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摘 要:本文结合工程实际对城市道路旧水泥混凝土路面经常出现的病害及其产生的原因,同时提出了防治水泥混凝土路面病害的措施。
关键词:城市道路 水泥混凝土路面 病害 质量 管理 措施
中图分类号:TV86 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(a)-0064-01
在市政道路工程的维护中旧水泥混凝土路面损坏以后进行沥青加铺罩面是一种常见的处治方法,但在实际施工时往往比较重视对旧路处治前的评价,即确定旧路处治方案之前的检测,大都忽视了对旧水泥混凝土路面处治效果的评价,对旧水泥混凝土路面进行科学养护缺少科学指导,结合工程实际对旧水泥砼路面处治后效果进行了分析,并提出具体办法。
1 旧水泥混凝土路面病害产生的主要原因
目前产生的病害,原因有以下五种;一是水的防治不够,路基土质差及路基地下水位高;二是路基不均匀沉降;三是路面基层,面层强度不足;四是超重荷载的作用;五是设计和施工缺陷。
1.1 路基的不均匀沉降
这种病害大部分布在路基填挖交界段,高填方路段及路面与桥涵等构造物交接路段。因为路基的不均匀沉降造成路面的沉陷,在车辆高速冲击作用下造成错台渗水、唧泥导致断裂和破碎板。
1.2 水的防治不及时
水泥路面的横向缝都是采用沥青灌塞,纵缝为施工缝不灌沥青。路肩盲沟排水设置基本没有。经过多年的行车作用,路面板块间相互挤压,原路面横缝的填缝料失效,地表水通过裂缝渗入基层,而又无法从路肩排出,造成基层软化。在车辆载荷的重复作用下,产生唧泥现象将基层细料冲走,导致板边缘的基础部分失去支撑能力,端脱空、路面板块松动、错台、板角冒浆,最后开裂断板破碎。
1.3 路面基层和面层强度不足
水泥混凝土路面基层,首先要求强度高,整体性和水稳性好。其强度本身不是很好,加上基层施工拌和不均匀,压实不够等原因造成基层不板结,局部地方还有松散现象,基层强度难以满足设计要求。在行车荷载作用下,混凝土板底的拉应力增大,甚至车辆超载超限,致使混凝土板可能产生过大的荷载应力而造成强度破坏。另外,由于原混凝土路面施工局部地段厚度及混凝土配合比达不到设计要求,在荷载强作用下,混凝土路面无法承受荷载带来的竖向剪切力,从而导致路面断板、破碎板。
2 旧水泥砼路面面板主要病害的质量控制措施
2.1 病害的处治
根据前面的评价结果,按照国家标准的规定,应对旧水泥砼路面路用性能进行改善,在此之前先对表1中的各种病害进行相应的处理。对有严重交叉裂缝的断裂板损坏,采取整板替换的修补方法。对严重的纵、横、斜向裂缝和严重角隅断裂,采取局部换板的修补方法,即换掉断块几何尺寸相对较小的部分,对轻微和中等交叉裂缝以及轻微和中等纵、横、斜向裂缝、错台板块、脱空板块,采取灌浆的方法进行处理,灌浆完毕后应清理残浆,待板底浆液硬化到规定的强度后再对其中的裂缝用沥青进行填封。对严重接缝料损坏、修补损坏及轻微和中等角隅断裂,采取沥青填封裂缝 (接缝)的修补方法。
2.2 加铺沥青层
加铺沥青层是旧水泥混凝土路面有效的补强措施之一,不仅提高了路面的承载能力,消除了原有接缝处易产生卿泥、断裂、脱空等多种病害的不利影响,同时也提高了路面平整度和抗滑能力,改善了路面使用性能,提高了路面服务水平,目前在城市道路水泥混凝土路面维修工程中逐渐推广应用。旧水泥混凝土路面沥青加铺层的施工主要环节为:处理破碎板:将原路面严重破碎板、严重裂缝、板角断裂等破碎板块挖除,用早强混凝土或早强钢筋混凝土进行修补至与原路面齐平,原路涵洞盖板铺装层出现破碎的也应一并处理。稳定原路面板:对唧泥、脱空的混凝土面板及轻微、中等裂缝的面板进行板底压浆处理,使混凝土面板处于稳定状态。对使用时间较长,原路面基层为石灰土等水稳定性不良结构的路段,为保险起见,可对全部原有的混凝土面板进行压浆处理。提高原路面防水能力:对所有缩缝、纵缝、裂缝清缝后,用填缝料灌缝。然后在原混凝土路面上加铺土工布隔离层或加铺1.5～2.5cm沥青混和料隔离层,不做隔离层的应洒布粘层油,以减少路表水下渗并提高加铺层与原路面的结合能力。加铺沥青层:在隔离层(粘层)上加铺沥青混凝土面层一般应分为二层,下面层较厚(厚4～8cm),采用热稳定性较好的开级配粗粒式或中粒式沥青碎石或沥青混凝土,上面层较薄(厚2～4cm),采用防水性能较好的密级配细粒式或中粒式沥青混凝土。原水泥混凝土路面横坡较小时,通过沥青面层调整路面横坡不小于1.5%。碾压时,选择压实机具吨位应考虑沥青层的厚度,防止过振引起沥青混合料二次细粒化。为防止沥青层渗水导致混凝土路面加铺后再次唧泥问题,可在旧板与沥青层间铺筑玻璃纤维布隔离层。
