1、2009年 第 4期 (總第 182期 黑龍江交通科技HE I L ON GJ I A N G J I A O T ON G KEJ INo. 4, 2009(Sum No. 182水泥混凝土路面破損原因及修復技術研究黃德強(昆山開發區農工商基礎設施工程有限公司 摘 要 :對水泥混凝土路面常見破損類型及產生原因進行了分析 , 介紹了路面破損修復技術 , 提出路面破損 修復材料技術要求 。關鍵詞 :水泥混凝土路面 ; 破損類型 ; 修復材料 中圖分類號 :U4161216 文獻標識碼 :C 文章編號 :1008-3383(2009 04-0054-02收稿日期 :2009-01-20作者簡介 :

2、黃德強 (1969- , 男 , 昆山人 , 工程師 , 主要從事市政工程施工管理工作 。1 引 言水泥混凝土路面強度高 、 承載力大 、 對路面基層和底基 層強度要求低 , 在公路建設中得到廣泛應用 。 水泥混凝土路 面的長足發展促進了公路交通運輸事業的蓬勃發展 。然而 , 就水泥混凝土路面使用狀況而言 , 仍存在許多問題 。如原有 設計理論的不完善 、 施工經驗的不足及養護的不重視 , 使許 多水泥混凝土路面或出現了結構性的損壞 , 或表現為功能性 的缺陷 , 出現了早期病害等問題 , 嚴重影響公路使用質量 。 另一方面 , 隨著交通量劇增 , 汽車軸載日益重型化 , 使得許多 早期修筑的

3、混凝土路面迅速破壞 , 面臨著補強改建的問題 。 因此 , 對水泥混凝土路面維修技術展開研究 , 提出適合的養 護與維修對策 , 具有重要意義 。 2 路面破損原因分析 2. 1 交通量劇增, , 公路交通 量迅猛增長 。 通量過大造成的 。 由此可見 , 不論是設計使用初期交通量還 是交通量增長率 , 值都遠遠超過設計值 , 因而在實際的車輛 荷載作用下 , 原設計的混凝土路面將不可能達到設計的年 限 。 2. 2 對車輛超載情況考慮不足近年來 , 車輛超載現象十分嚴重 。在過去的路面設計 中 , 對交通量的計算 , 都是以各種車型的額定軸載為依據進 行標準軸次的換算 , 沒有考慮車輛的實際

4、軸載情況 。而實事 上 , 公路上行駛的車輛 , 有滿載的 , 但同時也有空載和超載 的 。 車輛超載對公路使用狀況的影響可分為以下兩個方面 :一方面車輛超載增加了實際軸載的作用次數 。 此外 , 混凝土 路面作為一種剛性路面 , 由于其抗彎拉強度比抗壓強度低得 多 , 因而在行車荷載作用下 , 當彎拉應力超過混凝土的極限 彎拉強度時 , 混凝土板便會發生斷裂破壞 。所以 , 超載車輛 的作用是水泥混凝土路面出現早期破壞的一個重要因素 。 2. 3 結構組合設計不合理過去在水泥混凝土路面設計中 , 由于對設計理論的理解 不夠全面 , 認為通過混凝土面板傳遞到基層上的壓力很小 , 因而 , 混凝

5、土面板下的基層不需要太高的強度 , 絕大多數水 泥混凝土路面都采用石灰土作為基層 。 由于混凝土路面板 構造縫不可能完全封閉以及土路面各種裂縫的產生 , 路表水 下滲是不可避免的 , 這樣就使得石灰土基層經常處于干濕循 壞和循壞狀態而在其上部出現薄松散層 , 再由于板底積水使 該薄層飽和濕軟并受行車荷載反復作用 , 導致板底局部淘 空 , 并形成斷板 、 破碎板等其他病害 。 另外 , 石灰土本身強度值較水泥穩定粒料類基層低 , 室內試驗表明 , 石灰土的模量值隨浸水時間的增加而顯著降低 , 而穩定碎石的模量值初期 隨浸水時間的增加而增加 , 后期才略有降低且降低幅度很 小 。 這說明石灰層的

