水泥混凝土路面水毀及對(duì)策
摘 要:水泥混凝土路面受水的侵蝕,在綜合因素及環(huán)境、氣候等影響下基層失穩(wěn),產(chǎn)生病害。本文通過(guò)分析水毀原因,從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)三個(gè)環(huán)節(jié)提出防治辦法。
關(guān)健詞:水泥混凝土路面 水毀對(duì)策
中圖分類號(hào):TU528 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1673-0534(2007)05(c)-0106-02
近幾年來(lái),我國(guó)城鄉(xiāng)各地修筑了大量的水泥混凝土路面,毋庸置疑,這對(duì)提高我國(guó)的公路路面質(zhì)量,增強(qiáng)公路的抗災(zāi)能力,改善公路行車條件,提高客貨運(yùn)輸效益均起到了積極的作用。但是在重交通荷載、超載、水毀、其它自然環(huán)境等諸多外部因素的影響下,近期修建的水泥混凝土路面行車后不久就出現(xiàn)了許多不同程度的病害,導(dǎo)致路面的使用性能迅速下降,嚴(yán)重地影響了車輛快速、安全行駛,而且給養(yǎng)護(hù)和維修帶來(lái)了巨大的壓力。國(guó)內(nèi)外對(duì)水泥混凝土路面病害開(kāi)展了大量的研究,提出了許多對(duì)策,收到了一定的效果?,F(xiàn)根據(jù)益陽(yáng)市益桃一級(jí)公路水泥混凝土路面水毀情況作一分析。
1 情況介紹
1.1 路面結(jié)構(gòu)體系
益桃一級(jí)公路是連接益陽(yáng)和桃江的主要干線,自1997~1998 年進(jìn)行修建。該路段全長(zhǎng)21Km ,為雙向四車道的水泥混凝土路面。路面結(jié)構(gòu)為:2 4 c m C 3 5 水泥混凝土面層,15cm 水泥穩(wěn)定砂礫基層,20cm 天然砂礫墊層。到目前為止,加上通車幾年養(yǎng)護(hù)維修的板塊,其壞板率共達(dá)到2 0 %以上。由于當(dāng)初設(shè)計(jì)時(shí)排水體系不完善,再加上江南雨水較多,使得全線積水現(xiàn)象比較普遍,給養(yǎng)護(hù)帶來(lái)了很多困難。
1.2 路面病害特點(diǎn)
(1)板塊連續(xù)縱向裂縫較多;
(2)板塊角隅斷裂現(xiàn)象較多,斷裂位置接縫材料剝落嚴(yán)重,且積水嚴(yán)重;
(3)斷板和嚴(yán)重破碎板較多,基本上都是在前兩種病害基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展而產(chǎn)生;
(4)唧泥現(xiàn)象較多,在病害位置車輛行走時(shí)縫隙冒出的水頭高達(dá)30cm 以上,雨后很長(zhǎng)時(shí)間病害位置仍有唧泥擠出;
(5)病害嚴(yán)重位置的輔道瀝青面層損壞較嚴(yán)重,由于積水和凍融作用使砼松散。
1.3 路面病害處治情況對(duì)照
(1)對(duì)混凝土板塊鑿除重新修復(fù),未實(shí)施橫向排水體系的,通車時(shí)間不長(zhǎng),病害仍然很快產(chǎn)生,實(shí)施橫向排水體系的,通車一年半時(shí)間基本沒(méi)有病害發(fā)生;
(2)對(duì)裂縫板和板底脫空的板塊進(jìn)行壓漿灌縫處治后,未實(shí)施橫向排水體系的,通車時(shí)間不長(zhǎng),病害仍然繼續(xù)發(fā)展成嚴(yán)重破碎板,實(shí)施橫向排水體系的,通車一年半時(shí)間后病害仍然比較穩(wěn)定;
(3)在板塊完好而積水嚴(yán)重位置處設(shè)置了橫向排水體系的,經(jīng)過(guò)一年觀測(cè),發(fā)現(xiàn)基本沒(méi)有裂縫、破碎板等病害發(fā)生,而未設(shè)橫向排水體系的,經(jīng)過(guò)半年行車就出現(xiàn)了縱向連續(xù)嚴(yán)重裂縫和其它病害現(xiàn)象。
