水泥混凝土路面的防护与维修

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摘要

目前，我国公路发展，特别是高等级公路发展迅猛，高等级路面舒适、平坦已日益为人们所注重。水混混凝土路面以其抗压、抗弯、抗磨损、高稳定性、使用寿命长、材料来源广等诸多优势，在各级路面上得到广泛应用。

本论文主要对水泥混凝土路面的施工与防护进行阐述。本论文针对水泥混凝土路面在行驶荷载与自然因素作用下，可能产生裂缝、拱起、错台等损伤以及对路面的防护中常见的路面破损及成因，提出了相应的维修措施。

关键词：水泥混凝土路面，路面维修，路面防护

中图分类号： TU37 文献标识码： A

一、水泥混凝土路面破损原因分析

混凝土路面破损形式的分类方法很多,文中将其分为两大类:1)接缝破损;2)混凝土路面板破损。破损性质分为功能性破损和结构性破损两个方面,对主要的破损形式提出了解决的方法和养护措施。

1、接缝处破损

错台

错台现象常常与唧泥、填缝料丧失、路基的不均匀变形等密切相关。1)填缝料的丧失会造成路面水的渗入,在车辆荷载的作用下,产生唧泥,随着唧泥的连续不断发生,路基游离土被不断带走,路基表面标高不断降低,产生错台。2)路基若处理不好,如压实程度不一致,则会随着通车时间的增长,不均匀沉降和变形也会增加,也可产生错台。错台的特点是横向接缝两侧路面板出现了竖向相对位移。挤碎和拱起

在横向接缝,特别是胀缝两侧数十厘米范围内,由于胀缝内的滑动传力杆位置不正确、滑动端的滑动功能失效、施工时胀缝内部有混凝土搭连、使用期间胀缝内落入坚硬杂屑等原因,阻碍了板的增长,使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力,当该应力超过混凝土的抗剪强度时,板即发生剪切挤碎。混凝土板在受热膨胀而受阻时,某一接缝两侧的板突然向上拱起。这是由于混凝土板收缩时缝隙张开,填缝料失效,坚硬碎屑等不可压缩材料塞满缝隙,使板在膨胀时产生较大的压应力,从而出现纵向压曲失稳。

脱空和唧泥

脱空是面板与基层之间存在一定间隙,其往往伴随唧泥的发生和发展而出现。唧泥是在车辆荷载作用下,板下基层的细粒材料从接缝或裂缝处与水一同喷出,致使板体与基层逐步脱空,并在接缝或裂缝附近常有污迹存在。水泥混凝土路面唧泥是由车辆荷载作用下,面板接缝、裂缝和板边下部产生的水和细粒土混合物的强制性位移造成的,唧泥往往是错台、短板、接缝附近短板等病害的诱因。

填缝料的失效、损坏

使用一段时间后常常会出现填缝料剥落、挤出、老化碎裂现象。填缝料的损坏其主要原因是更换填料不及时。

2、混凝土板本身破损

磨损和露骨

其原因是:

1)混凝土浇筑后养护不及时或养护日期不足。

2)收水抹面时过早扫毛或采用低标号的矿渣水泥。

3)施工途中路表面砂浆层遭到雨水冲刷,表面水分增大。

裂缝与折断

其原因是:

1)基础湿软,强度不均匀,或基层有明显脱空。

2)板分段太长,当板收缩时,板与基础间的摩阻力引起的拉应力或温度坡差所产生的翘曲应力与行车荷载所引起的应力之和,超过了混凝土的抗拉强度。

3)材料质量不好或施工不良,混凝土未达到设计强度要求。

二、路面养护

1、水泥混凝土路面的养生

（1）养生方式选择

滑模摊铺混凝土路面施工规模大、速度快，宜采用喷洒两种两层养生剂或喷洒一层养生剂，再加盖塑料薄膜保湿的养生方式。在雨季或养生用水充足的情况下，也可采用覆盖砂、旧麻袋、草袋、草帘、稻草等洒水养生方式。因养生面积过大、过多，不宜使用围水养生方式。昼夜温差大的地区，路面摊铺后3d内应采取保温防裂措施。

