公路水泥混凝土路面产生病害及处理措施

胡静松

摘要:水泥混凝土面层是直接同车轮和大气接触的最上一个层次,受行车荷载各种力的作用以及大自然因素变化的影响最大,因此面层材料应具备较高的力学强度和稳定性,且应当耐磨不透水。面层还应有良好的抗滑性、防渗性,必须满足平整度、粗糙度、强度等要求。水泥混凝土路面又是线型结构物,施工要求严格,工艺细腻,在铺筑过程中受干扰大,影响因素多。因此,施工前应做好充分准备,要有一个完善的工作班子,选择有经验的施工队伍,固定原材料来源,保持材料洁净、符合规范要求。合理安排施工期,宁慢勿乱。如违反客观规律,盲目赶进度,必然影响路面质量,留下隐患,这一点也必须引起足够重视。

关键词:公路混凝土；产生病害原因；预防措施

1公路混凝土路面接缝病害和断板

在新建和使用过程中不论是高等级公路还是农村公路,混凝土路面接缝病害和断板都比较普遍、比较严重,具体表现在:

(1)挤碎:接缝边角碎裂,多发生在距板边缘20cm～60cm处,破坏率达50%～90%,有的接缝在未开放交通前其附近的混凝土就已碎裂,有的通车后逐渐碎裂损坏。

(2)拱起:接缝两侧的板突然向上拱起。

(3)错台:接缝两侧面板产生竖向相对位移。

(4)唧泥:汽车行经接缝时,由缝内喷溅出稀泥浆。

(5)断板:有的板块当天浇筑的当天就断,有的未通车断板率就达30%,有的路段通车后断板急剧增加,断板率高的达60%～80%。水泥混凝土路面接缝破坏率与断板率如此之高,严重影响了路面使用功能,给高速行车带来不利影响,接缝破坏与断板是当前水泥混凝土路面亟需解决的问题。

2病害及产生原因

上述问题的产生,原因是多方面的,影响因素也较多,亦较复杂。一般认为主要是材料、工艺和管理上的原因,已引起人们的重视和关注,并在研究和总结经验的基础上不断改进。

2．1材料上

原材料不合格,水泥强度不足、体积安定性差、水泥的水化热高、收缩率大,砂、碎石颗粒偏大、含泥量大及有机质含量超标。

2．2工艺上

(1)路基不均匀沉降,基层材料强度不足、不均匀,基层混合料细料偏多,水稳性不良,导致重复荷载下产生塑性变形而同面板脱空失去支承出现应力集中而开裂。

(2)基层标高控制不严,为了控制面板高程而使面板减薄或为了使面板达到设计厚度,而将基层下刨,使基层凹凸不平,摩阻力增大产生断板。

(3)混凝土配比不当,水灰比偏大,各种材料计量不准,水泥用量不够。

(4)不严格按规范操作,工艺不到位,施工质量差:①混合料搅拌不足,振捣不密实,板边混凝土不均匀,强度不够;②养护不及时,未覆盖保养。天气突然变化,或刮大风时未采取保护措施,混凝土表面水分蒸发太快,而形成干缩裂缝;③切缝不及时,深度不够,切缝前混凝土收缩出现早期开裂;④传力杆安设不平直,活动端被浇死,缝内局部有连浆,或板收缩缝隙张开时硬物掉进缝中、填料失效等阻碍了板的伸长,使板在膨胀时不能恢复原位,产生较大的挤压力;⑤混凝土板厚与基础强度不足产生的荷载型裂缝。

3预防措施

混凝土路面質量主要控制项目有弯拉强度、板厚度、平整度、抗滑构造深度、路面宽度、接缝顺直度、横坡度、中线平面偏位、相邻板高差、断板率、切缝深度、灌缝饱满度。因此,混凝土路面材料与施工工艺要求如下:

3．1材料要求

合格的原材料是保证混凝土质量的必要条件。路面混凝土应采用旋窑生产的发热量少、收缩量小的道路硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。严禁使用安定性不合格及强度不足的水泥。不同强度等级、不同厂家、不同种类、不同批产的水泥严禁混合使用,特别注意核实袋装水泥的重量。碎石应质地坚硬、耐久、洁净,符合规定级配,最大粒径不应超过40mm,其强度、磨耗率等要达到规范要求。中(粗)砂应质地坚硬、耐久、干净,符合规定级配,含泥量不得大于3%,不允许混合砂作砼路面材料。采用干净水,不允许使用污水、废水、酸性水等,饮用水一般均适用于混凝土。

