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中图分类号:U445 文献标识码:A
引言
随着公路桥梁建设、与交通运输的发展也快速的带动了我国经济的提升,但是公路桥梁混凝土常见的裂缝问题是不可避免的,公路桥梁建设质量问题在这年来也开始成了人们主要关注的焦点。裂缝可以说是施工常见病以及多发病,施工过程当公路桥梁是容易出现裂缝的,一直以来它也是一个十分难以解决的问题。我们如何才能控制公路桥梁在施工中所造成的裂缝呢?首先就要事先找出来关于造成裂缝种类,以及裂缝所形成原因所在。并进行分析总结,并积极去寻找一些可行的控制性的办法,要从根本上确保以及保证整个公路桥梁工程施工的质量,来保障行驶车辆的安全性。
1造成公路桥梁混凝土裂缝主要原因有哪些
在公路桥梁施工的过程当中,因为混凝土中产生裂缝的原因也是多样化,如:超负荷压力在加上设计结构不合量、温度以及湿度的变化、原材料不合格等多种因素都是导致混凝土裂缝的原因之一。
1.1超负荷压力
超负荷压力所造成的裂缝原因,主是因为外荷载造成的直接应力形成的裂缝,分析其主要的原因有主要三点:第一是,在设计计算的时候没进行结构计算或者有部分漏算,荷载少算或者是漏算,内力和配筋的计算不正确,没有去科学的去计算模型,在设计理论结构受力方面和实际不吻合,一些结构安全系数不满足要求等。第二是,施工机具以及施工材料等,混乱存放,没有完全地按照设计图纸进行严格的施工,造成结构受力模式出现改变等。第三是,过往的车辆超载并严重超过设计载荷,受到车辆以及船舶撞击等。
1.2 高低温度的影响
混凝土温度的影响是至关重要的,而温差应力却是很难以避免的。随着夏季的天气变化温度的升降混凝土而产生的变形,对大体积和大面积混凝士对极为不利的,在混凝土硬化初期,水泥水化放出较多的永化热,由于混凝土散热较慢,于是内部温度就会升高并产生膨胀,而外部表面则因热量散失而开始收缩,这样内胀外缩所产生的温度应力,从而导致了混凝土出现裂缝。当混凝土受到在冬季冷潮的袭击之后,会随着温度急剧下降会导致混凝土表面产生收缩的现象,当混凝土表面的收缩在受到内部混凝土的约束时,从而就形成了很大的拉应力,导致引起裂缝的产生。但是,在一般的情况下这种裂缝只是产生在混凝土表面范围内,但是也是不可忽视的。
1.2水泥品质的影响
在公路桥梁施工当中,水泥的品质也是引起裂缝的主要原因,如果在施工当中选择的水泥的品质要求不符合规定以及安定性差,这样很容易引起混凝土的裂缝。如:因为水泥熟料煅烧的不充分化会产生较多的游离氧化钙,在加上它的水化过程又比较慢,这样就很容易导致水泥已凝结硬化后,又继续水化而产生体积膨胀。当路面会随着不均匀的体积变化,会逐渐出现龟裂、断板,有时甚至导致氧化镁与石膏的严重后果。因此,为防止因水泥安定性不良而引起的裂缝,所以在选用水泥时应加强检验,一定要选用符合规定的合格的低碱性或者是无碱性的水泥。
1.3施工方面
在公路桥梁施工当中浇筑混凝土以及起吊、运输、堆存以及拼装等过程当中,不按照科学性的合理的去施工,施工质量不符合规定的要求。如:已经绑扎的上二层钢筋遭到踩踏,就会使得承受负弯矩的受力筋保护层厚度增加,造成构件的实际高度降低,产生了和受力钢筋垂直方向的裂缝,在加混凝土的保护层厚度过大,混凝土的振捣作业控制不好所产生的麻面以及空洞等,造成钢筋锈蚀或者荷载裂缝。
2公路桥梁混凝土裂缝的主要防止方法
2.1预防措施
公路桥梁裂缝中一般采用的主要预防措施是:钢筋表面涂上一层防腐材料,应提前对混凝土加强养护,还要增加养护的时间,尤其是在温度比较低冬季,要涂刷一些养护剂,增加混凝土早期的强度延长混凝土保温养护时间,防止混凝土出现干缩现象,尽量多采用粉煤灰水泥或者中低热的水泥。这些类型水泥的收缩量比较小,还可以减少水泥的总用量比较节约。不管是水泥还是添加剂都要选择无碱成分或者是低碱成分的。
