浅论水泥混凝土路面病害及防治
摘要：水泥混凝土路面具有承载能力大、刚度大、强度高、稳定性好、养护维修费用低等特点。然而，在车辆荷载和环境因素下,水泥混凝土路面在使用初期或经过一段时间使用后容易出现一定程度的损伤破坏,如会产生裂缝、啃边、缺角、断板、错台、中缝胀开、唧泥等病害，严重影响水泥混凝土路面的使用寿命和道路行车质量，本文主要探讨水泥混凝土路面常见病害及其防治。
关键词：水泥混凝土路面；病害；防治
Abstract: the cement concrete pavement is carrying capacity and rigidity, high strength, good stability, maintenance costs low characteristic. However, in the vehicle load and environmental factors, the cement concrete pavement in the use of initial or over a period of time after use prone to a certain degree of damage damage, such as will crack, chew edge, missing Angle, can Taiwan, ZhongFeng bulge, wrong open, piping mud disease, the serious influence of cement concrete pavement in the service life of road and quality, this paper mainly discusses the cement concrete pavement and common disease control and prevention.
Keywords: cement concrete pavement; Diseases; Prevention and control
一．水泥混凝土路面病害与成因
1.裂缝
（1）横向裂缝。由于水泥混凝土失水干缩、冷缩、切缝不及时等原因导致水泥混凝土路面产生垂直于路线方向的有规则的裂缝。
（2）纵向裂缝。由于路基体填料、施工方法不当等，导致路基不均匀沉降，使路面板在自重和行车压力作用下产生跟路线走向平行或基本平行的裂缝。
（3）交叉裂缝。由于水泥混凝土路面自身强度不足、路基和路面基层的强度和水稳定性差或是使用性能不稳定的水泥导致水泥混凝土路面板产生两条或两条以上相互交叉的裂缝。
（4）板角断裂。由于板角处受连续荷载作用、基础支撑强度不足及翘曲应力等因素综合作用而产生与板角两边接缝相等的贯穿水泥混凝土路面板全厚度的裂缝。
2.表面损坏
（1）纹裂、网裂、板面起皮和剥落。由于施工时过度抹面、养护不及时等原因导致路面板表层出现的浅而细或发丝状的表面裂纹和网状裂纹。
（2）麻面、露骨。由于混凝土离析导致路面板表面结合料磨失，成片或成段路面板呈现过度的粗糙表面或者骨料裸露。
（3）磨光。由于集料耐磨性差导致水泥混凝土路面板在车轮荷载作用的重复辗磨后，表明磨光，抗滑性能下降。
（4）坑槽、孔洞。由于集料含泥量过大等原因导致面层骨料局部脱落孔洞、坑槽。
3.接缝损坏
（1）填缝料损坏、接缝碎裂。使用中，气温上升时填缝料被挤出，气温下降时填缝料不能恢复使缝中形成空隙，泥、砂、石屑等杂物侵入，成为再次胀伸时的障碍，造成路面板接缝处的变形和破损。
（2）唧泥。填缝料破坏，雨水下渗导致唧泥。
4.变形损坏
（1）错台。由于基层或路基体压实不均匀，致使相邻水泥混凝土路面板在车辆的重复荷载作用下，产生不均匀沉降，导致相邻水泥混凝土路面板在接缝处产生的垂直高差。
（2）拱起和沉陷。胀缝被硬物阻塞，或胀缝设置过少，使路面板受热时不能自由伸张导致横缝两侧的混凝土路面板板体发生明显抬高；填缝料损坏导致雨水从接缝处下渗，软化基层，甚至软化路基体，使路面板接缝下方的基层和路基体承载力下降，路面板跟着下沉，两侧的混凝土路面板板体发生明显下沉。
二．水泥混凝土路面病害的防治与修补
1 沥青罩面层技术应用分类
采用沥青面层作为原路面的罩面层是一种非常典型的补强方法,这种形式的路面结构能吸收两种材料的优点,原有水泥路面可以提供稳定、坚实的基层,沥青罩面层可以提供摩阻系数高、平整度好的表面层,大大改善了路面的使用性能。在进行沥青罩面之前,必须对原路面的破坏进行相应的处理,保证沥青罩面层的正常施工,充分发挥其作用。处理包括下面这些方面:①沉陷、软弱地基的处理;②表面破损的处理;③断裂板处理;④断裂板处治。
关于混凝土路面断板的修补措施,以前一般是一旦发现断板,则将该块板全部刨除,并整板铺设钢筋网,使之能够工作。但这种方法既费时费力,又不经济,同时影响交通的正常运行。实际上混凝土路面断板发生后,并不能说明已经完全丧失使用价值。
2 裂缝宽小于3mm的断板修补
对于轻微断裂,裂缝无剥落或轻微剥落,裂缝宽度小于3mm的断板,采用灌入粘结剂的方法进行修补。粘结剂灌入方法有:直接灌入法、注射器注射法等。
2.1 直接灌入法:适用于施工中产生的混凝土收缩裂缝。在未通车前,一旦发现混凝土板出现裂缝,可用聚硫环氧树脂材料等直接灌注。
