水泥混凝土路面病害产生原因及机理
水泥混凝土路面病害成因与修补养护论文
水泥混凝土路面的病害成因与修补养护摘要:对水泥混凝土路面的常见痛害进行了分析,总结其产生原因,并提出了病害的相应处治对策,最后介绍了水泥混凝土路面修复过程的加铺沥青混凝土面层的施工技术。
关键词:水泥混凝土路面;病害;养护中图分类号:u416.216文献标识码: a 文章编号:水泥混凝土路面作为主要的路面结构,从20世纪90年代以来,在公路建设中得到飞速发展。
随着使用年限的增长和超载车辆的破坏,水泥混凝土路面的各种病害也逐渐体现出来。
1水泥混凝土路面的主要病害及其成因1)错台错台的机理主要是路面板的后端部分被掏空而前端却被负吸颗粒抬起,使有错台板沿行车方向形成一定坡度,在板的接缝处出现相对高差。
错台的原因:①路基基层碾压不密实,强度不足;②当胀缝下部接缝板与上部缝隙未能对齐,或账缝不垂直,则缝旁两板在伸胀挤压过程中会上下错动而形成错台;③水浸入基层,行车荷载使路面板产生泵吸现象;④传力杆放置不合理,使传力效果降低,导致错台的产生。
2)脱空与唧泥脱空的形成主要与缩缝的密封不好有关。
由于密封的实效,水进入接缝并在接缝下囤积,当车轮压在后板时,后板下的水形成高压水向前板下缝隙及路表消散,同时完成对前板下基层进行冲刷,当车轮压到前板时,前板为高压水,后板形成强负压,在负压的作用下,将前板下的细小颗粒及来至路面上的细颗粒吸人后板。
在车辆荷载反复循环的作用下,逐渐形成对前板的掏空,造成脱空。
此时,路面污物、泥浆的进入就引起唧泥。
接缝填缝料失效,基层材料不耐冲刷,接缝传荷能力差和重载反复作用是引起唧泥的主要原因。
公路排水系统不完善如路面横坡设置不当或路基排水不畅时,路基、路面被水浸泡时也会使路面产生唧泥现象,进而出现板底脱空;另外,由于基层材料局部松散,路基土压实不均匀或基底不均匀沉降,路基宽度不够,同样会导致底板出现脱空。
3)拱起拱起是指横缝两侧的板体发生明显抬高的现象。
其产生原因:①缝隙被硬物阻塞;②板下水分太大受冻膨胀;③胀缝设置不当,使板受冷热变化时不能自由伸缩。
公路水泥混凝土路面产生病害及处理措施
在水泥混凝土路面施工完成后,及时进行养生和防护,防止水分 蒸发过快等原因导致路面出现裂纹等质量问题。
及时养护
定期检查
01
定期对水泥混凝土路面进行检查,发现损坏或缺陷及时进行处
理。
及时修补
02
对于路面的损坏或缺陷,应采取合适的修补方法进行修复,防
止问题扩大。
预防性养护
03
在路面状况良好的情况下,采取预防性养护措施,如涂覆防水
养护方法不当
采用不当的养护方法,如用酸性水冲洗、不及时修补破损等,也会加速路面的损坏。
气候原因
温度变化
温度变化会导致路面材料热胀冷缩,产生 应力集中,引起路面开裂、断板等病害。
VS
降雨影响
降雨会使路面长期处于湿润状态,加速路 面的磨损和破坏,特别是在排水不良的情 况下,更容易引发路面病害。
03
公路水泥混凝土路面病害 处理措施
涂层、喷洒防滑材料等,延长路面的使用寿命。
改善气候条件
加强防水措施
在雨季等水分较多的季节,加强路面的防 水措施,防止水分渗透导致路面损坏。
合理安排施工时间
尽量选择适宜的施工时间,避免在高温、 严寒等极端天气下进行施工,减少因气候 条件导致的施工质量问题。
05
案例分析
工程A病害及处理措施
病害
裂缝、麻面、掉角等。
确定适宜的路面厚度
根据道路等级和交通量等因素,确定合适的水泥混 凝土路面厚度,确保路面具有足够的承载能力。
优化排水设计
考虑路面排水系统的设计,避免积水对路面 造成损害。
施工质量控制
控制材料质量
选用质量合格的水泥、砂、石等材料,确保混凝土配合比合理, 满足设计要求。
水泥混凝土路面质量病害成因及其对策
水泥混凝土路面质量病害成因及其对策水泥混凝土路面是道路建设中常用的路面材料之一,具有强度高、硬度大、平整度好的特点,但是,路面质量会有病害出现,这些病害不仅会影响道路使用寿命,还会影响行车安全。
本文就水泥混凝土路面质量病害的成因及其对策进行介绍。
一、水泥混凝土路面质量病害的成因1.外界环境因素(1)温度影响道路在春秋季节容易发生热胀冷缩现象,温度变化会引起路面浮起或裂缝等损害。
(2)水分影响道路在雨季或地下水位过高时易发生路面损害,如龟裂、泛油等。
(3)盐蚀影响在盐碱地区,道路容易发生盐害,影响路面质量。
2.施工中的问题(1)材料的选择和质量不合适的材料和劣质材料使用会导致路面损害,如胶粘剂含量不足、膨胀剂不足等。
(2)混凝土的浇筑和养护浇筑厚度不均、养护不当会导致路面龟裂、断层等损害。
3.车辆的使用(1)车辆超载超载车辆会导致道路荷载超标,进而导致路面结构的破坏等损害。
(2)车辆碾压和磨损车辆碾压和磨损会减少路面的厚度,从而导致路面出现不平整等损害。
二、水泥混凝土路面质量病害及其对策1. 路面龟裂路面龟裂是指在路面中央部位的沥青混合料表面,由于路面软化变形、变形恢复后反复出现弧形沉降面上形成的裂缝。
解决方法:(1)深度清理裂缝,去除杂物。
(2)采用合适的材料,将无凝固的沥青混合料灌入裂缝内,使其在裂缝内固化硬化。
2. 稀沥青浸涂面层分层稀沥青浸涂面层分层是指由于路面稀沥青浸涂的不均匀、不一致,导致路面上面层剥离的一种道路表面缺陷。
解决方法:(1)检查和修补路面的分层部分。
(2)使用高性能、高质量的稀沥青浸涂材料。
3. 泛油泛油是指路面在高温季节,由于路面沥青质量不好或路面施工不当,沥青成份分离后浮到路面表面的一种缺陷。
解决方法:(1)调整沥青含量与颗粒大小,以及添加防油剂。
(2)加强施工监督以及养护工作。
4. 车辙车辙是指车辆运行时将路面压实、磨损至一定程度的缺陷。
解决方法:(1)使用高质量、高强度的路面材料。
农村公路水泥混凝土路面病害产生原因及防治
农村公路水泥混凝土路面病害产生原因及防治摘要:农村公路水泥混凝土路面病害严重影响了正常使用,本文结分析了路面建设和使用存在的问题,并针对问题提出了有效的预防和解决措施,为延长农村水泥混凝土路面的使用寿命奠定了基础。
关键词:公路,水泥混凝土,路面维护,裂缝一、前言近年来,随着经济的大力发展,农村修路工程成为农村建设的重点,水泥混凝土路面是农村路面的主要路面类型。
实践发现,这种路面的质量不高,相当多的路面在使用一段时间后,出现了裂缝及断裂,严重影响车辆行驶,根本达不到路面应该有的使用年限。
道路使用者对道路承建者有很大意见,结合实际情况,我们对路面损坏的原因和应采取的措施进行了合理的分析和总结。
二、农村公路水泥混凝土路面建设存在的问题1、温度变化引起路面裂缝混凝土路面具有热胀冷缩的性质,由于在混凝土硬化的初期,水泥和水混合会散发较多的热量,而混凝土又不能很好的导热,造成散热慢,致使混凝土内部的温度比外部高,有时温差高达六七十摄氏度,这就引发了内部的气体膨胀,外部散热降温后冷却收缩,尤其受到气温、湿度及风力的影响收缩大。
