浅议水泥混凝土路面养护与维修

周成帅 李增卫

摘要:文章论述了水泥混凝土路面的损坏原因和修补措施,并从多个角度对水泥混凝土路面的大、中、小修补养护方案进行了论述。在维修过程中有针对性地采取施工措施,为有效的延缓路面使用寿命提供了保障。

关键词:水泥混凝土路面;损坏原因;养护方案;路面养护;路面维修

中图分类号:U416文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)20-0150-02

一、养护的基本要求

水泥路面养护,必须做好预防性,经常性养护,通过经常的巡视观察,及早发现缺陷、查清原因,不失时机的采取措施,以保持路面状况的完好。

水泥路面在使用中,必须对其使用质量进行定期的调查评价,有计划地进行修理和改善,选用良好的养护材料。水泥应具有强度高、收缩性小、耐磨性强、抗冻性好等性能,以采用硅酸盐道路水泥和普通硅酸盐水泥为宜,其标号不应低于425号。接缝材料应选用粘结力强、回弹性能好、不渗水、抗嵌入能力强、高温时不流淌、低温时不脆裂、耐用、且施工方便、价格低廉的材料。

二、常见病害

水泥路面在行车和自然因素的重复作用下,出现的各种病害,依据其路面特点大致分为接缝破坏和混凝土板损坏两个方面:

(一)接缝破坏

1.接缝破坏。在路面板的胀缝上或在板的搭接处产生倾斜的剪切挤碎,甚至造成整块路面板碎裂或断开裂成很多块。这是由于胀缝内的滑动传力杆位置不正确,或者施工时胀缝内有混凝土搭连或落入坚硬的杂屑等原因,使路面板的伸胀受阻而发生板边的剪切挤碎。超重车辆的大轴载作用也可能导致混凝土板的直接断裂。

2.拱起。混凝土路面板在热膨胀受阻时,接缝两侧的板突然向上拱起的现象。这主要是非高温季节施工时,胀缝设置过长,缝隙过窄或缝内收缩时嵌入硬杂物,气温突变受热膨胀时,产生这种纵向屈曲失稳现象。

3.错台。接缝两侧混凝土路面板端部出现竖向相对位移,胀缝两侧混凝土壁面不垂直,使缝旁两板在伸胀挤压过程中,上下错开;或地面水沿缝隙渗入基层并使其软化;或者接缝传荷能力不足,轮载作用下相邻端部出现挠度差,都会导致错台产生。当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀,各幅板沉陷不一致时,纵缝也会产生错台现象。

4.唧泥。车辆行经接缝或裂缝时,由缝内喷溅出稀泥的现象,称为唧泥。在轮载的频繁作用下,基层(地基)产生塑性变形积累而同混凝土板脱空,水分沿缝隙下渗而积聚在脱空的间隙内,又在轮载作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆,并沿缝隙喷溅出来。唧泥的出现,使面板边缘部分失去支承,因而往往在离接缝1.5～1.8m以内导致横向裂缝。

此外,纵缝两侧的横缝前后搓开、纵缝缝隙拉宽,填缝料长尖和脱落等也都属于接缝的破坏。

(二)混凝土板损坏

1.裂缝(断裂)。混凝土板的破坏主要是断裂和裂缝。裂缝出现的形式有:横裂、纵裂、网状裂缝或边角裂缝等。断裂是贯空全厚的开裂状裂缝。裂缝出现的原因很多,如缩缝切割太迟;土基强度不够或不均匀;板厚不足;板长达大,伸缩应力超过抗拉应力;温差大,产生较大的翘曲应力;水泥质量差,施工操作粗糙,养护不好,等等。

2.坑槽(剥落)。水泥混凝土表面局部破损,面层出现一定深度的洞穴。产生这些病害的主要原因是使用了质量差的水泥或矿渣水泥,或水灰比增大,或高温下施工,水分蒸发快,养护不及时,还可能由于轮胎防滑链或履带车辆通过造成剥落,混凝土强度不足出现露骨,施工不良、冻融作用产生起皮等病害发展而成。在抹面时,用砂浆找平或集料表面不洁被土粒包裹,使胶结力下降导致集料被剥离造成剥落。

3.磨光。路面磨成光滑面,其摩擦系数已达到极限以下,致使路面平整度和抗滑性差,原因在于宏观或微观纹理不当。可能由多种因素引起,如重型交通下的表面磨损;采用了太软的骨料;施工期间,混凝土还未达到足够强度,雨水就冲刷了新刻痕的表面;初凝后才压纹,效果不理想等。

三、水泥路面的养护维修

水泥路面的养护维修应保证原路面的结构标准,不降低原结构强度,有计划地对路面进行恢复补强,改善翻修,提高其技术状况,主要包括四个方面内容:保养、补修、加铺面层和翻修。

(一)水泥路面的保养

水泥路面必须经常清除泥土、石块、砂砾等杂物,特别是平交道口以及与其它不同种类路面连接的地方更应加强清扫保养。严禁在路面上进行拌合砂浆或混凝土等作业,以免给路面造成污染,影响路面的排水平整度和抗滑性能,对行车安全不利。

