肖喜國 李偉華 毋賓賓
【摘 要】農村公路水泥混凝土路面的施工質量好壞直接影響著道路的通行能力、行車速度以及安全舒適性。本文著重對農村水泥混凝土路面常見的病害進行分析,并對如何預防病害的發(fā)生進行了詳細的闡述。
【關鍵詞】農村公路;水泥混凝土路面;病害;防治
隨著公路道路建設的不斷發(fā)展,農村公路水泥混凝土路面發(fā)展的速度較快。隨著水泥生產(chǎn)技術的進步及產(chǎn)量的大幅度提高,水泥混凝土路面在技術、經(jīng)濟上已顯示出明顯的優(yōu)勢。然而隨著農村公路水泥路面的迅速增長,水泥路面的許多病害也逐漸表現(xiàn)出來。農村公路水泥混凝土路面常見病害主要表現(xiàn)為斷裂、擠碎、拱起、唧泥、錯臺、剝裂(起皮)、裂縫等。
1.農村公路水泥混凝土路面常見病害的成因
水泥路面破損的原因,主要是設計方面缺陷、施工控制質量不嚴、養(yǎng)護不到位、車輛超載和各種自然因素的作用。
1.1自然因素
農村水泥路面的橫縫多數(shù)是采用瀝青灌縫,縱縫為施工縫不灌縫,路肩盲溝排水的設施基本沒有設置。農村公路建設過程中多數(shù)業(yè)主和施工單位對水泥路面性能認識不足,相當一部分排水設施配套不到位。如果養(yǎng)護不及時,經(jīng)過多年的行車作用,一種是路面板塊間相互擠壓,原路面橫縫接縫的填縫料老化剝落破損,路面板出現(xiàn)擠碎、拱起、錯臺、剝裂等病害。另外路面的雨水通過裂縫接縫滲入基層,還會造成基層軟化。另一種是低洼地水排不掉,兩側就會產(chǎn)生積水,積水向路基滲透,通過毛細作用逐漸向上,使路基上部土層變濕。在車輛荷載的重復作用下,出現(xiàn)基層承載力不足,地基不均勻下沉。產(chǎn)生唧泥將基層細料沖走導致板端脫空、路面板塊松動、錯臺、板角冒漿,最后出現(xiàn)斷板破碎。
1.2車輛超載
由于近年來經(jīng)濟的不斷發(fā)展,運輸行業(yè)競爭激烈,一些運輸公司為了謀取個人利益,絕大多數(shù)的貨車都經(jīng)過了改裝,加高車廂,加厚大梁等,嚴重超載。據(jù)有關路政部門檢測統(tǒng)計雙軸車輛總重量均在23~24t、三軸車輛總重均在35~45t,荷載大大超過路面設計荷載,造成混凝土板塊提前疲勞,形成水泥板斷裂、破碎,大大縮短正常使用年限。
1.3設計方面缺陷
農村公路設計時對交通量預測計算不夠準確、有時甚至隨意,基層、面層設計厚度偏薄,設計時當量軸載由于按標準車型額定載重進行換算,而近幾年來交通量迅速增長,超載超限車輛不斷增多,這種設計軸載與實際不符。這樣也影響了水泥路面的壽命。
1.4施工控制質量不嚴
路基壓實度不足造成不均勻沉降,病害大部分布在路基填挖區(qū)域,高填方路段和路面與橋涵等構造物交接處,因為路基不均勻下沉造成路面的沉降,在行車的沖擊作用下造成錯臺滲水、唧泥導致水泥路面破損。路面材料質量控制不佳,配合比達不到要求,拌和不均勻,振島不實等施工原因,從而降低混凝土路面的強度,在荷載的作用下,混凝土路面無法承受荷載帶來的彎拉應力從而導致路面破損。劇縫不及時造成路面出現(xiàn)不規(guī)則裂縫。
1.5養(yǎng)護不到位
養(yǎng)護灌縫不及時,水泥路面縮縫、脹縫、施工縫,施工時基本上是用瀝青灌縫,一般使用2~3年的材料自身會老化松脫,如果不及時更新填縫料,雨水滲入,破壞基層和墊層,造成板接縫處的變形和破損。多數(shù)農村公路建設資金投入不夠,余留排水設施不完整,導致邊溝排水不暢,形成積水,影響基層承載力,在超載車輛荷載作用下,易造成路面板斷裂、唧泥、錯臺等病害。由于養(yǎng)護資金不足沒能及時進行完善排水系統(tǒng),也會導致路面提前損壞?;炷涟逶缙谝恍┎『μ幚矸椒ú划敳患皶r,如混凝土板(角)斷裂、錯臺等病害處理不及時,只重視處理嚴重病害而忽視對板裂縫封水處理,使路面水滲入,也會加劇其他病害的產(chǎn)生。
2.農村公路水泥混凝土路面病害的預防措施
水泥路面病害的預防,必須增強對水泥混凝土路面技術性能的認識,加強建設、設計、施工、養(yǎng)護四個方面工作,從源頭抓好。