2.2 表面的养护
在施工的过程中当混凝土铺设完毕后,为了保证混凝土在最终凝固前表面的湿润状态,可以在混凝土表面上铺盖一层塑料膜或是草垫子、麻片等覆盖物,在必要时也可以喷一些养护剂,这样可以防止因水散发太快所导致的干裂形成的裂缝。
2.3施工技术措施
当混凝土随着水灰比的值越大,其干缩成度就就会越来越厉害。因此在施工的过中当,一定控制好水灰比的大小,或是适当添加一些减水剂,以达到控制混凝土干缩的目的,对混凝土在搅拌和施工过程中的配合比例要进行严格的控制。
3 修补方法
第一是,表面的涂抹方法,这种方法适用于没有达到钢筋表面的比较浅的或者非常细小甚至不能灌入浆材或者停止活动不伸缩的裂缝。第二是,嵌缝封堵方法。就是沿着裂缝的走向凿出槽然后在槽中嵌填入聚合物,如:水泥、砂浆等来修补裂缝。第三是,填充法。这种方法主要适用于,深度比较浅但是又比较宽但是裂缝范围却比较少的裂缝填充方法。第四是,灌浆法。这种方法主要是将甲基丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯、水泥浆等胶结材料,利用借助产生压力的设备压入到混凝土产生的裂缝中,使与混凝土形成反应形成硬化状态,慢慢变成为混凝土的一部分,修补细小裂缝和大裂缝,这种方法使用的范围较为的广泛。第五是,结构补强法。主要可以用于因为长时间无人处理的裂缝,所导致的混凝土耐久性下降,或是因为超荷载、火灾等原因所造成的严重性裂缝。
总结
随着经济的增长交通运输量也不断地提高,行车密度及车辆载重量也越来越大,公路桥梁的质量直接影响着行车安全和道路的畅通,避免公路桥梁混凝土裂缝原因,造成的路面塌陷或是桥梁坍塌。在公路桥梁施工当中,施工单位应严格按照国家有关规范、施工和监理,在运营管理过程中,进一步加强巡查和管理及时发现和处理问题。
参考文献:
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[3]严伏华.桥梁混凝土的施工温度与裂缝控制[J].科技信息,2011(10):339
关键词:水泥砼路面裂缝;产生原因 ; 修补方法; 修补材料
中图分类号:TU37 文献标识码:A 文章编号:
前言:水泥混凝土路面有强度高、稳定性好、耐久性好、有利于当地建材业的发展、缓 和沥青供应不足、经济效益高等优点。近年来,我国许多省、市修建了大量的水泥砼路面,但随着里程的增长,加上早期修建的水泥砼路面已接近使用年限。特别是近几年,汽车业迅速发展交通量逐年增大,交通荷载重型化,行车速度的提高,加速了结构层和路面层的损坏。其中裂缝的产生是最常见的病害,会直接损坏面层和结构层,因而影响行车速度,舒适性和安全性,因此对裂缝的修补尤其重要。由于水泥砼路面裂缝修补是一项技术强,难度大的工作。同时为了使交通更快得到开放,也就必须选择合理的材料配合,使修复工程更迅速达到一定的强度和耐久性,使交通得以正常运行。
一、裂缝产生原因分析
裂缝产生原因主要在基层质量、材料、环境、施工工艺等方面: 1. 基层施工质量。(1)基层平整度差,将导致混凝土面层厚度不匀,离散性大,在行车荷载及温度翘曲应力作用下,使得路面应力集中。当应力超过极限强度时,就会在厚度薄弱处产生裂缝。(2)地基强度不均匀,路基填料混杂或压实不好,产生不均匀沉降,导致混凝土板产生裂缝。(3)路基软弱,未压实或路面基层强度不足、沉降量过大,混凝土板受弯产生裂缝。(4)半填半挖路段,填挖交接处未按要求进行处理或处理不当,或填方部分未压实,导致填方部分沉降或滑移而造成裂缝。
2. 原材料的质量。水泥规格的选择直接影响工程质量。水泥的化学成分及细度对混凝土质量有很大影响,如果水泥硅酸二钙等含量过高或含有较高的有害杂质,会使混凝土的稳定性降低,产生过大的收缩,从而导致水泥混凝土路面产生裂缝;再如水泥中铝酸三钙含量较大,水化时混凝土放热快,产生的热量多,常使内部温度上升到50℃造成内外温差较大从而产生较大的应力,使混凝土产生裂缝。
