水泥混凝土路面常见的病害及其防治
2010-08-15裘德平
裘德平
呼伦贝尔道路桥梁建筑有限责任公司,内蒙古呼伦贝尔 021008
1 水泥混凝土路面的常见病害
1.1 接缝处病害
错台现象常常与唧泥现象,填缝料丧失,路基的不均匀变形等密切相关。在横向接缝,特别是胀缝两侧数十厘米范围内,由于胀缝内的滑动传力杆位置不正确、滑动端的滑动功能失效、施工时胀缝内部有混凝土搭连、使用期间胀缝内落入坚硬杂屑等原因,阻碍了板的伸长,使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力,当该应力超过混凝土的抗剪强度时,板即发生剪切挤碎。混凝土板在受热膨胀而受阻时,某一接缝两侧的板突然向上拱起。这是由于混凝土版收缩是缝隙张开,填缝料失效,坚硬碎屑等不可压缩材料塞满缝隙,使板在膨胀是产生较大的压应力,从而出现纵向压曲失稳。
1.2 路面板内损坏
混凝土板面的表面裂缝的产生主要是由于混凝土混合料的早期过快失水干缩和炭化收缩引起的。在水泥混凝土路面施工中发生的颗粒不均匀分层离析,实际是粗骨料从混合料中分出,集料颗粒下沉,水分向上迁移,从而形成表面泌水。表面泌水的结果,使水泥混凝土路面表面含水量增加,当混合料表面水的蒸发速度比泌水速度快时,水的蒸发面就会深入到混合料表面内,毛细水面形成凹面,产生较大的表面张力,同时固体颗粒间产生毛细管张力,促使颗粒凝集,当混凝土表面尚未充分硬化,不能抵抗这一张力时混凝土表面则出现裂缝。裂缝的发生时间大致与泌水时间相对应,在混凝土浇筑后数小时混凝土表面将普遍出现细微的、各方向均存在的裂缝,即龟裂。
1.3 板下脱空
水泥混凝土路面板下脱空的产生,改变了水泥混凝土路面板的受力状态,是造成水泥混凝土路面板产生早期断裂的主要原因之一。水泥混凝土路面板下脱空的产生原因是十分复杂的。路面板下脱空的产生过程总体上是由基层均匀支撑的水泥混凝土路面板过渡到非均匀支撑,进而到局部失去支撑的水泥混凝土路面板,最后致使水泥混凝土路面板的断裂。断裂后的路面板板体,在地表水和车辆荷载的共同作用下又重新加速了新的脱空和新的断裂产生。
2 水泥混凝土路面病害的防治
2.1 接缝处损坏的防治
唧泥现象往往是错台、脱空、断板的诱因,危害是巨大的,应在设计和施工中尽量采取措施来避免和减少。可从以下几个方面采取措施:1)选择适宜的基层材料,提高基础的抗冲刷能力。水泥混凝土路面板体下存在松散细粒土是唧泥产生的内因之一,选择适宜的基层材料是杜绝唧泥现象之根本。高等级公路一般采用强度较高和抗冲刷的无机结合料或是沥青稳定粒料作基层,杜绝细粒土在基层上的应用,给混凝土面板提供均匀支撑,防止卿泥;2)加强防排水措施,路面水通过接(裂)缝或板边缝隙进入基层又无法自行排出是产生唧泥的重要原因,采用适当的路面防排水措施可大大减小唧泥现象产生的概率;3)减小荷载应力以防止唧泥发展,唧泥的发展与荷载应力的大小有关,要想方设法减小混凝土板接缝、裂缝及板边底部荷载应力,有利于减少唧泥的发生,加强接缝的传荷能力,将板上所承受的荷载有效地传递给相邻板,降低板底应力。可对横向接缝(缩缝、胀缝、施工缝)设置传力杆,纵向接缝(施工缝、缩缝)设置拉筋。
2.2 混凝土路面裂缝的防治
由于混凝土路面裂缝的产生同时受到多种因素的影响,其质量的控制也应根据气候、施工条件、水和承层状况等实行综合控制,施工中应严格控制配比:控制好砂率、水泥用量和水灰比;混凝土的搅拌充分,出料要均匀,减少离析都有利于减少路面病害的发生。混凝土振捣完毕,用真空脱水技术可将混凝土表面及内部的游离水和空气排出,以降低混凝土的孔隙率和水灰比,增加混凝土的密实度和强度,提高水泥与骨料的界面结合力,可防止混凝土沁水过多而产生的收缩裂缝,减少混凝土缺陷。适时收光抹面,在混凝土初凝前进行第一次抹面,在终凝前板面无沁水时实施第二次抹面收光。
2.3 水泥混凝土路面板下脱空处治
在确定脱空板的位置、范围的基础上,做好灌浆机具和灌浆材料及其配制以后,方可实施板下脱空处治工艺。1)检查压浆泵、发电机组各联结部件是否紧固,供电线路、电器是否正常,润滑部位液面是否足够;2)彻底排清砂浆搅拌机的积水及残留物;3)机组水箱、钻孔机水箱是否加满水;4)压浆管路及胀卡头是否完整有效;5)根据各板块的弯沉值和损坏的具体情况,确定需灌浆加固的水泥混凝土板及范围;6)在板上确定孔位,并作好标记。
灌浆时,应先灌注面板边缘的孔,再灌注面板中间的孔。将灌浆机的喷咀插入孔中,并压紧以防浆体由孔中流出。启动灌浆机,将压力泵的压力均匀增加到1.5MPa左右(因机械不同需要的压力各异),进行灌浆。待浆体由其他孔中或板边挤出时,表明板下空隙已被灌满,应减小压力,并将喷嘴提起,立即用木塞塞孔,防止浆体溢出,至浆体初凝,拔出木塞,用高标号砂浆封孔、抹平。关闭压力泵,将灌浆机移到下一个孔继续灌浆,待一块板灌浆完毕后,再移至其它板块灌浆。
3 结论
运动车辆对路面的影响,除与车辆荷载大小和车辆运行速度有关外,还与路面表面状况即路面平整度有着密切的关系。由路面不平整而引起的车板相互作用产生的动载率,对路面板的受力和路面的使用性能有着非常显著的影响,也是引起路面最终破坏的重要原因,也需要引起高度重视,实际工程中水泥混凝土的特点在于其一旦发生病害,就会迅速蔓延,无法控制。因此选择适当时机,在路面还未出现较严重病害的条件下,予以罩面修复,往往会起到事半功倍的效果。
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