这时,内部混凝土膨胀力与外部的收缩力相互影响,产生路面拉应力,当拉应力超过路面所承受的极限时,就会出现裂缝。
2、路肩未进行硬化处理在进行农村公路调查中发现,路肩均为进行硬化,全部是土路肩,标高明显低于路基边缘,有的路段低出几公分,沿线路段的路肩横坡也不一致,容易造成路肩被冲刷。
遇到大雨时,大量降水会沿混凝土路面同路肩相接处的地方下渗,积存在面板边缘下。
路肩处反复遭到雨水冲刷,会造成混凝土板底脱空,应为路肩处的基层和垫层是采用无机结合料稳定的粒料,细粒比较多,雨水容易带走,造成混凝土面板板边碎裂以及板体断裂。
由于土路肩未进行硬化,在路边停放车辆或者偶尔交叉行驶时,会造成较大的弯沉,久而久之,路肩会留下车辙、坑洼或者缺口等,对路面失去了保护作用,当遇到大雨天气,雨水会积存在路肩坑洼处,长期浸泡路面并渗到基层及以下结构层,使得基层或土基层泡水强度减弱,遇载荷会造成不均匀的下沉,引起路面断裂。
水泥混凝土路面常见病害和防治措施
水泥混凝土路面常见病害和防治措施首先对水泥混凝土路面常见病害开展分析,并重点探讨了有效防治混凝土路面病害的措施。
结论证实:影响水泥混凝土路面质量的因素有很多,为了保证路面的施工质量,操作人员一定要有针对性地开展处理,保证路面的施工质量。
水泥混凝土路面分为很多种,例如有钢筋混凝土路面,预应力混凝土路面以及钢纤维混凝土路面等。
和其他路面开展比照发现,水泥混凝土路面的建设成本非常低,因此受到大范围推广和使用。
但在其施工操作中,容易发生一些病害,因此需要对这些病害开展合理分析,然后有针对性地开展处理,进而提高路面施工的质量。
1水泥混凝土路面常见病害分析1I路面板内损坏病害分析开展道路路面施工时,使用混凝土板面容易发生裂缝,主要原因是使用混合料时里面的水分失去速度过快,然后发生碳化和干缩问题。
除此之外,开展水泥路面施工时,还会出现颗粒不均匀分层离析问题,主要是粗骨料从混合料中发生了分离,剩下的集料颗粒就会出现下沉,里面的水分开始向上移动,这样表面就会发生沁水[1],如果实施有效的处理,路面表面的含水量就会增加,在一定环境下,沁水速度慢于表面水分的蒸发速度,水的蒸发情况就会深入到混合料的表面,在水泥混凝土路面上就出现了凹陷,从而产生非常大的张力。
除此之外,各个固体颗粒之间还会产生非常大的张力,导致颗粒间发生凝集,混凝土如果没有到达一定的硬化强度,就不能有效和张力开展相互作用,最终在表面出现裂缝。
同时,发生裂缝的时间和沁水的时间一般都是相互的,浇筑混凝土道路表面几个小时后,就会先出现一些细小的裂缝,然后逐渐在每一个方向上都出现混凝土龟裂,在干燥的时候这些裂缝开始蔓延扩大,造成更严重的危害。
12接缝位置发生病害分析如果在施工中出现错台问题,便是和路基不均匀变形,填缝料出现损失以及材料质量有很大关系。
处理横向接缝的时候,尤其是在膨胀系数范围内,由于会发生滑动,造成传力杆位置出现不同程度变化,导致一部分滑动出现问题。
水泥混凝土路面病害及防治措施
水泥混凝土路面病害及防治措施我国水泥混凝土路面的建设已经有近百年的历史了。
水泥混凝土路面具有刚度大、荷载能力强、稳定性强及使用寿命长等优点,因此多年来它一直在不断的建设当中。
虽然水泥混凝土路面具有以上优点,但随着时代的发展以及路面荷载量的增加,水泥混凝土路面在建成后的使用过程中,也会由于各种因素而产生不同程度的损坏。
下面,本文将对水泥混凝土路面的损坏原因和防止措施开展详细分析。
水泥混凝土路面的损坏形式及其原因(一)荷载原因:交通荷载的增加应该算是水泥於路面破坏的最主要原因。
我国经济的迅速发展,使汽车数量越来越多,从而使交通荷载急速增加,导致路面负担困难,最终形成损坏。
(二)路面板的断裂:当温度应力与荷载应力均超过抗弯拉强度时,水泥混凝土路面就会发生断裂,其产生的主要原因为:1、在路基填筑时使用了不符合标准的材料。
例如,冻土、有机土、生活垃圾及建筑垃圾等,材料不过关是导致路基塌陷的重要因素,严重影响路面的质量,造成路面损害。
2、基层标高失控及平整度太差会导致路面厚度的不均匀且不一致,容易使路面薄弱处出现裂缝。
3、软土地基处理不当,基层太过干燥,会将混凝土拌合物的水分大量吸收,从而使底部混凝土失去水分,强度也随之降低,最终产生裂缝。
(三)路基土石方填筑:1、在施工时路基填筑的有效宽度与路基的超宽填筑不够,且常常在路基填筑完成之后才发现问题。
为了到达路基的有效宽度,施工单位常常不按规范要求挖台、分层、填筑、压实使路基宽度合格,而只是将一些松散的土倾倒在边坡上,再用人工对其开展摊铺拍实,这的样方式远远不能让路基到达规定的合理密实度,容易造成路基滑坡,层层冲刷。
3、路基填筑时每一层所使用的填料没有用平地机和其他专业器械开展整平,或是整平的效果不好,这会造成低凹的部分地方达不到相应的密实度,从而造成积水。
水泥混凝土路面板破坏的防治措施(一)路面施工方面:1、在路面施工时,必须严格按照相关规范和设计要求选择最合适的施工材料,保证路面根底厚度与顶面标高,并保证其压实度,这样才能从根本上保证路面施工的质量。
水泥混凝土路面的病害及处治对策
沥青混凝土路面的主要病害类型及产生原因水泥混凝土路面经过十几年的使用,部分水泥混凝土路面已经造成板块的破损、断裂、错台等病害。
概括起来,主要的病害有三种类型:裂缝病害类主要是指纵向、横向、斜向裂缝和交叉裂缝、断裂版板等。
横向裂缝主要是由水泥混凝土失水干缩、冷缩和切缝不及时等因素产生。
纵向裂缝主要是由于路基填料不均匀或施工方法不当,导致路基不均匀沉降,从而使路面在自重和行车荷载作用下产生裂缝。
斜向和交叉裂缝主要是由混凝土强度不足、路基和基层的强度和水稳定性差造成。
接缝及周边损坏病害类主要是指裂缝的填缝料损坏、唧泥、错台和拱起等。
路面纵、缩缝和胀缝的产生的原因是填缝料损坏后,泥、砂等杂物侵入纵、缩缝,尤其是胀缝,导致路面板再次膨胀时受阻,加上雨水渗入到基层或垫层,使基垫层的强度降低,从而导致路面接缝处传荷能力下降变形和损坏。
填缝材料的损坏主要是由于填缝料质量不合格或填缝料受外界环境作用发生老化、脆裂或由于混凝土路面板受热膨胀,挤压胀缝,使填缝料被挤出,不能正常恢复等。
表面损坏病害类主要指的是坑洞、露骨、网裂和起皮、粗集料冻融裂纹、修补损坏等。
该病害产生的原因很多,但相对修复起来比较简单,因此不再做成因分析。
水泥混凝土路面病害的处治对策裂缝类的病害处治水泥混凝土路面裂缝型式多样,处治时应根据具体情况采取相应的技术措施。
缝宽不足0.5mm的非扩展性表面裂缝,可采用压注灌浆法;局部裂缝且缝口较宽时,采用扩缝灌浆法;对贯穿全厚的裂缝,采用条带罩面法。
