水泥混凝土面板損壞原因分析及處理辦法
2006-12-01 00:00
| 摘要：結合大同市水泥混凝土路面損壞的典型事例，從結構因素、交通荷載因素、路面基層材料因素、施工質(zhì)量因素等方面，分析了水泥混凝土面板損壞的原因，并針對其特點提出了具體的處理辦法。 關鍵詞：水泥混凝土路面，面板，不均勻沉降 1 概述 大同地區(qū)煤炭資源豐富，銷往山西省及京津蒙各地。煤炭資源的外銷，使得大同市各條道路大貨和拖掛車在車輛構成中所占比例最多。水泥路面以它剛度大、強度大、承載力高的優(yōu)點，在大同地區(qū)是一種普遍使用的一種路面結構。但多年來在重載車輛甚至超載車輛的不斷作用下，水泥路面已出現(xiàn)多種不同病害?，F(xiàn)以204省道拒云公路為例，就水泥路面的相關問題做一淺析。 204省道拒云線(拒墻堡一云崗)，修建于1968年。起點拒墻堡一新榮段原路面結構為粒料改善土路，1993年曾投資將拒墻堡一新榮段原三級公路改建為平原二級公路，路面為水泥混凝土路面。改建后的路面結構為：22 ClTI水泥混凝土+15 cln礫石土。目前運行不足10年，已先后出現(xiàn)了水泥路面在運行過程中可能出現(xiàn)的各種病害。以下是分析大同市水泥路面病害成因及根據(jù)大同市交通特點提出處治方案的典型事例。 2 水泥混凝土路面板損壞原因分析 拒云線路面結構為水泥混凝土路面，現(xiàn)有路面損壞嚴重，通過現(xiàn)場調(diào)查，發(fā)現(xiàn)水泥混凝土路面的損壞有兩種類型：一種是結構性損壞，如開裂、變形、接縫損壞、斷板等；一種是功能性損壞，如表面滑溜、表面損壞等[1,2] 。水泥混凝土路面的結構性損壞，有荷載因素和非荷載因素。 2．1 結構因素 拒云線水泥混凝土路面采用的斷面形式為1．5 m寬土路肩-I-9 m寬水泥混凝土-I-1．5 m 寬土路肩，水泥混凝土面板下是9．5 m寬的礫石灰土。這種斷面形式是將水泥混凝土路面放在一個下部、左和右三面無排水設施的礫石土中，雨水不可避免地將沿著縱縫、橫縫、土路肩、破碎板的裂縫處等部位，滲入到礫石土基層表面。滲入到基層表面的雨水，在行車荷載的重復作用下，形成有壓水在板底流動，對礫石土基層產(chǎn)生沖刷，基層中的細顆粒被帶到混凝土表面上來，從而產(chǎn)生凸凹不平，使混凝土板體脫空，導致板體的荷載應力增大，加速混凝土板體的斷裂。由于板體的斷裂，又擴大了板體的滲水范圍，反復循環(huán)，促使斷板率猛增，從而造成水泥混凝土路面大面積損壞。 2．2 重交通荷載因素 拒云線是大同地區(qū)煤炭銷往內(nèi)蒙的主要通道。拒云線運輸車輛中以大型貨運車輛及拖掛車所占比例最大，車輛超載的現(xiàn)象十分普遍，由于重交通和汽車超載，造成了水泥混凝土路面早期損壞，使路面使用壽命大大縮短，路面使用性能衰減加快，同時加劇了其他路面損壞形式的程度，如地基脫空、接縫破壞、路面接縫唧泥等。 2．3 路面基層材料因素 拒云線基層土為粉質(zhì)低液限粘土，由于自身的抗剪切強度不足，就很難抵抗壓路機的剪應力，致使基層在施工中發(fā)生松散及推移等問題。通車后隨著雨、雪水的滲入，進一步變松、變軟，并在面層底部形成2．0 an～3．0 OTI厚的軟弱夾層，從而使水泥混凝土路面產(chǎn)生唧泥，最終導致斷板。另外，路面基層因受溫度應力及其他因素的影響，基層澆筑好后，在一定范圍內(nèi)會出現(xiàn)自然斷裂，由于基層的裂縫沒有進行及時處理，而反射到面層，使面層斷裂。 3 維修方案建議 拒云線路面病害程度有輕有重，按照其病害程度的不同，分別采用不同的處理辦法：裂縫修補、局部修補、整塊板更換。 3．