2 水毀分析
2.1 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)層水的來(lái)源水毀的防治,必須先了解積水產(chǎn)生原因,切斷積水的產(chǎn)生渠道,及時(shí)處理、排除積水,增強(qiáng)對(duì)水的抵抗力,就能達(dá)到防治的目的,混凝土路面結(jié)構(gòu)層水的來(lái)源主要有以下幾方面:
(1) 冬、春季節(jié)地下水位升高,路面設(shè)標(biāo)高較低;
(2)路面水從路面" 三帶"、接縫和裂縫中滲入;
(3)毛細(xì)管中的水位上升或相互連通水膜中水的垂直運(yùn)動(dòng);
(4)路肩、綠化帶水的滲入。
2.2 路面積水原因
(1)施工時(shí),橫坡控制不好形成反坡;通車后,機(jī)動(dòng)車道沉降量大于非機(jī)動(dòng)車道,導(dǎo)致非機(jī)動(dòng)車道偏高,產(chǎn)生積水。
(2)接縫滲水填縫料剝落,導(dǎo)致路面雨水滲入基層。
2.3 路面結(jié)構(gòu)層處于水飽和狀態(tài),在重載頻繁作用下,基層條件惡化
實(shí)踐和研究表明,路面過(guò)早的破壞在很大程度上是由于水滲入路面結(jié)構(gòu)層引起的。水滲入路面結(jié)構(gòu)層,得不到及時(shí)有效排除和處理,就會(huì)使得路面結(jié)構(gòu)層長(zhǎng)期處于水飽和狀態(tài),這是引起路面早期破壞的主要原因。受綜合因素、環(huán)境、氣候等的影響,使得混凝土路面基層條件惡化,導(dǎo)致面層唧泥、裂縫、斷板、錯(cuò)臺(tái)、拱起等各種病害的發(fā)生,進(jìn)而造成混凝土路面破壞,失去其應(yīng)有的功能。
2.3.1 唧泥作用
在路基基層處于水飽和狀態(tài)時(shí),重載壓低了受彎的路面板邊緣,重復(fù)作用就會(huì)產(chǎn)生唧泥現(xiàn)象。在重載車輛的作用下,車輪使得后板回彈時(shí)形成真空,這種負(fù)壓進(jìn)一步將水泵入業(yè)已形成的原始空隙中,車輛載荷再一次作用,擠出空隙中的水和粒料,這就是唧泥現(xiàn)象。唧泥使得細(xì)粒材料發(fā)生沖刷、流失、移動(dòng)等產(chǎn)生唧泥病害。細(xì)粒材料移動(dòng)積存在路面板的末端,導(dǎo)致路面的錯(cuò)臺(tái)、不均勻支撐以及路面板破壞、斷裂。細(xì)粒材料沖刷、流失,使路面板底沿橫向接縫位置脫空,路面板受彎產(chǎn)生橫向裂縫;沿路面外邊緣位置脫空,使路面板產(chǎn)生縱向扭距而產(chǎn)生縱向裂縫;板角位置脫空,產(chǎn)生板角斷裂縫、沉陷等。
2.3.2 凍融作用
路基基層在凍融作用下松散、破碎,失去支撐能力,從而產(chǎn)生各種病害。
2.3.3 水沖刷路堤作用
一側(cè)為溝、渠的高填方路堤,由于溝、渠中的水對(duì)路堤浸蝕坡腳,造成邊坡下滑,基層失穩(wěn),引起路面縱向裂縫、側(cè)移等病害。
2.3.4 基層失穩(wěn)
養(yǎng)護(hù)規(guī)范中提到的常見(jiàn)水泥混凝土路面破壞形式,根據(jù)其原因分析基層失穩(wěn)是板破壞的一個(gè)重要原因,而水的作用則是造成基層失穩(wěn)的一個(gè)重要原因。
3 防治措施
水毀原因特別復(fù)雜,要想有效防治,必須從設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)三個(gè)環(huán)節(jié)入手,加強(qiáng)重視。
3.1 設(shè)計(jì)階段
3.1.1 橫斷面
為了保證路面水能夠及時(shí)排除,機(jī)非隔離墩最好不要設(shè)置,即使設(shè)置也應(yīng)采取放在路表面的隔離體系。非機(jī)動(dòng)車道路面標(biāo)高要比機(jī)動(dòng)車道標(biāo)高低5cm 為宜,因?yàn)橥ㄜ嚩嗄旰?,機(jī)動(dòng)車道沉降量大于非機(jī)動(dòng)車道約3cm左右。非機(jī)動(dòng)車道橫坡要大,以3 %為宜,目前橫坡設(shè)計(jì)多為1.5%~2%,由于下沉和施工等原因,常出現(xiàn)平坡甚而反坡現(xiàn)象。
