水泥混凝土路面病害及其處理分析
2016-02-29
路面直接承受交通荷載的作用，受氣候、水、溫度等因素的直接影響，因而在使用過程中是最容易受到破壞的結(jié)構(gòu)層。對于高等級水泥混凝土路面板，根據(jù)我國已建成通車的高等級公路使用情況看，有相當部分破壞，如開裂、斷板、沉陷、錯臺等病害。
一、病害的類型
（一）裂縫
1、橫向裂縫。其產(chǎn)生的原因主要有水泥混凝土失水干縮、冷縮、切縫不及時等。失水干縮橫向裂縫是混凝土表層水分散失或體積收縮受到約束所產(chǎn)生的裂縫，一般發(fā)生在水泥混凝土水化、硬化的早期；冷縮裂縫是指由于水泥混凝土冷縮產(chǎn)生拉應力而引起的路面板開裂。
2、縱向裂縫。產(chǎn)生原因主要是路基體填料土質(zhì)不均勻、含水量不均勻、施工方法不當?shù)龋瑢е侣坊痪鶆虺两?，從而使路面板在自重和行車壓力作用下產(chǎn)生縱向裂縫。
3、交叉裂縫。產(chǎn)生交又裂縫的主要原因有：水泥混凝土路面自身強度不足；路基和路面基層的強度和水穩(wěn)定性差；使用了性能不穩(wěn)定的水泥，澆筑的水泥混凝土路面板就會產(chǎn)生大面積的龜裂。
4、板角斷裂。板角裂縫通常是由于板角處受連續(xù)荷載作用、基礎支撐強度不足及翹曲應力等因素綜合作用而產(chǎn)生。
（二）表面損壞
1、紋裂、網(wǎng)裂、板面起皮和剝落。產(chǎn)生的原因主要是水泥混凝土水灰比過大，施工時過度抹面、養(yǎng)護不及時，在水泥混凝土拌和過程中用了含鹽量偏高的水和質(zhì)量低劣的集料。
2、麻面、露骨。麻面一般是由于水泥混凝土路面施工時，在混凝土初凝前遇雨所致。
3、磨光。磨光的主要原因是水泥混凝土路面表面水泥砂漿層強度低，水泥及集料等原材料耐磨性差，或路面使用時間較長等。
4、坑槽、孔洞。由于水泥混凝土混合料是種多相不均勻材料，因此在水泥混凝上路面板強度較低處易出現(xiàn)局部破損，并形成有一定深度的洞穴，即孔洞。面層骨料局部脫落而產(chǎn)生的長槽稱為坑槽?？锥?、坑槽產(chǎn)生的原因主要是由于集料含泥量過大，混凝土內(nèi)有泥土或其他雜物。
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1、填縫料損壞。填縫料損壞的主要原因有：填縫料本身質(zhì)量不合格，填縫料在長期外界環(huán)境作用下老化，脆裂，或由于混凝土路面板受熱膨脹，擠壓脹縫，致使填縫料被擠出，不能正常復原等。
2、接縫碎裂。接縫碎裂主要是指由于填縫料損壞，泥、砂等雜物侵入脹縫，導致路面板再次膨脹時受阻，或雨水滲入基層和墊層，使基層強度降低，從而導致路面接縫處的變形和破損。
3、唧泥。唧泥產(chǎn)生的原因是填縫料破壞，雨水下滲等。
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1、錯臺。錯臺產(chǎn)生的原因是橫縫處未設置傳力桿，由于基層或路基體壓實不均勻，致使相鄰水泥混凝土路面板在車輛的重復荷載作用下，產(chǎn)生不均勻沉降。
2、拱起和沉陷。拱起產(chǎn)生原因主要是脹縫被硬物阻塞，或脹縫設置過少，使路面板受熱時不能自由伸張。沉陷產(chǎn)生的原因主要是填縫料損壞導致雨水從接縫處下滲，軟化基層，甚至軟化路基體，使路面板接縫下方的基層和路基體承載力下降，路面板跟著下沉。
二、水泥混凝土路面病害處理方法
1 瀝青罩面層技術應用分類
采用瀝青面層作為原路面的罩面層是一種非常典型的補強方法，這種形式的路面結(jié)構(gòu)能吸收兩種材料的優(yōu)點，原有水泥路面可以提供穩(wěn)定、堅實的基層，瀝青罩面層可以提供摩阻系數(shù)高、平整度好的表面層，大大改善了路面的使用性能。在進行瀝青罩面之前，必須對原路面的破壞進行相應的處理，保證瀝青罩面層的正常施工，充分發(fā)揮其作用。處理包括下面這些方面：①沉陷、軟弱地基的處理；②表面破損的處理；③斷裂板處理；④斷裂板處治。