对于裂缝宽度大于3mm的裂缝,用环氧树脂与固化剂搅拌均与后直接灌注。
接缝类的病害处治接缝施工时,为保证清缝的质量,对杂物充填较多的纵缝,必须用切缝机切割,其它缝隙也应用铁铲对杂物和老化的填料进行清理,然后用高压气体吹净。
对加热型填缝材料按规定进行熔化,使其具有较好的流动性,加热温度不已过高和过低,实践也不宜太长,以避免材料老化和流动性较差。
用黄油枪或扁嘴铁壶沿缝的方向均匀浇灌加热后的填缝料至缝填充满为止,灌缝深度至少应大于1.5cm.灌缝应在路面干燥及路面板下没有积水时进行,保证填料与缝壁粘结牢固且不被高压水剥离、挤出。
水泥混凝土路面病害的产生原因及防治措施
水泥混凝土路面病害的产生原因及防治措施摘要:随着我国经济的快速发展,交通运输总量持续增长,对道路路面的质量要求越来越高。
水泥混凝土路面作为一种适应载重大、速度高、密度大的车辆运输需要的高等级路面,在许多地区得到广泛应用。
但水泥混凝土路面受多方因素的影响,存在较多的质量隐患,如不加以防范,极易产生许多病害,影响路面的使用寿命,给车辆行驶留下安全隐患。
为此,要系统分析水泥混凝土路面的常见病害,找出其产生的原因,并采取有效防范措施。
关键词:水泥混凝土路面;病害问题;原因;防治措施;1水泥混凝土路面病害的产生原因1.1裂缝裂缝是水泥混凝土路面中较为常见的质量通病,也是引发其他病害发生的主要问题之一,出现此问题的原因较多,但可以将其大致划分为两个过程,即硬化前与硬化后。
1.2壅包壅包会因沥青面层因抗剪强度不足而出现,出现此类问题的原因主要包括基层和面层局部结合不牢、路面平整度较差、基层潮湿含水量大、基层强度不足等。
首先由于弯道外侧推移而出现壅包,且车辆制动变速的水平推力形成壅包,该问题在高速公路收费站路段较为常见;其次由于水分的积聚,基层与面层之间形成隔层,进而产生变形导致面层的壅包。
如在该工程最后一次修复的调查中发现,部分路段的基层表面在车辆作用下被破坏,在病害发生的原因过程中发现这一现象主要是由于公路沥青面层为9cm,而面料松散约2~3cm,因此,在车辆反复作用下形成了壅包,增加了其他类型病害的发生概率,使得此病害频发发生。
1.3麻面麻面产生的原因基本是由于沥青表面跑砂而出现的,此问题会降低路面的平整度,且在重复作用力下,麻面病害还会引发坑槽病害,使得公路路面局部松散以及坑洼不平的区域,为此埋下安全隐患。
在探究麻面病害问题的过程中,发现该病害出现路段的沥青粘结力不足,细致分析后发现是由于沥青原料在选用时未能进行含蜡量检测,导致沥青粘性延度无法满足当前公路的荷载力要求。
2常见治理方法2.1修补裂缝。
水泥混凝土路面存在多种多样的裂缝形式,在治理中需要根据具体情况合理选用修补技术。
水泥混凝土路面主要常见病害与防治分析
水泥混凝土路面主要常见病害与防治分析水泥混凝土路面是道路上常见的路面类型,其重要性不言而喻。
然而,由于长期的使用和外界环境的影响,水泥混凝土路面难免会出现各种病害。
这些病害不仅会影响路面的平整度和使用寿命,还可能危及行车安全。
因此,了解水泥混凝土路面主要常见病害以及相应的防治措施非常重要。
一、主要常见病害1.龟裂:龟裂是指沿着路面断面破碎的细小裂纹。
主要原因包括材料的伸缩不均匀、施工不当、水化热产生应力超过混凝土的强度等。
龟裂会导致路面结构松散和进一步的损坏。
2.泛沙:泛沙是指路面表层的水泥砂浆被冲刷、脱落,露出骨料的现象。
主要原因包括材料质量不合格、施工不当、车流量过大等。
泛沙会导致路面表面粗糙,减少车辆的摩擦力,增加驾驶风险。
3.路面坑洼:路面坑洼是指路面表面出现明显的凹陷,主要是由于路面承载力不足和车流量过大导致的。
路面坑洼会干扰车辆的平稳行驶,增加行车的不稳定性。
4.激波:激波是指车辆通过路面时产生的振动波,主要是由于路面不均匀引起的。
激波会导致车辆产生颠簸感,增加疲劳度和乘坐的不舒适感。
5.空洞:空洞是指路面底部出现腐蚀、掏空或损坏的区域。
主要原因包括路面下部材料不合格、排水不畅等。
空洞会导致路面结构失稳,增加路面的滑动和变形风险。
二、防治措施1.加强前期设计和施工质量管控。
通过合理设计路面结构,选择合适的材料和施工工艺,提高路面的抗裂性能和稳定性。
2.加强材料质量控制。
选用优质的水泥和骨料,控制混凝土配合比的合理性,严格控制水泥混凝土的制备过程,确保材料的质量达标。
3.做好路面养护工作。
及时进行路面养护,包括定期清理和修补路面表面的脱落部分,补充路面表面的损失材料,如水泥浆料等。
4.加强路面水工建筑物的建设。
对于易积水的路段,应适当设置排水设施,确保路面排水畅通,减少水泥砂浆的冲刷和泛沙现象。
5.增加路面支撑强度。
对于车流量大的路段,可以通过增加路面的厚度或者加强路面基底的承载力,提高路面的承载能力和抗压性能。
水泥混凝土路面常见病害成因及防治措施
水泥混凝土路面常见病害成因及防治措施摘要:影响道路质量的因素来自许多方面,包括当地气候和水文以及交通承载能力,这些因素可能损害水泥混凝土路面。
因此,在疾病防治过程中,我们应首先做好疾病原因分析,然后根据原因制定有针对性的预防和维护方案,以确保路面状况良好、排水平稳、路面抗滑性能好。
关键词:水泥混凝土路面;病害;防治措施;概述了水泥混凝土路面常见病害的成因,如裂缝、破碎板、拱廊、破碎转角等,并重点介绍了相应的预防措施。
强调只有通过从源头对水泥混凝土路面质量进行适当控制,水泥路面病害才能基本减少,寿命延长。
一、水泥混凝土路面常见病害与成因1.裂缝。
(1)温度变化导致裂纹。
混凝土会随着热而膨胀,随着冷而收缩混凝土硬化初期,水化会释放大量热量,同时混凝土的散热性能不足,导致混凝土内部温度比外部高得多,温差可能高达400C,从而导致此时,内膨胀混凝土和外膨胀混凝土相互紧密,当它们之间的应力超过混凝土的最大承载力时,就会出现裂缝。
(2)收缩导致裂纹。
混凝土一旦固定,将产生干燥的收缩效应,主要原因是混凝土中的水蒸发,从而减少混凝土体积。
但是,这种干燥效果往往发生在混凝土外部,内外不平衡导致混凝土外部表面出现许多裂缝。
2.路面板破坏的主要原因是路面板的内应力超过了混凝土的最大承载力,这可能发生在道路施工和使用过程中。
如果板的内应力过大,则不规则的纵向和对角线可能穿透板。
如果裂缝达到一定程度,混凝土板将出现两条裂缝。
路面结构的完整性受到破坏,严重影响行车安全。
按破坏形式可分为横向破坏板和纵向破坏板;根据断裂时间的不同,可分为两类:断层构造和断层利用;根据损坏程度分为轻、中、重三种。
板块损坏的原因有:一是道路施工进度紧,任务重。
许多建筑工人忽视道路质量,盲目追求进步,导致道路质量恶化。
