水泥混凝土路面的病害及其防治方法

导语:水泥混凝土路面是指以水泥混凝土为主要材料的路面,简称混凝土路面。又称刚性路面,俗称白色路面,是一种高级路面。水泥混凝土路面包括素混凝土、钢筋混凝土、连续钢筋混凝土、预应力混凝土、钢纤维混凝土和装配式混凝土。

路面直接承受交通荷载,直接受到气候、水、温度等因素的影响,是使用中最脆弱的结构层。对于高等级水泥混凝土路面板,根据我国已建成通车的高等级公路的使用情况来看,有相当多的破损,如开裂、断板、沉陷、错位等病害。本文将对水泥混凝土路面的病害及其成因进行分析,并提出个人的防治意见,与同仁们共同探讨。

一.疾病类型

裂缝

1.横向裂缝。横向裂缝是指垂直于路线方向的规则裂缝,主要原因是水泥混凝土的干缩、冷缩和切缝不及时。失水干缩横向裂缝是混凝土表面失水或体积收缩约束而产生的裂缝,一般发生在水泥混凝土水化硬化早期。冷缩裂缝是指水泥混凝土冷缩产生的拉应力引起的路面板裂缝。

2.纵向裂缝。纵向裂纹是指与路线方向平行或基本平行的裂纹。主要原因是土质不均匀,含水量不均匀,道路基质填料施工方法不当,导致路基不均匀沉降,从而在自重和行车压力作用下造成路面板纵向裂缝。

3.交叉裂缝。两条或两条以上相互交叉的裂纹称为交叉裂纹。产生重叠裂缝的主要原因是:(1)水泥混凝土路面本身强度不够;(2)路基路面基层强度和水稳性差;(3)使用性能不稳定的水泥时,浇筑的水泥混凝土路面板会大面积开裂。

4.板角坏了。板角裂缝是指贯穿水泥混凝土路面板整个厚度且等于板角两侧接缝的裂缝,板角至裂缝两端的距离小于或等于端点所在路面板边长的一半。板角裂缝通常是由板角连续荷载、基础支撑强度不足和翘曲应力引起的。

(2)表面损伤

1.开裂、网裂、起皮、板面起皮。裂纹和网状裂纹是导板表面上的浅、薄或丝状表面裂纹和网状裂纹。主要原因是水泥混凝土水灰比过大,施工中抹灰过多,养护不及时,水泥混凝土搅拌过程中使用含盐量高的水和劣质骨料。或者水泥中的碱与骨料中的特定矿物发生反应。因此,在施工过程中,应严格控制骨料质量,严格控制用水量。必要时,还应检测水质。

2.麻子露骨。麻面是指水泥混凝土路面板表面的结合料被磨掉,成块或分段的路面板呈现出过分粗糙的表面的现象。麻面一般是在水泥混凝土路面施工过程中,混凝土初凝前下雨造成的。

路面混凝土保护层脱落导致骨料裸露的现象称为裸露。主要原因是混凝土表面砂浆不足,导致混凝土路面表面强度不足。

打磨。打磨是指水泥混凝土路面板在车轮荷载下反复碾压后,表面摩擦系数下降到限值以下,严重影响行车安全。打磨的主要原因是水泥混凝土路面表面水泥砂浆层强度低,水泥、骨料等原材料耐磨性差,或者路面使用寿命较长。

4.坑、槽和洞。由于水泥混凝土混合料是一种非均质材料,容易在水泥混凝土路面板强度较低的地方发生局部破坏,形成具有一定深度的洞穴,即孔洞。面层骨料部分脱落而形成的长槽称为坑槽。产生孔洞和凹坑的原因主要是由于骨料中含泥量过大,以及混凝土中的泥土或其他杂物。

(3)关节损伤

接缝包括横向接缝(伸缩缝和缩缝)、纵向接缝和施工缝。设置的目的是减少或避免水泥混凝土热胀冷缩产生的应力对路面板的破坏。但接缝设置不当或接缝损坏也会降低路面的整体性能,甚至导致路面板更快破坏。水泥混凝土接缝损坏主要有以下几种形式。

1.接缝密封胶损坏。接缝填料损坏是指接缝内无填料、填料损坏、接缝内混有砂石等异常现象。填缝料损坏的主要原因是:填缝料本身质量不合格,填缝料在长期外界环境下老化变脆,或因混凝土路面板热胀冷缩挤出填缝料,无法正常恢复。

2.关节坏了。接缝破碎是指水泥混凝土路面板接缝两侧在60cm左右宽度范围内发生倾斜的剪切破碎现象。接缝破碎主要是指接缝填料、泥、砂等杂质侵入伸缩缝破坏,导致路面板重新膨胀受阻,或雨水渗入基层和垫层,降低基层强度,从而导致路面接缝变形破坏。

