重程度等级。①轻微——接缝张开lOmm以下。②严重——接缝张开10mm以上。
4)唧泥和板底脱空病害,可分为2种轻重等级。
①轻微——车辆驶过时,有水从板缝或边缘外唧出,或者在板接(裂)缝或边缘的附近表面残留有少量唧出材料的沉淀物;
②严重——在板接(裂)缝或边缘的表面残留有大量唧出材料的沉淀物,车辆驶过时,板有明显的颤动和脱空感。
5)错台病害,按相邻板边缘的高差大小可分为3种轻重程度等级。①轻微——错台量小于5mm;②中等——错台量5~lOmm;③严重——错台量大于10mm。
6)接缝碎裂病害,按碎裂范围和程度可分为3种轻重程度等级。①轻微——碎裂仅出现在接缝或裂缝两侧8cm范围内,尚未采取临时修补措施;②中等——碎裂范围大于8cm,部分碎块松动或散失,但不影响安全或危害轮胎;③严重——影响行车安全或危害轮胎。
1.4 水泥混凝土路面表层类病害
1)水泥混凝土路面的表层损坏,可分为下列5种病害。①磨损和露骨。②纹裂、网裂和起皮。③活性集料反应引起的网裂。④坑洞。
2)磨损和露骨病害,按磨损或露骨的深度分为2种轻重程度等级。①轻微——磨损、露骨深度小于等于3mm。②严重——磨损、露骨深度大于3mm。
3)纹裂,网裂和起皮病害,按是否出现起皮和起皮的面积,可分为3种轻重程度等级。①轻微——板的大部分面积出现纹裂或网裂,但表面状况良好,无起皮。②中等——板出现起皮,面积小于等于混凝土板面积的10%。③严重——板出现起皮,面积大于混凝土板面积的10%。
4)活性集料反应病害可分为3种轻重程度等级。①轻微——板出现网裂,面层可能变色,但未出现起皮和接缝碎裂。②中等——板出现起皮和(或)接缝碎裂,沿裂缝和接缝有白色细屑。③严重——板出现起皮和(或)接缝碎裂的范围发展到危害轮胎或影响行车安全,路表面有大量白色细屑。
5)集料冻融裂纹病害可分为3种轻重程度等级。①轻微——裂纹出现在缝或自由边附近0.3m范围内,裂缝未发生碎裂;②中等——裂纹出现在裂缝或自由边附近,范围大于0.3m,受影响区内裂缝出现轻微或中等碎裂;③严重——裂纹影响区内裂缝出现严重碎裂,不少材料散失。
6)修补损坏病害,按修补处再次出现的损坏情况,分为3种轻重程度等级。①轻微——轻微破损,或边缘处有轻微碎裂。②中等——轻微裂缝或车辙、推移,边缘处有中等碎裂和lOmm以下错台。③严重——出现严重裂缝、车辙、推移或错台,需重新进行修补。
2在市政道路某线所使用的养护措施及效果
2.1 纤维加筋混凝土修复旧水泥混凝土路面
对于表面裂缝没有达到整仓修复标准时的面板,采用钢纤维结构修筑,在普通水泥混凝土中掺入钢纤维提高混凝土延展性、坚韧性、抗渗性、抗冲击能力和抗疲劳能力,掺入纤维后,混凝土抗压、抗折
强度提高幅度很大。钢纤维混凝土具有良好的物理力学性能,其抗
折强度、抗冲击、抗裂等性能优越,与普通混凝土比较,其抗断裂性明显提高,而且即使出现裂缝,也不会迅速扩张而断裂。实践证明该种方法有效,但是,造价较高,适合于交通量大的重要公路。
2.2 唧泥和脱空病害
水泥路面唧泥和脱空是一种水泥路面普遍存在且危害严重的病害,因为水泥路面基层材料一般都选用半刚性材料,其模量小于混凝土面层的模量,水泥混凝土路面在重车荷载的反复作用下,板下基面板底与基层之间将出现微小的空隙,即出现了板下局部脱空,或称为原始脱空区。同时温度湿度的变化,以及温度引起板向上或向下的翘曲,加速了板与基础之间的分离,形成板底脱空。脱空的出现又为水的浸入创造了条件,当路面接缝或裂缝养护不及时,雨水从破损处浸入基层,渗入的水将在板下形成积水(自由水)。积水与基层材料中的细料形成泥浆,并沿面板接缝缝隙处喷溅出来,形成唧泥,唧泥的出现进一步加剧了板底的脱空,这样周而复始,恶性循环最终导致路面的损坏。我们在实际工作首先对于脱空位置的确定采用弯沉测定法。
(1)须用5.4m长杆弯沉仪及相当于BZZ一10的重型标准汽车。
(2)弯沉仪的测点与支座不应放在相邻两块板上,待彎沉车驶离测试板块,方可读取百分表值。
(3)凡弯沉超过0.2mm的,应确定为面板脱空。养护中,灌浆孔布设基本要求:
1)灌浆孔布设应根据路面板的尺寸、下沉量大小、裂缝状况以及灌浆机械确定。
2)用凿岩机在路面上打孔,孔的大小应和灌注嘴的大小一致,一般为50mm左右。
3)灌浆孔与面板边的距离不应小于0.5m。在一块板上,灌浆孔德数量一般为5个,也可根据情况确定。我们在养护中主要采用灌浆技术根据实际工程,灌浆后充填了板底出现的脱空,经过灌浆处治,从检测资料可看出原混凝土面板通过灌浆提高了承载力,通过多年的使用,证明该养护方法有效而且经济。
2.3对严重裂缝主要采用设置传力杆法
①设置传力杆方法,见图1。
1一保留板;2一全深度补块;3一缩缝;4一施工缝
图1 设置传力杆法(单位:cm)
②处理基层后,修复、安设传力杆和拉杆。③原混凝土面板没有传力杆或拉杆折断时,应用与原规格相同的钢筋焊接或重新安设。安装时应在板厚1/2处钻出比传力杆直径大约2~4mm的孔,孔中心距30cm,其误差不应超过3mm。④横向施工缝传力杆直径为Φ25mm,长度为45cm,嵌入相邻保留板内深22.5cm。⑤拉杆孔直径宜比拉杆直径大2~4mm,并应沿相邻板块间的纵向接缝板厚1/2处钻孔,中心距80cm。拉杆采用中l6螺纹钢筋,长80cm,40cm嵌入相邻车道的板内。
⑥传力杆和拉杆宜用环氧砂浆牢牢地固定在规定位置,摊铺混凝土前,光圆传力杆的伸出端应涂少许润滑油。⑦新补板块与沥青路肩相接时,应和现有路肩齐平。
图2l一膨胀空间;2一填入接缝材料;3-支撑条;4一导裂缝
2.4 接缝保养
1)应对接缝进行适时的保养,见图2,保持接缝完好,表面平顺。
①填缝料凸出板面,高速公路、一级公路超出3mm,其他等级公路超过5mm时应铲平。
②填缝料外溢流淌到接缝两侧面板,影响路面平整度和路容时应予清除。
③杂物嵌入接缝时应予清除,若杂物系小石块及其他坚硬物时,应及时剔除。
2)应对填缝料进行周期性或日常性的更换。
①填缝料的更换周期一般为2~3年。
②填缝料局部脱落时应进行灌缝填补;填缝料脱落缺失大于1/3缝长或填缝料老化、接缝渗水严重时应立即进行整条接缝料更换,
③填缝料技术要求应符合规范的规定。
3 结束语
通过多年来的养护,对于水泥混凝土路面的养护经验进行了简单总结,来起到抛砖引玉的作用。
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