论水泥混凝土路面病害及预防措施

摘 要：随着市场经济的发展,交通荷载日益重型化,交通量大幅度增长,路面损坏加速,加强水泥混凝土路面的养护和维修已成为公路部门的一项刻不容缓的任务和重要的工作内容。

关键词：水泥混凝土;路面养护

在水泥混凝土路面的养护实践中,以下三方面有必要加以重视和探索:首先是减少路面结构的渗入水量,预防水泥混凝土路面破损的发生;其次是水泥混凝土路面破损的快速维修;第三则是旧路面的回收利用。

1 水泥混凝土路面破损的预防

水泥混凝土路面发生破损,主要是由于水泥混凝土板、基层、路基的缺陷引起的。这些缺陷除了设计以及施工质量的原因之外,一般是在行车和各种自然因素作用下形成的,而水是主要因素之一。水通过各种途径引起路基、基层结构的湿度状况变化,从而使其强度、刚度和稳定性降低,以致路面破损。近几年对水泥混凝土路面破损情况的调查统计也表明水泥混凝土路面破损基本集中在排水不良地段,而且集中在雨季发生。

故此,要预防水泥混凝土路面破损的发生,减少路面结构的渗入水量是关键所在。这除了在设计施工阶段设置周密、质量良好的排水系统之外,在养护阶段主要是通过加强日常养护和排水、防水设施的进一步配套完善,保证路面径流的排放。

1.1 加强日常养护

在日常养护中,为了确保表面径流的排放顺畅,防止水渗入路面结构,主要是要加强路肩、接缝、裂缝和排水系统疏通等方面的养护工作。

(1)路肩的养护

对于高于路肩的土或草要经常削,保证路肩有足够的横向坡度,防止路肩积水。

(2)确保路面封缝良好

水泥混凝土路面的养护重点是在接缝处,因为其缩缝、纵缝等缝隙是水下渗的主要途径之一。因此,在不同的季节要及时填充或铲除填缝料,保持接缝的完好、平整。此外,及时做好裂缝的封缝,以防表面水由裂缝渗入路面结构,目前在养护中一般采用沥青进行封缝。

(3)及时清疏排水系统

日常养护要加强排水系统的维护,保证水的排放途径通畅。特别是做好雨天巡查工作,发现排水系统阻塞及时清疏,以免造成水毁。

1.2 配套完善排水防水设施

为减少路表水的下渗,除了日常养护,还应根据路段的实际情况配套完善各种防水排水设施,使水流快速、顺畅地排放到路基外。

1.2.1 设备中央分隔带防水层

某局所养的部分路段设置有中央分隔带,由于诸多因素的影响,在施工时中央分隔带未设置完善的排水设施,大量路表水由中央分隔带下渗后难以及时排出路面结构,使基层强度降低,从而造成路面破损。为此,在中央分隔带设置了防水层(如图1所示),以减少由中央分隔带的渗入水量。具体实施步骤如下:

(1)先人工除草,将中央分隔带上除了花灌丛之外的其它一切花草清除;

(2)将中央分隔带上的土烘干,人工夯实,并填土直至离顶面约3 cm;

(3)在中央分隔带花灌丛处留下开口(40 cm×40 cm),其余则铺筑一层厚3 cm的混凝土,呈2%的双向横坡,以利于排水。

1厚3 cm混凝土防水层; 2中央分隔带填土; 3路缘石;4混凝土路面板

1.2.2设置混凝土集水槽

在高填方路段,雨水对路基的冲刷十分严重,雨季时常造成边坡崩塌,使水泥混凝土路面板边缘悬空,进而破坏。为减少雨水的冲刷,根据路基宽度不足的实际,沿路面边缘设置集水槽如图2所示,使路面水沿路面横坡排到集水槽中,再在地势低洼处设引水槽将水排出路基外。从而避免水流沿边坡排放造成冲刷。

1路面板;2集水槽; 3集水槽壁; 4路肩

1.2.3设置雨水井

公路的个别路段因不均匀沉降造成路拱变形较为严重,中间路面下沉积水。为尽快排出积水,在积水部位根据积水情况设置雨水井和排水管(如图3所示),使积水排出路基,先后在某公线等路段使用,证明对防止路面因此破损是有效果的。在施工时关键在于防止排水管道漏水,所以在排水管周围采用水泥混凝土围护,尤其当排水管较长存在连接处时,在连接处更要加强防漏处理。此外,在平常养护时应加强出水口的维护,确保水流排放畅顺。

2 水泥混凝土路面破损的快速维修

在水泥混凝土路面的养护中,一旦出现破损,就必须采取措施快速维修,一方面防止破损的迅速扩大,另一方面快速维修也可尽量减少对交通的影响。目前,一般根据实际情况采用沥青性材料维修或全深度更换混凝土板块两种方法。

