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水泥砼路面病害成因和预防措施

来源:搜论文知识网位置:交通运输论文时间:2017-11-23 11:03

   公路在使用过程中路面容易出现问题,影响了公路交通的正常运行,其中水泥砼路面的病害是一个常见的问题。本文分析了水泥砼路面中常见的一些病害发生的原因,提出预防措施。

公路交通技术

  《公路交通技术》期刊杂志,以密切联系工程实践交流和推广国内外公路建设的先进技术和成功经验,推导本行业及相关学科的新技术、新材料、新方法的实用技术为办刊宗旨。

  水泥混凝土路面以其抗压、抗弯、抗磨损高稳定性等诸多优势得到普遍应用,但往往因工程量小,施工工艺简单,非主线工程等因素,放松对其质量控制细节的要求,从而出现不同程度的病害。

  1.水泥砼路面病害产生的原因

  1.1裂缝类病害的成因分析

  由于水泥砼路面的非均质性、低韧性及现场环境条件和施工工艺水平的可变性,很难完全避免砼面板的开裂,因此,裂缝类病害在水泥砼路面病害中较为常见。

  纵向裂缝是顺道路中心方向出现的,修补不及时,往往会变成贯穿裂缝。出现的主要原因是:(1)、路基发生不均匀沉陷;(2)、砼面板厚度与基础强度不足导致产生荷载型裂缝。

  横向裂缝是沿着与道路中心线大致垂直的方向产生的,出现的主要原因是:(1)、砼路面锯缝不及时,砼面板由于温缩和干缩发生断裂;(2)、由于切缝深度过浅,应力没有释放,因而在临近缩缝处产生新的收缩缝;(3)路基发生不均匀沉陷;(4)、砼面板厚度与强度不足,在荷载和温度应力作用下产生强度裂缝。

  斜向裂缝横贯砼路面板角或与行车方向相交成锐角,主要原因是由于下卧土层发生唧泥病害或不均匀沉陷而使板边丧失支撑,在重载反复作用下产生裂缝。

  交叉裂缝表现为砼面板裂缝相互交叉,主要是不良路基土的不均匀沉降导致的,此外,超载、重载的重复作用也可能引起这种破坏。

  1.2变形类病害的成因分析

  唧泥产生的主要原因是雨水沿接缝或裂缝渗入基层,在行车荷载作用下,基层的粉细料和水一起被挤出,使基础逐渐失去支撑能力,最终发生砼面板断裂。

  错台病害产生的原因是:(1)、唧泥病害处理不及时或不当,路基细料在抽吸作用下向后方板移动、堆积,造成前板低,后板高的错台现象;(2)、基础不均匀沉降,导致缝的两侧形成台阶。

  沉陷通常是由于路基土沉降或固结所引起的,特别是接近桥涵构造物处或道路加宽部分会由于压实不足而往往会产生沉陷。

  拱起表现为接缝处板块出现向上隆起,横缝两侧的板体明显抬高。产生的主要原因是:(1)、胀缝被砂、石、杂物堵塞,使板伸胀受阻;(2)、胀缝设置的传力杆水平、垂直向偏差大,使板伸胀受阻;(3)、长胀缝砼板在小弯道、陡坡处以及厚度较薄时,易发生纵向的失稳,引起拱胀;(4)、由于基层中存在生石灰及不稳定的废渣,自身发生反应导致路面拱胀。

  1.3接缝损坏类病害的成因分析

  接缝损害类病害通常表现为水泥砼路面纵横缝两侧50cm宽度内,板边缘砼开裂或成破碎,产生这种现象的原因是:(1)、胀缝被泥砂、碎石等杂物堵塞或传力杆设置不当,阻碍了板块热膨胀,过大的温度应力使板边胀裂;(2)、缩缝使砼板形成临空面,再加上填缝料质量不能保证,使得板边在车轮荷载反复作用下被压碎;(3)、由于切缝时间过早,使缝边较早受到损伤导致日后损坏;(4)、填缝料质量差,如粘结强度低,延伸率及弹性差,不耐老化,填缝料与缝壁粘结不牢靠等。

  1.4表面缺陷类病害的成因分析

  表面裂纹产生的主要原因是:(1)、铺筑后的砼表面游离水分蒸发过快,体积急剧收缩导致开裂;(2)、砼配合比不合理,水泥用量、砂率过大;(3)、砼表面过渡振荡或抹平;(4)、养护不及时。

