彭青林
(汕頭公路橋梁工程總公司)
水泥混凝土路面修復(fù)技術(shù)分析與施工
彭青林
(汕頭公路橋梁工程總公司)
目前,我們國家的公路路面材質(zhì)有很大部分的比例為水泥混凝土,它具有承載能力強(qiáng)、強(qiáng)度高等優(yōu)點,得到了廣泛的使用。由于公路設(shè)計、施工質(zhì)量控制以及養(yǎng)護(hù)不足等因素的出現(xiàn),使得水泥混凝土路面發(fā)生結(jié)構(gòu)性的損壞,比如路面的變形、裂縫等等現(xiàn)象,本文對水泥混凝土路面的常見問題進(jìn)行分析,找出其中的原因,并簡單介紹一些路面的修復(fù)技術(shù)。
公路路面;水泥混凝土;修復(fù)技術(shù);材料
在公路建設(shè)中,水泥混凝土的路面具有承載能力強(qiáng)、強(qiáng)度高、對基層要求不高的優(yōu)點,這也使得水泥混凝土作為公路路面有很好的使用范圍。但是,水泥混凝土作為公路路面的缺點也是非常明顯的,它的抗拉強(qiáng)度比較低,并且韌性非常差,交通量比較大,并且汽車越來越普及的今天,使得許多的路面發(fā)生了破損的現(xiàn)象,急需進(jìn)行修復(fù)補(bǔ)強(qiáng)。我們需要對公路路面的修復(fù)進(jìn)行一定的研究,保證公路使用壽命,提高其耐久性。
一般比較常見的水泥混凝土路面破損的類型有下面幾種:①裂縫型破損;一般都是橫向、縱向以及交叉裂縫,還有板角斷裂的現(xiàn)象。②變形型破損;比如錯臺、拱起以及沉陷等現(xiàn)象。③接縫破損;比如接縫的破裂、填縫損壞以及板邊緣的開裂。④表面的破損;比如起皮、麻面、混凝土松散、剝落、露骨、孔洞以及坑槽等現(xiàn)象。
2.1公路等級不足以及超載現(xiàn)象造成
經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也促進(jìn)了交通事業(yè)的發(fā)展,近些年公路的交通運(yùn)輸量呈現(xiàn)出幾何式的增長,許多水泥混凝土路面的破損主要是由于交通量增加過快造成的。而公路在設(shè)計的初期,對公路等級的估計不足,使得公路的交通量以及增長率都大大超出了設(shè)計的取值,這也使得公路在大量的汽車荷載下造成了路面的破壞,也導(dǎo)致公路的壽命達(dá)不到設(shè)計值。另一方面,公路上超載的現(xiàn)象時有發(fā)生,以前在進(jìn)行路面設(shè)計時,是以不同車型額定軸載作為依據(jù)來計算交通量的,忽視了實際車輛的軸載情況。公路上車輛既有滿載,也有空載及超載的。超載車輛一般說來會對公路造成兩方面的影響:①超載增加了車輛的軸載作用次數(shù);②水泥混凝土剛性強(qiáng),抗彎強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于抗壓強(qiáng)度,車輛超載時,如果水泥混凝土路面的彎拉應(yīng)力超過其極限強(qiáng)度時,混凝土就會產(chǎn)生斷裂現(xiàn)象。水泥混凝土路面早期出現(xiàn)的破壞很大部分的原因都是由于車輛超載造成的。
2.2水泥混凝土路面的設(shè)計不合理
以往的公路路面在進(jìn)行設(shè)計時,設(shè)計的理論還不是很完善,認(rèn)為混凝土面層能夠傳遞到下部基層上的壓力比較小,這也使得,在設(shè)計時,混凝土下部基層強(qiáng)度比較低,采用基層材質(zhì)為灰土。水泥混凝的面層不可能是沒有細(xì)微裂縫的,這也導(dǎo)致了地表水滲透到了灰土的基層上,造成灰土層一直處在一個干濕循環(huán)的狀況下,灰土層的上層出現(xiàn)了松散,加上混凝土板底的部分積水部位造成的飽和濕軟層出現(xiàn),再加上車輛的荷載,最終使得路面下出現(xiàn)了局部的掏空,出現(xiàn)了板面破碎的現(xiàn)象發(fā)生。灰土本身的強(qiáng)度就要比水泥穩(wěn)定顆粒的強(qiáng)度要低,同時,我們通過實驗也發(fā)現(xiàn),灰土層在浸水后,時間越長強(qiáng)度越低,但是水泥穩(wěn)定碎石層的碎石,隨浸水時間的增加強(qiáng)度不斷在增加,到了后期強(qiáng)度會輕微的下降。這也證明灰土層作為基層遠(yuǎn)不如水泥穩(wěn)定碎石層的性能好。并且,由于水泥混凝土板面下經(jīng)常存在積水的現(xiàn)象,灰土層作為基層也就常常處在浸水的狀態(tài)下,這也使得板底的彎拉應(yīng)力變大,在一定的狀態(tài)下,水泥混凝土路面就出現(xiàn)了破壞的現(xiàn)象。
