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2010-05-10 13:57 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
隨著(zhù)水泥混凝土路面修筑技術(shù)的日臻完善,水泥混凝土路面發(fā)展的速度較快,在技術(shù)、經(jīng)濟上也將顯示出明顯的優(yōu)勢。然而水泥路面的迅速增長(cháng),水泥路面的許多病害也逐漸體現出來(lái)。主要現象為裂縫、沉陷、嚴重破碎板、板角斷裂、唧泥、錯臺、接縫材料破損等。引起各種病害的原因是不相同的,有外界因素,設計缺陷、施工問(wèn)題及養護等原因,筆者通過(guò)多年來(lái)針對水泥路面不同的病害,采取相應的養護措施,現談?wù)劥譁\看法,和大家共同探討。
一、水泥路面常見(jiàn)病害的成因
水泥路面破損的原因,主要是由于混凝土板、基層、路基的缺陷引起的。這些缺陷除了設計因素及施工質(zhì)量的原因之外,一般是在行車(chē)和各種自然因素作用下形成的,而水和超重荷載是主要因素。
(一)水是形成病害的主要原因
前幾年水泥路面的橫縫均是采用瀝青灌縫,縱縫為施工縫不灌縫,路肩盲溝排水的設施基本沒(méi)有設置。特別是“先行工程”建設期間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。如果養護不及時(shí),經(jīng)過(guò)多年的行車(chē)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。路面的雨水通過(guò)裂縫接縫滲入基層,造成基層軟化。另一種是低洼地水排不掉,兩側就會(huì )產(chǎn)生積水,積水向路基滲透,通過(guò)毛細作用逐漸向上,使路基上部土層變濕。在車(chē)輛荷載的重復作用下,出現基層承載力不足,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(dòng)、錯臺、板角冒漿,最后出現斷板破碎。
(二)車(chē)輛超載也是造成水泥路面斷板、碎板的主要原因
由于經(jīng)濟的發(fā)展,車(chē)流量不斷增加,特別是市場(chǎng)競爭急烈,運輸戶(hù)只雇經(jīng)營(yíng)利益,絕大部分的貨車(chē)進(jìn)行改裝,加高車(chē)廂,加厚大梁等等,嚴重超載,據路政部門(mén)檢測統計雙軸車(chē)輛總重量均在23~24t、三軸車(chē)輛總重均在35~45t,荷載大大超過(guò)路面設計荷載,造成混凝土板塊疲勞,形成水泥板斷裂、破碎,大大縮短正常使用年限。
(三)施工控制質(zhì)量不嚴,造成水泥路面破損
路基密實(shí)度不足造成不均勻沉降,病害大部分布在路基填挖交界,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(chē)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(zhì)量控制不佳,配合比達不到要求,拌和不均勻,壓實(shí)或振島不實(shí)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(wú)法承受荷載帶來(lái)的豎向剪切力從而導致路面破損。
(四)設計方面缺陷造成水泥路面病害的產(chǎn)生
設計時(shí)對交通量預測計算不夠準確,基層、面層設計厚度偏薄,設計時(shí)當量軸載由于按標準車(chē)型額定載重進(jìn)行換算,而近幾年來(lái)交通量迅速增長(cháng),超載超限車(chē)輛不斷增多,這種設計軸載與實(shí)際不符,這樣會(huì )大大影響水泥路面的壽命。
(五)養護不到位,加劇路面病害的發(fā)展
養護灌縫不及時(shí),水泥路面縮縫、脹縫、施工縫,施工時(shí)基本上是用瀝青灌縫,使用一般2~3年的材料自身老化松脫,如果不及時(shí)填縫料更新,雨水滲入,破壞基層和墊層,造成板接縫處的變形和破損。原“先行工程”建設資金投入不夠余留排水設施不完整,導致邊溝排水不暢積水,由于養護資金不足沒(méi)能及時(shí)進(jìn)行完善排水系統,也會(huì )導致路面提前損壞;炷涟逶缙谝恍┎『μ幚矸椒ú划敳患皶r(shí),如混凝土板斷裂、板角斷裂、錯臺等病害處理不及時(shí),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,加劇其他病害的產(chǎn)生。
二、水泥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(shù)性能的認識,加強設計、施工、養護三個(gè)方面工作,從源頭抓好。
