淺談水泥砼路面病害成因及預(yù)防措施工學(xué)論文
摘要:隨著公路交通量的迅猛增長(zhǎng)，再加上氣候、沿線水文地質(zhì)、施工等各種因素的影響，許多路面投入運(yùn)營(yíng)不久就出現(xiàn)病害，影響了公路交通的正常運(yùn)行。水泥砼路面的病害是一個(gè)普遍存在而又較難解決的工程實(shí)際問題。本文分析了水泥砼路面中常見的一些病害發(fā)生的原因，提出預(yù)防措施。
關(guān)鍵詞:水泥混凝土;路面;病害;措施
水泥混凝土路面以其抗壓、抗彎、抗磨損高穩(wěn)定性等諸多優(yōu)勢(shì)得到普遍應(yīng)用，但往往因工程量小，施工工藝簡(jiǎn)單，非主線工程等因素，放松對(duì)其質(zhì)量控制細(xì)節(jié)的要求，從而出現(xiàn)不同程度的病害。
1.水泥砼路面病害產(chǎn)生的原因
1.1裂縫類病害的成因分析
由于水泥砼路面的非均質(zhì)性、低韌性及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境條件和施工工藝水平的可變性，很難完全避免砼面板的開裂，因此，裂縫類病害在水泥砼路面病害中較為常見。
縱向裂縫是順道路中心方向出現(xiàn)的，修補(bǔ)不及時(shí)，往往會(huì)變成貫穿裂縫。出現(xiàn)的主要原因是：（1）、路基發(fā)生不均勻沉陷；（2）、砼面板厚度與基礎(chǔ)強(qiáng)度不足導(dǎo)致產(chǎn)生荷載型裂縫。
橫向裂縫是沿著與道路中心線大致垂直的方向產(chǎn)生的，出現(xiàn)的主要原因是：（1）、砼路面鋸縫不及時(shí)，砼面板由于溫縮和干縮發(fā)生斷裂；（2）、由于切縫深度過淺，應(yīng)力沒有釋放，因而在臨近縮縫處產(chǎn)生新的收縮縫；（3）路基發(fā)生不均勻沉陷；（4）、砼面板厚度與強(qiáng)度不足，在荷載和溫度應(yīng)力作用下產(chǎn)生強(qiáng)度裂縫。
斜向裂縫橫貫砼路面板角或與行車方向相交成銳角，主要原因是由于下臥土層發(fā)生唧泥病害或不均勻沉陷而使板邊喪失支撐，在重載反復(fù)作用下產(chǎn)生裂縫。
交叉裂縫表現(xiàn)為砼面板裂縫相互交叉，主要是不良路基土的不均勻沉降導(dǎo)致的，此外，超載、重載的重復(fù)作用也可能引起這種破壞。
1.2變形類病害的成因分析
唧泥產(chǎn)生的主要原因是雨水沿接縫或裂縫滲入基層，在行車荷載作用下，基層的粉細(xì)料和水一起被擠出，使基礎(chǔ)逐漸失去支撐能力，最終發(fā)生砼面板斷裂。
錯(cuò)臺(tái)病害產(chǎn)生的原因是：（1）、唧泥病害處理不及時(shí)或不當(dāng)，路基細(xì)料在抽吸作用下向后方板移動(dòng)、堆積，造成前板低，后板高的錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象；（2）、基礎(chǔ)不均勻沉降，導(dǎo)致縫的兩側(cè)形成臺(tái)階。
沉陷通常是由于路基土沉降或固結(jié)所引起的，特別是接近橋涵構(gòu)造物處或道路加寬部分會(huì)由于壓實(shí)不足而往往會(huì)產(chǎn)生沉陷。
拱起表現(xiàn)為接縫處板塊出現(xiàn)向上隆起，橫縫兩側(cè)的板體明顯抬高。產(chǎn)生的主要原因是：（1）、脹縫被砂、石、雜物堵塞，使板伸脹受阻；（2）、脹縫設(shè)置的傳力桿水平、垂直向偏差大，使板伸脹受阻；（3）、長(zhǎng)脹縫砼板在小彎道、陡坡處以及厚度較薄時(shí)，易發(fā)生縱向的失穩(wěn)，引起拱脹；（4）、由于基層中存在生石灰及不穩(wěn)定的廢渣，自身發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致路面拱脹。
