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水泥混凝土路面常見病害與防治
摘 要:通過對村村通水泥混凝土路面施工工藝與混凝土路面常見病害的關(guān)系分析,尋求改善水泥混凝土路面施工工藝的方法以及村村通水泥混凝土路面病害的防治。
關(guān)鍵詞:水泥混凝土路面;常見病害;施工工藝;防治
水泥混凝土路面具有承載能力大、剛度大、強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、養(yǎng)護(hù)維修費(fèi)用低等特點(diǎn)。隨著我省對交通投資力度的加大,村村通公路水泥混凝土路面修筑的數(shù)量越來越多。特別是在張家口地區(qū),村村通水泥混凝土路面已達(dá)4500km。然而,已修建的水泥混凝土路面早期出現(xiàn)的啃邊、缺角、斷板、錯(cuò)臺、中縫脹開、唧泥等已嚴(yán)重影響了水泥混凝土路面的使用壽命和道路行車質(zhì)量,給國家有限的投資造成很大浪費(fèi)。如何修補(bǔ)好損壞的水泥混凝土路面,是擺在公路施工與養(yǎng)護(hù)工作者面前的一個(gè)嚴(yán)峻課題。根據(jù)調(diào)查分析,這些病害中有相當(dāng)一部份與施工工藝有關(guān)。因此,有必要從施工角度研究病害產(chǎn)生的機(jī)理,從而尋求改善施工工藝的方法。
1 路面縱、橫縫啃邊與施工工藝的關(guān)系
路面縱、橫縫啃邊就是路面縱、橫縫處混凝土在汽車荷載作用下局部脫落。它是目前水泥混凝土路面最常見的病害,也是與施工工藝關(guān)系最密切的病害之一。它的形式有:塊狀脫落和鋸齒形脫落。
1.1塊狀脫落
經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查和從施工過程分析,在水泥混凝土路面強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的情況下,局部塊狀混凝土脫落形成啃邊,主要是由施工工藝造成的。它與施工拆模、面板養(yǎng)護(hù)、交通管制以及不正確的習(xí)慣做法有關(guān)。
1.1.1施工拆模因素。在混凝土路面施工時(shí),由于鋼板數(shù)量有限,施工隊(duì)為了連續(xù)作業(yè),通常在澆筑完12h左右就把模板拆掉,這時(shí)的混凝基本沒有強(qiáng)度,很容易受到損傷。雖然模板拆后不能明顯發(fā)現(xiàn)破損,但內(nèi)部損傷的砼在汽車荷載作用后就很容易被破壞而形成啃邊病害。另外拉桿、傳力桿等未按水平安裝造成拆模困難,拆模工人沒耐心,隨意用大錘敲打鋼模造成拆模后直接缺邊,而缺邊、缺口未做任何特殊處理就直接補(bǔ)上,通車后必然形成啃邊。
1.1.2面板養(yǎng)護(hù)因素。目前對水泥混凝土路面的養(yǎng)護(hù),主要是采用覆蓋、澆水方式養(yǎng)護(hù),也就是在澆筑好的面板覆蓋一層塑料地膜或舊麻袋澆水養(yǎng)護(hù)。這種養(yǎng)護(hù)方法本身不存在問題,但施工時(shí)常常是重視板中間的養(yǎng)護(hù)而忽視板邊養(yǎng)護(hù),主要表現(xiàn)在覆蓋物未覆蓋到板邊側(cè)面,澆水時(shí)板邊水量不足,結(jié)果是板邊的養(yǎng)護(hù)不充分,板邊的混凝土強(qiáng)度明顯低于板中混凝土強(qiáng)度形成板邊應(yīng)力集中,在重、超載車作用下產(chǎn)生啃邊。
1.1.3不正確的習(xí)慣做法因素。不正確的習(xí)慣做法指目前施工中經(jīng)常被采用的、但又是不正確的做法,就是我們常說的施工通病。通常有為防止漏漿在鋼模上墊塑料膜,傳力桿、拉桿安裝中未使用支架,在澆筑第二幅混凝土面板時(shí),振動梁、攤鋪振平機(jī)直接在已澆好的一幅板邊上行走等等。其中,在鋼模上墊塑料膜和振動梁、攤鋪振平機(jī)直接在已澆好一幅板邊上行走對路面縱橫縫啃邊有影響。為防止漏漿,過去通常的做法是在鋼模板上包一層塑料膜,施工時(shí)這層塑料膜常常脫落而插入混凝土中,這樣就人為地把混凝土面板分層,使混凝土面板邊緣一些地方的混凝土不能聯(lián)成一體,在重、超載車作用下,產(chǎn)生脫落;在施工第二幅面板時(shí)振動梁和攤鋪振平機(jī)直接在已澆好的一幅面板上行走,其結(jié)果是振動梁、攤鋪振平機(jī)直接對已澆好的一幅板邊頂角造成磨損和振擊破壞,也是路面縱縫啃邊的形成因素。
