路面病害成因
1. 设计方面的原因
(1)主车道与辅道的结构层方面的原因
从主车道及辅道结构层的数据分析,我们可以比较直观的看出,从路面渗入到主车道混凝土板与基层灰土之间的水,会顺着路面横坡在混凝土板下面流向两侧辅道,受到辅道底灰土的阻挡,无法流向边沟,大量的水留在这个部位。在车辆荷载作用下,使得聚水变成了有压水,有压水不断侵蚀基层灰土,并同基层冲刷出来的细料搅成悬液,在外在条件下沿着辅道与混凝土板之间的缝隙喷溅出来,形成唧泥病害。唧出的泥浆带走大量的基层材料,导致混凝土板形成脱空,周而复始,破坏了混凝土面板与基层密贴的设计机理,最终导致混凝土板过早地发生断裂和严重破碎。
(2)排水方面的原因
不少县、乡级公路两侧排水不畅,导致辅道以外的排水沟形同虚设,雨水、雪水无法顺畅地排放到沟里,积水只能一点点浸到混凝土路面的缝隙里,潮湿的路基长期受到浸泡发生变形,甚至沉陷,从而引起路面发生断板、破碎板、沉陷等病害。
2. 施工方面的原因
(1)路基施工方面
公路路基施工存在严重的质量问题,这是导致质量低劣的主要原因。违规作业、盲目追求施工进度,碾压厚度严重超标,路基达不到设计密度、稳定性差,通车后不可避免地发生沉降,造成路面混凝土的断裂及破碎。
(2)基层施工方面
首先,是二灰碎石拌和不均匀。由于是路拌法施工,存在大量人为因素,施工单位为了偷工减料及实际操作人员的懈怠,极易出现二灰碎石拌和不均或不到底现象。
其次,养生期不足或养生不及时。为了追求进度,底基层灰土养生期未结束就急忙进行下一道工序。底基层受到扰动,影响底基层的养生及成型,使其无法达到设计强度,形成半刚性基层。
(3)路面面层方面
如果路基及基层施工中未能严格控制标高,造成基层过程偏高。施工单位为了不返工或本来就偷工减料,造成部分混凝土面层厚度严重不足。另一方面混凝土面层施工时振捣不均匀,甚至不振、漏振,造成混凝土的强度不够,这样就使路面承受荷载的能力大打折扣,远远达不到设计强度要求,发生断板就成了情理之中的事。
(4)各种缝隙方面的原因
胀缝施工。胀缝不按照设计施工、宽度不够,胀缝中的混凝土未彻底清理、部分路段的胀缝设置密度不够、养护差等原因,不能满足混凝土板的伸缩,造成混凝土板发生拱起。
纵横施工缝。纵横缝灌缝质量差或未灌缝,或施工时采用沥青材料灌缝,沥青延伸度低,低温脆硬,与板端的粘结力差,很容易脱落。
3. 交通方面的原因
县、乡级公路因其自身的特殊性,每天都有大量的超载车辆通过,使南半幅行车道出现大量的断板及破碎板,甚至沉陷。由此可见,超载车辆也是引起路面形成各种病害的一个重要原因。
防治对策
针对以上设计、施工及交通量等方面原因的分析,决定采取以下养护对策。
1. 对各种缝隙进行处理
(1)对纵缝及缩缝进行重新灌缝,首先清除原有的灌缝沥青材料,有的地方需要重新割缝,然后用聚胺脂进行灌缝,灌缝一定要饱满、密实。
(2)对胀缝进行重新处理,剔除原有缝隙中施工时未清理干净的剩余混凝土及不符合规定的硬木板,然后替换符合设计要求的软木或塑料泡沫。对缝隙较窄者,要重新割缝,最后进行灌缝。对胀缝密度不足的部分路段,加设胀缝以满足板的自由伸缩。
2. 对排水现状进行根治
疏通排水沟,清理阻挡水通往排水沟的杂物,另一方面要防止人为地阻断排水,保证在路面上少积水、不积水。
3. 对断板及碎板进行处理
对断板进行分类,不严重的断板可采用聚胺脂进行灌缝,严重破碎需将整块板清除干净,基层比较成型的就不再处理基层,否则连基层一起处理干净,不留隐患。然后,回填水泥稳定碎石充当基层,再做水泥混凝土面板。
4. 对板底脱空进行压浆处治
水泥混凝土路面板压浆技术是预防水泥混凝土路面早期破坏的一种有效的养护手段。根据板的损坏程度有针对性地制定钻孔方案。对与脱空程度较严重的一般应钻5个孔,四个角各1个孔,中间钻1个孔,除1孔作为注浆孔外,其余均作为排气、排渣孔。如果其余4个孔中有个别孔未出浆,也应进行注浆。一般脱空板只需钻3个孔即可,至于有轻微裂缝的板应多钻,一般为5~6个孔,钻孔位置应距离板的自由边缝和裂缝不得大于30厘米。
钻孔后可根据现状的情况,确定压浆孔、压浆顺序,压浆时应均匀着压,密切观察压力表,若发现灰浆溢出,应立即用木塞塞紧,10分钟后拔出,此孔不再进行压浆了。如果发现压浆机达到1.5MPa或水泥浆从出浆孔、边缘及裂缝中溢出,压力再也上不去了,板的周边发生松动,可自动停机,视为已满。
压浆材料为水泥、粉煤灰及膨胀剂三种材料的混合料,其配合比为1:0.7:0.07,水灰比为0.5,拌和时先将水泥与粉煤灰干拌两遍,然后加水,膨胀剂最后放入以防止稠度太大。水泥粉煤灰的含水量不宜太大,太大易发生离析,在其表面形成一层水膜。但也不宜太稠,若在储料筒内灰浆一旦发生离析,应立即停止压浆并查找原因,解决后才能继续压浆。每工作日需制作灰浆试块3块,试模应采用三联带底砂浆试模,试块养护7天(正常养护6天、保水1天),抗压强度不得低于3MPa,否则视为不合格。