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摘要:隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,促進(jìn)了交通運輸行業(yè)的快速進(jìn)步,公路工程的規(guī)模與數(shù)量都得到了大幅度提升。剛性路面即水泥混凝土路面,是公路施工的主要方式之一,其施工的質(zhì)量與公路的安全性有著密切聯(lián)系,因此,必須加強對剛性路面施工的控制。本文就在介紹剛性路面施工常見病害的基礎(chǔ)上,分析病害發(fā)生原因,并提出了合適的防治措施,以保證剛性路面的安全。
關(guān)鍵詞:剛性路面施工;常見病害;發(fā)生原因;防治措施
水泥混凝土與瀝青混凝土是當(dāng)前公路路面的主要施工方式,其中,水泥混凝土屬于剛性路面,其優(yōu)點在于有較高的強度、較大的剛度、較好的穩(wěn)定性和耐久性、較長的使用壽命,養(yǎng)護(hù)所需費用較少,整體性價比相對較高,尤其適用于低等級公路當(dāng)中。但是,剛性路面也存在著一些影響其安全的病害,為保證公路行車的安全,就需要對這些病害進(jìn)行分析,采取有效的防治措施。
一、剛性路面施工中常見病害概述
剛性路面施工中常見病害根據(jù)其表現(xiàn)形式不同,可以分為斷裂、豎向變形和接縫類、表層類四種,且每種都包括多種形式的病害,具體內(nèi)容如下:
(一)斷裂類病害
斷裂類病害通常是指路面裂縫,是剛性路面最為常見的病害,體現(xiàn)為斷裂裂縫貫穿了路面的面層,將板塊分割成眾多的小塊,導(dǎo)致面層結(jié)構(gòu)完整性遭到破壞,具體包括橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫和交叉裂縫以及板角裂縫等多種。
(二)豎向變形病害
豎向變形主要是由于路面施工當(dāng)中,路基處理不當(dāng)或者路面攤鋪、碾壓過程控制不嚴(yán)格引起的,其主要表現(xiàn)為路面的脹起和沉陷[1]。
(三)接縫類病害
接縫類病害是指由剛性路面接縫處發(fā)生問題而導(dǎo)致的路面病害,主要包括錯臺、拱起和接縫內(nèi)的填縫料失效等。
(四)表面類病害
表面類病害是指發(fā)生于路面表面的病害,主要體現(xiàn)為網(wǎng)裂、露骨、坑洞、起皮和粗集料的凍融開裂以及修補發(fā)生損壞等。
后文中的“原因分析”和“防治措施”應(yīng)根據(jù)常見病害斷裂、豎向變形和接縫類、表層類這四種展開才能保持前后統(tǒng)一一致和針對性。
二、剛性路面施工常見病害的發(fā)生原因分析
(一)斷裂類病害發(fā)生原因
1.縱向裂縫
縱向裂縫是指沿公路中心線方向的裂縫,其發(fā)生原因主要包括三個方面:首先,路基的拓寬部分和縱向溝槽等結(jié)構(gòu)發(fā)生不均勻沉陷引起路面裂縫;其次,路面基礎(chǔ)不穩(wěn)定,在長時間的地下水和車輛荷載影響下,導(dǎo)致路面基層材料膨脹或者塑性變形,形成裂縫;第三,混凝土厚度設(shè)計有問題,不足以承受路面行車造成的荷載。
2.橫向裂縫
橫向裂縫是指與公路中心線垂直的裂縫,其發(fā)生原因包括以下幾方面:(1)路面切縫時機不合理或者深度不較淺,前者會使混凝土發(fā)生溫縮或干縮引起裂縫,后者會導(dǎo)致橫斷面削弱不明顯,應(yīng)力沒能得到充分釋放,在縮縫附近形成裂縫。(2)路基有不均勻沉降現(xiàn)象,引發(fā)板底脫空,進(jìn)而是路面出現(xiàn)斷裂。(3)路面混凝土的厚度和強度沒有達(dá)到要求,在溫度應(yīng)力和荷載雙重影響下,形成強度裂縫[2]。
(二)豎向變形類病害發(fā)生原因
豎向變形類病害以路面脹起為代表,主要是路面板塊的向上突起,其發(fā)生原因有:(1)砂、石等物體堵塞了路面脹縫,使板無法順利伸脹;(2)脹縫的傳力桿在垂直或水平方向上出現(xiàn)偏差,影響了路面板伸脹;(3)在陡坡、彎道或者厚度較薄等路段,脹縫面板相對較長,容易有縱向失穩(wěn)問題發(fā)生,導(dǎo)致路面脹起。
(三)接縫類病害發(fā)生原因