6、水穩定性遠不如水泥穩定碎石基層 , 而 實際使用中石灰土基層經常處于浸水狀態 , 實際模量水泥混 凝土路面維修技術研究小于設計模量值而使混凝土面板的 支承條件發生變化 , 導致板底彎拉應力增大 , 甚至使板產生 破壞 。 2. 4 排水設計不合理, 路基基本沒有受到水 , , 唧泥時間長 。 這些積水主要來源于路表 , 、 橫坡排出路面 , 但另一部分則 經混凝土路面的各種構造縫和裂縫進入混凝土路面板下 , 而 路面板下又沒有設置盲溝 、 暗溝 、 排水層等板下排水設施 , 卻 是不透水的石灰土基層 , 兩側路肩也是經過壓實的土或石灰 土加瀝青表處硬化的 , 其透水性都很差 , 從而在混凝土路

7、面 板下形成凹槽 , 滲入的水長期積蓄在其中而無法排除 , 導致 混凝土路面唧泥 、 脫空以至斷裂 , 引起基層模量降低而導致 混凝土路面因疲勞應力增大而破壞 。 2. 5 結構層強度不足混凝土的強度對路面的使用壽命有重大影響 , 從疲勞方 程可知 , 強度的變化同路面容許的標準軸載作用次數的對數 成正比 。 混凝土達不到設計要求 , 必然使路面容許的標準軸 載作用次數減少 , 縮短路面的使用壽命 。此外 , 板厚小于設 計厚度 、 基層有素土夾層或全部是素土層 , 混凝土原材料性 質 , 級配不良等施工質量缺陷也是導致混凝土路面破壞的原 因 。 2. 6 養護管理原因對混凝土路面養護的重要性

8、認識不足 , 認為混凝土路面 強度高 , 設計使用年限長 , 不需要做什么養護工作 , 造成路表 水下滲而引發唧泥 、 面板斷裂等病害 。 對混凝土路面病害的 發生原因和發展規律認識不足 。 再者 , 小型的混凝土拌和振 搗機械 , 清縫 、 灌縫機械 , 破碎板的清除機械等等養護單位基 本都沒有 , 嚴重影響了養護工作的開展 。 3 路面破損修復技術分類對于混凝土路面的日常養護和常規維修 , 現行規范己給 出了明確的規定 。 舊水泥混凝土路面修復中的施工技術問 題包括舊板處理 、 加鋪層的施工技術 、 防裂層施工及層間粘 結等 。(1 清除重鋪法 。 清除原有水泥混凝土路面 , 重新鋪筑45

9、 第 4期 黃德強 :水泥混凝土路面破損原因及修復技術研究 總第 182期上 (或上 、 下 基層和路面 。(2 直接加鋪法 。 在足尺水泥混凝土路面大板塊上 , 重 新鋪筑水泥混凝土或瀝青混凝土路面 。 但事先需要處治不 穩定大板塊 , 對原路面板底壓漿 、 貼縫等處治 , 否則很容易產 生反射裂縫 。(3 沖擊壓實法 。 斷裂或破碎舊混凝土路面后 , 再加鋪 水泥混凝土或瀝青混凝土 ; 隨著破碎程度的不同可以分為以 下三種類型 : 斷裂或穩固法 :沖擊碾壓水泥混凝土路面使 他其開裂成小塊 , 重新增加 (或 不加上基層 , 再鋪筑路面 。 這種工藝完全利用了原有水泥混凝土路面 , 并作為再

10、生基層 使用 ; 不再增加上基層者 , 其功能介乎柔性和半剛性基層之 間 , 明顯的表現出小板塊“ 雙線性彎沉 ” 特征 。對原混凝土 路面的斷裂處治工作量相對較少 。 碎石化法 :將水泥混凝 土路面重度沖擊到碎石化程度 , 重新增加 (或不加 上基層 , 再鋪筑路面 。 這種工藝也完全利用了原有水泥混凝土路面 , 并作為再生基層使用 , 構成 (柔性 嵌鎖基層 。 但是 , 需要對 原水泥混凝土路面作徹底的破碎處治 。 破碎穩固法 :這種 方法是介乎以上二者之間的工藝 。4 路面破損修復材料技術要求水泥混凝土路面修復問題 , 長期以來未能得到很好解 決 , 其根本問題之一是修補材料的性能不理

11、想 。 用于水泥混 凝土路面板塊修補的材料必須符合下列技術要求 。4. 1 迅速硬化路面修補與普通混凝土路面施工不同 , 需要進行修補的 水泥混凝土路面都是正在使用的道路 ,通甚至不封閉交通 。 因此 , ,4. 2, 原因是新拌 合水泥混凝土的收縮影響所制 。新混凝土的收縮產生收縮 應力 , 使新老混凝土拉開 。 因此 , 要控制修補材料的收縮率 , 盡可能使用無收縮或收縮率很低并有一定彈性的修補材料 。 4. 3 修補材料要具有一定的粘性為提高新老混凝土的結合力 , 要求修補材料本身具備一 定的粘性 。4. 4 修補材料后期性能要穩定修補材料的強度發展與老混凝土基本同步 , 后期強度發 展

