水泥混凝土路面病害的形成原因分析与对策研究

水泥混凝土路面病害的形成原因分析与对策研究

张斌

青海西拓交通工程咨询有限责任公司810001

摘要:随着我国社会经济的快速发展,人们对道路的需求越来越高,水泥混凝土路面在城市道路中的应用越来越广,与此同时也促进了国内交通运输事业的健康发展。水泥混凝土路面的适应性及抗灾能力强,能较好的满足现代化交通的要求,但是公路在使用过程中许多病害也会逐渐体现出来,给公路的使用质量带来不利影响。本文结合多年工作经验,对水泥混凝土路面常见的病害及产生的原因进行了详细分析,以供相关工作人员参考。

关键词:水泥混凝土;路面病害;原因分析

一、水泥混凝土路面病害处理的重要性

在道路工程建设过程中因为水泥混凝土本身具有的高强度、高承载力、高耐磨强度以及稳定性好等特点倍受青睐,逐渐成为现代生活中一种比较常见的路面。但是,一方面由于水泥混凝土自身稳定性比较低,特别是韧性相对其他建设材料相比较低,容易受当地环境影响,随着气候、温度的变化易引起路面的变形。另一方面在道路建设过程中对施工技术要求不严,以及道路后期养护不到位,造成路面产生各种病害。其中最为常见的病害就是裂缝、断板、沉陷等,路面存在病害轻则影响道路交通,缩短道路使用寿命;重则造成交通事故,为人民社会带来巨大经济损失和人身伤害。因此,在道路工程建设中必须要加强对水泥混凝土路面施工以及养护的重视,加强对路面存在病害的管理。分析路面存在病害产生的原因,并积极寻找相应解决措施,使道路可以更好为人民服务,提高人民生活质量。

二、水泥混凝土路面常见病害及成因

1、裂缝

水泥混凝土路面开裂有很多原因。混凝土自身收缩所形成的裂缝,收缩产生的裂缝又包括缩水收缩裂缝和塑性收缩裂缝;地基基础发生变形所形成的裂缝;一般出现这种裂缝多是工程前期没有认真勘查造成的,同时也不排除是地基基础本身的特殊性导致的:构件不自由形成的裂缝;施工工艺不良形成的裂缝;钢筋发生锈蚀形成的裂缝;外部荷载形成的裂缝;温度变化形成的裂缝。

2、面板错台、脱空

由于路基的变形量大小不一,所以使得接缝或裂缝处相邻面板出现垂直高差的现象,被称为错台。形成这种病害的主要原因为:路基压实不足或填料不一致,施工时压实度不够,经反复行车和自然因素的作用,促使路基发生不均匀沉降;基层采用手摆块石作基层,施工中密实度难以控制和不易压实,往往会松动失稳,或部分基层砂石级配不够合理,拌合不均匀导致相邻段落粗(细)料含量集中未经处治等因数存在,在车辆荷载的作用下造成路面错台损坏;地基变软下沉,置于斜面上的路堤在填筑时原地面处理不当,使新老路基产生不均匀沉陷。

3、路面板角断裂

路面板断裂的原因有三类:一是施工因素所致,混凝土混合料塌落度小,浇筑完成后没有及时的养护,切缝时间晚;二是面板脱空,面板基础出现不均匀沉降,使面板脱空,抗折能力大幅度降低;三是车辆重载,车辆荷载超过设计荷载。而路面板角断裂则是指与混凝土板角两边接缝相接的贯穿板厚的裂缝。施工时因是板角位置,所以振动器难以使混凝土充分密实。在板角完成施工后,强度相对较弱,在受力方面,板角处于不利的位置,在边角的底下,容易因雨水等的冲刷而降低了土壤的密实度,从而板角下的基层密实度相对于板中的密实度要低,受力相对较差,车轮荷载作用在板角时,就很容易引起板角的断裂。

4、边角剥落

水泥混凝土路面板接缝两侧倾斜的剪切挤碎现象称为接缝碎裂。混凝土路面常见的接缝分纵缝和横缝。横缝又分为胀缝(真缝)和缩缝隙(假缝)两种。一般为横缝。该病还主要是因施工时胀缝的不规范设置或未设置,在车辆荷载和自然因素的作用下,使缝中形成空隙,其他的杂物就容易进入空隙,从而容易成为以后板块伸胀时的障碍,进入的比较硬的物体容易引起板边出现胀裂,雨雪水也能通过缝隙进去里面,损坏路基,刚开始的时候,裂缝可能较小,但是经过几次冻缩后,裂缝就会越变越大,从而引起边角出现剥落。

