首页 理论教育 水泥混凝土路面病害与养修-《道路工程》

水泥混凝土路面病害与养修-《道路工程》

时间:2023-08-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:(一)水泥混凝土路面的病害水泥混凝土路面的使用性能在行车和自然因素的不断作用下逐渐变坏,以至出现各种类型的损坏现象,大体分为接缝破坏和混凝土面板损坏两个方面,损坏性质也可分为功能损坏与结构性损坏两个范畴。因而,断裂裂缝可视为混凝土面层结构破坏的临界状态。旧水泥混凝土路面的强度和模量的评定简称为强度评定。

水泥混凝土路面病害与养修-《道路工程》

(一)水泥混凝土路面的病害

水泥混凝土路面的使用性能在行车和自然因素的不断作用下逐渐变坏,以至出现各种类型的损坏现象,大体分为接缝破坏和混凝土面板损坏两个方面,损坏性质也可分为功能损坏与结构性损坏两个范畴

1.接缝的破坏

(1)挤碎。出现于横向接缝(主要是胀缝)两侧数十厘米宽度内。这是由于胀缝内的滑动传力杆位置不正确,或滑动端的滑动功能失效,或施工时胀缝内局部有混凝土搭连,或胀缝内落入坚硬的杂屑等原因,阻碍了板的伸长,使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力,当其超过混凝土的抗剪强度时,板即发生剪切挤碎。

(2)拱起。混凝土面板在受膨胀而受阻时,某一接缝两侧的板突然向上拱起。这是由于板收缩时缝隙张开,填缝料失效,坚硬碎屑等不可压缩的材料塞满缝隙,使板在膨胀时产生较大的热压应力,从而出现纵向压曲失稳。

(3)错台。横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。当胀缝下部嵌缝板与上部缝隙未能对齐,或胀缝两侧混凝土壁面不垂直,使缝旁两板在伸胀挤压过程中,会上下错开而形成错台。地面水通过接缝渗入基础使其软化,或者接缝传荷能力不足,或传力效果降低时,都会导致错台的产生。当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀,各幅板沉陷不一致时,纵缝也会产生错台现象。

(4)唧泥。汽车行经接缝时,由缝内喷溅出稀泥浆的现象称为唧泥。在轮载的频繁作用下,基层由于塑性变形累积而同面层板脱空,地面水沿接缝下渗而积聚在脱空的空隙内;在轮载作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆,并沿接缝缝隙喷溅出来。唧泥的出现,使面板边缘部分失去支承,因而往往在离接缝1.5~1.8m以内导致横向接缝。

此外,纵缝两侧的横缝前后搓开、纵缝缝隙拉宽、填缝料丧失和脱落等也都属于接缝的破坏。

2.混凝土板本身的破坏

混凝土板的破坏主要是断裂和裂缝。面板由于所受内应力超过了混凝土的强度而出现横向或纵向以及板角的断裂和裂缝。其原因是多方面的:板太薄或轮载太重;行车荷载的渠化作用(荷载次数超过允许值);板的平面尺寸太大,使温度翘曲应力过大;地基过量塑性变形使板底脱空失去支承;养生期间收缩应力过大;由于材料或施工质量不良,混凝土未能达到设计要求等等。断裂裂缝破坏了板的结构整体性,使板丧失应有的承载能力。因而,断裂裂缝可视为混凝土面层结构破坏的临界状态。

(二)水泥混凝土路面的养护与维修

1.填缝料的填补

填缝料常因高温被挤出而失落,日久老化而失去弹性,因此,一般在冬季缝隙增宽时增补或更新填缝料,使缝隙填料保持饱满不渗水,避免屑杂物等不可压缩的材料混入。

2.裂缝的修补

对较小裂缝,应及时将裂缝内的尘土清除干净,再灌填沥青砂或沥青玛脂封缝;或用环氧树脂胶结。对严重的裂缝,宜先将松动部分凿掉并清除干净后,在干燥情况下,用液体沥青涂刷缝壁,再填入沥青砂捣实、烫平,并以细砂覆盖。裂缝的修补工作宜在秋末冬初缝隙较宽时进行。

3.麻孔、剥落、局部磨损和坑洞的修补

先将尘土碎屑清除干净,再用1∶2水泥砂浆水灰比0.4~0.5)或硫磺水泥填补。硫磺水泥强度高,能与多种材料粘结快硬,不需养生,并有耐酸抗渗作用。有时也可用掺有50%浓度聚乙酸乙烯乳液的水泥砂浆进行修补。或先涂敷环氧树脂或水泥浆,然后用掺有早强剂的混凝土填补。

4.大面积磨耗的处理

当磨损、剥落面积较大时,可用坚硬石料进行双层沥青表面处治。粘层油应用较稠的沥青,用量应稍多,以免剥落。对已磨光的路面,国外常铺上防滑沥青砂封层,或者用割槽机将路面割成小横槽,以恢复抗滑力。

