水泥混凝土路面养护与维修论文
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水泥混凝土路面的养护与维修探讨摘要:水泥混凝土路面以其抗压、抗弯、抗磨损、高稳定性等诸多优势,在各级路面上得到广泛应用,在我国高等级公路中水泥混凝土路面日渐增多,随着我国经济的快速发展,道路使用者对于路面在舒适、安全、经济和环境等方面的要求也越来越高,这对于道路的养护与维修提出了更高的要求。水泥混凝土路面因其损坏后难于修复的特点,必须采取合理、科学的养护与维修才能满足道路使用者日益增长的要求。
关键词:水泥混凝土路面;养护;维修;破坏;收缩应力;裂缝
1水泥混凝土路面对材料的要求
水泥应具有强度高、收缩性小、耐磨性、强抗冻性好等性能,宜采用的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥,其标号不应低于425号。接缝材料应选用粘结力强、回弹性能好、不渗水、抗嵌能力强、高温时不流淌、低温时不脆裂、耐用、施工方便、价格低廉的材料。其技术性能应符合《公路水泥混凝土路面设计规范》(jtg d40-2003)的规定。
2水泥混凝土路面损坏的分类
水泥混凝土路面的损坏可分为裂缝类、接缝类、变形类、松散类和其它等类型。裂缝主要指纵、横、斜向裂缝;变形类主要指坑洞和层状剥落;其它类主要指修补损坏。
3损坏的原因
水泥混凝土路面破坏的发生,可分外界因素、设计缺限、施工缺限以及各种因素相互影响引起的。所以必须充分做好调查,查明原因,采取针对性治理对策。
(1)裂缝包括纵、横、斜向和交叉裂缝,其损坏特征是指通底的裂缝将板块分割为两块或三块,初期可能未贯通板面,但终将发展为贯通板面;交叉裂缝是裂缝相互交叉,将板块分割为三块以上。产生裂缝的原因是:重复荷载应力、翘曲应力及收缩应力等综合作用;水的浸入及过大的竖向位移的重复作用,使基层受到侵蚀产生脱空;土基和基层强度不够;接缝拉开后,丧失传荷能力,在板的周边产生过大的荷载应力;水泥质量差、不稳定,粗细集料质量差;施工操作不当,养生不好。
(2)板角断裂是一条垂直通底且与板角两边接缝相交的裂缝,从板角到两端点的距离分别等于或小于端点所在板长的一半。其损坏通常是由于板角处受连续荷载作用、基础支撑强度不足和翘曲应力等因素综合作用造成。
(3)接缝材料破坏:胀缝在使用中随气温而变化,气温上升时填料会被挤出,当气温下降时,填料不能恢复,使缝中形成空隙,泥砂石屑等杂物侵入,成为再次胀伸时的障碍,且雨雪水亦能沿此空隙渗入,损坏基层的垫层,造成路面板接缝处的变形和损坏。
(4)边、角剥落是指接缝两侧各60cm宽度内或板角15cm范围内的碎裂。原因是接缝落入坚硬的杂物,板在膨胀时产生了超应力,边缘被硬物挤碎;重交通荷载的重复作用;传力杆设计或施工不当;
接缝处混凝土强度低。
(5)错台是指接缝处相邻面板的垂直高差。其产生的原因是路面板在车辆轴载作用下,造成接缝处板块不均匀下沉;在温度和湿度的梯度作用下,板在接缝处产生翘曲;横缝处未设置传力杆;施工操作不当。
(6)拱起指横缝两侧的板体发生明显抬高的现象。其产生原因主要是填缝被硬物阻塞或胀缝设置不当,使板受热时不能自由伸缩。
(7)表面裂纹与层状剥落:表面裂纹是指浅而细的网状裂纹,仅产生在路面表层,在车辆荷载作用下它会发展为深度6——12mm 的表层层状剥落。其产生的原因是水灰比过大、过度抹面养护不及时、用盐水冰雪、冻融循环和集料质量低劣、水泥中的碱与集料中的某些特定矿物质发生碱硅反应等。