5、接缝被损坏

接缝内无填料,填料破损,缝内混杂砂石被称为填缝料损坏。填缝料损坏多与填料脆裂、老化、挤出与板边脱离有关。因受资金和监管不力等影响,未对缩缝进行规范的灌缝,少数项目甚至根本没被处理。所以,在行车荷载和环境因素的作用下,就会有较大的缝边破裂和因雨水渗入到基层,从而多种病害也就由此产生。

三、水泥混凝土路面病害的处治对策

1、设计方面

(1)设计的板厚较薄,难以承受巨大的冲击破坏动能,在充分考虑冲击动荷载对路面的作用后,适当提高技术标准和设计厚度,以适应我国公路不断增长的交通量的需要;(2)在软基路段,桥头下挖路段和填挖路段交换频繁的路基上必须深挖进行补强设计并增加相应的预算;(3)水泥混凝土路面基层要达到支撑稳固的要求,必须解决基层耐冲刷和弯沉均匀性问题;(4)在对高填方软基和台背填土进行认真处置的基础上,如果可预见沉降变形过大,可采用薄层沥青混凝土或砌块的过度路面形式;(5)在路基基层下,地下水位高和多雨地区,应考虑设计一定厚度的渗透排水砂砾垫层,严寒地区应综合考虑设计排水和防冻垫层。

2、混凝土路面裂缝的修复和处理方法

2.1裂缝修补

对于轻微断裂,采用直接灌人粘结剂的方法进行修补。粘结剂为聚胺脂、聚硫环氧树脂等高分子树脂工程材料,这种方法对新建道路断板较为适用。首先将缝内泥土、杂质清除干净,确保缝内无水,干燥。在缝内铺一层聚胺脂底胶层,厚度为0.3mm±0.1mm。把准备好的灌浆材料灌人缝内,固化后达到通车强度即可。

2.2局部补修

当板面局部破裂损坏时,可进行小范围的局部修补。我们在实际工作中常采用的主要有以下两种修复立式:①对于轻微断裂,先根据实际情况在裂缝两边一定的范围画线放样,定出开窗的范围,再按画线的区域开凿成深约5~7cm的线形凹槽,清除碎碴后,用快凝小石子混凝土填补,并抹平即可。②如果断裂较严重就可以将凹槽凿至贯通板厚,并在凹槽两面的板厚中央打洞,洞的规格为深10cm、直径4cm、水平间距30~40cm,再扦人直径18~20mm、长20cm的钢筋。用快凝砂浆填塞捣实,待砂浆硬结后再用快凝混凝土填筑凹槽,并捣实抹平其路面即可。如果凿开的凹槽宽度大于0.5m以上,可以在凹槽内放置直径8mm,纵横间距为40cm的钢筋网进行补强。

3、养护管理方面

(1)对混凝土路面必须经常清扫,不让路面上有碎石及其他硬物,免受车轮反复碾压而破坏路表面造成麻面的产生;(2)为防止接缝的失效必须及时更换已老化或损坏的填缝料,使接缝填料保持良好的状况,以防止泥土、砂子、石子、水等进入接缝内,从而导致路面的破坏;(3)对路面裂缝及早期病害,应及时进行修复处理,防止形成进一步的破坏;(4)必须重视路面排水系统的养护,加大资金投入配套完善修建边沟等排水系统,经常疏通路面排水设施,防止水通过接缝或裂缝对路面造成破坏。

结束语

总而言之,水泥混凝土路面在实际使用过程中,依然存在多种的影响因素,导致水泥混凝土路面在使用中出现各种病害,直接影响到公路桥梁工程的行车质量。因此在水泥混凝土公路建设过程中要科学管理,质量层层把关,最大限度地减小路面病害的发生率。对已经出现和形成的病害,要认真分析病害原因,并积极寻找解决措施,保证道路质量,确保道路的正常运营。

参考文献:

[1]《公路水泥混凝土路面养护技术规范JTJ073.1-2001.pdf》

[2]唐艳良.水泥混凝土路面损坏病因及防治措施分析[J].交通世界:建养.机械,2015(12):112-113.

[3]《公路水泥混凝土路面设计规范》

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