3.混凝土养生不当。养护不及时,就会造成顶面失水快,收缩迅速;板底失水慢,收缩缓慢,翘曲后则产生裂缝。
4.振捣的影响。在混凝土浇筑过程中振捣不足,易使混凝土中出现气孔、蜂窝,在行车荷载及自然因素作用下产生应力集中而导致裂缝;振捣过量,则粗骨料下沉,混凝土离析,影响其强度。
5.施工温度的影响。混凝土具有热胀冷缩的性质,当外部或内部温度发生变化时,混凝土会产生变形。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热,内部温度不断上升,在表面引起拉应力。后期在降温过程中,由于受到基础或老混凝土的约束,又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时,即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢,但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化,如养护不周、时干时湿,表面干缩形变受到内部混凝土的约束,也往往导致裂缝。6. 施工组织不正常。在混凝土浇筑过程中,因停电、机械故障、就餐停拌等因素,使已浇筑的混凝土的接荐面出现初凝,再浇筑时,先浇筑的混凝土与后浇筑的混凝土间就会出现人为的薄弱面,形成不规则的接缝。另外,不及时拆除边模,使两侧模板约束板体的自由收缩,也可能产生早期裂缝。
二、水泥混凝土路面裂缝修补技术
1. 裂缝修补材料的选择原则
裂缝修补材料必须满足以下性能要求:
①与基质混凝土具有较好的相容性。②快速凝结性。③防水抗渗性;④有足够的弯拉强度。⑤优良的抗嵌入性;⑥使用方便、施工快捷;⑦对环境无污染;
2. 水泥砼裂缝修补材料
裂缝修补材料根据其功能可分为高模量补强材料和低模量密封材料。前者固化后具有较高的强度和刚度,后者则具有较大的柔性。当水泥砼路面由于裂缝造成强度不足时,宜选用高模量补强材料。因为修补材料太低,将降低应力传递效果,起不到补强材料。当水泥砼路面仅出现贯穿裂缝,而板面强度仍能满足通车时,为防止雨水和空气的侵蚀,裂缝扩大而削弱路基,可选用低模量密封修补材料,将裂缝封闭。
典型的高模量补强材料有环氧树脂类,酚醛和改性酚醛树脂类胶粘剂,低模量密封材料有聚氨脂类、烯类、橡胶类、沥青类胶粘剂。
3.水泥砼裂缝修补方法
砼路面裂缝产生的原因比较复杂。修补时要根据实际情况采用合理的修补方法。具体的修补方法有表面封闭法、灌缝胶注射法、压力注浆法、填充密封法四种。
(1)、表面封闭法
本方法适用于裂缝宽度w<0.15mm的裂缝。 利用混凝土表层微细独立裂缝或网状裂纹的毛细作用吸收低粘度且具有良好渗透性的裂缝封闭修补胶液封闭裂缝通道,提高结构的耐久性。对有防渗要求的结构部位,还应在裂缝表面粘贴玻璃纤维布(GF布)或碳纤维布(CF布)以增强封护作用。
(2)、灌缝胶注射法
本方法适用于裂缝宽度0.1mm≤ w ≤1.5mm的静止型独立裂缝、贯穿性裂缝以及蜂窝状混凝土局部缺陷的补强和封闭。以一定的压力将低粘度、高强度的高分子聚合物裂缝灌缝胶注射入裂缝内,胶液固化后将开裂两侧的混凝土连接成结构整体;胶液还能进一步渗透到裂缝周围的混凝土毛细缝隙中,形成较宽的加固带,并能沿着钢筋走向渗透,保护钢筋和增加钢筋与混凝土的粘合力,起到对裂缝修复并对结构局部增强并提高耐久性的作用
(3)、压力注浆法
本方法适用于裂缝宽度w ≥0.15mm的静止型裂缝、大型结构的贯穿性裂缝、大体积混凝土的蜂窝状严重缺陷以及深而蜿蜒的裂缝。在一定的时间内,以较高的压力将修补裂缝的超细无收缩水泥注浆料、改性聚合物水泥注浆料及不回缩微膨胀水泥注浆料压入裂缝腔内,填实混凝土结构裂缝空间形成结构整体
