養(yǎng)護(hù)學(xué)術(shù)論文--水泥混凝土路面常見(jiàn)病害成因及防治措施

發(fā)布時(shí)間：

2023-09-19

來(lái)源：

高陽(yáng)工區(qū)

水泥混凝土路面是剛性路面，建設(shè)及養(yǎng)護(hù)成本很低，被廣泛應(yīng)用在公路施工中。但是水泥混凝土路面出現(xiàn)的病害問(wèn)題逐漸增多，研究和分析病害成因，同時(shí)提出解決措施十分重要。
一、水泥混凝土路面常見(jiàn)病害及成因
（一）裂縫。
1.溫度變化導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生
混凝土?xí)l(fā)生熱脹冷縮反應(yīng)，在混凝土硬化初期，由于水泥水化會(huì)放出很多的熱量，同時(shí)混凝土的散熱性能不足，導(dǎo)致混凝土內(nèi)部的溫度比外部要高很多，溫差可能達(dá)到40℃,這就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部混凝土顯著膨脹，而外部混凝土卻沒(méi)有過(guò)多變化。此時(shí)，內(nèi)部膨脹的混凝土和外部的混凝土相互擠壓，當(dāng)二者之間的拉力超過(guò)混凝土的最大承載力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生裂痕。
2.干縮導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生
混凝土在凝結(jié)之后會(huì)產(chǎn)生干縮效應(yīng)，主要是由于混凝土的水分蒸發(fā)，會(huì)導(dǎo)致混凝土的體積減小。但是這種干縮效應(yīng)往往發(fā)生在混凝土的外部，內(nèi)外不均衡導(dǎo)致混凝土的外表面產(chǎn)生很多裂縫。
（二）斷板。
路面斷板主要是由于板內(nèi)應(yīng)力超過(guò)了混凝土的最大承載力而導(dǎo)致的，這種情況既可能出現(xiàn)在道路修筑過(guò)程中，也可能出現(xiàn)在使用過(guò)程中。板內(nèi)應(yīng)力過(guò)大，就會(huì)導(dǎo)致混凝土面板中出現(xiàn)貫穿面板的不規(guī)則橫向、縱向、斜向的裂縫，裂縫達(dá)到一定程度就會(huì)把混凝土面板折成兩半，破壞了路面結(jié)構(gòu)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(shí)間可以分成施工時(shí)斷板和使用時(shí)斷板兩類；按損壞程度分成輕微、中等和嚴(yán)重三類。
造成斷板的原因有以下幾點(diǎn)：一是公路的建設(shè)面臨著時(shí)間緊、任務(wù)重的問(wèn)題，為了保證進(jìn)度，很多施工人員在施工中忽視了道路的質(zhì)量，盲目追求進(jìn)度，導(dǎo)致公路質(zhì)量下降。二是設(shè)計(jì)不合理。公路建設(shè)施工量大，設(shè)計(jì)人員沒(méi)有辦法全面分析道路的交通流量，不論是人流密集的城鎮(zhèn)還是人跡罕至的郊野地帶，都采用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的道路設(shè)計(jì)。三是由于近年來(lái)車輛數(shù)目增多，道路車流量遠(yuǎn)超當(dāng)年的設(shè)計(jì)車流量，同時(shí)還有超重車輛的連續(xù)碾壓，導(dǎo)致道路產(chǎn)生裂縫。
（三）路面拱起。
拱起是指道路兩側(cè)的混凝土路面面板發(fā)生明顯抬高的現(xiàn)象。產(chǎn)生的主要原因是有堅(jiān)硬的外物堵塞或者是伸縮縫設(shè)置不妥，導(dǎo)致混凝土路面面板在夏天溫度上升時(shí)無(wú)法自由伸縮，導(dǎo)致面板錯(cuò)位向上拱起。
（四）錯(cuò)臺(tái)。
錯(cuò)臺(tái)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(shí)填縫板沒(méi)有固定牢固或者是填縫板沒(méi)有對(duì)齊導(dǎo)致的。另外若在兩塊板的接縫處沒(méi)有設(shè)置傳力桿，導(dǎo)致傳荷能力不足，加上雨水由縫隙滲漏導(dǎo)致接縫板產(chǎn)生不均勻下沉，最終也會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)臺(tái)。
（五）邊角碎裂。
邊角碎裂是指在路面接縫處50cm 左右寬度范圍內(nèi)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(jiān)硬的外物，板在溫度升高時(shí)產(chǎn)生了超應(yīng)力，邊緣被堅(jiān)硬的外物擠碎，同時(shí)還有路面上行駛車輛的反復(fù)作用導(dǎo)致接縫處混凝土過(guò)度老化等原因。
二、水泥混凝土路面病害養(yǎng)護(hù)措施
（一）常見(jiàn)模式。
水泥路面主要養(yǎng)護(hù)措施有：定期清灌接縫并隨時(shí)補(bǔ)灌接縫；對(duì)裂縫進(jìn)行開(kāi)槽灌縫；對(duì)脫空板進(jìn)行板底灌漿(水泥漿或乳化瀝青)；對(duì)嚴(yán)重破碎板進(jìn)行換板處理；對(duì)嚴(yán)重破損路段進(jìn)行整段加鋪水泥砼或?yàn)r青混和料面層。
（二）接縫碎裂維修技術(shù)要點(diǎn)。
1.將破碎部位外緣切割成規(guī)則圖形，周圍切割面應(yīng)垂直于面板，底面宜為平面。
2.清除混凝土碎塊，吹凈灰塵雜物，并保托干燥狀態(tài)。
3.用高模量補(bǔ)強(qiáng)材料，進(jìn)行填充維修。
4.修補(bǔ)材料達(dá)到通車強(qiáng)度后，方可開(kāi)放交通。
（三）裂縫的維修。
1.擴(kuò)縫灌漿法：裂縫寬度小于3mm的輕微裂縫；擴(kuò)寬成1.5～2cm的溝槽，槽深根據(jù)裂縫深度確定，最大深度不得超過(guò)2/3板厚。清縫填料，將選用的灌縫材料灌入擴(kuò)縫內(nèi)，灌縫材料固化后，達(dá)到通車強(qiáng)度，即可開(kāi)放交通。
2.直接灌漿法：裂縫寬度大于3mm且沒(méi)有破碎的裂縫。
3.條帶罩面法：貫穿全厚的大于3mm小于15mm的中等裂縫，裂縫兩側(cè)的切縫應(yīng)平等于橫縫（或縱縫），且距裂縫距離不小于150mm；鑿除混凝土：深度以70mm為宜，每隔 50cm 打一對(duì)鈀釘孔，鈀釘孔的大小應(yīng)略大于鈀釘直徑 2～ 4 mm，鈀釘宜采用φ16 mm 螺紋鋼筋，使用前應(yīng)予以除銹。鈀釘長(zhǎng)度不小于20cm，彎鉤長(zhǎng)度為7cm，鈀釘孔必須填滿砂漿，方可將鈀釘插入孔內(nèi)安裝，鑿毛縫隙內(nèi)壁：切割的縫內(nèi)壁應(yīng)鑿毛，并清除松動(dòng)物，刷粘結(jié)砂漿。
4.全深度補(bǔ)塊：適用于寬度大于15mm的嚴(yán)重裂縫，板邊與板角修補(bǔ)，掉邊掉角及大塊脫落破損是最普遍的道面破損類型，處理也相對(duì)簡(jiǎn)單，把破損處切割、破除并澆注新的修補(bǔ)材料即可。
（四）水泥路的換板。
1.切割機(jī)將要換的板與周邊板塊分離開(kāi)，以保護(hù)鄰板不受破壞。

