探析水泥混凝土路面病害處理方法
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摘要：自上世紀(jì)90年代，全國很多的水泥混凝土路面都達(dá)到了設(shè)計(jì)使用年限，要進(jìn)行各種形式的舊路改造。水泥混凝土路面本身存在許多固有缺點(diǎn)也暴露了出來，例如抗折強(qiáng)度低、韌性低、脆性大、易開裂等。在車輛荷載和環(huán)境因素下，水泥混凝土路面在使用初期或經(jīng)過一段時(shí)間使用后容易出現(xiàn)一定程度的損傷破壞，如路面表面出現(xiàn)細(xì)小的裂縫、坑槽、露骨，路面板出現(xiàn)裂縫、斷板，接縫產(chǎn)生錯臺等危害?；谶@種情況，水泥混凝土路面的病害處理技術(shù)也得到不斷的發(fā)展和完善，尤其是瀝青罩面層技術(shù)逐漸顯示出便利、高效、平整度好等優(yōu)點(diǎn)！
關(guān)鍵詞: 水泥混凝土路面 瀝青罩面層 裂縫 脫空板
0 引言
水泥混凝土路面是一種剛度大、擴(kuò)散能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好的路面結(jié)構(gòu)。隨著修筑里程的增長，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，科學(xué)研究的深入，水泥混凝土路的修筑技術(shù)逐步改進(jìn)，質(zhì)量不斷提高。加之水泥混凝土路面的適應(yīng)性及抗災(zāi)能力強(qiáng)，能較好的滿足現(xiàn)代化交通的要求；就材料而言，瀝青供應(yīng)缺口很大，質(zhì)量不易保證，對石料的要求較高，而水泥材料可就近供應(yīng)。因此，水泥混凝土路面得到了較快地發(fā)展。
1 瀝青罩面層技術(shù)應(yīng)用分類
采用瀝青面層作為原路面的罩面層是一種非常典型的補(bǔ)強(qiáng)方法，這種形式的路面結(jié)構(gòu)能吸收兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，原有水泥路面可以提供穩(wěn)定、堅(jiān)實(shí)的基層，瀝青罩面層可以提供摩阻系數(shù)高、平整度好的表面層，大大改善了路面的使用性能。在進(jìn)行瀝青罩面之前，必須對原路面的破壞進(jìn)行相應(yīng)的處理，保證瀝青罩面層的正常施工，充分發(fā)揮其作用。處理包括下面這些方面：①沉陷、軟弱地基的處理；②表面破損的處理；③斷裂板處理；④斷裂板處治。
關(guān)于混凝土路面斷板的修補(bǔ)措施，我國在近幾年已有部分單位進(jìn)行研究探討。在研究初期，一般是一旦發(fā)現(xiàn)斷板，則將該塊板全部刨除，并整板鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，使之能夠獨(dú)立工作。但這種方法既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)影響交通的正常運(yùn)行，目前已不采用。實(shí)際上混凝土路面斷板發(fā)生后，并不能說明已經(jīng)完全喪失使用價(jià)值。
2 裂縫寬小于3mm的斷板修補(bǔ)
2.1 直接灌入法：適用于施工中產(chǎn)生的混凝土收縮裂縫。在未通車前，一旦發(fā)現(xiàn)混凝土板出現(xiàn)裂縫，可用聚硫環(huán)氧樹脂材料等直接灌注。
2.2 注射器注射法：此法適用于通車時(shí)間短，裂縫內(nèi)雜物少，較清潔、干燥裂縫寬度在3mm左右的路面斷板修補(bǔ)。具體工序如下：①清縫：采用空氣壓縮機(jī)配特制噴嘴吹于縫隙，并用細(xì)鉛絲小鉤子充分掏盡縫隙中的泥土等雜物；②配灌縫材料：將小包裝主劑與固化劑按2：1比例摻配。一般小包裝為1kg，混合劑分A桶主劑0.67kg和B桶固化劑0.33kg二個桶裝，操作時(shí)只需將固化劑直接倒入主劑中，攪拌至顏色均勻即可；③注射器注射：使用50ml醫(yī)用注射器抽入混合劑，對準(zhǔn)插入縫隙注射，由中線向兩邊逐點(diǎn)注射至縫隙填滿。若先注射段落滲入較多，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)注至飽滿，若15min內(nèi)不再滲入則可認(rèn)為已注滿縫隙，整個縫隙注射完成后，撒少許干水泥拌砂混合料覆蓋，3h后即可開放通車。該操作應(yīng)在配料開始90min內(nèi)完成，否則材料將凝固，無法使用。