(4)、填充密封法
本方法适用于裂缝宽度w ≥0.5mm的活动裂缝和静止裂缝。在构件表面沿裂缝走向骑缝凿出或切出槽深和槽宽分别≮20mm和15mm的U型构槽,然后用改性环氧树脂或弹性填缝材料充填,并粘贴GF布或CF布封闭其表面;
实际修补过程中根据工程需要,四种裂缝修补方法可组合使用,以求达到最好的修补效果。
三、结束语
总之,水泥混凝土路面产生裂缝的原因很多,既有单一因素,也有综合因素。因此我们对某一种裂缝的产生,不应孤立看待,应综合进行分析研究,以确保水泥混凝土路面的施工质量,争取避免或减少混凝土路面裂缝的出现。在裂缝修补中,选择合理的修补方法尤为重要,但修补材料的配制和选择也不能轻视,从目前各类裂缝修补材料来看,环氧树脂类材料是具有广泛价值的修补材料。
参 考 文 献
方福森,路面工程,人民交通出版社,2000。
严家伋,道路建筑材料。人民交通出版社,1995。
李华,廖昌文,金志强等,水泥混凝土路面修补技术。人民交通出版社,1995。
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袁润章,胶凝材料学,武汉工业大学出版社,1989。
关键词:混凝土路面 养护
随着水泥混凝土路面修建技术的提高,修建规模的扩大,水泥混凝土路面所面临的挑战也是相当严峻的,裂缝、断板、变形、错台等病害的出现,对混凝土路面的施工与养护提出了更高的要求。本文根据多年的混凝土路面养护中所遇到的问题及解决办法,总结一些养护的经验,供同行参与。
1、早期养护
为防止混凝土中水分蒸发过速而产生缩裂,并保证水泥水化过程的顺利进行,混凝土应及时养生。一般用下列两种养生方法:(1)潮湿养生,混凝土抹面2h后,当表面已有相当硬度,用手指轻压不现痕迹时即可开始养生。一般采用湿麻袋或草垫,或者20~30mm厚的湿砂覆盖于混凝土表面。每天均匀洒水数次,使其保持潮湿状态,至少延续14小时。(2)塑料薄膜或养护剂养生,当混凝土表面不见污水,用手指按压,无痕迹时,即均匀喷洒塑料溶液,形成不透水的薄膜粘附表表面,从而阻止混凝土中水份的蒸发,保证混凝土的水化作用。
2、运营期养护
混凝土路面交付使用后,应进行全方位的养护,具体措施有:(1)对排水系统中发现的问题及时处理,避免造成较大的病害。(2)对水泥混凝土路面裂缝的处理,应根据其损坏程度不同分别对待。处理裂缝的方法分为裂缝修补、局部修补、整块板更换三种。
2.1 裂缝修补方法
水泥混凝土路面裂缝情况比较复杂,修补时要根据具体的情况采取相应的措施,水泥混凝土路面裂缝常用的修补方法有:压注灌浆法、扩缝灌浆法、直接灌浆法和条带罩面法、全深度补块法等。
(1)直接灌浆法
直接灌浆法适用于施工中产生的非扩展性的混凝土收缩裂缝。在未通车前,一旦发现水泥混凝土板出现裂缝,可用聚硫树脂材料等直接灌注。修补工艺如下:a、先浆缝内泥土、杂质清除干净,随后用钢丝刷浆缝口刷一遍,并用吸尘器将浮土吸掉,确保缝内无水、干燥。b、缝内及路面先铺一层聚氨脂底胶层,厚度为0.3±O.lmm。底胶用量为O.15kg/m2,底胶铺设采用涂刷方法。c、准备好灌浆材料。d、浆灌浆材料灌入缝内,固化后达到通车强度,即可放行。
(2)压注灌浆法
1)喷嘴灌入法
对宽度在0.5以下的非扩展表面裂缝,可采取压注灌浆法。
适用于通车路段冬季修补裂缝。修补工艺如下: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30cm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闻选用适宜的灌浆材料及配合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30-40min以内用压力浆灌缝材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60~100W灯泡的长条形类罩,在已灌缝上加温,温度控制在50~60℃,加热l-2h,即可开放通车。