1.3接縫損壞類病害的成因分析
接縫損害類病害通常表現(xiàn)為水泥砼路面縱橫縫兩側(cè)50cm寬度內(nèi)，板邊緣砼開裂或成破碎，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是：（1）、脹縫被泥砂、碎石等雜物堵塞或傳力桿設(shè)置不當(dāng)，阻礙了板塊熱膨脹，過大的溫度應(yīng)力使板邊脹裂；（2）、縮縫使砼板形成臨空面，再加上填縫料質(zhì)量不能保證，使得板邊在車輪荷載反復(fù)作用下被壓碎；（3）、由于切縫時(shí)間過早，使縫邊較早受到損傷導(dǎo)致日后損壞；（4）、填縫料質(zhì)量差，如粘結(jié)強(qiáng)度低，延伸率及彈性差，不耐老化，填縫料與縫壁粘結(jié)不牢靠等。 1.4表面缺陷類病害的成因分析
表面裂紋產(chǎn)生的主要原因是：（1）、鋪筑后的砼表面游離水分蒸發(fā)過快，體積急劇收縮導(dǎo)致開裂；（2）、砼配合比不合理，水泥用量、砂率過大；（3）、砼表面過渡振蕩或抹平；（4）、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)。
起皮表現(xiàn)為面層3-13mm深的砼品質(zhì)變壞而產(chǎn)生脫落，主要是由于砼路面施工中過度抹面，使用的集料質(zhì)量不合格或砼配合比不當(dāng)（如細(xì)集料過多）引起的。
露骨是指砼路面在行車作用下水泥砂漿磨損或剝落后石子裸露的現(xiàn)象。主要是由于：（1）、施工時(shí)混合料塌落度小或摻入早強(qiáng)劑不當(dāng)，在平板振搗后，砼就開始凝結(jié)，以至待輥筒滾壓和收水時(shí)，石子已壓不下去，抹平后，石子外露表面；（2）、水灰比過大或水泥的耐磨性差，在行車作用下很快磨損或剝落。
坑洞一般表現(xiàn)為路面板表面呈現(xiàn)孔洞狀，一般孔的直徑為2.5mm-10mm，深度為1mm-5mm。主要原因是：（1）、施工質(zhì)量差或砼材料中夾帶朽木、紙張和泥塊等雜物；（2）、某些車輛的金屬硬輪或掉落硬物的撞擊。
2.預(yù)防措施
2.1設(shè)計(jì)階段
2.1.1路基設(shè)計(jì)要對(duì)軟土路段的土基按規(guī)范要求予以處理。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要根據(jù)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，考慮車輛超限超載、多雨氣候等不利因素的影響，在設(shè)計(jì)理論厚度的`基礎(chǔ)上適當(dāng)增加基層的厚度，并選擇水穩(wěn)性較好基層。
2.1.2砼路面配合比設(shè)計(jì)，要用一個(gè)連續(xù)級(jí)配的粗集料作為骨架，用另一個(gè)連續(xù)級(jí)配的細(xì)集料填隙，從而形成一個(gè)既具有高密實(shí)度，又具有高內(nèi)摩阻力的密骨架結(jié)構(gòu)。
2.2 施工階段
2.2.1路基施工過程中，要嚴(yán)格按規(guī)范要求選好填料，控制填料松鋪厚度和粒徑，土石要均勻混合，路基要形成一定的橫坡度，排水要順暢，含水量盡量接近或達(dá)到最佳含水量，使路基碾壓密實(shí)，強(qiáng)度均勻，防止路基不均勻沉降。