3 水泥混凝土板面局部修補(bǔ)
《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ073-96)規(guī)定，混凝土路面斷板可以采用局部條塊鋸除罩面修復(fù)法。要求橫向切開表面≥7mm深(非全厚度的修補(bǔ))，平行斷板兩側(cè)各15cm寬(兩條切縫的距離應(yīng)視斷板裂縫的彎曲程度確定)，在垂直斷板方向上加長30cm，最小直徑12mm，間距不大于20cm，平行斷板橫向綁扎最小直徑6mm，2～3根的螺紋鋼筋網(wǎng)。然后，在鑿開的7～12cm深以及清理干凈的表面上，涂低水灰比的水泥漿或樹脂粘結(jié)劑，再澆筑同顏色高強(qiáng)補(bǔ)償收縮混凝土，表面修整成與路面平整度及抗滑構(gòu)造相同。根據(jù)此規(guī)定，視板面斷裂損壞程度不同分三種方式修補(bǔ)：
3.1 輕微斷裂的處理 對于輕微斷裂，裂縫有輕微剝落的，先畫線放樣，按畫線范圍開鑿成深約5～7cm的長方形凹槽，刷洗干凈后，用快凝小石子混凝土填補(bǔ)。
3.2 較寬裂縫的處理方法 對于輕微斷裂，但裂縫較寬且有輕微剝落的斷板，應(yīng)按裂縫兩側(cè)至少各20cm的寬度放樣，按畫線范圍開鑿成深至板厚一半的凹槽，此凹槽應(yīng)與中線垂直，刷洗干凈凹槽，在凹槽底部裂縫的兩側(cè)用沖擊鉆，沿與中線平行方向，間距30～40cm，打眼貫通至板厚達(dá)基層表面，然后再清干凈凹槽和孔眼，在孔眼安設(shè)Ⅱ形鋼筋，沖擊鉆鉆頭采用30規(guī)格，Ⅱ形鋼筋采用螺紋鋼筋制作，鋼筋安設(shè)完成后，用高強(qiáng)度水泥砂漿填塞孔眼至密實(shí)，最后用與原路面相同強(qiáng)度等級的快凝混凝土澆筑至與路面齊平。
3.3 徹底的處理方法 較為徹底的辦法是將凹槽鑿至貫通板厚，在凹槽邊緣兩側(cè)板厚中央打洞，深10cm，直徑4cm，水平間距30～40cm。每個洞應(yīng)先將其周圍潤濕，插入一根直徑18～20cm、長約20cm的鋼筋，然后用快凝水泥砂漿填塞搗實(shí)，等砂漿干硬后澆筑混凝土搗實(shí)至與路面齊平即可。
4 脫空板的處理
采用壓漿處治，此法是借鑒后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的孔道壓漿原理，在混凝土面板底部有脫空處鉆孔，通過孔洞利用高強(qiáng)壓力將流質(zhì)材料壓入脫空空隙，流質(zhì)材料凝固后產(chǎn)生一定的強(qiáng)度，對面板產(chǎn)生均勻承托的作用，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)固板塊的目的。
4.1 壓漿材料 壓入板底的材料具備以下特征：一是顆粒粒徑小、流動性大，能順利壓進(jìn)板底空隙；二是弱收縮性，能充分填充板底空隙。國內(nèi)外都有使用乳化瀝青作填隙材料的經(jīng)驗(yàn)，雖具有較好的流動性，但強(qiáng)度偏低，且受溫度影響大，溫度高時(shí)易軟化，在荷載作用下容易從板底唧出，因而不宜選用。而選用純水泥漿作試驗(yàn)，要達(dá)到正常施工的流動性，則需要很大的水灰比，造成材料強(qiáng)度偏低且泌水收縮率大。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)選用水泥粉煤灰漿，采用較低的水灰比就可達(dá)到較好的流動性，且強(qiáng)度較高，收縮量小。采用水泥：粉煤灰：水=1：0.5：0.45配合比制作的灰漿試件，其室內(nèi)3天的抗壓強(qiáng)度高于5MPa，可作為壓漿材料。