2 裂縫寬小于3mm的斷板修補
2.1 直接灌入法：適用于施工中產(chǎn)生的混凝土收縮裂縫。在未通車前，一旦發(fā)現(xiàn)混凝土板出現(xiàn)裂縫，可用聚硫環(huán)氧樹脂材料等直接灌注。
2.2 注射器注射法：具體工序如下：①清縫：采用空氣壓縮機配特制噴嘴吹于縫隙，并用細鉛絲小鉤子充分掏盡縫隙中的泥土等雜物；②配灌縫材料：將小包裝主劑與固化劑按2：1比例摻配。一般小包裝為1kg，混合劑分A桶主劑0.67kg和B桶固化劑0.33kg二個桶裝，操作時只需將固化劑直接倒入主劑中，攪拌至顏色均勻即可；③注射器注射：使用50ml醫(yī)用注射器抽入混合劑，對準插入縫隙注射，由中線向兩邊逐點注射至縫隙填滿。若先注射段落滲入較多，應及時補注至飽滿，若15min內(nèi)不再滲入則可認為已注滿縫隙，整個縫隙注射完成后，撒少許干水泥拌砂混合料覆蓋，3h后即可開放通車。該操作應在配料開始90min內(nèi)完成，否則材料將凝固，無法使用。
3 水泥混凝土板面局部修補
3.1 輕微斷裂的處理 對于輕微斷裂，裂縫有輕微剝落的，先畫線放樣，按畫線范圍開鑿成深約5～7cm的長方形凹槽，刷洗干凈后，用快凝小石子混凝土填補。
3.2 較寬裂縫的處理方法 對于輕微斷裂，但裂縫較寬且有輕微剝落的斷板，應按裂縫兩側(cè)至少各20cm的寬度放樣，按畫線范圍開鑿成深至板厚一半的凹槽，此凹槽應與中線垂直，刷洗干凈凹槽，在凹槽底部裂縫的兩側(cè)用沖擊鉆，沿與中線平行方向，間距30～40cm，打眼貫通至板厚達基層表面，然后再清干凈凹槽和孔眼，在孔眼安設Ⅱ形鋼筋，沖擊鉆鉆頭采用30規(guī)格，Ⅱ形鋼筋采用螺紋鋼筋制作，鋼筋安設完成后，用高強度水泥砂漿填塞孔眼至密實，最后用與原路面相同強度等級的快凝混凝土澆筑至與路面齊平。
3.3 徹底的處理方法 較為徹底的辦法是將凹槽鑿至貫通板厚，在凹槽邊緣兩側(cè)板厚中央打洞，深10cm，直徑4cm，水平間距30～40cm。每個洞應先將其周圍潤濕，插入一根直徑18～20cm、長約20cm的鋼筋，然后用快凝水泥砂漿填塞搗實，等砂漿干硬后澆筑混凝土搗實至與路面齊平即可。
4 脫空板的處理
4.1 壓漿材料 壓入板底的材料具備以下特征：一是顆粒粒徑小、流動性大，能順利壓進板底空隙；二是弱收縮性，能充分填充板底空隙。國內(nèi)外都有使用乳化瀝青作填隙材料的經(jīng)驗，雖具有較好的流動性，但強度偏低，且受溫度影響大，溫度高時易軟化，在荷載作用下容易從板底唧出，因而不宜選用。實驗發(fā)現(xiàn)選用水泥粉煤灰漿，采用較低的水灰比就可達到較好的流動性，且強度較高，收縮量小。采用水泥：粉煤灰：水=1：0.5：0.45配合比制作的灰漿試件，其室內(nèi)3天的抗壓強度高于5MPa，可作為壓漿材料。
4.2 常用壓漿設備――灌漿機 灌漿機是專門用于公路水泥混凝土路面板底脫空處灌注混凝土的養(yǎng)護設備。特點：①自備動力，集發(fā)電、制漿、灌漿及水箱于一體，適合于各種環(huán)境下的野外流動作業(yè)；②液壓主要部件選用進口原件配套，結(jié)構(gòu)科學合理，操作簡單，維修方便；③設有壓力過載保護裝置，具有良好的安全性和可靠性；④雙向攪拌，快速均勻，可連續(xù)灌漿，工作效率高。
三、結(jié)束語
要預防水泥混凝土路面病害，延長水泥混凝土路面的使用周期，需要設計、施工、養(yǎng)護管理各方主體各負其責，分頭把關，嚴格按照行業(yè)規(guī)范標準，結(jié)合工程實際，嚴格履行各自職能，提高水泥混凝土路面的使用功能。