二是设计不合理,道路建设量大,设计人员无法对道路交通流进行全面分析,在人口密集的城市和交通不便的农村地区采用统一的标准道路设计。
第三,近年来车辆数量不断增加,当年道路交通流量大大超过设计流量,超重车辆连续行驶也导致道路出现裂缝。
水泥混凝土路面病害产生原因及机理
水泥混凝土路面病害产生原因及机理水泥混凝土路面产生病害原因及机理水泥混凝土路面结构在车辆荷载和外部环境的作用下,路面使用性能逐渐下降,以至于产生各种各种类型的破损现象。
水泥混凝土路面的破坏形式及分类方法很多,本报告综合考虑路面病害的成因、表观形态、对路面使用性能的影响等,将水泥混凝土路面病害分为裂缝类、接缝类、变形类和表面破损等4大类,14种类型,见表1。
表1 水泥混凝土路面主要病害类型裂缝类贯穿裂缝、断板、破碎板接缝类唧泥、脱空、错台、拱起、接缝材料剥落及破损变形类沉陷表面破损露骨、坑洞、层状剥落、表层裂缝一、裂缝类破坏(1)贯穿裂缝贯穿裂缝是指贯穿板全厚的裂缝,包括横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、交叉裂缝等。
路面板产生贯穿裂缝的原因很多,可归纳为如下几类:①温缩裂缝温度梯度是水泥混凝土路面板产生非荷载裂缝的主要原因之一。
混凝土板在昼夜温差周期性变化中,路面板混凝土随温度变化而出现体积变化,路面板热胀冷缩,同时,因板顶面与底面之间的温度梯度作用而出现翘曲变形,且受面板与基层之间的摩阻作用限制,板内会产生弯拉应力,当应力超过混凝土的极限弯拉强度后,路面板会被拉裂。
对于路面板混凝土强度尚未完全形成的初期,温度骤变更容易引起这种裂缝。
②干缩裂缝水泥混凝土具有湿胀干缩的变形特性。
混凝土在水中硬化时,将会产生微量的体积膨胀,而在空气中硬化时,由于混凝土中水分的蒸发,其凝胶体发生收缩,这就是干缩。
当自由干收缩受到限制时,路面板内部就会产生收缩裂缝,从而引起干缩裂缝的产生。
空气相对湿度是影响干缩裂缝的重要原因。
混凝土收缩随空气相对湿度的增加而减小,直至相对湿度为100%时表现为湿胀。
空气相对湿度越低,对混凝土收缩的影响越大。
水泥混凝土路面初期收缩裂缝中,湿度变化引起的干缩裂缝占有一定比例。
③基层状况的影响水泥混凝土路面结构基层采用的主要类型为水泥碎(砂)石稳定基层,在温度应力以及其他因素的影响下,浇筑后的路面基层在一定范围内可能产生裂缝,若不及时进行处理,将会反射到面层,使面板产生断裂或裂缝等病害。
水泥混凝土路面病害以及防治措施
水泥混凝土路面病害以及防治措施一、病害的种类(一)裂缝1.横向裂缝。
横向裂缝是指垂直于道路路线前进方向的裂缝,其产生的原因主要是由于水泥混凝土失水干缩、冷缩、切缝不及时等引起。
失水干缩的横向裂缝是混凝土路面表层水分散失或体积收缩受到约束而产生的裂缝,一般发生在水泥混凝土水化、硬化的早期;冷缩裂缝是指由于水泥混凝土冷缩产生拉应力而引起的路面板开裂。
切缝不及时是指切缝时间控制的不好。
2.出现交叉的裂缝情况,交叉裂缝的意义就是指在路面上出现至少2条以上的交织裂缝被称为交叉裂缝,那么出现交叉裂缝的主要因素在于首先是水泥混凝土路面自身的表面强度就不够,然后是由于基层的强度和水温稳定性是非常差的,最后是由于水泥原材料自身出现的质量问题,也就是说采用了性能不具备稳定性的水泥材料。
3.纵向裂缝。
纵向裂缝是平行或基本平行路线中线方向的裂缝。
产生原因主要是路基填料质量不好、土质不均匀、含水量过大、施工不合理等,导致路基的不均匀沉降,从而使路面面板在自重和行车荷载作用下产生纵向裂缝。
4.板角断裂。
板角断裂是指与板角两边接缝相等的贯穿水泥混凝土路面板全厚度的裂缝,从板角到裂缝两端点的距离分别不大于端点所在路面板边长的一半。
板角裂缝通常是由于板角处受连续荷载作用、超荷载作用、基础强度不足及路面翘曲应力等因素综合作用而产生。
二、病害产生的成因1.路基不均匀沉降路基不均匀沉降多数分布在路基填挖结合处,高填方路段及路面与桥涵的交接路段。
因为路基的不均匀下沉导致路面的沉陷,在车辆荷载反复作用下形成错台、唧泥、渗水,导致板断裂和破碎。
2.路面基层和底基层强度不足作为混凝土路面的基层,首先要求强度高,整体性和水温稳定性好。
二灰基层的强度本身不是很好,加上基层施工拌和不均匀,压实不够等原因易造成基层形不成板块,局部地方松散,基层强度达不到设计要求。
在行车荷载反复作用下,混凝土面板板底的拉应力增大,甚至车辆超载超限,致使混凝土板可能产生过大的荷载应力而造成破坏。
水泥混凝土路面的病害成因及预防措施
一Hale Waihona Puke 选择合适的填缝料 .进行有效处 理。真正做到 1 裂缝 . 1 下雨不存水 , 隙不漏水 , 缝 确保地面水 、 地下水 1 .表面裂缝 : .1 1 主要是 由于砼早期过快的 不会对路基和各结构层造成侵蚀破坏 。 失水干缩等引起的 , 砼配合 比不 当或水泥质量 3 处治对策
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姜 文仲
水泥混凝 土路 面的病 害成 因及预 防措施
f 林 省 洮 南 市华 通 公路 工 程 有 限公 司技 术 科 , 吉 吉林 洮 南 170 ) 3 10
摘 要: 水泥混凝土路 面的病 害主要 包括: 断裂、 竖相位移、 接缝和表层等几大类。对此 , 要对其成因进行分析, 再提 出具体的防治措施 。 关键词 : 水泥混凝土路 面; 害; 病 防治 1 面的损坏形式 路
与板底脱空有关 。即使一些当时看来既没有破 碎又没有裂缝的板块 , 其板底仍可能存在脱 空 , 这种病害较 隐蔽 , 但其危害性却非常之大。 在路 面修复中,若脱空板不处理 ,即使加铺层达到 差 产生的离析而泌水 , 面含水量增加 , 表 在水分 31裂缝修补 . 2c 0m以上 , 也无法防止反射裂缝的出现。板底 蒸发过程 中产生张力 , 砼充分硬化前 , 使其产生 水泥混凝士路面裂缝型式多样 , 治时要 脱空可使用钻孔压浆 法处理 ,此法是借鉴后张 处 裂缝 。 根据具体情况采用相应 的技术措施 。缝宽不足 法预应力构件的孔道 压浆原理 ,在混凝土 面板 1 . 贯穿裂缝 : .2 1 主要一是水泥在凝 结硬化 O m . m的非扩展性表面裂缝 , 用压 注灌浆法 ; 底 部有脱空处钻孔 , 5 采 通过孔洞利用i 虽 朝 压力将 过程 中会产生干缩 、热缩等如养生不当或收缩 局部性裂缝 , 且缝 口较宽时 , 取扩缝灌浆法 ; 流质材料压入脱空空 隙,流质材料凝 固后产生 采 受 到限制 ,在砼板 内部产生较大的应力 面导致 对贯穿全厚 的裂缝 , 采用条带罩面法。 对裂缝宽 一定 的强度 , 面板产生均匀承托的作用 , 对 进而 贯穿裂缝 ; 二是基层处理不均匀导致 基础支承 度 大于 3 m的裂缝, a r 用环 氧树脂 与固化剂搅拌 达 到稳固板块的目的。 