徐辉
摘 要:本文介绍了水泥混凝土路面接缝病害,并对病害的成因做了初浅的分析。依据经验在接缝设置和施工过程控制两方面,对接缝病害的防治提出了自己的建议,目的是提高水泥混凝土路面使用寿命,确保路面使用安全和提高路面使用舒适度。
关键词:水泥路面; 病害; 防治
1 引言
水泥混凝土路面作为高等级路面类型的一种,因其特殊的高强度,耐久性,好养护,使用年限长等优点,在公路建设中被广泛应用。但在使用过程中,受环境因素影响,在车辆荷载的反复作用下,以及施工过程中存在的隐患等原因,水泥混凝土路面从接缝位置出现病害,近面引起其他病害的现象较为普遍,严重影响了行车安全、舒适和使用寿命。现就工作中遇见的问题进行初浅的分析研究,为今后的施工提供建议,提高水泥混凝土路面的使用寿命。
2 水泥混凝土路面主要病害类型及成因分析
2.1 接缝碎裂
水泥路面接缝碎裂主要有两种,一种是横缝碎裂,通常发生在横向接缝两侧数10厘米宽度范围内,发生的原因一是传力杆位置放置不准确或在施工振捣中导致传力杆发生位移,导致传力杆彼此不平行,与接缝面不垂直;二是传力杆两端均与周围混凝土粘结,导致传力杆滑动端滑动功能失效,产生过大的板内附加应力,超过混凝土的抗剪强度时,发生剪切挤碎。另一种是纵缝碎裂,通常发生在未设拉杆的企口缝位置,在车辆和荷载的作用下,企口缝会发生剪切破坏,形成破碎带。
2.2 面板拱起
水泥路面面板拱起是指水泥中路面接缝处两侧板面伸缩受阻时,两侧板面向上拱起,通常发生在胀缝设置处。水泥混凝土路面受温度变化影响,发生热胀冷缩,收缩时,填缝料失效,胀缝内落入坚硬杂屑,使混凝土板面在膨胀是不能自由伸长,受挤压发生面板失稳变形。
2.3 上下错台
水泥路面上下错台是指路面接缝两侧面板出现竖向相对位移,在横向接缝和纵向施工缝位置均有可能发生。主要是在施工过程中没有保证两侧混凝土壁面垂直,接缝两侧面板在伸缩过程中,受力不一致产生上下错开面,进而形成错台;另外地基软化发生沉陷,基础受力不均,也会发生错台现象。
2.4 唧泥
水泥路面唧泥是在外力频繁作用下,基层发生累积变形,造成面层板与基层中间脱空,雨水沿接缝下渗而积聚在脱空的空隙内,与基层脱落的细料混搅成泥浆,汽车通过接缝时,由缝内喷溅出稀泥浆的现象。
2.5 填料损坏
水泥路面接缝填缝料在环境和外力作用下,失去封堵作用,使坚硬杂物进入缝内,阻碍混凝土面板自由伸缩,引起碎裂和拱起等病害;雨水通过接缝渗入路面基础,降低基础承载力发生沉降,造成错台;雨水在面层和基层的空隙中与基层细集料形成压力水,造成唧泥现象。
3 水泥混凝土路面病害防治措施
3.1 合理设置接缝
3.1.1 缩缝
在实际施工过程中,水泥路面通常要求每4-6米设置一道横向缩缝,一般采用不设传力杆的假缝形式;只有在特殊部位才会依据设计设置加传力杆型横向缩缝。横向缩缝应等间距布置,且不宜采用斜缝。当水泥路面一次施工宽度大于4.5m 时,应设置纵向缩缝,纵向缩缝宜采用不设传力杆的假缝形式。
3.1.2 胀缝
水泥路面的胀缝一般设置在路面与构造物的衔接处、变坡处、交叉口处,通常两胀缝间距不宜大于350米,但也可依据施工季节考虑是否设置。当夏季高温施工时,可不设胀缝,秋冬季施工时,温差较大时一定要考虑合理设置胀缝。胀缝必须贯穿到底,在板厚中央设传力杆。
3.1.3 施工缝