4养护对策
水泥混凝土路面应根据现有路面的使用质量状况、公路性质、等级和交通等因素,结合当地技术经济水平、气候条件,适时地提出改善及维修的对策和优先顺序。有条件时,宜采用水泥混凝土路面管理系统进行辅助决策。并就符合路面综合指标为优良,坏板率在5%以下的路段,宜以日常养护为主,局部修补一些对行车安全有影响的板块;路面综合指标为优良,坏板率在5%--15%的路段,除按正常的程序进行保养维修外,宜按排大、中修进行处治;对路面综合指标为中差,坏板率在15%--50%的路段,必须安排大、中修进
行处治;坏板率在50%以上的路段进行改善。
5路面的保养
水泥混凝土路面必须经常清除泥土和污物。如有个别小石块应随时扫除,以免因车辆碾压而破坏路面。在与其它不同种类路面边缘相接处或平交道口,应勤加清扫。水泥混凝土路保养重点在接缝处,应经常填充或铲除多余的填料,保持接缝完好,表面平顺,行车不颠跳。当气温下降接缝扩大有空隙时,宜选择在当地气温最低时灌缝填隙。当气温上升填料溢出时,应将填料铲出,并防止泥、砂土挤压进接缝内,影响板的下沉伸缩,填料宜2—3年更换一次。对宽度在3㎜以下的非扩展性裂缝,用低粘性沥青或环氧树脂等材料灌注;如为扩展性裂缝,则应沿裂缝凿槽,注入灌缝材料;对于因混凝土板下有构造物或埋设硬物而产生的裂缝。
6接缝修理
接缝修理时应用小扁凿凿除或清缝机具清除旧填缝料和其它杂物,再用吹尘器将缝内吹干净。填缝:①接缝板,首先将地板胶或建筑热沥青等涂刷在缝壁,然后将缝板嵌压入缝内。对接缝板接头及清缝板与传力杆之间的间隙,必须用沥青或其它填缝材料填实抹平。②加热式填料缝料,主要有聚氯乙烯胶泥类、橡胶沥青类等。方法是将填缝料加热至灌入温度,滤去渣物,倒入填缝机内即可填灌。在填缝的同时,须用铁钩不停钩动,以增加与缝壁的粘结和填灌的饱满。气温较低施工时,可先将接缝预热。③常温式填缝料,主要有聚氯胺脂焦油类、聚胺脂类和聚胺脂沥青等。其方法与加热
式填缝料相同,但无需加热。
7裂缝的修理
修理裂缝的粘结剂主要有聚胺脂、聚硫环氧树脂、甲凝、环氧树脂等高高分子化学材料。应视修补季节、裂缝程度、施工工艺等因素,选择不同方法。①直接灌入法对于裂缝宽度大于3㎝的裂缝,可用环氧树脂与固化剂搅拌均匀后直接灌注。清缝时用吹尘机器配合细钢丝小钩子清除缝隙中的泥土杂物,埋设灌浆嘴封闭裂缝,并涂上按1:2 配合并加热熔化的松香和石蜡。配灌缝材料根据缝口宽窄及要求开放通车时间,选用适宜的灌浆材料及配合比混合调匀。灌浆缝材料倒入可推挤的灌浆器中,一般宜在30min—40min
以内用压力将灌缝料由各灌浆嘴中灌入缝中,灌至将要顶动上面胶布为止。用水泥浆或砂浆封面,并喷洒养护剂后,即可开放交通。增加加热一般宜用红外线灯或装60w—70w灯泡的长条形灯罩加热,温度控制在500c—600c,加热1h—2h后即可开放交通。②条带罩面法适宜于贯穿全厚的中、重程度横向裂缝,顺裂缝两侧和约15㎝,平行缩缝方向锯切两条7㎝深的横缝;两锯缝内侧凿除7㎝;沿裂缝两侧10㎝,每隔50㎝钻直径为1㎝、深为5㎝的耙钉孔;吹刷干净后,均匀涂刷水泥浆或环氧水泥砂浆;浇注快硬混凝土,及时振捣实心密实,并抹平;喷洒养护剂,加深缩缝及灌注填缝料。
8整块板的更换与局部修理
当路面板块被几条裂缝分割为三块以上的破碎板,且有沉降影响行车安全的,必须将整块凿除,处治好基层后重新浇筑混凝土板。