(一)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(dòng)能。在實(shí)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(shí)際觀(guān)測的較少。因此在水泥混凝土路面設計中,應該由靜力學(xué)向動(dòng)力學(xué)發(fā)展。在充分考慮沖擊動(dòng)荷載對路面的作用后,適當提高技術(shù)標準和設計厚度,以適應我國公路不斷增長(cháng)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(jìn)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固的要求,必須解決基層耐沖刷和彎沉均勻性問(wèn)題,即要選用適合本地區氣候特點(diǎn)和交通量要求的基層材料類(lèi)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(jìn)行認真處置的基礎上,如果可預見(jiàn)沉降變形過(guò)大,可采用薄層瀝青混凝土或砌塊的過(guò)度路面形式;待沉降穩定后,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,應考慮設計一定厚度的滲透排水砂礫墊層。嚴寒地區應綜合考慮設計排水和防凍墊層。同時(shí),保證接縫質(zhì)量是防止水泥混凝土路面破壞的關(guān)鍵,根據當地自然條件脹縫盡量做長(cháng),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。
(二)施工方面
合理地選擇原材料,嚴格控制材料質(zhì)量是實(shí)現優(yōu)質(zhì)水泥混凝土路面設計和使用要求的前提,科學(xué),準確地進(jìn)行混凝土配合比設計,生產(chǎn)穩定、均勻的混凝土是保證水泥混凝土路面質(zhì)量的關(guān)鍵;推廣使用機械施工方式是解決好水泥混凝土路面面板質(zhì)量的有利措施,傳力桿、拉桿的規格、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(xiàn)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(shí),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,根據當地氣溫條件及時(shí)切割和嚴格養生,避免因切割不及時(shí)出現整體斷裂或養生不及時(shí)水泥混凝土在水化作用下出現空隙,造成強度不足;應盡量斷交施工,如有困難非斷交施工,現場(chǎng)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(chē)振動(dòng)造成板體斷裂;當路線(xiàn)縱坡超2%時(shí)應及時(shí)調整攤鋪,一定要順著(zhù)上坡方向進(jìn)行攤鋪。以免因塌落度問(wèn)題造成板體細小的橫縫和板體斷裂,拆除模板一定要注意避免碰掉板角以免造成對稱(chēng)的啃邊。
基層施工時(shí),應將基層材料集中進(jìn)行廠(chǎng)拌,并采用攤鋪機進(jìn)行攤鋪,待基層整平壓實(shí)后,嚴格進(jìn)行養生,防止基層出現干縮或溫縮裂縫;為減少路基土的壓實(shí)變形,增加路基強度和穩定性,必須認真進(jìn)行壓實(shí),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(zhì)差異甚大的路堤相接,而需要設置一個(gè)不太長(cháng)的過(guò)渡段,在橋頭或其他構造物與一般路堤相接處,應進(jìn)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(kāi)放交通后的填土沉降。
(三)養護管理方面
水泥混凝土路面的局部損壞,如不及時(shí)、有效地加以修復,往往會(huì )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(shí)清掃和接縫的養護,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(chē)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(shí)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(jìn)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(shí)進(jìn)行修復處理,防止形成進(jìn)一步的破壞,還必須重視路面排水系統的養護,加大資金投入配套完善修建邊溝等排水系統,經(jīng)常疏通路面排水設施,防止水通過(guò)接縫或裂縫對路面造成破壞。
公路的養護、管理部門(mén),除了日常的養護工作外,應定時(shí)組織進(jìn)行路況調查,及時(shí)制定養護工作計劃,確定養護內容,規范養護工作,提高養護隊伍素質(zhì)和機械化的水平,確保公路養護的質(zhì)量,此外,還應加強路政的管理,嚴格控制超載車(chē)輛的行駛。
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