1.1.4交通管制因素。開放交通施工中的交通管制對水泥混凝土路面的施工質(zhì)量有很大關(guān)系。交通管制不到位而使車輛駛?cè)腽B(yǎng)護(hù)期未到的面板,不僅會使面板斷裂,而且還是混凝土路面縱縫啃邊的一個(gè)因素。在對雙車道公路第二幅混凝土面板進(jìn)行施工時(shí),當(dāng)沖卡車輛與正常放行的車隊(duì)在養(yǎng)護(hù)期未到的地段交匯時(shí),由于邊上有標(biāo)示,車輛不敢駛?cè)腽B(yǎng)護(hù)期未到的面板,只能在單幅板上交匯,這時(shí)車輛的輪胎就可能正好壓在道路中線上,養(yǎng)護(hù)期未到的一幅面板板邊的強(qiáng)度明顯低于已開通一幅面板板邊的強(qiáng)度,這樣,養(yǎng)護(hù)期未到的一幅面板板邊就很容易受到損傷,開放交通后就有可能形成啃邊現(xiàn)象。
1.2鋸齒型脫落
仔細(xì)觀察澆筑混凝土路面面板使用的鋼�？梢园l(fā)現(xiàn),鋼模板在重復(fù)使用后,表面由于銹蝕和沾在模板上的混凝土無法清除干凈而變成凹凸?fàn)?模板頂邊則形成不規(guī)則的鋸齒狀,用這種模板澆筑的混凝土面板板頂邊自然也就成了鋸齒狀。根據(jù)力學(xué)應(yīng)力集中原理,鋸齒狀板邊的齒形混凝土在重載、超載車的多次作用下是很容易被破壞的,這也就是形成鋸齒型啃邊的原因。
2 路面縱縫脹開、錯(cuò)臺與施工工藝的關(guān)系
路面縱縫脹開指混凝土路面沿公路縱向的縫隙脹開達(dá)5~20mm,錯(cuò)臺指接縫處、縫兩邊的路面成了臺階,路面縱縫脹開和路面錯(cuò)臺還容易發(fā)展為路面縱縫啃邊、唧泥,路面錯(cuò)臺還嚴(yán)重影響了道路的行車安全。引起路面縱縫脹開和路面錯(cuò)臺的因素有很多,其中與施工工藝有關(guān)的因素有拉桿、傳力桿安裝因素和路面基層施工工藝因素。
2.1拉桿、傳力桿安裝因素
由于在原有公路規(guī)范中,除了脹縫的滑動傳力桿有要求設(shè)置支架予以固定外,別的拉桿、傳力桿沒有這方面的要求。因此在過去的混凝土路面施工中,很少有在安裝拉桿和工作縫的傳力桿時(shí)用支架固定。沒有支架固定的傳力桿和拉桿常常是東倒西歪,伸入混凝土(或伸出鋼模)的長度長短不一,根本不能起到傳力和連結(jié)作用。這就和水泥混凝土路面設(shè)計(jì)時(shí)的要求產(chǎn)生了很大的差距,在重超載車輛的作用下產(chǎn)生縱縫脹開和錯(cuò)臺也就在所難免。
2.2路面、基層施工工藝因素
在二級公路上對水泥穩(wěn)定基層進(jìn)行施工時(shí),通常采用的是半幅施工法,也就是水泥穩(wěn)定基層混合料先進(jìn)行半幅攤鋪,攤鋪整平后壓路機(jī)在上面碾壓。在壓路機(jī)碾壓這個(gè)過程中,由于混合料有一定厚度,攤鋪時(shí)如未安裝模板就一定會有一個(gè)攤鋪坡度。這個(gè)坡度是具有一定凈邊的壓路機(jī)無論如何也壓不到的。在路中壓路機(jī)壓不到的這部份的混合料的壓實(shí)度明顯達(dá)不到要求,而這部份又是車輛行走頻率最高的地方,時(shí)間長了也就很容易形成縱縫脹開和錯(cuò)臺。
2.3切縫的施工工藝因素
從理論上講,混凝土路面的切縫應(yīng)放在水泥混凝土塊硬化收縮之前進(jìn)行,但是很難做到。切縫機(jī)工作時(shí)混凝土必須具有一定的強(qiáng)度,否則,縫口將會出現(xiàn)不規(guī)則的毛邊。因此,切縫時(shí)間的確定以混凝土強(qiáng)度為依據(jù),一般以混凝土抗壓強(qiáng)度5~10MPa為適宜的切縫時(shí)間。實(shí)際施工當(dāng)中,混凝土澆筑后18h內(nèi)必須切縫,防止出現(xiàn)斷板現(xiàn)象。