水泥路面的接缝是保养工作的重点。混凝土板在接缝处受到动荷载作用和板本身伸缩的影响大,最易损坏。同时,雨水也容易从接缝处渗入基层,影响基层的稳定性。而接缝处的不平整,还影响行车的舒适。所以,接缝处是水泥路面的薄弱点,因而是日常保养工作的重点。在保养中,应及时排除嵌入缝内的杂物,填弃或更换填缝材料,以保持伸宿缝作的重点。在保养中,应及时排除嵌入缝内的杂物,填充或更换填缝材料,以保持伸宿缝的功能。为防止雨(雪)水下渗,水泥路面的填缝料应在雨季到来前(及冬季降雪前)更新完毕。

(二)水泥路面的修补

水泥路面出现的裂缝、坑槽、错台、破碎等病害应及时进行补修,常用的补修方法如下:

1.路面裂缝的补修。裂缝的处治取决于它们的严重程度及板加筋与否。常用的方法:(1)水泥路面产生的纵向或横向裂缝,可把裂缝切成V形槽,清除灰土及油迹,在槽壁上涂粘结剂,然后用水泥砂浆补修;(2)水泥路面的板角部分容易发生裂缝。在裂缝早期可用乳剂和嵌缝料补充,晚期(角隅部分折裂)应凿成方形槽(钢筋混凝土板,要注意保留钢筋),清除后涂环氧粘结剂,重新浇筑同等强度的混凝土或嵌入同尺寸的预制混凝土块,接缝处用填缝料嵌缝。若角隅部分的基础薄弱,应先处理基础后补修面层;(3)因强度不足出现网状裂网时,可用环氧粘合剂或乳剂等填充,如裂缝集中而密集,宜翻修处理;(4)宽裂缝(1.5m以上)可采用条带形修补法;首先顺裂缝方向切割一方形槽,在槽内沿缝两侧向内10cm每隔30cm钻一直径为16cm、深为6cm的巴钉孔,并在两孔间打一个1cm深的巴钉槽(巴钉取Φ12钢筋制作,长20cm,弯钩长5cm),孔槽内灌满快凝高分子聚合物砂浆,安装巴钉,再在巴钉上顺缝向布设二根?准8间距为15cm的钢筋,然后在修补区薄涂一层界面增强浆(ZV型早强界面剂等),浇筑快硬混凝土,洒水养护;(5)对严重宽裂缝接缝或断裂最彻底的办法是部分更换。具体做法:将断裂或破碎部分凿除,并在凹槽边缘板厚中央钻孔,孔深10cm,直径3～4cm,水平间30～40cm,每个洞应先将其周围湿润,插入一根直径为18～20mm、长约20cm的钢筋,然后用快凝砂浆或细石混凝土填塞捣实,待其硬结后槽中浇筑与原来相同的混凝土夯捣密实;(6)对于支路和街坊路也可用沥青混合料补修。

2.路面坑槽的补修方法:(1)深度大于及等于30mm的坑槽,需先作局部凿除,再补修面层;(2)深度小于30mm的浅坑,可用环氧粘结剂粘接,水泥砂浆或混凝土补修表面;(3)对于支路和街坊路可用沥青混合料补修。

3.路面板错台处理方法。(1)在完整板块之间的错台处理,可用细粒式水泥混凝土或水泥砂浆修补。板块高差超过10mm时,接顺的坡度不得大于1%。当错台高度5mm

灌浆施工法,按灌注材料分为沥青灌注法和水泥灌注法。其主要程序:用凿岩机在路面板上凿孔→用空压机清孔→以200～400kPa的压力将沥青(或300～500kPa压力将水泥浆)注入孔内→木楔塞孔→养生三天(水泥灌注法)或除楔修孔(沥青灌注法)。

灌浆作业应先从沉陷量大的地方的灌浆孔开始,逐步由大到小,由近到远,直到路面板达到预定的高度为止。

用灌注施工法,还可以处治水泥路面的唧泥现象。

4.拱起的处理方法。板端拱起但路面板完好时,可用切割机具缓慢地将被拱起端两侧的各2～3条横缝切宽、切深、释放其应力;直接切开拱起端,将板块恢复原位,然后清理和封填接缝。若板端发生破损或断裂时,应按修补破损或断裂的方法处治。

(三)加铺沥青砼面层

对原水泥砼路面(损坏特别严重的须凿除后用砼进行浇筑作为路面基层)进行清洗,清洗干净后洒布粘层沥青。在隔离层(粘层)上加铺沥青砼面层,采用热稳定性较好的开级配中粒式(AC-20)和细粒式(AC-10),原砼路面横坡较小时,通过中粒式调整为不小于1.5%。桥面部分可仅加铺细粒式上面层。面层原材料技术要求、配合比设计、拌合、摊铺等与常规沥青砼面层施工相同。要注意的是碾压时压实机具选择要考虑面层厚度,防止过振引起沥青混合料二次细粒化。

四、结语

水泥砼路面的养护,应根据现有老路面的质量状况、交通流量、使用功能等因素,结合当地技术管理水平、气候条件,在适当的时候提出改善大、中、小修的方案及优先顺序,以保证路面状况的完好。

作者简介:周成帅(1976-),男,江苏泗阳人,江苏环宇交通工程有限公司沭阳分公司工程师,建造师,研究方向:道路、桥梁、排水工程建设施工管理;李增卫(1965-),男,江苏沭阳人,江苏沭阳经济开发区管理委员会规划建设局工程师,建造师,研究方向:开发区规划建设。