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    水泥混凝土常見路面病害成因及防治措施

    2020-07-24 15:08:30

    概要:

    1 前言
    水泥混凝土路面是剛性路面,建設及養護成本很低,被廣泛應用在公路施工中。但是水泥混凝土路面出現的病害問題逐漸增多,研究和分析病害成因,同時提出解決措施十分重要。

    2 水泥混凝土路面常見病害及成因

     2.1 裂縫

    •  溫度變化導致裂縫產生

    混凝土會發生熱脹冷縮反應,在混凝土硬化初期,由于水泥水化會放出很多的熱量,同時混凝土的散熱性能不足,導致混凝土內部的溫度比外部要高很多,溫差可能達到40℃,這就會導致內部混凝土顯著膨脹,而外部混凝土卻沒有過多變化。此時,內部膨脹的混凝土和外部的混凝土相互擠壓,當二者之間的拉力超過混凝土的最大承載力時就會產生裂痕。

    • 干縮導致裂縫產生

    混凝土在凝結之后會產生干縮效應,主要是由于混凝土的水分蒸發,會導致混凝土的體積減小。但是這種干縮效應往往發生在混凝土的外部,內外不均衡導致混凝土的外表面產生很多裂縫。

     2.2 斷板

    路面斷板主要是由于板內應力超過了混凝土的最大承載力而導致的,這種情況既可能出現在道路修筑過程中,也可能出現在使用過程中。板內應力過大,就會導致混凝土面板中出現貫穿面板的不規則橫向、縱向、斜向的裂縫,裂縫達到一定程度就會把混凝土面板折成兩半,破壞了路面結構的完整性,極大程度地影響了路面行車的安全。按照斷裂的形式可以把路面斷板分成橫向斷板和縱向斷板兩類;按照斷裂時間可以分成施工時斷板和使用時斷板兩類;按損壞程度分成輕微、中等和嚴重三類。

    造成斷板的原因有以下幾點:一是公路的建設面臨著時間緊、任務重的問題,為了保證進度,很多施工人員在施工中忽視了道路的質量,盲目追求進度,導致公路質量下降。二是設計不合理。公路建設施工量大,設計人員沒有辦法全面分析道路的交通流量,不論是人流密集的城鎮還是人跡罕至的郊野地帶,都采用統一標準的道路設計。三是由于近年來車輛數目增多,道路車流量遠超當年的設計車流量,同時還有超重車輛的連續碾壓,導致道路產生裂縫。

     2.3 路面拱起

    拱起是指道路兩側的混凝土路面面板發生明顯抬高的現象。產生的主要原因是有堅硬的外物堵塞或者是伸縮縫設置不妥,導致混凝土路面面板在夏天溫度上升時無法自由伸縮,導致面板錯位向上拱起。

     2.4 錯臺

    錯臺是指在路面接縫處相鄰兩塊路面面板有高度差。這主要是由于澆筑混凝土面板時填縫板沒有固定牢固或者是填縫板沒有對齊導致的。另外,若在兩塊板的接縫處沒有設置傳力桿,導致傳荷能力不足,加上雨水由縫隙滲漏導致接縫板產生不均勻下沉,最終也會導致錯臺。

     2.5 邊角碎裂

    邊角碎裂是指在路面接縫處50cm 左右寬度范圍內的路面面板碎裂,主要原因是在道路的接縫之中不慎落入了堅硬的外物,板在溫度升高時產生了超應力,邊緣被堅硬的外物擠碎,同時還有路面上行駛車輛的反復作用導致接縫處混凝土過度老化等原因。

    3 水泥混凝土路面病害防治措施

     3.1 裂縫的預防和處治

    對于混凝土路面產生的細小裂縫,應在道路養護時及時發現,把縫隙中的塵土清除干凈之后,向裂縫中填入瀝青砂或是環氧樹脂;對于道路表面比較大的裂縫,應該沿著裂縫把裂縫周圍的混凝土人工敲除,之后采用高壓氣體噴槍對縫隙中的塵土進行處理,之后采用乳化瀝青,沿著裂縫的四周涂掃,最后灌注瀝青砂,完成之后在表面覆蓋一層細砂,能夠起到保護作用。在夏季要把擠出的填料鏟平,否則修補后的路面表面不夠平整,影響行車安全。冬季時要及時增補更新填充物,使縫隙保持密封不滲水。

     3.2 路面斷板的預防和處治

    • 施工過程控制

    在公路前期設計時,要考慮到當地的交通情況和車流量。如果水泥混凝土路面的伸縮縫沒有設置傳力桿,則要在鄰近的固定結構處設置脹縫,否則路面可能會產生起拱等病害。對于路基質量控制,要嚴格控制壓實度和彎沉度。對于不同地質狀況的路面采用不同的施工方式,比如在軟基路段,要對混凝土進行特殊處理后,才能進行路面的鋪設。

    • 處理方案

    對于路面的輕微斷裂,可以按照畫線范圍,開鑿出深度為5~7cm的凹槽,之后對凹槽進行填充修補。輕微斷裂要保留大塊的混凝土板,只需要挖去小塊的混凝土路面就可以進行修復。如果斷裂是地基沉陷引發的,那么就需要挖開整個混凝土板。對于比較嚴重的破碎板,要把該板塊擊碎移除,如果基層也遭到損傷則應當更換基層,之后按照新的路面結構澆筑新水泥混凝土面板。

     3.3 路面拱起的預防和處治

    避免路面的拱起,首先應該確保水泥安定性良好,避免路面施工后發生膨脹。另外,應該合理設置路面伸縮縫,避免路面熱脹冷縮引起拱起;嚴控路基的施工質量,從而減少路基不均勻沉降而引起路面拱起。對于出現拱起的路面,應該調查原因,如果是路基沉降所引起,應該對拱起的部位挖除并重新澆筑。

     3.4 錯臺的預防和處治

    對于錯臺的預防主要還應從施工質量控制方面進行,對于混凝土板錯開的情況,應該對其挖除后重新澆筑。

     3.5 邊角碎裂的預防和處治

    對于邊角碎裂的預防,應加強施工質量控制和運營期的養護工作,避免超載超重車輛的反復作用。對于邊角碎裂的處理,應該對此位置進行重新澆筑。

    4 結語

    水泥混凝土路面的病害,不僅與當初的設計和施工有關,同時也與之后的養護管理密切相關。本文主要列舉了混凝土路面常見的裂縫、斷板、拱起、錯臺、邊角碎裂等病害,分析了病害產生的原因和應當采取的預防和處治措施。對于路面養護而言,特別是那些年久失修的水泥混凝土路面,需要養護部門按照要求進行合理細致的養護工作,這對于維持路面良好的使用性能有重要的意義。

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