2.3排水的設(shè)計不合理
就目前我國公路的排水情況來說,路基如果沒有發(fā)生浸水的現(xiàn)象,但是路面下普遍存在積水的現(xiàn)象,積水產(chǎn)生的主要原因是降水造成的,能夠通過橫坡與縱坡排出,還有部分積水是通過裂縫滲入,由于基層是灰土結(jié)構(gòu),且路肩也是處理過的土層,透水性都比較差,積水無法順利排出,造成混凝土路面的破損。
2.4結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度較差
公路的使用壽命與結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度有很大關(guān)系,如果混凝土的強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計的要求,那么路面的軸載作用次數(shù)就會大大減少,造成公路的使用壽命降低。同時,板厚達(dá)不到設(shè)計要求,基層處理不好,有雜土,混凝土級配不合格等都能造成混凝土的路面破壞。
2.5養(yǎng)護(hù)不合理
公路的養(yǎng)護(hù)對公路的正常通行使用是很重要的,如果養(yǎng)護(hù)不到位,對公路上存在的一些小問題不及時進(jìn)行處理,就會導(dǎo)致路面的破壞。
3.1清除重鋪法
清除重鋪法是對路面進(jìn)行清理重新鋪筑基層和路面。
3.2直接加鋪法
當(dāng)路面出現(xiàn)了大板塊的破損后,對其進(jìn)行重新的鋪筑,加鋪瀝青或是水泥混凝土。這種方法需要提前對大板塊路面進(jìn)行處理,路面板進(jìn)行貼縫以及壓漿的處理,如果處理不干凈會造成反射裂縫。
3.3沖擊壓實法
①穩(wěn)固法或是斷裂法;它是利用原有的水泥混凝土路面,重新增加基層或是不增加基層處理,處理后的路面介于柔性與半剛性的基層。②碎石法;將水泥混凝土路面進(jìn)行沖擊處理,使其成為碎石,重新鋪筑路面。這種方法對原路面進(jìn)行了再生處理,使其成為柔性嵌鎖基層,這種技術(shù)要對路面進(jìn)行徹底的破碎處理。③破碎穩(wěn)固法:這種方法是上述兩種方法的結(jié)合。
表1
4.1迅速硬化
路面修補(bǔ)與正常的施工不同呢,一般修補(bǔ)的公路都是使用狀態(tài)的,要求修補(bǔ)時間不能太長,影響到公路的使用,不能封閉交通。所以要求修補(bǔ)的材料必須具備早強(qiáng)的性能,使得修補(bǔ)后的路面盡量能夠達(dá)到通車要求。
4.2修復(fù)材料的收縮性較小
路面修補(bǔ)位置的結(jié)合處比較薄弱,主要是由于混凝土的收縮造成的,混凝土的收縮造成新老混凝土結(jié)合位置拉開。所以,修復(fù)材料的收縮率必須要控制到無或者是很低,材料要具有一定的彈性。
4.3修復(fù)材料具有粘性
修復(fù)材料必須要具有一定粘接性來保證新老混凝土之間的結(jié)合力。
4.4修復(fù)后的路面必須要保證穩(wěn)定性
修補(bǔ)后的路面必須要保證新老混凝土路面的強(qiáng)度相一致,并且修復(fù)后強(qiáng)度要能同老路面同步,避免強(qiáng)度降低,還要注意強(qiáng)度不能太快起來,造成兩者之間存在性能差異,影響到路面的整體性能。
4.5耐久性較好
修復(fù)材料要具有較好的耐久性以及耐磨性,且要高于老路面的耐磨性。并且混凝土還要具備相當(dāng)?shù)目箖觥⒛透g以及抗?jié)B性能。
4.6和易性要求
路面修復(fù)材料的凝結(jié)時間滿足施工的要求,硬化的速度必須處于控制的狀態(tài)下,要求混凝土具有一定的和易性。
公路路面在使用中避免不了破損的現(xiàn)象,但是,我們必須要找出出現(xiàn)問題的原因,采取不同的措施對其進(jìn)行處理。選擇合理的處理措施進(jìn)行修復(fù)是非常重要的,我們也需要加強(qiáng)研究的力度,提高修復(fù)水平,為交通的暢通作出一定的貢獻(xiàn)。
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U416.216
A
1673-0038(2015)12-0227-02
2015-2-10
彭青林(1984-),男,畢業(yè)于江西省交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院,主要從事公路與橋梁施工工作。