3．2施工工艺

3．2．1基本要求

(1)严格控制基层标高及平整度,确保基层强度、水稳性。

(2)安装模板:采用刚度足够的钢模板,模板应安装稳固、边线顺直、平整、弯道协调无扭曲、相邻模板连接紧密平顺。

(3)设置传力杆:含拉杆、胀缝板、传力杆及其套帽、滑移端,精度符合要求。

(4)养生与填缝:为防止混凝土中水分蒸发过速产生干缩裂缝,保证水化过程的顺利进行。混凝土表面整修后,当表面用手指轻压不现痕迹时即可开始保养,一般采用覆盖保湿养生,以减少混凝土面板底面与顶面温度差,防止混凝土断板。养生期达28天后,方可开放交通,开放交通前必须灌缝,填缝前要将缝隙清洗干净,待干燥后用沥青玛帝脂等填缝,灌缝必须饱满、密实。

3．2．2接缝设置

砼面层是由一定厚度的砼板组成,它具有热胀冷缩的性质,温度变化,混凝土面板产生不同程度的膨胀和收缩,致使板内产生过大的应力,造成断板或拱胀,为抵抗温度变化引起的内力,设置各种接缝构造将路面板体划分成小尺寸的板块。接缝分为纵缝和横缝。横缝分三种:胀缝、施工缝和缩缝。接缝设置降低了板体的整体性,直接影响路面的结构、使用功能和寿命,如何处理好接缝施工,已引起了人们的高度重视。

(1)纵缝。纵缝是指平行于路面行车方向的纵向施工缝。当行车道宽超过最大值4.5m时,则应设置纵缝,为防止板沿两侧路拱横坡滑动拉开和形成错台,防止横缝搓开,需在纵缝上设置拉杆,拉杆长50cm～70cm,间距80cm～100cm,直径14cm～16cm的螺纹钢筋。

(2)胀缝。常用的胀缝,归纳起来可分为两大类。一类为设传力杆的胀缝,一类为不设传力杆的胀缝。胀缝宜尽量少设,为了减少设置胀缝,应避免在低温季节施工水泥混凝土路面。根据经验,目前采用长间距胀缝居多,按“水泥混凝土路面设计规范”要求:在每侧钢筋混凝土搭板两端至少各设一条胀缝;与桥梁、其它路面等固定建筑物相连处;板厚变化处、小半径曲线和纵坡变化较大处均应设置胀缝。根据胀缝破坏原因的分析,修建胀缝施工时,应认真解决好以下三个主要问题:

①胀缝:胀缝横向设置,应与纵缝垂直,在胀缝处混凝土板完全断开,宽度以2cm为宜,缝壁垂直,缝内不得连浆或有硬物,上部3cm～4cm深度内浇灌沥青等填缝料,下部设置富有弹性的嵌缝板,灌缝时保持缝内洁净、干燥;

②胀缝板:要求胀缝板必须平直,尺寸准确,宜采用无接缝的整板,以免漏浆变形,板中心留孔洞,以利传力杆穿入。目前采用的胀缝板有两大类:软木类及合成材料类。软木板应选用无硬节的杉板或松板,并用沥青处理。合成板的种类较多,如粘胶板、泡沫板、木丝板等。采用合成板应注意质量,要求浇筑混凝土或遇水时不致变形;

4病害处理措施

水泥混凝土路面接缝破损与断板处理困难,修补工程量大,修补后平整度差,如处理不好病害容易反复出现,必须引起足够的重视。

(1)填缝料填补: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,避免杂物等不可压缩的材料混入。

(2)裂缝修补:在秋末冬初缝隙较宽时,对轻微裂缝,裂缝无剥落或轻微剥落,裂缝宽度小于3mm的断板,应及时将裂缝内的尘土清除干净,再灌满沥青砂或沥青玛蹄脂封缝,或用环氧树脂胶结。

(3)局部修补:根据断裂程度把混凝土板凿成深约5cm～7cm的长方形槽后,用水泥砂浆涂抹槽壁和底面然后用混凝土填补。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深10cm,直径4cm,水平间距30cm～40cm的洞,洞中插入直径18cm～20cm,长约20cm的钢筋,然后用快凝砂浆填塞捣实,待砂浆硬结后,再将凹槽边壁湿润涂刷水泥浆,用与原来相同的混凝土浇入槽中捣实。

5结束语

水泥混凝土路面具有强度高、稳定性好,耐久性好,养护费用少、经济效益高、有利于夜间行车等优点。广泛应用于新建公路,特别是农村公路。但接缝的设置,降低了混凝土面板的整体性,容易产生接缝病害。