水泥混凝土路面断板的原因及防治

2011-08-15王建红

山西建筑 2011年11期

王建红

当今水泥混凝土路面的发展速度明显加快。在水泥混凝土路面修复技术不断提高的同时，也出现了一些开裂、断板、沉陷、错台等病害，对养护、修复带来了极大的困难。尤其是断板病害已经成为公路工程的通病之一，必须引起重视，认真分析其原因，积极采取措施加以防治，以确保水泥混凝土路面的安全畅通，结合宁夏某服务区场地硬化作简要分析。

1 水泥混凝土路面断板原因

1.1 设计不当

1 )路面厚度偏薄。2)板块平面尺寸不当。3)混凝土原材料的配合比不当，混凝土产生碱—集料反应或抗冻融差等耐久性问题。4)排水设计不当。

1.2 超重车的影响

由于交通运输业的迅速发展，大吨位车辆逐年增多，单轴轴载比原设计计算轴载增加几倍，由于轴载等效换算系数f=(pi/po)n，即超重轴载与标准轴载换算成16次方关系，所以，超重车的增加是水泥混凝土路面使用期开裂断板的重要原因。

1.3 路基不均匀沉降

路基不均匀沉降主要发生在:

1 )填挖相交断面处，半填半挖结合处，新老路基交接处，土基密度不同部位;2)软弱地基、湿陷性黄土以及采空区、陷穴等特殊路段;3)桥涵、构造物附近压实机械难以施工的部位;4)路基不同填料的界面或层面;5)压实度不足路段。

压实不均匀路段，在路面长期使用过程中，由于水温条件的变化和行车荷载作用，路基产生不均匀沉降，致使沉降量不同的结合面产生错台，面板由于荷载作用导致断裂。

1.4 初期微裂缝的扩展

初期混凝土收缩成未反映到表面的微小裂缝，使用一段时间后，受行车荷载及温度应力的双重作用，部分裂缝将逐渐增长、变深，以致造成面板断裂。

1.5 排水不良

1 )路基及基层排水不良，长期受水浸泡，引起路基失稳或强度不足，使路面产生不规则断裂。2)裂隙水或边沟水等渗入路基、基层和底基层，冬季冻胀时使路面产生纵向开裂。

2 水泥混凝土路面断板预防措施

2.1 设计要与社会发展相一致

1 )在混凝土路面厚度、平面尺寸的设计计算阶段，应充分考虑交通发展上准确调查交通量及运输车辆的发展上避免因设计厚度偏小，平面尺寸不合理，在设计使用年限内由于交通量的快速增长或重载车辆增加造成面板提前破坏。2)选用适合当地环境条件的原材料，重视冻融性和耐久性。3)设计全面的排水系统，确保地表水、地下水不会对路基、路面造成侵蚀破坏。

2.2依法治路

依法治路，严格控制超重车辆通行。

2.3 路基质量的控制

1 )路基压实质量要求达到规定的压实度值和弯沉值，特别是桥涵、构造物附近(死角部位)更应加强压实工作，保证路基有足够的、均匀的强度;2)排水设施应完善，并要充分保护地下水对路基稳定的影响;3)路基填筑中，不同种类的土壤应分层填筑，避免土壤类型在路基上的突变造成沉降不一致，影响路面板结构性能;4)对于填挖交界、半填半挖结合处应按路面板的要求进行特殊设计，施工中要对路槽以下部分进行处理;5)对于路基不稳定，特殊软弱土基、湿陷性黄土、采空区、陷穴、滑坡等路段，应避免采用水泥混凝土路面，其他特殊路基应经过特殊处理后方可进行水泥混凝土路面施工。

3 断板的处理与修复

3.1 裂缝修补

对于轻微断裂，裂缝无剥落或轻微剥落，裂缝宽度小于3 mm的断板，应采用灌入粘结剂的方法进行修补。

粘结剂灌入方法分为:直接灌入法、喷嘴灌入法、注射器注射法。

3.1.1 粘结剂材料

粘结剂材料有聚氨酯、聚硫环氧树脂(聚硫橡胶+环氧树脂)、环氧树脂(6101，6343，618等品种)、等高分子树脂工程材料。

1 )聚氨树脂灌缝料:为双组分，A组为多元醇和二异氰酸酯的预聚体;B组为固化剂，A，B二料可采用100∶27比例配成聚氨酯灌缝料，抗弯拉强度达65 MPa，适宜于灌宽缝。这种材料的特点是在潮湿介面以及碱性介面处，能与介面紧密结合，延伸性好和耐老化。2)聚硫环氧树脂灌缝料:采用聚硫橡胶∶环氧树脂= 16∶(2～16)，配成聚硫环氧树脂灌缝料，其抗拉强度可达32 MPa用于灌窄缝。特点是改善了环氧树脂的耐老化性能和脆性。3)环氧树脂灌缝料:由环氧树脂(胶结剂)、二甲苯(稀释剂)、邻苯二甲酸二丁脂(增韧剂)、乙二受(固化剂)、水泥或滑石粉(填料)组成，填料视缝隙宽度掺加。