3.1.2 排水體系
路面下排水不足是引起路面性能不佳和路面早期破壞的主要原因。所以,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮一個(gè)合理有效、切實(shí)可行的排水體系來(lái)及時(shí)排除路表、路面下各層次的水,以及切斷地下水浸入。
3.1.3 接縫
必須選用滿足功能要求的密封、接縫材料,選擇合理的接縫構(gòu)造尺寸,以切斷路面水的浸入。
3.1.4 基層
為了增強(qiáng)對(duì)水的抵抗力,提高結(jié)構(gòu)的整體效能,必須設(shè)計(jì)合適的基層體系,提高基層的水穩(wěn)性。
3.2 施工階段
3.2.1 把好“四關(guān)”
施工過(guò)程中,要嚴(yán)格把好原材料進(jìn)場(chǎng)關(guān)、施工工藝關(guān)、現(xiàn)場(chǎng)旁站監(jiān)理關(guān)、各環(huán)節(jié)驗(yàn)收檢測(cè)關(guān),必須嚴(yán)格按照公路有關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)要求施工,必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求施工。
3.2.2 接縫施工
必須做好接縫的清洗和表面處理工作。一方面,低質(zhì)量的密封材料受熱時(shí)流淌,受冷時(shí)脆裂、粘結(jié)性低,使接縫喪失防水性。另一方面,施工不當(dāng)也會(huì)使密封材料的性能降低,甚至喪失防水作用。如果接縫壁上粘附有水泥漿、灰塵或潮濕,即使性能好的密封材料也難以粘結(jié)牢固。接縫壁粗糙有利于提高粘結(jié)強(qiáng)度,混凝土強(qiáng)度低時(shí)切割的縫壁會(huì)具有較粗糙的表面;強(qiáng)度高時(shí),切縫表面較光滑,所以切縫要選擇合適的時(shí)機(jī)。
3.2.3 基層施工
提高基層的施工質(zhì)量,在路基施工中,應(yīng)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行,做到分層填筑、分層壓實(shí)、分層檢驗(yàn)。每層質(zhì)量指標(biāo)都必須滿足設(shè)計(jì)要求和規(guī)范要求,以提高基層的水穩(wěn)性。
3.2.4 面層施工
嚴(yán)格控制混凝土板厚和混凝土實(shí)際彎拉強(qiáng)度。因?yàn)榘搴窈蛷澙瓘?qiáng)度是影響混凝土路面使用壽命的兩個(gè)重要因素,板厚的減少和強(qiáng)度的降低都成倍地縮短板塊的使用壽命。板塊提前損壞使得路表水浸入結(jié)構(gòu)層,進(jìn)一步形成負(fù)面連鎖反應(yīng)。
3.3 養(yǎng)護(hù)階段
3.3.1 益桃一級(jí)公路水泥混凝土路面水毀處治方法
對(duì)于出現(xiàn)的病害,我們采取了灌漿、開(kāi)設(shè)橫向排水溝、鑿除重澆等相結(jié)合的方法進(jìn)行處治,取得了較好的效果。
?。?)鑿除重澆。對(duì)于破損成3 塊以上的嚴(yán)重破碎板,可鑿除后重新澆筑混凝土板塊。對(duì)于基層松軟的問(wèn)題,可使用素混凝土和夯實(shí)相結(jié)合的補(bǔ)強(qiáng)方法,局部設(shè)置鋼筋網(wǎng)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。
?。?)灌漿。對(duì)于板底脫空積水的板塊和嚴(yán)重裂縫板塊進(jìn)行灌漿處理。對(duì)于孤立的一塊板采取鉆4 個(gè)孔,對(duì)于許多連續(xù)板塊的,考慮到板塊之間的相互聯(lián)系,采用3 孔或2 孔的形式。每個(gè)孔距板邊大約0.5m 左右,鉆孔深度大約比板厚深4 ~5 c m ,成孔直徑為4 2 ~45mm ,壓漿壓力控制在2Mpa以內(nèi),保養(yǎng)時(shí)間約為5 ~7 天。。
