淺析水泥混凝土路面病害成因及預(yù)防處治措施
2015-04-02
0引言
目前，我國(guó)現(xiàn)有的水泥混凝土路面，有相當(dāng)一部分己接近或超過(guò)設(shè)計(jì)年限，有的雖未達(dá)到設(shè)計(jì)年限，但由于交通量劇增，汽車軸載日益重型化或設(shè)計(jì)、施工方面等的種種原因，而出現(xiàn)不同程度損壞、道路使用品質(zhì)下降的情況，有些水泥混凝土路面的損壞是非常嚴(yán)重的。為此，本文針對(duì)水泥混凝土路面病害產(chǎn)生的原因，提出了水泥混凝土路面病害的預(yù)防措施和處治方法，為水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù)維修及加鋪改建提供參考。
1水泥混凝土路面病害及產(chǎn)生的原因
水泥混凝土路面損壞可分為：斷裂類、豎向位移類、接縫類和表層類四種類型。斷裂類主要指縱、橫、斜向裂縫和交叉裂縫、斷裂板等；豎向位移類主要指沉陷和脹起；表層類主要指坑洞、露骨、網(wǎng)裂和起皮、粗集料凍融裂紋、修補(bǔ)損壞等；接縫類主要指裂縫的填縫料損壞、唧泥、錯(cuò)臺(tái)和拱起等。
1.1表面不規(guī)則裂縫
表面不規(guī)則裂縫產(chǎn)生的原因大部分是施工中水泥用量大、氣溫高、養(yǎng)護(hù)失水而造成混凝土表面快速失水，引起的干縮裂縫。
1.1.1橫向裂縫(脹縫、縮縫)主要由水泥混凝土失水干縮、冷縮、切縫不及時(shí)等引起。失水干縮橫向裂縫是混凝土表層水分散失或體積收縮受到約束所產(chǎn)生的裂縫，一般發(fā)生在水泥混凝土水化、硬化的早期；冷縮裂縫是指由于水泥混凝土冷縮產(chǎn)生拉應(yīng)力而引起的路面板開裂。
1.1.2縱向裂縫主要是路基體填料土質(zhì)不均勻、含水量不均勻、施工方法不當(dāng)?shù)龋瑢?dǎo)致路基不均勻沉降，從而使路面板在自重和行車壓力的作用下產(chǎn)生縱向裂縫。
1.1.3交叉裂縫產(chǎn)生交叉裂縫的主要原因有：①水泥混凝土路面自身強(qiáng)度不足；②路基和路面基層的強(qiáng)度和水穩(wěn)定性差；③使用了性能不穩(wěn)定的水泥，導(dǎo)致澆筑的水泥混凝土路面板產(chǎn)生大面積的龜裂。
1.1.4板角斷裂板角裂縫通常是由于板角處受連續(xù)荷載作用、基礎(chǔ)支撐強(qiáng)度不足及翹曲應(yīng)力等因素的綜合作用產(chǎn)生的。
1.2表面損壞
1.2.1紋裂、網(wǎng)裂、板面起皮和剝落產(chǎn)生的原因主要是水泥混凝土水灰比過(guò)大、施工時(shí)過(guò)度抹面、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)、在水泥混凝土拌和過(guò)程中用了含鹽量偏高的水和質(zhì)量低劣的集料，或水泥中的堿與集料中的特定礦物質(zhì)發(fā)生堿硅反應(yīng)等。為此，在施工過(guò)程中，應(yīng)對(duì)集料的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)控用水量，必要時(shí)對(duì)水的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。
1.2.2麻面、露骨麻面一般是水泥混凝土路面施工時(shí)，在混凝土初凝前遇雨所致。路面混凝土保護(hù)層脫落導(dǎo)致骨料裸露的現(xiàn)象稱為露骨，其產(chǎn)生的原因主要是混凝土表面灰漿不足，泌水提漿，從而造成混凝土路面表層強(qiáng)度不足。
1.2.3磨光磨光的主要原因是水泥混凝土路面表面水泥砂漿層強(qiáng)度低、水泥及集料等原材料耐磨性差或路面使用時(shí)間較長(zhǎng)等。