力不均匀或 基层水 稳性差也会产生 贯穿裂缝 ; 均匀后直接灌注。 36加铺沥青层 . 三是水泥安定性差 ,混凝土强度 不足等原 因也 3 接缝修补 . 2 加铺沥青层是 旧水泥混凝土路 面有效的补 会导致贯穿裂缝 。 接缝施工时, 为保证清缝质量 , 对杂物充填 强措施之一 , 不仅提高了路面的承载能力 , 消除 1 _板 角断裂 :它产 生在面板 的薄弱部 较多 的纵缝 , .3 1 必须用切缝机切 割 , 其它缝也应用 了原有接缝处易产生卿泥、 断裂 、 脱空等多种病 位, 由于施工时很难保证模板 角的密实 , 因而板 铁铲对杂物和老化的填料进行清理 ,然后用高 害的不利影响 ,同时也提 高了路面平整度和抗 角处强度较小 , 相邻板角无传力杆 、 传荷载能力 压气体吹净。 对加热型填缝材料 , 按规定进行熔 滑能力 , 了路面使用性能。 改善 旧水泥混凝土路 小, 在荷载作用下易产生 板角断裂 。 化 ,使其具有较好的流动性 ,加热温度不宜过 面沥青加铺层的施 工主要环节为 : 1 表面及板块损坏 . 2 高、 过低 , 时间不宜 过长 , 以避免材料老化 或流 3 . 处理破碎板 :将原路面严重破碎板 、 .1 6 1 . 填缝 料失效及缝板断裂 : .1 2 因填缝料的 动性较差,用黄油枪 或扁嘴铁壶沿缝方向均匀 严重裂缝 、 板角断裂等破碎板块挖除 , 用早强混 失效导致产生空隙 , 被其杂物侵人 , 成为伸缩 障 浇灌加热后 的填缝料至缝填 满为止 ( 不宜过 高 凝士或早强钢筋混凝土进行修补至与原路面齐 碍因此要及时更换填缝料 。 或过低) , 灌缝深度至少应大于 1 e 。 . r 灌缝应 在 平,原路涵洞盖板铺装层出现破碎 的也应一并 5a 1. . 2面板起皮 : 2 主要因施工中水灰比过大 路面干燥及路面板下没有积水时进行 ,保证填 处理 。 或施工时表面砂浆用洒水办法提浆也会导致起 料与缝 壁粘接牢固且不被高压水剥离、 出。 挤 根 3 . 稳定原 路面板 : .2 6 对唧泥 、 脱空 的混凝 皮, 因此要控制好配合 比及搅拌 时间。 据填缝料性质 , 做好施工交通控制工作 , 待填缝 土面板及轻微 、中等裂缝的面板进行板底压浆 1 . 坑槽 : .3 2 因砂石 含泥量过 大 , 施工前要 料冷却后开放交通 般需 3 , n, 0 a) 以免其被行 处理 , r 使混凝土面板处于稳定状态 。 对使用时间 其测定。 车粘掉 。 坚持周期性养护 , 根据填料有效使用寿 较长 ,原路面基层为石灰土等水稳定性不 良 结 1 .松散 : .4 2 水泥质量差或用量少等原因会 命 , 对全部构造缝进行全面清缝和普灌 , 其后每 构的路段 , 为保险起见 , 可对全部原有的混凝土 导致此现象发生 , 要对水泥质量进行严格检测。 年入冬和雨季之前进行补灌 , 保证构造缝全部 面板进行压浆处理。 1 . 唧泥 : .5 2 因裂缝 或填缝料失效等原因造 密封 。 3 . 提高原路面防水能力 :对所有缩缝 、 .3 6 成雨水透过路面渗路基。使路 面板产生翘起或 3 局部修补 . 3 纵缝 、 裂缝清缝后 , 用填缝料灌缝。然后在原混 下沉的现象 ,从而使基层 中细粒材料可能和水 对出现错 台的板块 , 先采用压浆调整 , 复 凝 土 路 面 上 加 铺 土 工 布 隔 离 层 或 加 铺 恢 起挤 出, 形成唧泥。 平顺 , 调整后仍有 高差 , 错 台量 小于 1m 1 ~ r沥青混和料隔离层 , 隔离层的应 且 0 m, . 2 e 5 5a 不做 2 预防措施 可用建筑磨平机打磨 掉高 出的部分或人工凿 除 洒布粘层油 ,以减少路表水下渗并提高加铺层 施工阶段 的预 防: 高出部分 , 凿除( 打磨) 宽度一般 为 1~ 0 m。错 与原路面的结合能力 。 0 3c 2 选择精 良的材料 . 1 台量大于 lm O m的 , 在低 的一侧用 沥青砂或细 3. .4加铺沥青层 : 隔离层( 6 在 粘层) 加铺 上 水泥要选用水化热较低的水泥 , 严禁使用 粒式 沥青碎石衬平 , 衬补长度按高差的 1 2 沥青混凝土面层一般应分为二层 ,下面层较厚 - %, 安全性不合格 的水泥 。 粗骨料宜用表面粗糙 、 质 也 可用聚合物水泥砂浆薄层修 补。修补前应用 般 48m, —c ) 采用热稳定性较好 的开级配粗粒 地坚硬 , 级配 良好 。细骨料宜用颗粒较粗 、 孔隙 钢丝刷将原路面清理干净。大面积麻面 、 露骨 、 式或中粒 式沥青碎石或沥青混凝土 ,上面层较 娇小 , 含泥量较低 的中砂。 配制混凝 土时计量应 平整度差等结构性病害 ,常采用沥青混凝土罩 薄 般厚 2 4m , 用防水性能较好的密级配 —c】 采 准确 , 要严格控制水灰比和水泥用量 , 搅拌要均 面处理 , 理厚度应大 于 25 m, 处 . c 罩面前要对破 细粒式或 中粒式沥青混凝土 。原水泥混凝土路 匀, 离析 的混凝土必须重新搅拌 , 方可浇注。 碎板及整个路面进行修补和压浆处理。一般 的 面横坡较小时 ,通过沥青面层调整路面横坡不 2 提高基层的强度 . 2 麻面可不作处理 ,只对 露骨严重部分作整段 处 小于 1 %。碾压时 , . 5 选择压实机具吨位应考虑 路 面基层应 选用适合 当地环境 条件 的材 理 , 可用聚合物砂浆作薄层处理 。 沥青层 的厚度 ,防止 过振引起沥青混合料二次 料, 基层水稳性、 强度 、 刚度 、 厚度均匀一致要 有 3 破碎板块修补 . 4 细粒化 。为防止沥青层渗水导致混凝 土路面加 保证 , 尽量选用水 泥稳定集料 , 其水稳 性和抗 压 采取换板方式处理水泥混凝土路面严重破 铺后再次唧泥问题 , 可在 旧板与沥青层 间铺筑 强度要 比石灰土、 二灰碎石好得多 , 这样 才能保 碎板 ,即挖除整块破碎板 ,然后浇筑水泥混凝 玻璃纤维布隔离层。 证 面板的质量 。 严格控制混凝土配合 比, 确保抗 土 , 板厚与原面板厚度一 致 ,但一般不宜小 于 一 4 结论 折、 抗压强度 和路 面厚度 。 保持单位水泥用量计 2 c 否 则可采用钢筋 混凝土进行修复 。板 角 4 m, 由于交通量 的猛增 ,特别是大型车辆荷载 量和水灰比准确 ,集料级配合 理,振捣均匀密 断裂等破损采用局部修补方式 ,即对板 角断裂 的成倍增长 ,导致部分水泥混凝 土路面 出现不 实, 正确安装传力杆和接杆。 的部分渐除成正方形或矩形 , 在原板壁上加装 同程度的损坏 , 因此 , 我们要加强对路面的损坏 2 加强排水 _ 3 传力杆后 , 在凿除位置浇筑混凝土 。 问题的重视, 精心预防 , 科学施工 。 只有这样 , 才 做好排水设计 , 利用全面排水 系统将水排 3 脱空板块处治技术 . 5 能延长水泥混凝土路面的使用寿命 。 出路外 , 对路 面接缝 包括胀 缝 、 缩缝和工作 缝 , 路面使用期问出现的裂缝 、破碎板儿乎都 责任编辑: 孙兆杰