2)注射器注射法
此方法适用于通车时间短,裂缝杂物少、较清洁、干燥裂缝宽度在3mm左右的路面裂缝修补。修补工艺如下: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比例掺配。一般小包装为1Kg混事剂分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,拌和至颜色均匀即可。c、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(可不使用针头),由中线向两边逐点注射至缝隙填满。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)扩缝灌注法:对于裂缝宽度小于3mm的轻微裂缝,可采取扩缝灌注法,修补工艺如下:a、先顺着裂缝用冲击电钻将缝口扩宽成1.5-2.Ocm的沟槽,槽深度根据裂缝浓度确定,最大深度不得超过2/3板厚。b、用压缩空气吹净灰尘,清除混凝土碎屑,填入粒径为0.3-0.6的清洁的小石屑(含泥量
(4)条带罩面法:对于贯彻水泥混凝土全板厚宽度在3~15mm范围内的中等裂缝,可采取条带罩面法进行修补。
a、首先顺裂缝两侧各约l5cm,且平行于裂缝切7~lOcm深两条横缝。b、在两横缝内侧用风镐或液压镐凿除7~lOcm深混凝土。c、沿裂缝两侧l0cm,每隔50cm钻一对钯钉孔的直径略大于钯钉的直径2~4mm。并在二反钉孔之间打一对与把钉直径相一致的把钉槽。d、用ф16螺纹筋制做长20cm、弯钩长7cm的钯钉。螺纹钢筋使用前应除锈。e、将孔槽内填满快硬砂浆,安装钯钉。f、人工将切割的缝内壁凿毛,以增强新老混凝土的粘结力,人工去除已破裂尚未掉下的表面裸石。g、在修补面上先刷一层同混凝土配比的修补或环氧水泥砂浆,然后浇注快硬混凝土。h、喷洒养生剂养生。为防止修补混凝土中的水分沿相邻老混凝土孔中失去,养护剂的喷洒面应延伸到相邻老混凝土内20cm以上。i、用切缝机加深裂缝。j、灌填缝料。
(5)全深度补块法:对于裂缝宽度大于15imm,错台大于12mm的严重裂缝可采用全深度补块法。全深度水泥混凝土补块可以恢复裂缝传递板块之间荷载的能力,并可最大限度地减少垂直变形。一般来讲,处于动态中的正在张开的和正在发生弯沉的中度和重度损坏的裂缝,需做全深度补块,以建立一条能提供适当荷载传递的工作缝。没有裂开或仅显现出细小裂缝的轻度破坏,一般不要进行全深度修补。
2.2 局部修补
板面局部断裂损坏,进行小块修复时,应视板面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5~7cm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ф30规格,II形钢筋采用ф22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筑至路面齐平。③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中央打洞:深l0cm,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18~20mm,长约20mm钢筋,然后用快凝砂浆填寒捣实,待砂浆硬后浇筑快凝混凝土夯捣实齐平路面即可。
2.3 整块板更换