1钢井盖; 2雨水井; 3雨水井壁; 4路面板; 5混凝土保护层; 6排水管

2.1采用沥青性材料维修

在养护中,对于裂缝、板角断裂、轻微沉陷、坑槽以及接缝损坏等病害,数量不大时一般采用沥青性材料(沥青砂等混合料)进行维修。

采用沥青材料维修主要优点是施工简便、快捷,对道路交通的干扰较小,造价较低等。但从实践效果来看,这种工艺只能作为一种临时性措施,无法根本解决问题。

2.2全深度更换水泥混凝土板块

对于比较严重的破损,数量又较多时一般组织大中修,采用全深度更换水泥混凝土板块的方法维修,从而恢复横向接缝传递板块之间荷载的能力,并最大限度地减少垂直变形。一般过程如下:

（1）放样锯切混凝土板

按指定位置划线、切缝,切缝深度不得小于4 mm,有布置钢筋处注意避开钢筋,切缝线保持平直,一般情况下不得破坏原路面横缝。实践表明:每处修补最小平面尺寸以不小于1块路面板为宜,连续几块板(3块板以上)更换修补的效果较好。

(2)凿除混凝土

凿除混凝土应注意避免崩角掉边和破坏切缝线。切缝后用风镐按先后中心打眼,凿除时则先中心后的顺序。凿除时应注意:断面竖直,避免有任何角度的斜断面以免修补后剪切受力强度降低;不得跨在切缝线上撬混凝土板,以免影响相邻板块;松散混凝土块应清除干净。

(3)垫层基层补强

通过对破损混凝土路面板的调查,其基层一般都有强度降低的情况。因此,在凿除面板后将基层挖除,一般要求将松散、强度不足的部分全部挖除,直至稳定层,然后采用低标号水泥混凝土(一般为20号)重新铺筑基层。

(4)浇筑水泥混凝土面板

混凝土面板的浇筑主要应对以下三方面加以重视,第一是根据实际确定配合比,严格控制混凝土的拌和,一般采用集中拌和的方式。第二是钢筋补强,即要求安放角隅钢筋,降低新板块板角破损的几率。第三是严格按照技术规范的要求做好混凝土的摊铺、振捣、修整、抹平、拉毛、养生等工作。

目前在维修中一般采用添加了5% (按所用水泥重量) YF―3型道路增强剂的混凝土,在湿砂养生5 d后开放交通,实践效果良好。

2•3快速修补技术的思考

就目前所应用的这两种维修方法而言是远不能满足养护的需要的。因为水泥混凝土路面一旦出现破损,如不及时维修,破损将迅速扩大,这就要求在日常养护中发现破损就要及时维修,而且应工艺简便,施工期短,质量效果良好。使用沥青性材料维修虽然简便、快捷,但使用寿命短,且影响路容路貌,只能作为一种临时的应急措施。而添加YF-3型道路增强剂的混凝土在大中修时应用于维修严重破碎板块效果是良好的,但并不适用于日常、少量的快速维修,也不适应于各种病害的处理。要实现真正意义上的快速维修,应从以下三方面加以努力:

(1)加强人员培训,提高养护工人的技术水准。最好是组建小而精的专业队伍,一方面有利于工人的经验积累,技术的锻炼提高;另一方面也有利于技术资料的积累、归纳,探索各种水泥混凝土路面病害的处理方法。

(2)组织编写水泥混凝土路面维修手册。为便于操作,应根据每个地区的实际(最好以市为单位),按《公路养护技术规范》规定的原则和要求以及新技术、新材料、新工艺的发展,结合本地区实际,编写养护手册,对各种病害的维修养护内容、操作规程等方面作出详细规定,以实现维修的快捷和良好的质量效果。

(3)研究开发多功能的小型维修机械,实现维修机械化。目前在水泥混凝土路面维修中所缺的是各种有效的小型机械,这也是制约快速维修的主要因素之一,因此有必要加大这方面的研究开发力度。

3水泥混凝土路面的回收利用

在水泥混凝土路面维修工作中,随着维修工作的规模加大,废弃混凝土板块数量越来越多,弃置地点越来越难寻找,有必要对水泥混凝土路面的回收利用予以考虑。因为现有路面实际上是潜在的、可大量应用的优质集料,回收后有各种用途。

目前,在养护实践中,主要的回收利用方式有以下两种:

(1)将凿除后的混凝土板按一定规格修整后,作为砌体的材料,一般用于边坡等构造物。

(2)将水泥混凝土板作为石块的代替品,用于抛石防护,一般采用铁丝、毛竹石笼的方式。

但这两种回收方式的使用量并不大,大量的废弃混凝土板块难以处理,因此有必要考虑回收旧水泥混凝土路面中的集料,作为铺筑水泥混凝土新路面的材料,既解决旧混凝土板块弃置难题,又可节省铺筑新路面的材料。对于整路段维修的也可考虑利用现有路面破碎后来铺筑碎石基层或利用粉碎的混凝土作处治垫层。

4结语

随着水泥混凝土路面的应用越来越广,其养护技术是公路技术人员必须积极探索钻研的,从而不断提高水泥混凝土路面养护维修的技术水平。

参考文献

[1]《公路水泥混凝土路面施工技术规范》（JTGF30――2003）

[2]《路基路面工程》人民交通出版社

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文