水泥混凝土路面病害及处治措施分析
水泥混凝土路面病害及处治措施分析水泥混凝土路面是道路上常见的一种路面类型,其采用水泥混凝土作为路面材料,具有强度高、耐久性好、施工方便等优点。
随着使用时间的增长,水泥混凝土路面也会出现各种病害,影响其使用效果和安全性。
及时发现并采取有效的处治措施对水泥混凝土路面的维护和修复至关重要。
一、水泥混凝土路面病害及病害类型1. 表面龟裂:水泥混凝土路面表面出现网状或不规则形状的裂缝,裂缝深度一般不超过5毫米。
2. 接缝开裂:水泥混凝土路面的接缝处出现开裂现象,一般是由于接缝封闭材料老化或者施工时未能完全填充导致。
3. 沉降变形:路面出现不同程度的沉降和变形,可能会形成凹坑或隆起。
4. 表面磨损:路面表面出现磨损现象,主要是由于车辆通行和环境侵蚀造成的。
5. 麻面现象:路面表面出现疏松麻点,给人感觉像是粉状物质覆盖在路面上。
6. 裂缝:路面出现过多或过宽的裂缝,严重影响路面的使用和安全。
二、水泥混凝土路面病害的成因分析1. 施工质量问题:路面施工时未能达到设计要求,如水泥混凝土的配比不当、摊铺压实不充分等。
2. 环境侵蚀:路面长期受到车辆通行和环境侵蚀,导致路面磨损或龟裂。
3. 基层问题:路面基层设计不合理或施工质量差,导致路面沉降变形等问题。
4. 设计问题:路面设计不合理,如接缝设置不当或者设计厚度不足等。
5. 车辆超载和频繁变道:长期以来,路面经常受到车辆超载和频繁变道的影响,导致路面病害频发。
三、水泥混凝土路面病害的处治措施1. 定期检测:对水泥混凝土路面进行定期检测,发现病害及时采取措施修复或加固。
2. 补充覆盖层:对于表面龟裂、磨损等病害,可采用补充覆盖层的方式进行修复,增加路面的使用寿命。
3. 修复接缝:当发现接缝开裂病害时,及时修复接缝,填充封闭材料,防止开裂扩大。
4. 加固处理:对于沉降变形等较严重的病害,需要进行加固处理,修复基层或者增加支撑等方式进行加固。
5. 加强维护管理:加强对超载车辆和频繁变道行为的管理,减少对路面的损害。
水泥混凝土路面的病害及其防治方法
⽔泥混凝⼟路⾯的病害及其防治⽅法 导语:⽔泥混凝⼟路⾯是指以⽔泥混凝⼟为主要材料做⾯层的路⾯,简称混凝⼟路⾯。
亦称刚性路⾯,俗称⽩⾊路⾯,它是⼀种⾼级路⾯。
⽔泥混凝⼟路⾯有素混凝⼟、钢筋混凝⼟、连续配筋混凝⼟、预应⼒混凝⼟、钢纤维混凝⼟和装配式混凝⼟等各种路⾯。
路⾯直接承受交通荷载的作⽤,受⽓候、⽔、温度等因素的直接影响,因⽽在使⽤过程中是最容易受到破坏的结构层。
对于⾼等级⽔泥混凝⼟路⾯板,根据我国已建成通车的⾼等级公路使⽤情况看,有相当部分破坏,如开裂、断板、沉陷、错台等病害。
本⽂将就⽔泥混凝⼟路⾯的病害及其成因进⾏分析,并提出预防和治理的个⼈见解,共同仁探讨。
⼀、病害的类型 (⼀)裂缝 1.横向裂缝。
横向裂缝是指垂直于路线⽅向的有规则的裂缝,其产⽣的原因主要有⽔泥混凝⼟失⽔⼲缩、冷缩、切缝不及时等。
失⽔⼲缩横向裂缝是混凝⼟表层⽔分散失或体积收缩受到约束所产⽣的裂缝,⼀般发⽣在⽔泥混凝⼟⽔化、硬化的早期;冷缩裂缝是指由于⽔泥混凝⼟冷缩产⽣拉应⼒⽽引起的路⾯板开裂。
2.纵向裂缝。
纵向裂缝是指跟路线⾛向平⾏或基本平⾏的裂缝。
产⽣原因主要是路基体填料⼟质不均匀、含⽔量不均匀、施⼯⽅法不当等,导致路基不均匀沉降,从⽽使路⾯板在⾃重和⾏车压⼒作⽤下产⽣纵向裂缝。
3.交叉裂缝。
两条或两条以上相互交叉的裂缝称为交叉裂缝。
产⽣交⼜裂缝的主要原因有:(1)⽔泥混凝⼟路⾯⾃⾝强度不⾜;(2)路基和路⾯基层的强度和⽔稳定性差;(3)使⽤了性能不稳定的⽔泥,浇筑的⽔泥混凝⼟路⾯板就会产⽣⼤⾯积的龟裂。
4.板⾓断裂。
板⾓断裂是指与板⾓两边接缝相等的贯穿⽔泥混凝⼟路⾯板全厚度的裂缝,从板⾓到裂缝两端点的距离分别⼩于或等于端点所在路⾯板边长的⼀半。
板⾓裂缝通常是由于板⾓处受连续荷载作⽤、基础⽀撑强度不⾜及翘曲应⼒等因素综合作⽤⽽产⽣。
(⼆)表⾯损坏 1.纹裂、⽹裂、板⾯起⽪和剥落。
纹裂和⽹裂是指路⾯板表层出现的浅⽽细或发丝状的表⾯裂纹和⽹状裂纹。
农村公路水泥混凝土路面病害产生原因及防治
农村公路水泥混凝土路面病害产生原因及防治摘要:农村公路水泥混凝土路面病害不继的在增多,使得路面使用功能正急剧下降,作为公路建设者,势必应因势利导,结合农村公路的特点,依据公路工程技术标准,加大技术指导和质量监管力度,以确保农村公路水泥混凝土路面的建设质量,提高经济效益。
关键词:农村公路;常见病害,防治1水泥混凝土路面破坏的成因1.1错台、脱空、唧泥1)水泥混凝土面板刚度大、承载力强,标准10t轴载下,实测仅为0.04mpa压力,这使得对基层的承载力要求相对较低,因此在土基承载力小的轻交通量的农村公路上水泥混凝土便直接铺筑在土基上。
正是这种认识使得人们在施工时,不能使路基被压实到规定的密实度,而且对于需要填筑路基的路段路基填料的选择也很随意,使用了不符合规范要求的材料或没有按照规定的要求分层填筑压实,从而造成了路基的不均匀沉降,直接影响路面导致混凝土路面产生错台、脱空、唧泥的病害。
2)水泥混凝土路面的耐水性很好,能够使用在降雨量较大的地区和短期浸水的过水路面上。
农村公路大多排水设施不完善,道路两侧较多的是灌溉用的水渠,甚至于有些路段灌溉用水直接跨越路面相接,因此修建公路时这些路段一般选择水泥混凝土路面。
然而路面选择水泥混凝土是利用了其耐水性好的特性,孰不知水稳性较差的土基或基层在水的长期侵蚀下,均会产生不均匀的沉陷;目前,虽说对混凝土板的缩缝、胀缝、施工缝(纵向和横向)采取了特制的材料对水进行封锁,使水从路面排走,但效果仍然不佳。
据了解,路面板遭破坏的原因有相当部分是由于路表水渗入路基,从而影响路基的稳定,在外力的作用下,时间长了将会产生唧泥,一段时间后,路面混凝土板就脱空了,从而也就会导致混凝土路面产生错台、脱空、唧泥的病害。
1.2断板温度应力与荷载应力超过混凝土的抗拉强度,水泥混凝土路面板就会产生裂缝并发展为板块断裂。
1)施工因素。
农村公路的水泥混凝土路面施工人员专业技术水平较低,而且没有很好的试验设备来指导生产,施工时常是现学现用,使用的施工机械也不是满足规范要求的施工机械。
水泥混凝土路面常见的病害及其防治措施
水泥混凝土路面常见的病害及其防治措施摘要:在现在的公路建筑中,水泥混凝土路因为它的建造成本比较低,所以得到了广泛的使用,但是水泥混凝土路面往往会有很多病害,本文就此论述了水泥混凝土路面中一些常见的病害以及针对这些病害的防范措施。