4.2 常用壓漿設(shè)備——灌漿機(jī) 灌漿機(jī)是專門用于公路水泥混凝土路面板底脫空處灌注混凝土的養(yǎng)護(hù)設(shè)備。特點(diǎn)：①自備動力，集發(fā)電、制漿、灌漿及水箱于一體，適合于各種環(huán)境下的野外流動作業(yè)；②液壓主要部件選用進(jìn)口原件配套，結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，操作簡單，維修方便；③設(shè)有壓力過載保護(hù)裝置，具有良好的安全性和可靠性；④雙向攪拌，快速均勻，可連續(xù)灌漿，工作效率高。
調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，混凝土路面使用中出現(xiàn)的斷板、破碎板等病害大部分是由于唧泥脫空形成，因而這種類型的板底均有脫空，應(yīng)進(jìn)行壓漿。完好無斷裂破碎的板塊，板底也可能存在脫空，這種類型的脫空板雖判斷較困難，但仍可采取外觀觀察及彎沉測試相結(jié)合的方法進(jìn)行判斷。雨后上路觀察是否唧泥最直觀，無雨季節(jié)則采取間接方式判斷：人在板的邊緣感覺重型車輛通過時(shí)有垂直位移和翹動的板塊：板角相鄰兩條縫填縫材料嚴(yán)重剝落的板塊；相鄰板間出現(xiàn)錯臺時(shí)，位置較低的板塊一般有脫空存在。對外觀不易判斷的板塊，可測定四個邊角的彎沉，彎沉值超過0.3mm者，需要壓漿。
5 結(jié)束語
本文簡要的介紹了路面的損壞狀況評價(jià)方法，包括路面的結(jié)構(gòu)狀況評定和使用狀況評定，為合理評定路面使用狀況及合理補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。同時(shí)，在路面調(diào)查評價(jià)的基礎(chǔ)上，歸納了我國近年來水泥混凝土路面損壞的原因，為有針對地確定水泥混凝土路面修復(fù)方案提供了重要依據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳錦云.薄層罩面SMA20/6配合比設(shè)計(jì)[J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2004.Vol.3 No.5.
[2]陳峙峰.舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層設(shè)計(jì)及應(yīng)用技術(shù)研究[D].大連：大連理工大學(xué).2003.
關(guān)鍵詞: 水泥混凝土路面 瀝青罩面層 裂縫 脫空板
0 引言
水泥混凝土路面是一種剛度大、擴(kuò)散能力強(qiáng)、穩(wěn)定性好的路面結(jié)構(gòu)。隨著修筑里程的增長，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，科學(xué)研究的深入，水泥混凝土路的修筑技術(shù)逐步改進(jìn)，質(zhì)量不斷提高。加之水泥混凝土路面的適應(yīng)性及抗災(zāi)能力強(qiáng)，能較好的滿足現(xiàn)代化交通的要求；就材料而言，瀝青供應(yīng)缺口很大，質(zhì)量不易保證，對石料的要求較高，而水泥材料可就近供應(yīng)。因此，水泥混凝土路面得到了較快地發(fā)展。
1 瀝青罩面層技術(shù)應(yīng)用分類
采用瀝青面層作為原路面的罩面層是一種非常典型的補(bǔ)強(qiáng)方法，這種形式的路面結(jié)構(gòu)能吸收兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，原有水泥路面可以提供穩(wěn)定、堅(jiān)實(shí)的基層，瀝青罩面層可以提供摩阻系數(shù)高、平整度好的表面層，大大改善了路面的使用性能。在進(jìn)行瀝青罩面之前，必須對原路面的破壞進(jìn)行相應(yīng)的處理，保證瀝青罩面層的正常施工，充分發(fā)揮其作用。處理包括下面這些方面：①沉陷、軟弱地基的處理；②表面破損的處理；③斷裂板處理；④斷裂板處治。