在剛性路面施工中,由于整個路面是分段施工的,接縫是必然存在的現(xiàn)象,也是整個剛性路面較為薄弱的環(huán)節(jié),其病害發(fā)生的概率也相對較大。接縫類病害以錯臺為主要代表,其發(fā)生原因主要包括:(1)降水因素:由于接縫處理不到位,在降水量較多季節(jié),雨水會從接縫處滲入到基層當(dāng)中,進(jìn)而使基層含水率增大,強度降低,在路面車輛荷載的作用力下,基層就會出現(xiàn)唧泥,相互靠近的板塊之間也會有抽吸作用發(fā)生,導(dǎo)致基層中的細(xì)料會向著位于后方的板塊進(jìn)行移動和堆積,從而增加了后板的高度,降低了前板的高度,形成高度差,也就是錯臺現(xiàn)象。(2)前后板塊基礎(chǔ)沉降不均勻,在荷載作用力下出現(xiàn)不同程度的沉陷,引起錯臺;(3)基礎(chǔ)沒有足夠的抗刷能力,基層表面采用了不合適的整平層材料,比如砂或石屑等松散細(xì)料等,也會導(dǎo)致錯臺病害。
(四)表層類病害發(fā)生原因
表層類病害主要表現(xiàn)為路面表層發(fā)生損壞,包括坑洞、起皮或露骨等,其發(fā)生原因主要有:(1)路面材料和施工問題,材料配合比控制不到位,施工當(dāng)中沒有進(jìn)行充分壓實,影響了路面強度和均勻性,在行車荷載作用下,路面材料被擠出或移動,形成病害;(2)路面保養(yǎng)不到位,有其它雜質(zhì)嵌入路面當(dāng)中,或者接縫等問題沒有被及時處理,降低了路面性能,從而引起相應(yīng)病害。
三、剛性路面施工常見病害的防治措施分析
(一)斷裂類病害防治措施
1.縱向裂縫的防治
對于縱向裂縫,可以采取的防治措施有:(1)做好填方路基的處理,通過分層填筑、反復(fù)碾壓的方法,保證路基的密實度符合要求,對于新舊路基交界位置,設(shè)置相應(yīng)的隔柵,避免滑動位移問題;(2)選擇合適的填筑材料,在不同的地段,需要根據(jù)實際情況選擇相應(yīng)的填筑材料,比如河濱地段,就要選用水穩(wěn)性良好的填筑材料,保證回填路基的壓實度;(3)合理設(shè)計混凝土板厚度,按照設(shè)計規(guī)范要求,選用石灰穩(wěn)定類基層,保證剛性路面有足夠的承載能力。
2.橫向裂縫的防治措施
對于橫向裂縫,常用的防治措施主要有:(1)選擇合適的切縫時機,通常而言,要在混凝土的抗壓強度在8-10MPa時對其進(jìn)行切縫;(2)做好板底基層的處理,保證基層的壓實度達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn),沒有沉陷或不穩(wěn)定現(xiàn)象;(3)在設(shè)計混凝土路面厚度時,充分考慮重車、超重車輛因素,選擇合適的結(jié)構(gòu)組合和厚度。
(二)豎向變形類病害防治措施
對于豎向變形類病害,首先要做好脹縫填縫料選擇,并及時清理脹縫,避免砂、石進(jìn)入其中;其次,做好傳力桿的控制,保證其在垂直、水平方向偏差在3mm以內(nèi),以有效完成路面荷載力的傳導(dǎo),使板自由伸脹,避免起脹發(fā)生。
(三)接縫類病害防治措施
對于接縫類病害,尤其是錯臺病害,首先要做好接縫的處理,以《公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范要求》為基礎(chǔ),結(jié)合路面工程的實際情況,選擇合適的填縫材料,保證路面接縫的密封性,有效防止?jié)B水問題的發(fā)生,保證基層的穩(wěn)定,從而有效防止錯臺現(xiàn)象;其次,選擇耐沖刷的材料應(yīng)用于基層中,比如二灰穩(wěn)定粒料或者水泥穩(wěn)定粒料等,在基層表面整平層上,禁止使用松散細(xì)料,以有效防止降水導(dǎo)致的基層填料流失或滲水;第三,在路面結(jié)構(gòu)中,設(shè)置內(nèi)部排水系統(tǒng),及時將進(jìn)入基層的水體排出,保障基層穩(wěn)定[3]。
(四)表層類病害防治措施
對于表層類病害,首先要做好路面保養(yǎng),及時清除路面上的砂、石或其它雜物,做好交通管制,避免過多或過重車輛增加路面負(fù)擔(dān),降低路面性能;其次,加強對路面的巡檢,至少每月檢查一次,及時發(fā)現(xiàn)并修補存在的破損問題,在雨季之前,還要加強對路面防水措施的養(yǎng)護(hù),避免雨水滲漏引起的表層災(zāi)害。
結(jié)語
綜上所述,剛性路面施工常見的病害多種多樣,給公路的正常使用和安全有著極大的威脅,加強對剛性路面病害的研究,探索相應(yīng)的防治措施有著十分重要的意義。針對各種病害,需要充分了解其發(fā)生原因,并根據(jù)具體原因采取針對性的防治措施,從而有效降低病害發(fā)生概率,保證剛性路面安全。