3.泵送泥浆。翻浆是指车辆经过时,基层细料随水一起被挤出接缝的现象。翻浆的原因是接缝填料的破坏和雨水渗透。

(4)变形和损坏

由于水泥凝结硬化后是非塑性的,所以水泥混凝土路面板的变形破坏是指水泥混凝土路面板接缝处的错位、起拱、沉陷等现象。

1.错误的渠道。错台是指接缝处相邻水泥混凝土路面板之间的垂直高度差。错台的原因是横向接缝处未设置传力杆,基层或路面基体压实不均匀,导致相邻水泥混凝土路面板在车辆反复荷载作用下产生不均匀沉降。

2.拱起和下陷。起拱是指横缝两侧的混凝土路面板明显隆起的现象。反之,沉陷是指横缝两侧的混凝土路面板明显下沉的现象。

起拱的主要原因是伸缩缝被硬物堵塞,或伸缩缝设置过少,使路面板受热时无法自由拉伸。沉降的主要原因是接缝填料的破坏导致雨水从接缝处渗入,软化基层甚至路面基体,使路面板接缝下的基层和路面基体承载力降低,路面板随之下沉。

拱起和下陷会对车辆的舒适性和安全性产生很大的影响。在施工中合理设置伸缩缝,在运行中对伸缩缝进行有效维护,可以有效避免这种破坏。

二、防控措施

(一)对于在建道路,科学管理和优质施工是保证路面质量的基础。

1.严格控制材料。根据公路路基施工规范,一般情况下,不能压实到规定密度,不能形成稳定填土的材料不能用于路基填筑。严格按照规范要求选择路面板施工材料,控制水泥、骨料、砂的技术指标,混合料运至施工现场后满足工作要求;桥台回填要求选择透水性好、匹配性好的材料。

2.确保施工质量,包括地基处理、基层施工和表面施工。确保各施工阶段的质量。保证切缝温度和时间,及时养生和切缝;振动完全且完全密实;做好施工缝、缩缝、伸缩缝的处理;建设科学的排水设施,防止路面水渗入;确保每层的厚度和密实度合格。

3.完善科学的管理体系和严格的监督体系。对于试验段的施工,从方案的审批、准备工作的审查到施工的全过程,都必须进行现场监督,坚持全程监督,及时发现和解决问题,及时总结施工技术和施工组织的经验。通过试验段的施工,对各作业段所用材料的配比、拌和方法、机械效果、松铺系数、允许延迟时间、适宜长度等问题进行了审定。

(二)对于已经发生的损坏,应针对具体类型进行不同的工程处理方法。

1.对于水泥混凝土板出现裂缝的现象,可采用HZ/HD裂缝修补材料进行灌浆处理,4小时后开放交通。为彻底处理裂缝,可将裂缝两侧30 ~ 40 cm范围内的混凝土板凿除,然后放置钢筋网,浇在与原面板同标号的混凝土上。捣实压实后,打磨线条,两侧应设缩缝,缝内填沥青材料,防止雨水渗入;对于基层已经破损的裂缝,或者断板、烂板、伸缩缝破损的路面,需要大面积凿除混凝土板,然后结合实际情况对基层进行处理,再采用上述方法。

2.最好根除水泥混凝土板错位下沉的现象,用同标号的新混凝土修补,加入JK系列混凝土快速修复剂,一般4小时后即可通车。

3.对于水泥混凝土的裂缝、净裂缝、伸缩缝、施工缝、缩缝,可采用局部换板进行修补,并可添加JK系列混凝土快速修补剂。对于有龟背裂缝的混凝土路面,所有的板块都需要凿毛重做。

4.路面板块严重断裂多是由于基层强度不足或渗透软化、路基不均匀沉降等原因造成的。一般处理方法是在基层和路基处理后,凿去整块板,浇筑新的混凝土板。

5.当大部分水泥混凝土路面出现裂缝、断板、沉陷、错位等病害时,除了申诉的方法外,一些主干道还采用在旧水泥混凝土路面上覆盖改性沥青混凝土面层的方法进行处理。

第三,结论

任何道路病害的发生都直接或间接地反映了工程的施工质量。防治的最佳时机在施工阶段,最好的处理方法是防患于未然。施工项目中的科学管理和质量控制可以最大限度地减少路面病害的发生。对于已经出现和形成的疾病,要找出原因,对症下药。同时也要管好道路的养护,制止超载等因素,综合治理,保证道路的正常运行。