对于严重断裂,裂缝处有严重剥落,板被分割成3块以上,有错台或裂块已开始活动的断板,应采用整块板更换的措施。
由于基层强度不足或渗水软化,以及路基不均匀沉降,造成混凝土板断裂成破碎板或严重错台时,应将整块板凿除,在处治好基层以及路基后,重新浇筑新的混凝土,或采用混凝土预制块或条块石换补。对于路基稳定性差,沉降没有完全结束的段落,建议采用预制换补断板。对基层也要求采用水泥稳定地构层。修补块的缝隙宜用水泥砂浆或沥青橡胶填满,以防渗水破坏。
采用重新浇筑新的混凝土板时,若采用常规材料修复或更换,则养护期长,影响交通,建议采用快凝材料。
3、结语
混凝土路面的养护是一个看似简单却十分复杂的技术工作,应当不断探索,追求更先进、科技含量更高的养护措施。
参考文献:
1、《路基路面工程》人民交通出版社
关键词:水泥混凝土路面 常见病害 养护工艺 方法
近年来随着交通事业的快速发展,水泥混凝土路面修筑的数量越来越多。特别是在“十五”以来,许多城市道路、乡镇文明卫生路基本上都是水泥混凝土路面。然而,已修建的水泥混凝土路面早期出现的开裂、断板、破碎、沉陷、啃边、缺角、错台、唧泥等已严重影响了水泥混凝土路面的使用寿命和道路行车质量,导致公路养护费用大大增加,给国家的资产造成巨大的损失。根据调查分析,这些病害中有相当一部份与施工工艺有关。因此,有必要从施工角度研究病害产生的机理,从而寻求防治水泥混凝土路面病害及改善养护工艺的方法。
水泥混凝土路面产生质量问题的原因除路基本身质量欠缺而影响到路面质量外,主要还有路面施工不规范及组成材料不合格的问题。
1、引起水泥混凝土路面病害的原因
1.1 路基施工方面的原因
(1)路基填筑使用了不适宜的材料。施工单位在路基填筑材料方面控制不严,使用了不适宜材料从而造成路基下沉或塌方,以致影响路面直到路面混凝土板破坏。
(2)软基处理不当。软土地段路基施工时,往往是由于采用的软基处理方案或施工工艺不合理或施工时未认真按要求处理或处理不完善等给路基的稳定造成了隐患,使成形的路基沉陷或滑移等,最终影响路面混凝土板。
(3)墙背的回填不符合要求。当前一些施工队盲目追求高速度,没有严格按施工规程作业,回填材料没有认真地选取,台背填土速度过快,对地基造成扰动和破坏,没有充分时间固结,对台背挡土墙等构造物挤压力大,施工时没有按分层填筑、分层碾压、分层检测“三分法”施工。
1.2 路面施工方面的原因
(1)路面基层施工质量不合要求。施工单位在施工时,往往容易忽视的是使用集料的级配不好,含有粘块及有害物质的材料来铺筑基层;路基、底基层、面基层的标高控制不严;水泥稳定集料含水量控制不准:水泥用量不足等,这样严重影响了基层的质量,直至路面板遭破坏。
(2)路面水泥混凝土板施工方面的问题。水泥混凝土面层施工,往往施工的厚度未达到设计要求,主要是基层施工标高控制不严所引起;粗集料不具有良好的级配,细长及扁平的颗粒含量太高;细集料和粗集料中含泥量过高(含泥量超过1%),降低了混合料的粘结度;施工时配合比控制不严及计量不准确,水泥用量偏低,导致水泥混凝土路面标号偏低,或所用水泥质量不稳定;水泥混凝土在浇筑过程中未完全振捣密实,蜂窝麻面较严重,这样势必影响混凝土板本身的质量,而造成损坏。
(3)水泥混凝土路面结构层防水或排水未进行有效的处理。往往路面板遭到破坏,人们想到的总是路基、路面基层施工质量或台背回填质量或水泥混凝土板本身的浇筑质量等,而未足够重视结构表面渗入到路基中的水对路基的侵害。目前,虽说对混凝土板的缩缝、胀缝、施工缝(纵向和横向)采取了特制的材料对水进行封锁,使水从路面排走,但效果仍然不佳。据了解,路面板遭破坏的原因有相当部分是由于路表水渗入路基,从而影响路基的稳定,在外力的作用下,时间长了将会产生唧泥,一段时间后,路面混凝土板就脱空了。