1.2.4坑槽、孔洞坑槽、孔洞產(chǎn)生的原因主要是由于集料含泥量過(guò)大，混凝土內(nèi)有泥土或其他雜物所致。
1.3接縫損壞
接縫包括橫縫(脹縫、縮縫)、縱縫和施工縫。接縫設(shè)置的目的是減少或避免由于水泥混凝土熱脹冷縮產(chǎn)生的應(yīng)力對(duì)路面板的破壞作用。接縫設(shè)置不當(dāng)或損壞會(huì)降低路面的整體使用性能，甚至使路面板更快地遭到破壞。
1.3.1填縫料損壞填縫料損壞的主要原因有：填縫料本身質(zhì)量不合格，填縫料在長(zhǎng)期外界環(huán)境作用下老化、脆裂，或由于混凝土路面板受熱膨脹、擠壓脹縫，致使填縫料被擠出，不能正常復(fù)原等。
1.3.2接縫碎裂接縫碎裂主要是指由于填縫料損壞，泥、砂等雜物侵入脹縫，導(dǎo)致路面板再次膨脹時(shí)受阻，或雨水滲入基層和墊層，使基層強(qiáng)度降低，從而導(dǎo)致路面接縫處的變形和破損。
1.3.3唧泥唧泥產(chǎn)生的原因是填縫料破壞，雨水下滲等。
1.4變形損壞
水泥混凝土路面板的變形破壞是指水泥混凝土路面板接縫處產(chǎn)生的錯(cuò)臺(tái)、拱起和沉陷等現(xiàn)象。
1.4.1錯(cuò)臺(tái)錯(cuò)臺(tái)產(chǎn)生的原因是橫縫處未設(shè)置傳力桿，由于基層或路基體壓實(shí)不均勻，致使相鄰水泥混凝土路面板在車輛的重復(fù)荷載作用下，產(chǎn)生不均勻沉降。
1.4.2拱起和沉陷拱起產(chǎn)生的原因主要是脹縫被硬物阻塞，或脹縫設(shè)置過(guò)少，使路面板受熱時(shí)不能自由伸張。沉陷產(chǎn)生的原因主要是填縫料損壞導(dǎo)致雨水從接縫處下滲，軟化基層，甚至軟化路基體，使路面板接縫下方的基層和路基體承載力下降，路面板跟著下沉。拱起和沉陷都會(huì)對(duì)車輛行駛的舒適性和安全性造成很大的影響。施工時(shí)合理設(shè)置脹縫，運(yùn)營(yíng)中有效維護(hù)好接縫，可以有效避免此類損壞的發(fā)生。
1.5斷板
斷板產(chǎn)生原因：①混凝土板伸縮縫設(shè)置不當(dāng)；②施工中切縫不及時(shí)，時(shí)間掌握不當(dāng)，切縫深度不夠；③重車及超荷載車輛的重復(fù)作用所致。
1.6橋頭搭板下沉
由于臺(tái)背回填壓實(shí)度達(dá)不到要求，引起搭板下沉。
1.7表面孔洞
由于混凝土中含有泥塊所致。
2.水泥混凝土常見(jiàn)病害的預(yù)防措施
2.1設(shè)計(jì)方面
我國(guó)在水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)計(jì)算理論中，盡管考慮了溫度疲勞應(yīng)力等因素。但設(shè)計(jì)的板厚依然較薄，難于承受巨大的沖擊破壞動(dòng)能。另外，在實(shí)際應(yīng)用中，過(guò)于相信應(yīng)力計(jì)算，而對(duì)水泥混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)物的研究和實(shí)際觀測(cè)的較少。為此在水泥混凝土路面設(shè)計(jì)中，應(yīng)該由靜力學(xué)向動(dòng)力學(xué)發(fā)展。在充分考慮沖擊動(dòng)荷載對(duì)路面的作用后，適當(dāng)提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)厚度，以適應(yīng)我國(guó)公路不斷增長(zhǎng)的交通量的需要；在軟基路段，橋頭下挖路段和填挖路段交換頻繁的路基上必須深挖進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)并增加相應(yīng)的預(yù)算。