關(guān)于混凝土路面斷板的修補(bǔ)措施，我國在近幾年已有部分單位進(jìn)行研究探討。在研究初期，一般是一旦發(fā)現(xiàn)斷板，則將該塊板全部刨除，并整板鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，使之能夠獨(dú)立工作。但這種方法既費(fèi)時(shí)費(fèi)力，又不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)影響交通的正常運(yùn)行，目前已不采用。實(shí)際上混凝土路面斷板發(fā)生后，并不能說明已經(jīng)完全喪失使用價(jià)值。
2 裂縫寬小于3mm的斷板修補(bǔ)
2.1 直接灌入法：適用于施工中產(chǎn)生的混凝土收縮裂縫。在未通車前，一旦發(fā)現(xiàn)混凝土板出現(xiàn)裂縫，可用聚硫環(huán)氧樹脂材料等直接灌注。
2.2 注射器注射法：此法適用于通車時(shí)間短，裂縫內(nèi)雜物少，較清潔、干燥裂縫寬度在3mm左右的路面斷板修補(bǔ)。具體工序如下：①清縫：采用空氣壓縮機(jī)配特制噴嘴吹于縫隙，并用細(xì)鉛絲小鉤子充分掏盡縫隙中的泥土等雜物；②配灌縫材料：將小包裝主劑與固化劑按2：1比例摻配。一般小包裝為1kg，混合劑分A桶主劑0.67kg和B桶固化劑0.33kg二個桶裝，操作時(shí)只需將固化劑直接倒入主劑中，攪拌至顏色均勻即可；③注射器注射：使用50ml醫(yī)用注射器抽入混合劑，對準(zhǔn)插入縫隙注射，由中線向兩邊逐點(diǎn)注射至縫隙填滿。若先注射段落滲入較多，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)注至飽滿，若15min內(nèi)不再滲入則可認(rèn)為已注滿縫隙，整個縫隙注射完成后，撒少許干水泥拌砂混合料覆蓋，3h后即可開放通車。該操作應(yīng)在配料開始90min內(nèi)完成，否則材料將凝固，無法使用。
3 水泥混凝土板面局部修補(bǔ)
《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》(JTJ073-96)規(guī)定，混凝土路面斷板可以采用局部條塊鋸除罩面修復(fù)法。要求橫向切開表面≥7mm深(非全厚度的修補(bǔ))，平行斷板兩側(cè)各15cm寬(兩條切縫的距離應(yīng)視斷板裂縫的彎曲程度確定)，在垂直斷板方向上加長30cm，最小直徑12mm，間距不大于20cm，平行斷板橫向綁扎最小直徑6mm，2～3根的螺紋鋼筋網(wǎng)。然后，在鑿開的7～12cm深以及清理干凈的表面上，涂低水灰比的水泥漿或樹脂粘結(jié)劑，再澆筑同顏色高強(qiáng)補(bǔ)償收縮混凝土，表面修整成與路面平整度及抗滑構(gòu)造相同。根據(jù)此規(guī)定，視板面斷裂損壞程度不同分三種方式修補(bǔ)：
3.1 輕微斷裂的處理 對于輕微斷裂，裂縫有輕微剝落的，先畫線放樣，按畫線范圍開鑿成深約5～7cm的長方形凹槽，刷洗干凈后，用快凝小石子混凝土填補(bǔ)。
3.2 較寬裂縫的處理方法 對于輕微斷裂，但裂縫較寬且有輕微剝落的斷板，應(yīng)按裂縫兩側(cè)至少各20cm的寬度放樣，按畫線范圍開鑿成深至板厚一半的凹槽，此凹槽應(yīng)與中線垂直，刷洗干凈凹槽，在凹槽底部裂縫的兩側(cè)用沖擊鉆，沿與中線平行方向，間距30～40cm，打眼貫通至板厚達(dá)基層表面，然后再清干凈凹槽和孔眼，在孔眼安設(shè)Ⅱ形鋼筋，沖擊鉆鉆頭采用30規(guī)格，Ⅱ形鋼筋采用螺紋鋼筋制作，鋼筋安設(shè)完成后，用高強(qiáng)度水泥砂漿填塞孔眼至密實(shí)，最后用與原路面相同強(qiáng)度等級的快凝混凝土澆筑至與路面齊平。
3.3 徹底的處理方法 較為徹底的辦法是將凹槽鑿至貫通板厚，在凹槽邊緣兩側(cè)板厚中央打洞，深10cm，直徑4cm，水平間距30～40cm。每個洞應(yīng)先將其周圍潤濕，插入一根直徑18～20cm、長約20cm的鋼筋，然后用快凝水泥砂漿填塞搗實(shí)，等砂漿干硬后澆筑混凝土搗實(shí)至與路面齊平即可。