关键词:混凝土路面;常见病害;防治措施水泥混凝土路是常见的公路铺盖方式,它分为钢筋水泥混凝土路和纤维水泥混凝土路等几种形式。
水泥混凝土路面因为它的制造成本低,所以运用十分广泛。
但是在水泥混凝土路面的建设施工中如果操作不当可能会出现很多问题。
这些问题会严重影响公路的使用寿命。
所以在施工中要格外的小心,下面我们就对在水泥混凝土路面建筑和后期维护方面常出现的问题和防护措施进行简单的了解。
一、水泥混凝土路面常见的病害及其产生这些病害的原因第一点,水泥混凝土路边的干裂问题。
在建造水泥混凝土路面时使用的原材料是水泥、砂石、钢筋等材料。
钢筋只是起到了加固作用。
而主要还是水泥混凝土。
引起路面干裂的情况往往有以下几点:一是水泥混凝土在制作过程中搅拌不均匀,出现砂石未搅拌开的问题。
使用这样的水泥混凝土铺设路面会使得路面材料的密度不平均出现路面干裂的问题。
二是在自然情况下普通的水泥混凝土路面中,在水泥混凝土土路面剛铺设完成时表面有大量的水分。
随着时间的推移水分不断地蒸发。
由于水分是由混凝土路面的表面开始蒸发的,这使得路面的表面比较干燥,表面张力过大,会出现一些小的裂缝,如果不加以管理裂缝会越来越大。
就像我们平时看到的干涸的河床下面形成的一块一块是同一原理。
第二点,在水泥混凝土路面中施工过程是一个区域一个区域进行的,一条公路多是一块块的链接在一起。
这可以说是工作的需要。
但是在施工过程中在这个一块块的连接处上往往会出现很多问题。
因为每一块路面之间的连接上十分重要,在每块路面中由于热胀冷缩的作用,两块路面会相互挤压。
在连接处造成路面的挤压。
出现膨胀缝的现象,严重的影响了水泥混凝土路面的建造。
第三点,在水泥混凝土路的建造过程中,地基是承载路面的关键,如果路面的地基不够牢靠,使得地表的受力不均匀,再加上常年的降雨以及汽车的碾压会出现路面的塌陷。
水泥混凝土路面常见病害成因及处理
水泥混凝土路面常见病害成因及处理摘要:本文结合多年工作经验,对水泥混凝土路面常见病害进行分析,并提出一些处理措施。
关键词:水泥混凝土路面病害处理水泥混凝土路面具有强度高、经久耐用、养护费用低等优点。
然而,就全国水泥混凝土路面使用状况而言,仍存在许多问题。
如原有设计理论的不完善、施工经验的不足及养护的不重视,使许多水泥混凝土路面或出现了结构性的损坏,或表现为功能性的缺陷,出现了早期病害等问题,严重影响公路使用质量。
本文结合多年工作经验,对水泥混凝土路面常见病害进行分析,并提出一些处理措施。
一、水泥混凝土路面常见病害及成因1、裂缝造成水泥混凝土路面板开裂的原因很多。
混凝土自身收缩形成的裂缝,收缩产生的裂缝又包括缩水收缩裂缝和塑性收缩裂缝;地基基础发生变形形成的裂缝;这种情况裂缝的出现一般是因为工程前期的勘察不良导致,也有可能是地基基础本身的特殊性导致;施工工艺不良形成的裂缝;构件不自由形成的裂缝;钢筋发生锈蚀形成的裂缝;温度变化形成的裂缝;外部荷载形成的裂缝。
2、破碎板板块出现两条或两条以上相互交错的裂缝(板块被裂缝分成3块以上)称为破碎板。
产生破碎板(交叉裂缝)的主要原因:水泥的水化与碱骨料发生反应;水泥强度不足,在车辆的长期作用下引起破坏;路基和基层,遭受到雨水的侵蚀,发生了不均匀的沉陷等。
3、板角断裂板角断裂是指与混凝土板角两边接缝相接的贯穿板厚的裂缝。
在施工的时候,往往因为在板角,振动器难以使混凝土充分密实,所以板角在施工完后,强度相对较弱,加上在受力方面,板角处于不利的位置,在边角的底下,容易因为雨水等的冲刷引起土壤密实度的降低,从而板角下的基层密实度相对于板中的密实度要低,受力相对较差,车轮荷载作用在板角的时候,容易引起板角的断裂。
4、错台路基变形量大小不一,致使接缝或裂缝处相邻面板出现垂直高差的现象称为错台。
由于路基压实不足或填料不一致,或基层采用手摆块石作基层,施工中密实度难以控制和不易压实,往往会松动失稳,或部分基层砂石级配不够合理,拌合不均匀导致相邻段落粗(细)料含量集中未经处治等因数存在,在车辆荷载的作用下造成路面错台损坏。
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水泥混凝土路面产生病害原因及机理水泥混凝土路面结构在车辆荷载和外部环境的作用下,路面使用性能逐渐下降,以至于产生各种各种类型的破损现象。
水泥混凝土路面的破坏形式及分类方法很多,本报告综合考虑路面病害的成因、表观形态、对路面使用性能的影响等,将水泥混凝土路面病害分为裂缝类、接缝类、变形类和表面破损等4大类,14种类型,见表1。
一、裂缝类破坏
(1)贯穿裂缝
贯穿裂缝是指贯穿板全厚的裂缝,包括横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、交叉裂缝等。
路面板产生贯穿裂缝的原因很多,可归纳为如下几类:
①温缩裂缝
温度梯度是水泥混凝土路面板产生非荷载裂缝的主要原因之一。
混凝土板在昼夜温差周期性变化中,路面板混凝土随温度变化而出现体积变化,路面板热胀冷缩,同时,因板顶面与底面之间的温度梯度作用而出现翘曲变形,且受面板与基层之间的摩阻作用限制,板内会产生弯拉应力,当应力超过混凝土的极限弯拉强度后,路面板会被拉裂。
对于路面板混凝土强度尚未完全形成的初期,温度骤变更容易引起这种裂缝。
②干缩裂缝
水泥混凝土具有湿胀干缩的变形特性。
混凝土在水中硬化时,将会产生微量的体积膨胀,而在空气中硬化时,由于混凝土中水分的蒸发,其凝胶体发生收缩,这就是干缩。
当自由干收缩受到限制时,路面板内部就会产生收缩裂缝,从而引起干缩裂缝的产生。
空气相对湿度是影响干缩裂缝的重要原因。
混凝土收缩随空气相对湿度的增加而减小,直至相对湿度为100%时表现为湿胀。
空气相对湿度越低,对混凝土
收缩的影响越大。
水泥混凝土路面初期收缩裂缝中,湿度变化引起的干缩裂缝占有一定比例。
③基层状况的影响
水泥混凝土路面结构基层采用的主要类型为水泥碎(砂)石稳定基层,在温度应力以及其他因素的影响下,浇筑后的路面基层在一定范围内可能产生裂缝,若不及时进行处理,将会反射到面层,使面板产生断裂或裂缝等病害。
④材料品质的影响
水泥安定性不良将使路面板产生裂缝;水及砂石中有害杂质含量高,则对混凝土的腐蚀性较大,路面板产生破坏;此外,砂石中的活性材料能够与水泥中的碱产生化学反应,从而破坏混凝土结构。
⑤施工质量的影响
路基路面的施工工艺及质量控制是影响路面使用性能的非常重要原因,也是不可避免的一个原因。
路基压实度及密实度控制,路面结构浇筑工艺及时间控制,都会影响路面病害的产生。