(4)施工操作不规范。标高控制不严,使混凝土板块厚薄不均,造成混凝土强度不匀,在混凝土板块厚薄不均界面,在外力作用下及收缩时产生拉应力,易产生裂缝,影响混凝土使用质量。振捣不密实,从现场取芯的芯样上,往往会发现芯样气孔较多。这是混凝土振捣不密实的表现,混凝土有足够的弯拉强度,来自于它的密实度。随意向混凝土中加水,这种行为与水灰比过大的情况类似。随意加水会使混凝土中自由水份增加,随着水份蒸发,使混凝土内空隙增大。养护不及时,混凝土的结构和强度的形成及增长有一个过程,并需要有一定的温度和湿度条件。如不及时养护,会影响混凝土水化作用的正常进行和水化物的生成,从而影响混凝土的强度。
2、改善水泥混凝土路面养护工艺的方法
针对以上施工工艺对水泥混凝土路面常见病害的影响,提出如下水泥混凝土路面的养护施工方法。
对于破碎、沉陷的水泥混凝土板最好是铲除,用同标号的新混凝土进行修补。
对于水泥混凝土板严重裂缝,我们可以用乳化沥青砂修补,材料为乳化沥青、细砂。严禁在雨天施工。修补完后在其表面铺一层细砂,1小时后可以开放交通。
对于水泥混凝土板中等裂缝和细微裂缝,可采用聚氨脂修补裂缝材料进行修补。
对于水泥混凝土板底脱空,下沉我们可以采用板底灌水泥浆加固基层,使浆体充满混凝土板底,可以抬起混凝土板,减少沉降和错台,使用材料主要是水、水泥、化学外加剂。
对于严重的路面错台现象,我们可以采用广州爱克思环保材料技术研究所生产的错立平(XCR-07),此产品固化速度快,减少施工对行车等的影响,但不宜在雨天施工。
对于路面坑洞,我们可以用乳化沥青修补,它的施工不受天气、季节和气候的限制,且修补质量好,修补后可立即开放交通,如果路面坑穴破损深度在5cm以上时,填补工作应以每3~5cm为一层,分层填补、分层压实,很适合我们高速公路的维修。
总之,要防治防治水泥混凝土路面病害,就是搞好混凝土路面的施工质量,除路基质量要保证外,必须严格控制材料质量,加强试验检测,准确计量,及时对配合比作出合理的设计,严格控制水灰比;规范操作行为,按规范施工;要保证国家投资的固定资产不损失,需积极探索和改进养护工艺,以提高混凝土路面的寿命和道路行车质量。
参考文献
[1]交通部公路科学研究所主编.《公路水泥混凝土路面滑模施工技术规程》.人民交通出版社,JTJ 037.1—2000.
[2]方福森著.《路面工程》.人民交通出版社,1990.
关键词:水泥混凝土路面;病害.处治
1,引言
近年来我国公路工程得到迅速发展,作为其技术关键之一的路面工程也得到明显发展,其中包括水泥混凝土路面的广泛使用。随着水泥混凝土路面的广泛应用,也相应暴露出一些与设计、施工及使用相关的病害,这些病害处理不好,将会严重影响行车速度、安全及舒适性。因此,分析水泥混凝土路面的病害,并采取针对性的处治对策,对于我国公路工程的健康发展具有重要的现实意义。
2.水泥混凝土路面的病害概述
水泥混凝土路面损坏可分为:断裂类、竖向位移类、接缝类和表层类四种类型。断裂类主要指纵、横、斜向裂缝和交叉裂缝、断裂板等;竖向位移类主要指沉陷和胀起;接缝类主要指裂缝的填缝料损坏、唧泥、错台和拱起等;表层类主要指坑洞、露骨、网裂和起皮、粗集料冻融裂纹、修补损坏等。
3,水泥混凝土路面病害的处治对策
3.1裂缝修补
水泥混凝土路面裂缝型式多样,处治时要根据具体情况采用相应的技术措施。缝宽不足0.5mm的非扩展性表面裂缝,采用压注灌浆法;局部性裂缝,且缝口较宽时,采取扩缝灌浆法;对贯穿全厚的裂缝,采用条带罩面法。对裂缝宽度大于3mm的裂缝,用环氧树脂与固化剂搅拌均匀后直接灌注。
3.2接缝修补论