2.液壓開(kāi)鑿機(jī)破碎要換的板塊。
3.液壓開(kāi)鑿機(jī)清除破碎了的水泥板塊等廢舊料。
4.平板振動(dòng)夯壓實(shí)基層。
5.平板振動(dòng)夯壓實(shí)水泥穩(wěn)定碎石層。
6.平板振動(dòng)夯壓實(shí)后的水泥穩(wěn)定碎石層。
7.汽車運(yùn)輸水泥混凝土倒入洞內(nèi)。
8.振動(dòng)棒振搗。
9.平板振動(dòng)器振搗。
10.振動(dòng)梁振搗整平。
11.人工整平抹光。
12.成型后新水泥混凝土板。
（五）錯(cuò)臺(tái)維修。
1.磨平法-輕微錯(cuò)臺(tái)的處治。
高差≤10mm人工配合機(jī)械處治法，既先用人工將高出的錯(cuò)臺(tái)板基本鑿平，然后用磨平機(jī)再磨平，并清縫灌入填縫料（規(guī)范方法，大部分高速公路采用）。
2.填補(bǔ)法（大于10mm)-嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)的處治。
大于10mm的采取瀝青砂或水泥混凝土進(jìn)行處治（規(guī)范方法，大部分高速公路采用）。
（六）脫空處治材料選擇。
水泥路面板與基層間由于空隙而導(dǎo)致路面沉陷的，可采用乳化瀝青砂和瀝青灌注、水泥砂漿和水泥漿灌漿等方法進(jìn)行板下封堵。水泥砂漿和水泥漿灌漿一般適用于脫空嚴(yán)重或基層、底基層脫空的板塊，乳化瀝青砂和瀝青灌注一般適用于脫空輕微或板下脫空的板塊。
三、結(jié)語(yǔ)
水泥混凝土路面的病害，不僅與當(dāng)初的設(shè)計(jì)和施工有關(guān)，同時(shí)也與之后的養(yǎng)護(hù)管理密切相關(guān)。本文主要列舉了混凝土路面常見(jiàn)的裂縫、斷板、拱起、錯(cuò)臺(tái)、邊角碎裂等病害，分析了病害產(chǎn)生的原因和應(yīng)當(dāng)采取的養(yǎng)護(hù)措施。對(duì)于路面養(yǎng)護(hù)而言，特別是那些年久失修的水泥混凝土路面，需要養(yǎng)護(hù)部門按照要求進(jìn)行合理細(xì)致的養(yǎng)護(hù)工作，這對(duì)于維持路面良好的使用性能有重要的意義。