  起皮表现为面层3-13mm深的砼品质变坏而产生脱落,主要是由于砼路面施工中过度抹面,使用的集料质量不合格或砼配合比不当(如细集料过多)引起的。

  露骨是指砼路面在行车作用下水泥砂浆磨损或剥落后石子裸露的现象。主要是由于:(1)、施工时混合料塌落度小或掺入早强剂不当,在平板振捣后,砼就开始凝结,以至待辊筒滚压和收水时,石子已压不下去,抹平后,石子外露表面;(2)、水灰比过大或水泥的耐磨性差,在行车作用下很快磨损或剥落。

  坑洞一般表现为路面板表面呈现孔洞状,一般孔的直径为2.5mm-10mm,深度为1mm-5mm。主要原因是:(1)、施工质量差或砼材料中夹带朽木、纸张和泥块等杂物;(2)、某些车辆的金属硬轮或掉落硬物的撞击。

  2.预防措施

  2.1设计阶段

  2.1.1路基设计要对软土路段的土基按规范要求予以处理。路面结构设计要根据当地实际情况,考虑车辆超限超载、多雨气候等不利因素的影响,在设计理论厚度的基础上适当增加基层的厚度,并选择水稳性较好基层。

  2.1.2砼路面配合比设计,要用一个连续级配的粗集料作为骨架,用另一个连续级配的细集料填隙,从而形成一个既具有高密实度,又具有高内摩阻力的密骨架结构。

  2.2 施工阶段

  2.2.1路基施工过程中,要严格按规范要求选好填料,控制填料松铺厚度和粒径,土石要均匀混合,路基要形成一定的横坡度,排水要顺畅,含水量尽量接近或达到最佳含水量,使路基碾压密实,强度均匀,防止路基不均匀沉降。

  2.2.2基层施工要选用合格材料,要严格控制基层顶面平整度、横坡度,以确保水泥砼板厚薄均匀,减少砼板与基层顶面的摩阻力;厚度和压实度要达到设计要求,使路基具有足够强度;严禁使用松散材料处理基层不平整表面或标高。在水泥砼浇筑前应先检查基层强度,只有强度(弯沉值或回弹模量)及各项指标达到要求后,方可组织砼面板施工。

  2.2.3水泥砼面层施工在原材料的选用上要确保质量,水泥与集料必须符合公路技术规范要求,粗集料要分级后混合,严禁使用统料;细集料细度模数要达到中、粗砂的要求,且含泥量不超标准。

  原材料拌合前要测定砂石料含水量,调整施工配合比,严格控制砼配合比和水灰比,合理使用减少剂,搅拌要均匀,塌落满足要求。尽量缩短砼的运输距离和出料高度,以免砼产生离析现象。模板要采用钢模,高度与砼板厚度一致,立模要坚实,采用适当措施,防止模板底部漏浆。砼混合料摊铺要平整,振捣要充分、密实,并不能过振。抹平工序非常重要,操作人员要在空架设置上进度抹平,切勿直接蹲在砼板面操作,砼板平整度必须达到规范要求。在气温较高时施工砼板,表面修整要及时,修整过程要设遮阳棚,避免阳光直射,硬化后要洒水使路面保持湿润。

  2.2.4施工机械,先进的机械设备是水泥路面的质量保证。砼路面施工尽量采用先进的、具有自动进料计量的较大型机具设备,并配备齐全。严禁使用淘汰的小型机具。

  2.3养护阶段

  在日常养护工作中,应“以防为主,防治结合”因地制宜地开展工作,总结出一套适应水泥砼道路特点的、针对性强的养护措施。

  2.3.1接缝养护是水泥砼路面养护重点,接缝料脱落或丧失后,应及时得到填补,要积极探索新工艺,采用新型材料进行灌缝作业。经常清理排水设施,保持排水系统良好,及时排除路面雨水和积水,使路基不会处于长时间浸泡,保持良好使用状态。

  2.3.2加强对超限超载车辆管理力度,使超限超载车辆控制在最小限度内,减少行车对水泥砼路面破坏,延长使用寿命。

  3.结束语:

  由于水泥砼路面出现病害的原因复杂多变,病害不同,处治的方法也大不相同,因此,如何预防水泥砼路面出现病害,最大限度地延长路面的使用寿命,需要我们在在设计、施工、养护管理各方面增强质量意识,积极采取各种处治措施,防止或减少病害的发生。另外,还要积极探索新的设计方式和改进施工工艺,以达到提高砼路面质量的目的。

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