?。?)設(shè)置橫向排水管。對(duì)于排水不暢的地方每隔10m 設(shè)置一道橫向排水PC 管(Φ5 0 ),與機(jī)非隔離墩相接處設(shè)置一小積水井,將水排到路基以外,定期進(jìn)行疏通。
?。?)灌縫。加強(qiáng)對(duì)水泥混凝土路面日常養(yǎng)護(hù)灌縫的控制,采用水泥混凝土灌縫機(jī)灌縫,嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行灌縫的養(yǎng)護(hù),尤其要加強(qiáng)雨季之前的養(yǎng)護(hù)工作。
3.3.2 養(yǎng)護(hù)防治要求
?。?)對(duì)路面原有的排水體系,要加強(qiáng)縱、橫向疏通,不能滿足實(shí)際要求的,就應(yīng)修改完善,以及時(shí)有效地排除路面結(jié)構(gòu)層的積水。
?。?)加強(qiáng)對(duì)路面結(jié)構(gòu)層觀察,及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,一旦有積水,必須立即采取措施,盡快排除。
?。?)對(duì)路面出現(xiàn)的病害及時(shí)處理,以防止路表水進(jìn)一步滲入結(jié)構(gòu)層。如用樹(shù)脂修補(bǔ)裂縫、剝落及板邊碎裂,用刻槽或?yàn)r青混凝土罩面等方法恢復(fù)路面抗滑性能。
(4)對(duì)接縫密封材料要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),如接縫中的密封材料流失或老化,應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充或更換密封材料,以保持良好的彈性和防水性能。
(5)應(yīng)建立混凝土路面的日常養(yǎng)護(hù)制度,研究和制定修理各種病害的方法、工藝和配置相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)設(shè)備,嚴(yán)格進(jìn)行規(guī)范化養(yǎng)護(hù)。路面的養(yǎng)護(hù)應(yīng)以預(yù)防性養(yǎng)護(hù)為主,修補(bǔ)性養(yǎng)護(hù)為輔,要在路面尚未出現(xiàn)病害或嚴(yán)重病害之前進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。應(yīng)堅(jiān)持“預(yù)防為主,防治結(jié)合”的方針,應(yīng)防微杜漸,做到早補(bǔ)、小補(bǔ)、徹底補(bǔ)。
4 建議
鑒于目前的體制,養(yǎng)護(hù)部門(mén)不能參與道路的設(shè)計(jì)和交竣工驗(yàn)收,而設(shè)計(jì)單位、施工單位對(duì)通車后道路出現(xiàn)的問(wèn)題往往不甚了解,因而造成了許多工程遺留問(wèn)題。建議今后能讓養(yǎng)護(hù)部門(mén)參與到工程項(xiàng)目從設(shè)計(jì)到施工的各個(gè)主要環(huán)節(jié)中去,以有效地解決道路的養(yǎng)護(hù)和長(zhǎng)效管理問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
[1] 公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTJ073 - 96).
[2] 錢(qián)章久摘譯.曾竟成校.瀝青處治的透水基層. 國(guó)外公路,1992.
原作者: 余慎飛 |
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