1 裂縫修補 對于輕微斷裂，裂縫無剝落或輕微剝落，裂縫寬度小于3 mm的面板，采用灌入粘結劑的方法進行修補。 3．1．1 粘結劑材料 粘結劑材料有聚氨酯、聚硫環(huán)氧樹脂(聚硫橡膠+環(huán)氧樹脂)、甲凝、環(huán)氧樹脂(6106、6343、618等品種)、日產(chǎn)BI—GROUT等高分子樹脂工程材料。 3．1．2 裂縫修補工藝 粘結劑灌入方法分為：直接灌入法、噴嘴灌入法、鉆孔灌漿法、注射器注射法。1)直接灌入法：使用于施工中產(chǎn)生的混凝土收縮裂縫。在未通車前，一旦發(fā)現(xiàn)混凝土板出現(xiàn)裂縫，可用聚硫環(huán)氧樹脂材料等直接灌注。2)噴嘴灌入法：使用于通車路段冬季修補裂縫。操作工藝：清縫一埋設灌漿嘴封閉裂縫一灌縫一加熱增強。3)鉆孔灌漿法：可用于非冬季修補裂縫。4)注射器注射法：此法適用于通車時間短，裂縫內(nèi)雜物少，較清潔、干燥，裂縫寬度在3 mm左右的路面斷板修補。 3．2 局部修補、整塊板更換 3．2．1 概述 拒云線是大同地區(qū)通往內(nèi)蒙的主要運煤專線，為保證在較短時間內(nèi)恢復正常交通，對拒云線損壞面板采用HW 型水泥混凝土快速修補劑進行局部修補或整塊板更換。按照此法處理后，局部修補處6 h后就可開放交通。而對于破壞嚴重需要整體重新澆筑的混凝土板，也可在午夜施工、第二天開放交通，把對正常交通的影響降到最小。 3．2．2 快速修補工藝 1)對于病害的產(chǎn)生是由于強度不足或不均勻沉降造成的，則對填方路段必須在修補前對路基分層碾壓，對地質(zhì)條件不良路段需換填砂礫并進行承載實驗，保證路基的穩(wěn)定性。即使非上述原因，一般也應對基層進行夯實處理，然后再用切縫機對待修補的混凝土，按指定位置切縫，深度不能小于4 crn，并且切縫線要直。2)切割完畢后延放標線，再用風鎬鑿除混凝土，最淺鑿深不宜小于5 an(以利于新、舊混凝土之間的粘結)，清除破碎的混凝土渣，并達到鑿除完畢后“壁豎底平”，無松散體。3)在待修補的基層上首先沖洗至潔凈無松散混凝土塊，再噴灑適量的水(以利于面層和基層之間的連接)，大約0．5 h后去除積水，澆筑混凝土。4)攪拌順序為：石一水泥一修補劑一砂一水，攪拌時間干拌大約30 S，干拌完畢后即可加入外加劑進行濕拌，濕拌時間60 s～90 S。5)攪拌完畢后立即攤鋪，布料時應注意控制好攤鋪的虛高，以保證有足夠的料找平及保證新、舊斷面的平整度；由于快速修補混凝土硬化快，因此應增加振動器數(shù)量以利于加快施工進度。6)收光抹面，定漿后測定平整度，尤其是新、舊路面銜接處；然后拉毛。7)混凝土澆筑完畢后1 h-1．5 h在修補混凝土面新、舊結合處噴灑混凝土養(yǎng)護劑或按常規(guī)養(yǎng)生，以保證路面處于潮濕狀態(tài)。8)養(yǎng)生3 h后對新舊接縫用切縫機再次切縫，并用灌縫料進行灌縫。 4 結語 總之，要搞好水泥混凝土路面的質(zhì)量，除要保證路基質(zhì)量外，必須嚴格控制材料質(zhì)量，加強試驗檢測，準確計量，及時對配合比作出合理的設計，嚴格控制水灰比。同時，必須規(guī)范操作行為，按規(guī)范施工，加強養(yǎng)護工作；另外，積極探索和改進施工工藝，以提高水泥混凝土路面的質(zhì)量。 參考文獻： [1]茍梅枝．水泥混凝土路面斷板原因分析及其防治措施[J]．山西建筑，2003(11)：129—130． [2]曲麗娟．水泥混凝土路面病害的產(chǎn)生及處理方法[J]．山西建筑．2003(2)：62—63． |
| 原作者： 晉向華 |
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