3 填縫材料與路面質(zhì)量的關(guān)系
檢查已破損的水泥混凝土路面,發(fā)現(xiàn)水患是造成水泥混凝土路面病害的主要原因。通過觀察,水是通過水泥混凝土路面的裂縫的接縫灌入的。水泥混凝土路面的裂縫是施工時(shí)期由于混凝土收縮產(chǎn)生的裂縫,即常說的斷板,主要是切縫不及時(shí)造成的。根據(jù)設(shè)計(jì)要求,在施工過程中,水泥混凝土路面要設(shè)接縫即縮縫、縱縫和脹縫。若填縫材料選擇不當(dāng),易造成在重車的作用下局部破損,雨水從接縫處灌入后,板下的基層長時(shí)間受水的浸泡及凍融分割和高速重載車的作用,在板下形成一種活水沖刷。由于沖刷的反復(fù)作用,將板下灰土從板縫中唧也,即出現(xiàn)唧漿;唧漿造成板下被掏空,當(dāng)掏空到一定面積后,板塊就會出現(xiàn)跳板現(xiàn)象或重載車通過時(shí)發(fā)生斷裂。
4 改善水泥混凝土路面施工工藝的方法
通過以上對施工工藝與水泥混凝土路面常見病害關(guān)系的分析可以找出水泥混凝土路面施工中存在的問題,改善水泥混凝路面的施工工藝,減少和推遲水泥混凝土路面早期病害的發(fā)生,延長水泥混凝土路面的使用壽命�，F(xiàn)就針對以上施工工藝對水泥混凝土路面常見病害的影響,提出如下改善水泥混凝土路面施工工藝的方法:(1)延長水泥混凝路面施工的拆模時(shí)間,確保水泥混凝土路面施工的拆模時(shí)間在24h以上。(2)拆模人員應(yīng)是有耐心有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)工人,拆裝時(shí)不準(zhǔn)用大錘對鋼模進(jìn)行敲打。(3)重視水泥混凝土路面板的邊緣養(yǎng)護(hù),做到混凝土面板的全面充分養(yǎng)護(hù),并盡可能采用養(yǎng)護(hù)膜、養(yǎng)護(hù)液等新技術(shù)。(4)加強(qiáng)對開放交通施工的交通管制,禁止車輛沖卡和駛?cè)腽B(yǎng)護(hù)期未到的混凝土面板。(5)糾正混凝土路面施工中的不正確習(xí)慣做法,不用塑料膜墊鋼模板,防止漏漿可采用高標(biāo)號砂漿堵鋼模底縫,用6×6cm泡膜堵拉桿、傳力桿鋼筋與鋼模接縫。在對第二幅混凝土板進(jìn)行施工時(shí),須在已澆好的一幅板邊上墊一塊防振板。(6)在雙幅混凝土路面的第一幅面板施工時(shí),做到中模多放1~2cm;在對第二幅板進(jìn)行施工時(shí),把多澆的1~2cm切除,確保中縫平整順直,橫向施工縫和脹縫施工也必須做到先切邊后澆筑;分車道行駛的水泥混凝土路面施工可盡可能做到雙幅板同時(shí)澆筑,后用切割機(jī)從中間切開(按假縫設(shè)置)。(7)在安裝縱縫拉桿和工作縫傳力桿時(shí),也要和安裝脹縫傳力桿一樣用支架固定。(8)非全幅施工水泥穩(wěn)定基層時(shí)須安模施工。
5 修補(bǔ)水泥混凝土路面應(yīng)注意的其他問題
5.1由于修補(bǔ)水泥混凝土路面是在不斷交通的情況下施工,因此要求重新澆筑混凝土的強(qiáng)度不小于舊混凝土的強(qiáng)度。原材料標(biāo)準(zhǔn)、配合比、施工工藝和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合有關(guān)設(shè)計(jì)施工規(guī)范的規(guī)定。當(dāng)混凝土試塊抗壓強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的80%后,方可開放交通。
5.2已形成破壞的壞板要及時(shí)清除,布置好角筋、邊筋,對傳力桿進(jìn)行修補(bǔ)更換,防止板邊裂縫和單板受力的現(xiàn)象出現(xiàn)。
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