4 脫空板的處理
采用壓漿處治，此法是借鑒后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的孔道壓漿原理，在混凝土面板底部有脫空處鉆孔，通過孔洞利用高強(qiáng)壓力將流質(zhì)材料壓入脫空空隙，流質(zhì)材料凝固后產(chǎn)生一定的強(qiáng)度，對面板產(chǎn)生均勻承托的作用，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)固板塊的目的。
4.1 壓漿材料 壓入板底的材料具備以下特征：一是顆粒粒徑小、流動性大，能順利壓進(jìn)板底空隙；二是弱收縮性，能充分填充板底空隙。國內(nèi)外都有使用乳化瀝青作填隙材料的經(jīng)驗(yàn)，雖具有較好的流動性，但強(qiáng)度偏低，且受溫度影響大，溫度高時(shí)易軟化，在荷載作用下容易從板底唧出，因而不宜選用。而選用純水泥漿作試驗(yàn)，要達(dá)到正常施工的流動性，則需要很大的水灰比，造成材料強(qiáng)度偏低且泌水收縮率大。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)選用水泥粉煤灰漿，采用較低的水灰比就可達(dá)到較好的流動性，且強(qiáng)度較高，收縮量小。采用水泥：粉煤灰：水=1：0.5：0.45配合比制作的灰漿試件，其室內(nèi)3天的抗壓強(qiáng)度高于5MPa，可作為壓漿材料。
4.2 常用壓漿設(shè)備——灌漿機(jī) 灌漿機(jī)是專門用于公路水泥混凝土路面板底脫空處灌注混凝土的養(yǎng)護(hù)設(shè)備。特點(diǎn)：①自備動力，集發(fā)電、制漿、灌漿及水箱于一體，適合于各種環(huán)境下的野外流動作業(yè)；②液壓主要部件選用進(jìn)口原件配套，結(jié)構(gòu)科學(xué)合理，操作簡單，維修方便；③設(shè)有壓力過載保護(hù)裝置，具有良好的安全性和可靠性；④雙向攪拌，快速均勻，可連續(xù)灌漿，工作效率高。
調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，混凝土路面使用中出現(xiàn)的斷板、破碎板等病害大部分是由于唧泥脫空形成，因而這種類型的板底均有脫空，應(yīng)進(jìn)行壓漿。完好無斷裂破碎的板塊，板底也可能存在脫空，這種類型的脫空板雖判斷較困難，但仍可采取外觀觀察及彎沉測試相結(jié)合的方法進(jìn)行判斷。雨后上路觀察是否唧泥最直觀，無雨季節(jié)則采取間接方式判斷：人在板的邊緣感覺重型車輛通過時(shí)有垂直位移和翹動的板塊：板角相鄰兩條縫填縫材料嚴(yán)重剝落的板塊；相鄰板間出現(xiàn)錯臺時(shí)，位置較低的板塊一般有脫空存在。對外觀不易判斷的板塊，可測定四個邊角的彎沉，彎沉值超過0.3mm者，需要壓漿。
5 結(jié)束語
本文簡要的介紹了路面的損壞狀況評價(jià)方法，包括路面的結(jié)構(gòu)狀況評定和使用狀況評定，為合理評定路面使用狀況及合理補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。同時(shí)，在路面調(diào)查評價(jià)的基礎(chǔ)上，歸納了我國近年來水泥混凝土路面損壞的原因，為有針對地確定水泥混凝土路面修復(fù)方案提供了重要依據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
[1]陳錦云.薄層罩面SMA20/6配合比設(shè)計(jì)[J].廣州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2004.Vol.3 No.5.
[2]陳峙峰.舊水泥混凝土路面瀝青加鋪層設(shè)計(jì)及應(yīng)用技術(shù)研究[D].大連：大連理工大學(xué).2003.