2.1建設業(yè)主方面
建設單位要從公路建設使用全過程費用最低的角度來考慮,而不能僅僅只考慮如何降低建設費用,而降低排水設施等其它工程費用。
2.2設計方面
我國在水泥混凝土路面的設計計算理論中,盡管考慮了溫度疲勞應力等因素。但設計的板厚依然較薄,難以承受巨大的沖擊破壞動能。在實際應用中,重視應力計算,而對水泥混凝土路面的典型結構的研究和實際觀測的較少。因此在水泥混凝土路面設計中,應該由靜力學向動力學發(fā)展。在充分考慮沖擊動荷載對路面的作用后,適當提高技術標準和設計厚度,以適應我國公路不斷增長的交通量的需要;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行補強設計并增加相應的預算;其次,水泥混凝土路面基層要達到支撐穩(wěn)固的要求,必須解決基層耐沖刷和彎沉均勻性問題,即要選用適合本地區(qū)氣候特點和交通量要求的基層材料類型,合理地設計性能優(yōu)良且適宜攤鋪的集料級配;在對高填方軟基和臺背填土進行認真處置的基礎上,如果可預見沉降變形過大,可采用薄層瀝青混凝土或砌塊的過度路面形式;待沉降穩(wěn)定后,再施工永久混凝土路面板;在路基基層下,地下水位高和多雨地區(qū),應考慮設計一定厚度的滲透排水砂礫墊層。嚴寒地區(qū)應綜合考慮設計排水和防凍墊層。同時,保證接縫質量是防止水泥混凝土路面破壞的關鍵,根據(jù)當?shù)刈匀粭l件脹縫盡量做長,因此在接縫設計中應選用合理的接縫型式和優(yōu)良的填縫材料。
2.3施工方面
(1)嚴格控制材料質量,合理地選擇原材料。
(2)科學,準確地進行混凝土配合比設計,生產(chǎn)穩(wěn)定、均勻的混凝土。
(3)推廣使用機械施工方式。
傳力桿、拉桿的規(guī)格、位置、間距必須符合設計要求,與接縫側壁垂直,與路面板和路面中心線平行。嵌縫處的混凝土因嵌縫板和傳力桿的影響一般很難一次澆注成型,不易振搗密實,致使接縫處的混凝土強度偏低,為此應加強接縫和板角處的振搗。
板塊成型后,根據(jù)當?shù)貧鉁貤l件及時切割和嚴格養(yǎng)生,避免因切割不及時出現(xiàn)整體斷裂或養(yǎng)生不及時水泥混凝土在水化作用下出現(xiàn)空隙,造成強度不足。
應盡量中斷交通施工,如有困難不能中斷交通施工,現(xiàn)場便道一定要平整,避免有大的坑槽和石塊,以免造成混凝土板在初凝期因行車振動造成板體斷裂。當路線縱坡超2%時應及時調整攤鋪,一定要順著上坡方向進行攤鋪。
基層施工時,應將基層材料集中進行廠拌,并采用攤鋪機進行攤鋪,待基層整平壓實后,嚴格進行養(yǎng)生,防止基層出現(xiàn)干縮或溫縮裂縫;為減少路基土的壓實變形,增加路基強度和穩(wěn)定性,必須認真進行壓實,特別是要加強路堤邊部碾壓,使路堤橫向的密度盡可能均勻;也不要將兩種材料性質差異甚大的路堤相接,而需要設置一個不太長的過渡段,在橋頭或其他構造物與一般路堤相接處,應進行加載,甚至超載預壓加快地基沉降,在可能的條件下,采用透水性砂礫填筑臺背后的路堤,減少開放交通后的填土沉降。
2.4養(yǎng)護管理方面
水泥混凝土路面的局部損壞,如不及時、有效地加以修復,往往會引起損壞迅速發(fā)展,其中最經(jīng)常也是最不能忽視的工作就是隨時清掃和接縫的養(yǎng)護,對混凝土路面必須經(jīng)常清掃,不讓路面上有碎石及其他硬物,免受車輪反復碾壓而破壞路表面造成麻面的產(chǎn)生,為防止接縫的失效必須及時更換已老化或損壞的填縫料,使接縫填料保持良好的狀況,以防止泥土、砂子、石子、水等進入接縫內,從而導致路面的破壞,對路面裂縫及早期病害,應及時進行修復處理,防止形成進一步的破壞,還必須重視路面排水系統(tǒng)的養(yǎng)護,加大資金投入配套完善修建邊溝等排水系統(tǒng),經(jīng)常疏通路面排水設施,防止水通過接縫或裂縫對路面造成破壞。
3.結語
綜上所述,農村公路水泥混凝土建設過程中存在的各個施工要點進行控制,減少路面病害的發(fā)生,保障公路施工質量的后期維護工作。