（2）喷洒养生剂养生

采用喷洒养生剂养护时，喷洒养生剂的厚度应足以形成完全封闭的薄膜，喷洒应均匀，厚度一致，喷洒后的表面不得有颜色差异，喷洒剂量应根据试验确定。单独采用一种养生剂养生时，保水率应达到90﹪以上。对保水率达不到要求的养生剂，应再加盖塑料薄膜或喷两层不同养生剂，第一层宜用对表面有硬化作用的水玻璃养生剂，第二层可采用其他不易被水冲刷的养生剂。对易被雨水冲刷的和对混凝土路面强度有影响的养生剂不能使用。养生剂喷洒时间通过试验确定，喷洒养生剂宜在混凝土表面泌水完毕后进行，当水泥混凝土路面泌水较多时，应延迟喷洒养生剂的时间，待泌水基本结束后再喷洒养生剂。

（3）盖塑料薄膜养生

采用加盖塑料薄膜的养生方式时，其厚度要合适，宽度应大于覆盖面60㎝。在两条薄膜对接时，对接长度应不小于40cm，塑料薄膜在路面上应加细土或砂盖严实，防止被风吹破或掀走。塑料薄膜覆盖养生的优点是保水彻底，费用较省，但易被风刮破，也易被人揭走，应对处于养生期间的路面派专人巡查薄膜的覆盖情况。发现破损或掀掉的情况，及时进行覆盖。

（4）覆盖洒水湿养生

如用砂、旧麻袋、草袋、草帘、稻草等洒水湿养生时，要及时洒水，在任何气候条件下，均应保证覆盖物在养生期间始终处于潮湿状态，并由此确定每天洒水遍数。

（5）养生时间

应根据混凝土弯拉强度增长情况而定，养生时间以混凝土弯拉强度不小于设计弯拉强度的80%为宜，一般宜为14～21d，不得少于14d。掺粉煤灰的水泥混凝土路面应加强湿养养生。养生时间应不小于28d。

（6）养生期保护

混凝土路面板在养生期间和填缝前，应禁止人、畜、车辆通行，在达到设计强度的40%，撤除养生覆盖物后，方可允许行人通行。在确需通行的平面道口，路面养生期间，应搭建临时便桥。

2、养护对策

水泥混凝土路面的养护对策，应根据现有路面使用质量情况、公路性质、等级和交通量等因素，结合当地技术经济水平、气候条件，适时地提出改善、大、中、小修的对策和优先顺序。有条件的宜用水泥混凝土路面管理系统进行辅助决策。养护对策应符合下列要求：

（1）路面综合评定指标（SI）为优、良、坏板率在5%以下的路段，宜以日常养护为主，局部修补一些对行车安全有影响的板块。

（2）路面综合评定指标（SI）为优、良、坏板率在5%～15%的路段，除正常的程序进行保养维修外，已安排大中修进行处治；对路面综合评定指标（SI）为中、差，坏板率在15%～50%，必须安排大中修进行处治。

（3）坏板率在50%以上的路段，必须进行改善。

（4）优先顺序的主要考虑原则为：路线行政等级高的先于路线行政等级低的；交通量大的先于交通量小的；路面使用质量差的先于路面使用质量好的；在相同条件下，在坏板率大者为先。依据以上原则，经综合考虑后选定优先顺序。

3、路面的保养

水泥混凝土路面经常性养护工作，主要是清扫路面上的沙石和其他堆积物、面板接缝填缝料的修理，防止和减少混凝土路面板的损坏。

水泥混凝土路面经常性养护工作，可以归结为“四勤”和“四要”。

（1）水泥混凝土路面养护中“四勤”为：

①勤扫——路面要经常清扫，保持清洁。尤其是对于丢弃在路面上的石料、金属等硬物应及时扫除，以免行使在路面上的车辆碾压摩擦路面而引起破损。在与其他不同种类路面连接的地方，或在平交道口，容易把砂石、泥土带到路面上，应勤加清扫。

②勤灌——混凝土路面的保养重点在接缝处。混凝土面板的伸缩缝以及纵缝等缝隙是路面使用质量的薄弱环节，要在不同季节及时填充或铲除多余的填缝料，保持接缝完好，表面平顺，行车不颠跳。当气温下降接缝扩大有空隙时，宜选择在当地气温最低时灌缝填隙。填隙前要清除已老化的填隙料和接缝内杂物，在灌填缝料。当气温上升填隙料挤出缝外时，应将挤凸出的填缝料铲除，并防止泥、砂土挤压进接缝内，影响板的正常伸缩。填缝料要与路面齐平，以保持接缝的完好，表面平顺，行车舒适。填缝料宜2～3年更换一次。