2.2 注射器注射法:此法适用于通车时间短,裂缝内杂物少,较清洁、干燥裂缝宽度在3mm左右的路面断板修补。具体工序如下:①清缝:采用空气压缩机配特制喷嘴吹于缝隙,并用细铅丝小钩子充分掏尽缝隙中的泥土等杂物;②配灌缝材料:将小包装主剂与固化剂按2:1比例掺配。一般小包装为1kg,混合剂分A桶主剂0.67kg和B桶固化剂0.33kg二个桶装,操作时只需将固化剂直接倒入主剂中,搅拌至颜色均匀即可;③注射器注射:使用50ml医用注射器抽入混合剂,对准插入缝隙注射,由中线向两边逐点注射至缝隙填满。若先注射段落渗入较多,应及时补注至饱满,若15min内不再渗入则可认为已注满缝隙,整个缝隙注射完成后,撒少许干水泥拌砂混合料覆盖,3h后即可开放通车。该操作应在配料开始90min内完成,否则材料将凝固,无法使用。
3 水泥混凝土板面局部修补
《公路水泥混凝土路面养护技术规范》(JTJ073.1-2001)规定,混凝土路面断板可以采用局部条块锯除罩面修复法。要求横向切开表面≥7mm深(非全厚度的修补),平行断板两侧各15cm宽(两条切缝的距离应视断板裂缝的弯曲程度确定),在垂直断板方向上加长30cm,最小直径12mm,间距不大于20cm,平行断板横向绑扎最小直径6mm,2～3根的螺纹钢筋网。然后,在凿开的7～12cm深以及清理干净的表面上,涂低水灰比的水泥浆或树脂粘结剂,再浇筑同颜色高强补偿收缩混凝土,表面修整成与路面平整度及抗滑构造相同。根据此规定,视板面断裂损坏程度不同分三种方式修补:
3.1 轻微断裂的处理 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5～7cm的长方形凹槽,刷洗干净后,用快凝小石子混凝土填补。
3.2 较宽裂缝的处理方法 对于轻微断裂,但裂缝较宽且有轻微剥落的断板,应按裂缝两侧至少各20cm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,在凹槽底部裂缝的两侧用冲击钻,沿与中线平行方向,间距30～40cm,打眼贯通至板厚达基层表面,然后再清干净凹槽和孔眼,在孔眼安设Ⅱ形钢筋,冲击钻钻头采用30规格,Ⅱ形钢筋采用螺纹钢筋制作,钢筋安设完成后,用高强度水泥砂浆填塞孔眼至密实,最后用与原路面相同强度等级的快凝混凝土浇筑至与路面齐平。
3.3 彻底的处理方法 较为彻底的办法是将凹槽凿至贯通板厚,在凹槽边缘两侧板厚打洞,深10cm,直径4cm,水平间距30～40cm。每个洞应先将其周围润湿,插入一根直径18～20cm、长约20cm的钢筋,然后用快凝水泥砂浆填塞捣实,等砂浆干硬后浇筑混凝土捣实至与路面齐平即可。
4 脱空板的处理
采用压浆处治,此法是借鉴后张法预应力构件的孔道压浆原理,在混凝土面板底部有脱空处钻孔,通过孔洞利用高强压力将流质材料压入脱空空隙,流质材料凝固后产生一定的强度,对面板产生均匀承托的作用,进而达到稳固板块的目的。
4.1 压浆材料 压入板底的材料具备以下特征:一是颗粒粒径小、流动性大,能顺利压进板底空隙;二是弱收缩性,能充分填充板底空隙。国内外都有使用乳化沥青作填隙材料的经验,虽具有较好的流动性,但强度偏低,且受温度影响大,温度高时易软化,在荷载作用下容易从板底唧出,因而不宜选用。而选用纯水泥浆作试验,要达到正常施工的流动性,则需要很大的水灰比,造成材料强度偏低且泌水收缩率大。实验发现选用水泥粉煤灰浆,采用较低的水灰比就可达到较好的流动性,且强度较高,收缩量小。采用水泥:粉煤灰:水=1:0.5:0.45配合比制作的灰浆试件,其室内3天的抗压强度高于5MPa,可作为压浆材料。
4.2 常用压浆设备——灌浆机 灌浆机是专门用于公路水泥混凝土路面板底脱空处灌注混凝土的养护设备。特点:a、自备动力,集发电、制浆、灌浆及水箱于一体,适合于各种环境下的野外流动作业;b、液压主要部件选用进口原件配套,结构科学合理,操作简单,维修方便;c、设有压力过载保护装置,具有良好的安全性和可靠性;d、双向搅拌,快速均匀,可连续灌浆,工作效率高。
混凝土路面使用中出现的断板、破碎板等病害大部分是由于唧泥脱空形成,因而这种类型的板底均有脱空,应进行压浆。完好无断裂破碎的板块,板底也可能存在脱空,这种类型的脱空板虽判断较困难,但仍可采取外观观察及弯沉测试相结合的方法进行判断。雨后上路观察是否唧泥最直观,无雨季节则采取间接方式判断:人在板的边缘感觉重型车辆通过时有垂直位移和翘动的板块:板角相邻两条缝填缝材料严重剥落的板块;相邻板间出现错台时,位置较低的板块一般有脱空存在。对外观不易判断的板块,可测定四个边角的弯沉,弯沉值超过0.3mm者,需要压
浆。
三. 结束语
本文简要的介绍了水泥混凝土路面常见病害及成因，同时, 基于近年来水泥混凝土路面的病害处理技术不断的发展和完善，有针对地阐述了水泥混凝土路面修补方案。目前水泥混凝土路面在低等级公路建设中应用广泛，因此应加强质量意识，严格控制基层和路基施工质量、优选水泥混凝土路面原材料、加强施工过程控制、及时对出现的病害进行修补防治，确保水泥混凝土路面正常运营。
参考文献:
[1]陈锦云.薄层罩面SMA20/6配合比设计[J].广州大学学报(自然科学版),2004,Vol.3 No.5.
[2]陈峙峰.旧水泥混凝土路面沥青加铺层设计及应用技术研究[D].大连:大连理工大学.2003.
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