12、速度應與老混凝土基本一致 , 不允許強度減少 , 也不要強 度發展過快 , 致使新老混凝土力學性能差異太大 , 影響路面 的整體性能 。4. 5 耐磨性高 , 耐久性好修補材料的耐磨性要高于老混凝土的耐磨性能 。新修 補混凝土應具有抗吉林大學碩士學位論文凍 、 耐腐蝕 、 抗滲 和耐久性能 。4. 6 施工和易性好修補材料的凝結時間應滿足施工要求 ; 修補材料的硬化 速度要適當 , 以保證新修補材料的施工和易性 。5 結 論水泥混凝土路面在使用的過程中 , 破損的產生是不可避 免的 , 但是認清各種破損的機理 , 針對不同的情況選擇合理 的修復技術和修復材料進行處治是非常重要的 。今后應加 強

13、對水泥混凝土路面維修技術的研究 , 對于我國的交通事業 發展具有重要意義 。:, . J .中外公 ( 1. 水泥混凝土路面的斷板原因分析及修復措施 J .廣 東交通職業技術學院學報 , 2008, (2 13 王新成 . 水泥混凝土路面損壞原因分析及修復時應注意的問 題 J .建材技術與應用 , 2007, (5 14 趙宗啟 , 劉亞坤 , 朱光源 . 水泥混凝土路面修復及補強技術方 法研究 J .公路交通科技 (應用技術版 , 2007, (S1 1(上接第 53頁 3. 4 正確使用摻和料膠凝材料漿體體積在純水泥過渡到摻加不同用量粉煤 灰的過程中不發生變化是確保抗壓強度變化減緩的主要標

14、 志 , 同時 , 用水量的減少使泌水產生的可能性減小 。3. 5 使用防泌水外加劑采用防泌水外加劑來解決混凝土組成材料不能改變的 特殊情況 。3. 6 優化攪拌設備(1 不宜使用延時計量水的系統 。(2 罐車內的氣溫與環境溫度盡量接近 。(3 采用二次攪拌方式 。采用這種攪拌方式的 , 有日本制造的盤形強制式攪拌 機 , 為兩臺疊放 , 以使于兩級攪拌 , 根據兩級工藝程序 , 在快 速攪拌機中 。 首先用部分水預拌水泥砂漿 , 然后水泥砂漿進 人慢速攪拌機中 , 此時加人粗集料和另一部分水 , 進行最終 攪拌 , 整個循環時間約為 6090s 。此種拌和方式的優點 是 :在強烈的攪拌作用下

15、 , 使水泥充分分散 , 發揮水泥的全部 活性 , 減少水泥用量 , 減少用水量 (5%10% ; 實際上的砂 漿裹石效果和在慢速攪拌機中停留時間的縮短減少了粗集 料對葉片 、 襯板的磨損 , 延長了使用壽命 。3. 7 改善施工工藝改進攪拌設備 , 提高攪拌效率 。開具配料通知單后 , 應立即取樣進行施工配合比驗證 。 將減水劑的勻質性指標 (減水率 、 保塑效果 列入日常 檢測內容 。混凝土拌和前 1d, 必須將砂石材料預先飽水 。減水劑應采用后摻法 。根據施工組織計劃 , 安排好混凝土運輸車輛的銜接工 作 , 減少混凝土從生產到成型的間隔時間 , 防止超過配合比 設計時預計的混凝土坍落度延時損失 。運輸車輛必須做好防暑降溫工作 , 使罐車對混凝土拌和 物的影響降到最低 。混凝土布料應均勻 , 不得用振搗器趕混凝土 。掌握混凝土的合理振搗時間 。4 結 論如上所述 , 對任何一個具體工程 , 由于工程特點不同 , 所采用的水泥品種不同 、 外界氣候等條件不同 , 引起泌水的 原因也各不相同 。 所以 , 在工程實際中 , 只要根據具體情況 采取不同的解決辦法 , 分析產生泌水的內因及外因 , 綜合考 慮 , 辯證施治 , 方可達到