为了防止和减小路面板内的温缩和干缩裂缝,需要对路面板进行切缝分块,一般施工中切缝时间难以控制。
理论来说,切缝的最佳时间是水泥水化的初始阶段,但由于此时混凝土抗压强度过低,切缝无法进行,随着水化过程的前进,混凝土抗压强度增大,而同时温度的降低也降引起板内温度应力增大,就可能导致板块的横向断裂。
(2)断板和破碎板
纵、横、斜等各种裂缝的发展,会造成一个整的路面板块破裂为两块或两块以上,即为断板,断板发展严重时,将形成路面板的破碎。
故而引起路面板贯穿裂缝的各种单一因素或综合因素,都可能是造成路面板块断裂和破碎的原因。
此外,我国大部分公路都出现了比较严重的车辆超载现象,所以路面断板的另外一个不可忽略的原因是车辆严重超载而造成的板内应力突然集中。
二、接缝类破损
接缝处是混凝土板块中应力分布最集中的地方,故而也是最容易引起破坏的部位。
接缝处破坏主要包括:错台、唧泥、脱空、拱起、接缝剥落及接缝材料损
坏等。
(1)唧泥和脱空
唧泥指路面板在行车荷载作用下,板下基层的细粒材料从接缝或裂缝处与水一同喷出,致使板体与基础逐步脱空,并在接缝或裂缝附近常有污迹存在;脱空是指面板与基层之间存在的一定间隙,脱空往往伴随唧泥的发生和发展而出现。
①唧泥产生的原因
水泥混凝土路面在凝结硬化过程中具有较大的干缩变形和温缩变形,从而要求混凝土路面设置间距很密的胀缝、缩缝及符合施工要求的施工缝。
这些必须设置的接缝必然成为路面最薄弱的最易损坏的部位。
虽然接缝部位均经填缝料处理,但一般的填缝料在使用2~3 年后都会有不同程度的渗水现象出现,从而为雨水进入路面结构内部提供了条件。
雨水通过接缝、裂缝及板边缝隙渗入板底,在车辆动荷载的反复作用下,形成高压水流,在板底接缝、裂缝及板边高速流动,对基层顶面进行冲刷,细颗粒从接缝、裂缝和板边被带到路面,即产生唧泥现象。
路面唧泥的产生,一般需具备以下条件:
a、路基或基层的土壤处于松散状态,亦即存在松散之细粒土;
b、在面板与基层及路面之间有自由水存在,并与松散细粒土混合形成泥浆;
c、频繁的重载车辆轴载的作用,水泥混凝土路面板产生泵吸作用将泥浆喷出、吸入。
②板底脱空
从板边接缝或裂缝喷出到路面上的泥水,在在负压作用下也会被吸入板底,如此反复的将泥水带出和吸入,混凝土板底就会逐渐脱空。
(2)错台
错台现象通常与唧泥现象、填缝料破损、基层开裂及路基的不均匀变形有关。
错台现象一般被认为是填缝料丢失、水分侵入、基层断裂、行车荷载、温度应力等共同作用的产生结果。
杨国庆在2008年对水泥路面唧泥的研究认为,切缝后的水泥路面基层会不可避免地发生横向和纵向断裂,成为非整体性板块。
浇注好后的水泥混凝土应及时切缝,切缝后,接缝的顶端将产生应力集中导致锯出的裂纹向下扩展,在裂纹贯穿板厚的瞬间,混凝土板在裂纹两端附近的拉应力完全释放,混凝土板将产生
巨大的回复力而使面层收缩。
基层和面层在施工初期是粘结在一起的,故而基层将阻止面层的收缩运动,这就使得面层与基层之间产生巨大的剪力,剪力的作用将会造成割缝两端处的面层和基层之间产生水平裂缝,当水平裂缝扩展到一定距离后会偏转侵入基层,使得基层竖向开裂,并可能发展为断裂。
在路面板基层断裂的情况下,随着填缝材料的破损,雨水入侵路面结构内部,并从基层中的裂缝向路基方向入渗,在行车荷载作用下,由于水分聚集在基层顶部和面层顶部,将使得基层产生巨大冲刷,产生泵吸、唧泥现象,严重的唧泥或水对基层和路基的弱化都会导致路面板整体产生运动,表现为相邻板块出现高差,也即错台。
(3)拱起
拱起指纵向相邻两块面板或多块面板相对其临近面板的平面向上的凸起。
主要指横缝处出现的拱起。
混凝土板拱起产生的原因主要是由于大气温度或者板块内部湿度的变化,即这些变化引起的板块膨胀与收缩的反复作用而形成的。
当混凝土板块收缩时,填缝料失效,随填缝料损失,碎屑杂质材料进入接缝处,使得板在膨胀的时候产生较大的压应力,从而出现纵向压曲失稳。
(4)填缝材料剥落、破损
路面在使用一段时间后,必然会出现填缝料的剥落、挤出、老化和碎裂现象。
填缝料的失效、损坏,接缝内逐渐被砂、石、土等填塞,阻碍了板的膨胀,从而引起板的压曲、破碎和接缝剥落等损坏。
路面表面水流入基础,导致基础软化唧泥或冻胀,进而诱发其它病害。
三、变形类破坏
变形类破坏主要指路面的沉陷。
路面沉陷多与路基的不均匀变形有关,如路基填筑材料性能较差,或施工过程中压实度不足,在外部环境作用下,路基将产生局部或者整体沉陷,从而导致路面结构的整体沉陷,沉陷往往伴随产生路面板的错台现象。
四、表面破损
表面破损主要包括路表面的露骨、坑洞、表面剥落及表面裂缝等。
①露骨、坑洞及表面剥落
水泥路面表面的露骨、坑洞及表面剥落多与雨水对路表面材料的冲刷及行车荷载的综合作用有关。
路面在外界自然环境与荷载的作用下,随时有可能产生各种类型的病害。
在路面产生轻微病害的初始阶段,若不及时进行养护修补,则会发生局部路面材料的松散,网裂,在车辆荷载和雨水冲刷的长期作用下就会剥落形成坑槽,坑槽再进一步磨损就会形成路面骨料裸露的现象,即露骨。
②表面裂缝
表面裂缝主要出现在混凝土板浇筑完成后还未开放交通前,其产生主要是由于混凝土混合料的早期过快失水干缩和碳化收缩引起的。
造成混凝土表面收缩的原因有以下几种:
a、塑性收缩
水泥混凝土路面在浇注后的硬化过程中,混合料中的粗骨料在重力的影响下会下沉,从而水分向上迁移,形成表面泌水。
当混合料表面水的蒸发速度比泌水速度快时,水的蒸发面就会深入到混合料表面内,毛细水面形成凹面,产生较大的表面张力,同时固体颗粒间产生毛细管张力,促使颗粒凝集,当混凝土表面尚未充分硬化,不能抵抗这一张力时混凝土表面则出现裂缝。
裂缝的发生时间大致与泌水时间相对应,在混凝土浇筑后数小时混凝土表面将普遍出现细微的、各方向均存在的裂缝,亦即龟裂。
b、自收缩
水泥在水化反应中体积会缩小,并且水化反应是个吸水反应,水泥内部水分减少而产生自收缩。
同时,水泥水化反应也是一个放热反应,在水泥终凝12h后的水化温度可达到80~90度,板内部的温度较高,产生膨胀,而板表面温度较低,当混凝土所产生的拉应力超过混凝土的极限抗拉强度时(一般混凝土抗拉强度较低),就会产生表面裂缝。
c、干燥收缩
在混凝土浇筑的初期,水分失去后,毛细水的张力加大,如果养生条件不好的,会有千燥收缩裂纹产生。
d、碳化收缩
混凝土中的碳化收缩可引起表面龟裂。
当混凝土的水灰比较大时,空气中的CO2极其容易渗入混凝土内部,而与混凝土中的碱性物质发生化学反应。
碳化反应使得同相体积明显降低,促进了混凝土的收缩。
由于碳化引起的收缩仅局限在路表面层较薄的深度范围内,故碳化反应只会引起表面裂缝。
综合以上对水泥混凝土路面病害及病害原因的分析,将影响水泥路面病害发生的主要因素总结归纳如表2所示。
表2 水泥路面病害主要影响因素。