2.2.2基層施工要選用合格材料，要嚴(yán)格控制基層頂面平整度、橫坡度，以確保水泥砼板厚薄均勻，減少砼板與基層頂面的摩阻力；厚度和壓實(shí)度要達(dá)到設(shè)計(jì)要求，使路基具有足夠強(qiáng)度；嚴(yán)禁使用松散材料處理基層不平整表面或標(biāo)高。在水泥砼澆筑前應(yīng)先檢查基層強(qiáng)度，只有強(qiáng)度（彎沉值或回彈模量）及各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求后，方可組織砼面板施工。
2.2.3水泥砼面層施工在原材料的選用上要確保質(zhì)量，水泥與集料必須符合公路技術(shù)規(guī)范要求，粗集料要分級(jí)后混合，嚴(yán)禁使用統(tǒng)料；細(xì)集料細(xì)度模數(shù)要達(dá)到中、粗砂的要求，且含泥量不超標(biāo)準(zhǔn)。
原材料拌合前要測(cè)定砂石料含水量，調(diào)整施工配合比，嚴(yán)格控制砼配合比和水灰比，合理使用減少劑，攪拌要均勻，塌落滿足要求。盡量縮短砼的運(yùn)輸距離和出料高度，以免砼產(chǎn)生離析現(xiàn)象。模板要采用鋼模，高度與砼板厚度一致，立模要堅(jiān)實(shí)，采用適當(dāng)措施，防止模板底部漏漿。砼混合料攤鋪要平整，振搗要充分、密實(shí)，并不能過振。抹平工序非常重要，操作人員要在空架設(shè)置上進(jìn)度抹平，切勿直接蹲在砼板面操作，砼板平整度必須達(dá)到規(guī)范要求。在氣溫較高時(shí)施工砼板，表面修整要及時(shí)，修整過程要設(shè)遮陽(yáng)棚，避免陽(yáng)光直射，硬化后要灑水使路面保持濕潤(rùn)。
2.2.4施工機(jī)械，先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備是水泥路面的質(zhì)量保證。砼路面施工盡量采用先進(jìn)的、具有自動(dòng)進(jìn)料計(jì)量的較大型機(jī)具設(shè)備，并配備齊全。嚴(yán)禁使用淘汰的小型機(jī)具。
2.3養(yǎng)護(hù)階段
在日常養(yǎng)護(hù)工作中，應(yīng)“以防為主，防治結(jié)合”因地制宜地開展工作，總結(jié)出一套適應(yīng)水泥砼道路特點(diǎn)的、針對(duì)性強(qiáng)的養(yǎng)護(hù)措施。
2.3.1接縫養(yǎng)護(hù)是水泥砼路面養(yǎng)護(hù)重點(diǎn)，接縫料脫落或喪失后，應(yīng)及時(shí)得到填補(bǔ)，要積極探索新工藝，采用新型材料進(jìn)行灌縫作業(yè)。經(jīng)常清理排水設(shè)施，保持排水系統(tǒng)良好，及時(shí)排除路面雨水和積水，使路基不會(huì)處于長(zhǎng)時(shí)間浸泡，保持良好使用狀態(tài)。
2.3.2加強(qiáng)對(duì)超限超載車輛管理力度，使超限超載車輛控制在最小限度內(nèi)，減少行車對(duì)水泥砼路面破壞，延長(zhǎng)使用壽命。
3．結(jié)束語(yǔ)：
由于水泥砼路面出現(xiàn)病害的原因復(fù)雜多變，病害不同，處治的方法也大不相同，因此，如何預(yù)防水泥砼路面出現(xiàn)病害，最大限度地延長(zhǎng)路面的使用壽命，需要我們?cè)谠谠O(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)管理各方面增強(qiáng)質(zhì)量意識(shí)，積極采取各種處治措施，防止或減少病害的發(fā)生。另外，還要積極探索新的設(shè)計(jì)方式和改進(jìn)施工工藝，以達(dá)到提高砼路面質(zhì)量的目的。
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