水泥路面在施工过程中,当一次施工宽度小于路面宽度,需要分两侧施工时,应设置纵向施工缝。纵向施工缝宜采用平缝加拉杆的形式。每天施工结束或是施工过程中断超过30分钟后,必须设置横向施工缝,能不设就不设,必须设置时,尽可能与胀缝和缩缝重合。横向施工缝通常采用平缝加传力杆型。
3.2 施工过程控制
3.2.1 接缝施工
水泥路面纵向施工缝中的拉杆宜采用螺纹钢筋,设板厚中间,并对中间10CM范围进行防锈处理。在摊铺相邻路面时,应检查拉杆是否牢固,若发现拉杆松脱或漏插,应重新钻孔植入。
路面施工前横向缩缝传力杆应先用支架定位,并且绑扎牢固,传力杆宜用光圆钢筋,一半长度加5CM涂沥青。浇筑混凝土前应先检查传力杆的位置,施工过程中宜使用手持振捣棒振捣传力杆周围混凝土,避免发生位移。
路面胀缝在施工过程中要保证钢筋支架和胀缝板的准确定位,使机械或人工摊铺时不产生推移、支架不弯曲,胀缝板不倾斜、连续贯通整个板宽。胀缝板上部临时软嵌25MM*20MM木条,保持缝宽均匀一致,边角完好,直到填缝,剔除木条,再粘胀缝橡胶条或填缝。胀缝传力杆应在涂沥青一端加一套子,用纱布填充套子空隙。
3.2.2 切缝
水泥路面在切缝时,横向缩缝的切缝方式应根据施工期间混凝土面板摊铺完毕到切缝时的昼夜温差,确定采用硬切、软切、软硬结合哪种方式。如温差小于10度,最长时间不超过24小时,宜采用硬切法;温差10-15度时,宜采用软硬结合法;温差大于15度时,宜采用软切法。
路面切缝深度不能太浅,浅了起不到切缝作用,深了耗时耗材,通常设传力杆的缩缝切缝深度应为板厚的1/3-1/4,深度应大于7CM;无传力杆的缩缝切缝深度应为板1/4-1/5厚的,深度应大于6CM。有拉杆的纵向缩缝切缝深度应板厚1/3-1/4的,深度不應不于7CM。切缝宽度不宜过窄,宜控制在4-6MM,否则无法灌缝,也很难控制填缝形状系数(填缝料灌缝时的深度与宽度之比)。
3.2.3 清缝、填缝
水泥路面在灌填缝料前,先用清缝机清除缝中砂石、凝结的泥浆等杂物,再用压力水彻底清除接缝中尘土及杂物,确保缝壁与密封材料粘结牢固。填缝的形状系数宜控制在2左右,灌注深度宜为15-20MM,最浅不应小于15MM。热天施工时填缝料宜与面板一平,冷天施工时填缝料应填为凹液面,中心宜低于板面1-2MM,填缝必须饱满均匀、厚度一致、连续贯通。填缝料养护期间应封闭交通,在常温施工方式下,气温低时填缝料的养生期宜为24小时,气温高时填缝料的养生期宜为12小时;在加热施工方式下,低气温时填缝料的养生期宜为2小时,高气温时填缝料的养生期宜为6小时。
3.2.4 填缝料
水泥路面的填缝料应选用与混凝土表面粘结牢固、回弹性、能适应混凝土面板胀缩、不溶于不透水、高温不溢出低温不脆裂的耐久性材料。常温施工填缝料主要有聚酯、硅树脂类,氯丁橡胶、沥青橡胶等。加热施工填缝料主要有沥青玛蹄脂类、聚氯乙烯胶泥类、改性沥青类。高等级公路优先使用树脂类、橡胶类或改性沥青类填缝材料。
4 结语
水泥混凝土路面接缝病害还有多种,产生的原因也诸多,本文中针对接缝碎裂、拱起、错台、唧泥及板底脱空和填料损坏等接缝病害类型,作了初浅的分析,提出了自己的设置方案和施工控制措施,希望这些建议能择接缝施工有帮助,提高路面接缝使用质量,减少病害发生,提高水泥混凝土路面使用安全,延长使用寿命。
参考文献:
[1] JTG 30—2003.水泥混凝土路面施工技术规范[S].
[2] JTG 30—2003.傅智.李红.水泥混凝土路面施工实施与应用指南[S].