按缝施工时,为保证清缝质量,对杂物充填较多的纵缝,必须用切缝机切割,其它缝也应用铁铲对杂物和老化的填料进行清理,然后用高压气体吹净。对加热型填缝材料,按规定进行熔化,使其具有较好的流动性,加热温度不宜过高、过低,时间不宜过长,以避免材料老化或流动性较差。用黄油枪或扁嘴铁壶沿缝方向均匀浇灌加热后的填缝料至缝填满为止(不宜过高或过低),灌缝深度至少应大于1.5cm。灌缝应在路面干燥及路面板下没有积水时进行,保证填料与缝壁粘接牢固且不被高压水剥离、挤出。根据填缝料性质,做好施工交通控制工作,待填缝料冷却后开放交通(一般需30min),以免其被行车粘掉。坚持周期性养护,根据填料有效使用寿命,对全部构造缝进行全面清缝和普灌,其后每年入冬和雨季之前进行补灌,保证构造缝全部密封。
3.3局部修补
对出现错台的板块,先采用压浆调整,恢复平顺,调整后仍有高差,且错台量小于lOmm,可用建筑磨平机打磨掉高出的部分或人工凿除高出部分,凿除(打磨)宽度一般为10-30cm。错台量大于10mm的,在低的一侧用沥青砂或细粒式沥青碎石衬平,衬补长度按高差的1-2%,也可用聚合物水泥砂浆薄层修补。修补前应用钢丝刷将原路面清理干净。大面积麻面、露骨、平整度差等结构性病害,常采用沥青混凝土罩面处理,处理厚度应大于2.5cm,罩面前要对破碎板及整个路面进行修补和压浆处理。一般的麻面可不作处理,只对露骨严重部分作整段处理,可用聚合物砂浆作薄层处理。
3.4破碎板块修补
采取换板方式处理水泥混凝土路面严重破碎板,即挖除整块破碎板,然后浇筑水泥混凝土,板厚与原面板厚度一致,但一般不宜小于24cm,否则可采用钢筋混凝土进行修复。板角断裂等破损采用局部修补方式,即对板角断裂的部分渐除成正方形或矩形,在原板壁上加装传力杆后,在凿除位置浇筑混凝土。其具体工艺流程为:板块破碎、凿除>基底清理>补设拉杆、传力杆>混凝土拌和及运输>钢筋网制作>混凝土浇筑>接缝设置>养生。
3.5脱空板块处治技术
路面使用期间出现的裂缝、破碎板儿乎都与板底脱空有关。即使一些当时看来既没有破碎又没有裂缝的板块,其板底仍可能存在脱空,这种病害较隐蔽,但其危害性却非常之大。在路面修复中,若脱空板不处理,即使加铺层达到20cm以上,也无法防止反射裂缝的出现。板底脱空可使用钻孔压浆法处理,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。
3.6加铺沥青层
加铺沥青层是旧水泥混凝土路面有效的补强措施之一,不仅提高了路面的承载能力,消除了原有接缝处易产生卿泥、断裂、脱空等多种病害的不利影响,同时也提高了路面平整度和抗滑能力,改善了路面使用性能,提高了路面服务水平,目前在城市道路水泥混凝土路面维修工程中逐渐推广应用。
旧水泥混凝土路面沥青加铺层的施工主要环节为:(1)处理破碎板:将原路面严重破碎板、严重裂缝、板角断裂等破碎板块挖除,用早强混凝土或早强钢筋混凝土进行修补至与原路面齐平,原路涵洞盖板铺装层出现破碎的也应一并处理。(2)稳定原路面板:对唧泥、脱空的混凝土面板及轻微、中等裂缝的面板进行板底压浆处理,使混凝土面板处于稳定状态。对使用时间较长,原路面基层为石灰土等水稳定性不良结构的路段,为保险起见,可对全部原有的混凝土面板进行压浆处理。(3)提高原路面防水能力:对所有缩缝、纵缝、裂缝清缝后,用填缝料灌缝。然后在原混凝土路面上加铺土工布隔离层或加铺1.5-2.5cm沥青混和料隔离层,不做隔离层的应洒布粘层油,以减少路表水下渗并提高加铺层与原路面的结合能力。(4)加铺沥青层:在隔离层(粘层)上加铺沥青混凝土面层一般应分为二层,下面层较厚(一般4-8cm),采用热稳定性较好的开级配粗粒式或中粒式沥青碎石或沥青混凝土,上面层较薄(一般厚2~4cm),采用防水性能较好的密级配细粒式或中粒式沥青混凝土。原水泥混凝土路面横坡较小时,通过沥青面层调整路面横坡不小于1.5%。碾压时,选择压实机具吨位应考虑沥青层的厚度,防止过振引起沥青混合料二次细粒化。为防止沥青层渗水导致混凝土路面加铺后再次唧泥问题,可在旧板与沥青层间铺筑玻璃纤维布隔离层。