5.断裂的修理

根据断裂位置把混凝土板凿成深约0.05~0.07m的长方形槽,刷洗干净后,用水泥砂浆涂抹槽壁和底面,然后以混凝土填补。较彻底的办法是将凹槽壁凿至贯通整个板厚,并在凹槽边缘板厚中央打洞。洞深0.1m,直径30~40cm,水平间距0.3~0.4m。每个洞应先将其周围润湿,插入一根直径18~20cm、长约0.2m的钢筋,然后用最大粒径为5~10mm的细石混凝土填塞捣实。洞口留下0.01~0.02m不浇筑,钢筋应一半伸出洞外。待细石混凝土硬结后,再将凹槽边壁润湿,涂刷水泥浆一道,然后将与原来相同的混凝土浇人格中夯捣密实。

6.整仓修复

当裂缝分布遍及全板时,可将该板块击破翻除,必要时还应重做基层,再另浇筑新混凝土板。对于击破旧混凝土路面,我国有关单位研制一种移动式电动落锤式破路器,效果甚好。(www.xing528.com)

7.罩面

混凝土路面损坏后,可在其上以新混凝土罩面。为使新旧混凝土的结合良好,加铺前除清除旧面层表面并凿毛外,有时还可在旧路面上先涂敷环氧树脂,然后铺筑新混凝土层,以使新旧层之间达到完全结合。若在面层清扫后直接铺筑新混凝土罩面时,则属于部分结合的情况。如在铺筑新混凝土罩面之前,先加上一层油毛毡或其他材料作隔离层,这属于分离式的情况。

当用沥青混合料进行罩面时,应有一定的罩面厚度,常用的厚度为0.09~0.15m,否则容易剥落,而且旧混凝土路面接缝和裂缝易反射到沥青层上。

(三)水泥混凝土路面的加铺

水泥混凝土路面和机场道面经过一段时间使用之后,行车轴载和轴次大大增加,可能会出现某些损坏,从而不能满足使用要求,而需要加强。为了使混凝土路面加厚设计符合实际,既能适应结构强度要求,又不造成浪费,对旧混凝土路面强度特性和力学参数应进行必要的测试和评定,以便获取水泥混凝土路面的有关力学参数,包括基础回弹模量、混凝土面板的抗折强度和抗折弹性模量。旧水泥混凝土路面的强度和模量的评定简称为强度评定。

加铺层与原路面层间结合型式选择同原路面板的完好状况、接缝类型和状况、路拱坡度、以及施工条件和造价有关。常用的结合型式有以下几种:

(1)结合式加厚层。适用于旧混凝土板完好,或虽有损坏业已修复的情况,加厚层与原路面板路拱坡度一致。铺加厚层时,是将原面板表面凿毛,除掉碎屑,清洗干净,涂刷高分子粘结材料或掺有粘结剂的水泥浆,之后浇筑混凝土加厚层。加厚层筑缝与原面板接缝对齐,且缝的类型应相同。目前修筑结合式加厚层费工费时,造价较高,限制了在工程中的广泛应用。

(2)直接式加厚层。适用于旧混凝土面板完好,没有或只有少量裂缝的情况,加厚层与原路面板路拱大体相同。施工时将原面板表面清洗干净,直接在其上浇筑混凝土加厚层。加厚层接缝的位置和类型应与路面板一致。这种加厚层施工方便,造价不高,为工程单位大量采用。

(3)分离式加厚层。适用于旧混凝土面板裂缝较多的情况。施工时,应将原面板上的碎屑杂物清扫干净,对严重损坏板块,查清原因,予以处理。在旧道面上铺沥青混凝土或油毛毡卷材,使之与加厚层分离。沥青混凝土常用沥青砂或细粒式沥青混凝土,厚2~3cm。油毛毡1~2层,相接处搭接至少5cm。加厚层的接缝宜与原面板接缝对齐,接缝类型可不相同。

当因纵坡调整或防冻要求在原混凝土路面板与加厚层之间设置较厚的隔离层时,可用沥青混凝土或水泥稳定料等材料修筑。

旧混凝土路面上修筑混凝土加厚层后成为双层混凝土路面,其力学模型属于弹性地基上双层板。研究表明,可采用弹性地基上不同层间接触假设的双层弹性薄板理论进行计算。同时得出,用等刚度原则将弹性地基双层板问题转换为弹性地基单层板计算是合理而简便的,这样在进行混凝土加厚层设计时,就可利用现行水泥混凝土路面设计规范的方法。

根据实验结果和以往经验,各种层间结合型式的混凝土加厚层最小厚度可取为:结合式12cm,直接式14cm,分离式16cm。

(四)水泥混凝土路面的快速修补

水泥混凝土路面一般都承担较繁重的交通运输。如果用普通水泥混凝土材料修补,需要较长的养护期才能开放交通,不能适应繁重交通量的要求。为了应用快速修补技术,修补材料宜具备以下性质:

(1)有快硬高强的特性,以便在较短的养护期能满足开放通车的强度要求。由于快速修补材料初期强度增长较快,故混凝土的强度应达到设计强度的70%,即抗折强度达3MPa时可放行通车。

(2)初凝时间不少于45min,以利于施工操作。

(3)具有便于施工的和易性。

(4)与旧混凝土与砂浆有较高的粘结力,粘结抗折及粘结抗剪强度不少于修补材料自身强度的50%。

(5)硬化过程中收缩小,其干缩值宜小于千分之三。

(6)28d龄期模量值与一般混凝土模量接近。

(7)与旧混凝土颜色接近,以满足美观要求。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