3.1.2 裂缝修补工

1 )直接灌入法:适用于施工中产生的混凝土收缩裂缝。在未通前，一旦发现混凝土板出现裂缝，可用聚雄鹿环氧树脂材料等直接灌注。

2 )喷嘴灌入法:适用于通车路段冬季修补裂缝。操作工序:清缝→埋设灌浆嘴封闭裂缝→配灌缝材料→灌浆→加热增强。a.清缝:采用压缩空气配特制喷嘴(鸭嘴形为好)，配细铅丝小钩子掏除缝隙中的泥土等杂物。b.埋设灌浆嘴封闭裂缝:灌浆嘴一般约30咖设一个，用按1∶2配比的松香和石蜡加热熔化粘住裂缝，再用胶布将缝口贴好，并涂上松香和石蜡。c.配灌缝材料:根据缝口宽窄及要求开放通车时间，选用适宜的灌浆材料及配比混合调匀倒于小铝锅中。d.灌浆:将配制的灌浆材料倒入有机玻璃管注射器或其他特制的灌浆器中，一般宜在30 min～40 min以内用压力将灌缝料由各灌浆嘴中灌入缝中，至灌满将要顶动上面的胶布为止。其上宜加一层水泥浆或砂浆抹面并喷养护剂，使表面颜色一致。e.加热增强:一般宜用红外线灯或装有60 W～100 W灯泡的长条形灯罩，在已灌缝上加温，温度控制在50℃ ～60℃，加热1 h～2 h即可开放通车。

3 )注射器注射法:此法适用于通车时间短，裂缝杂物少，较清洁、干燥，裂缝宽度在3 mm左右的路面断板修补。a.清缝:采用空气压缩机配特制喷嘴吹干净缝隙，并配细铅丝小钩子充分掏尽缝隙中的泥土等杂物。b.配灌缝材料:将小包装主剂与固化剂按2∶1的比例掺配。一般小包装为1 kg混合剂分A桶主剂0.67 kg和B桶固化剂0.33 kg两个桶装，操作时只需将固化剂直接倒入主剂中，拌和至颜色均匀即可。c.注射器注射:使用50 mL医用注射器抽入混合剂，对准插入缝隙注射(可不使用针头)，由中线向两边逐点注射致缝隙填满。若先注射段落渗入较多，应及时补注至饱满，若15 min内不再渗入则可认为已注满缝隙。整个缝隙注射完成后，掺少许干水泥拌砂混合料覆盖，3 h后即可开放通车。该操作应在配料开始90 min内完成，否则材料将凝固无法使用。

3.2 局部修补

板面局部断裂损坏，进行小块修复时，应视断裂损坏程度不同分三种方式修补:

1 )对于轻微断裂，裂缝有轻微剥落的，先画线放样，按画线范围开凿成深约5 cm～7 cm的长方形凹槽，刷洗干净后，用快凝小石子混凝土填补。2)对于轻微断裂，裂缝较宽且有轻微剥落的断板，应按裂缝两侧至少各20 cm的宽度放样，按画线范围开凿成深至板厚一半的凹槽，此凹槽应与中线垂直，刷洗干净凹槽和孔眼，在孔眼安设Ⅱ形钢筋，冲击钻钻头采用30规格，Ⅱ形钢盘采用φ22螺纹钢筋制作，安设钢筋完成后，用高标号砂浆填塞孔眼至密实，最后用与原路面相同标号的快凝混凝土浇捣至路面齐平。3)较为彻底的办法是将凹槽凿至贯通板厚，凹槽边缘两侧板厚中央打洞，深10 cm，直径4 cm，水平间距30 cm～40 cm。每个洞应先将其周围润湿，插入一根直径18 mm～20 mm、长约20 mm的钢筋，然后用快凝砂浆填塞捣实，待砂浆硬后浇筑快凝混凝土、夯捣实且与路面齐平即可。