混凝土板裂缝的保养方法：对宽度在3㎜以下的非扩展性裂缝，用低粘性沥青或环氧树脂等材料灌注；如为扩展性裂缝，则沿裂缝凿槽，注入灌缝材料。

③勤削——高于路肩的土或路肩草应经常削，以防路肩积水，一般每季度应削一次。

④勤疏——两侧边沟应及时疏通，特别是暴雨之后，丘陵山丘公路更应注意，以防雨水冲软基础或冲毁路基边坡。

（2）水泥混凝土路面养护中“四要”为：

①要配备必要的交通、养护工具。一般水泥混凝土路面养护道班管养线路比较长，需要配备足够的交通、养护工具。

②要抓好公路绿化。公路绿化是水泥混凝土路面养护的一个重要组成部分，主要是植被、整枝、刷白和治虫等。

③要配合好公路划线。公路标线既为行车安全服务，又增加公路的美观。

④要协助搞好路政管理工作。

三、路面的维修

错台的处理

混凝土路面错台的修补应根据错台程度采取不同的修补方案。

1)当错台轻微即高度较小时(Δh≤5 mm～10 mm),可采用切削修补法,使用带偏头的风镐,均匀地将高起处凿下去并与邻板齐平。当错台严重即错台高度较大时(Δh≥15 mm),应采用凿低补平修补法,将低下去的一侧水泥板凿除1 cm～2 cm,使用快凝修补料填平,修补长度按错台高度1%的坡度计算,如图1所示。

2)错台另一种简易的修补方法为直接在低侧局部铺筑沥青混凝土,其优点是简单且能很快开放交通,不失为一种急救方法,在城市道路混凝土路面修补中应用较多,其缺点是影响美观。

路面板拱起处治

当胀缝的上部被硬物阻塞,缝两旁的板体因受热伸长而把板拱起时,应立即用大切割机将板拱起的部分切除,使相邻板放平,并在缝隙内灌填缝料。

路面板脱空、唧泥的处治

较有效的唧泥处治方法是板下封堵压浆(也称灌浆),即对混凝土板下和基层、垫层中的细小孔隙进行灌浆,其主要目的是恢复对路面结构的支承。灌浆时要施加一定压力,但同时压力又不能过大以免使路面板抬高。板下封堵压浆的关键技术是压浆材料的选择和配制,压浆量的估计和压浆孔的布置,以及灌浆效果的检测。灌浆法的施工工艺流程如图2所示

接缝维修

1.填缝料的填补

填缝料通常采用聚氯乙烯胶泥或沥青橡胶等,在夏季要将挤出的填料铲平,保证接缝的完好,表面平顺。冬季要及时增补或更新填缝料,使缝隙填料保持饱满不渗水,无碎屑杂物等不可压缩的材料进入。

2.接缝的维修

1)接缝的修复采用灌浆法,该方法常用的粘结材料有:聚氨酯、聚硫环氧树脂等高分子化学粘结材料。

2)修补工艺。

a.直接灌入法。使用于施工中产生的混凝土收缩缝。在未通车前,一旦发现混凝土板出现裂缝,可用此材料灌缝。

b.更换法。在实际施工过程中发现,断板采用的最普遍的方法是更换法,其是指将部分或整块混凝土板全部凿除,再对基层进行处理后重新浇筑的方法。更换法工作量大,较为费工费时,而且维护期影响交通,但技术可靠,因此目前在裂缝维修中广泛采用。

3.孔洞、坑槽的维修

1)先将孔洞凿成形状规则的直壁坑槽;

2)用钢丝刷将损害处的尘土、碎屑清除;

3)用KS快硬砂浆或小石子超早强混凝土进行填补;

4)喷撒养护剂进行养护。

华北4.混凝土路面的加铺层

当混凝土路面破损较多,或者表面磨损严重,开始剥落,可采用加铺面层的方法,以延长混凝土面板的使用年限。钢纤维混凝土具有优异的抗弯拉、抗冲击、抗冻性能以及增韧和阻裂能力,适宜用作旧混凝土路面的加铺层。

结论

水泥混凝土路面以其具有承载能力大、稳定性好、使用寿命长、日常养护费用少等优点，得到了广泛的应用与推广。特别是在高等级公路中得到了广泛的发展。

本文对水泥混凝土路面的防护与维修进行了阐述。

参考文献

公路水泥混凝土路面施工技术规范（JTG F30-2003）

公路水泥混凝土路面设计规范（JTG D40-2002）.