3 旧水泥混凝土路面维修后的性能检测与评定
对旧水泥混凝土路面的各类破损进行处理以后,旧路接缝是影响加铺层寿命的最主要因素,故在处治完成后又在现场测试了接缝两侧的弯沉,并计算传荷系数进行后评价。
3.1 检测方法分析
接缝两侧弯沉测试结果受加载位置、弯沉测试点位影响很大,如果不注意这两个问题,测试结果将根本不具有可比性。为此,在大修施工结束,路面达到强度要求后,选择了旧路处治前接缝弯沉测试过的18条接缝再次测试接缝两侧弯沉(这里称为维修后测试),通过与处治前数据对比来评价该接缝处治效果。为减轻弯沉测试位置对测试点弯沉的影响,测试时尽量做到标准车与停车位置、加载板和相邻板弯沉测试点与旧路处治前测试时相一致。具体方法为:在旧路处治前的弯沉测试时记录下加载板和邻板弯沉测试点的平面位置,以及测试点与加载轮的相对位置;处治结束后指挥加载车辆停在旧路处治前的弯沉测试加载位置,弯沉测试点位也严格按照旧路处治前测试的位置进行。为方便处治效果的后续观察,对每条横缝都进行了具体位置的标定。
3.2 检测结果分析
旧水泥混凝土路面沥青加铺层接缝弯沉差值和传荷系数值的大小直接影响结构剪应力,如处理不善容易引起沥青加铺层产生剪切型反射裂缝。该路段旧水泥混凝土路面的处治方法起到了一定的效果。
3.3 跟踪观测结果
从维修后测试与分析的结果来看,现场调查没有发现任何的路面破坏,但随后的数年间,裂缝逐年增多,现场调查也说明裂缝反射时间与横缝传荷系数具有直接关系,传荷系数越小的横缝反射到加铺层表面的时间越短。另外也说明目前的接缝控制标准并不能完全保证裂缝短期内不会反射到沥青加铺层。
4 结论
旧水泥混凝土路面的处治措施有助于提高接缝传荷系数,但处治效果仍然需要经过维修后检测与后评价,旧路处治前的评价与后评价都需要按规范进行接缝两侧弯沉测试的方法。目前我国正面临大量旧水泥混凝土路面改造的任务,为此笔者认为有必要将水泥混凝土路面的维修后检测与后评价纳入相关规范,应规定相应的评价指标,以保证刚性路面的工程质量。
参考文献
[1] 孙铁枫.水泥混凝土路面病害原因分析及防治措施[J].黑龙江交通科技,2010(7):29-29.
关键词:城市道路 水泥混凝土路面 病害 质量 管理 措施
中图分类号:TV86 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)04(a)-0064-01
在市政道路工程的维护中旧水泥混凝土路面损坏以后进行沥青加铺罩面是一种常见的处治方法,但在实际施工时往往比较重视对旧路处治前的评价,即确定旧路处治方案之前的检测,大都忽视了对旧水泥混凝土路面处治效果的评价,对旧水泥混凝土路面进行科学养护缺少科学指导,结合工程实际对旧水泥砼路面处治后效果进行了分析,并提出具体办法。
1 旧水泥混凝土路面病害产生的主要原因
目前产生的病害,原因有以下五种;一是水的防治不够,路基土质差及路基地下水位高;二是路基不均匀沉降;三是路面基层,面层强度不足;四是超重荷载的作用;五是设计和施工缺陷。
1.1 路基的不均匀沉降
这种病害大部分布在路基填挖交界段,高填方路段及路面与桥涵等构造物交接路段。因为路基的不均匀沉降造成路面的沉陷,在车辆高速冲击作用下造成错台渗水、唧泥导致断裂和破碎板。
1.2 水的防治不及时
水泥路面的横向缝都是采用沥青灌塞,纵缝为施工缝不灌沥青。路肩盲沟排水设置基本没有。经过多年的行车作用,路面板块间相互挤压,原路面横缝的填缝料失效,地表水通过裂缝渗入基层,而又无法从路肩排出,造成基层软化。在车辆载荷的重复作用下,产生唧泥现象将基层细料冲走,导致板边缘的基础部分失去支撑能力,端脱空、路面板块松动、错台、板角冒浆,最后开裂断板破碎。
1.3 路面基层和面层强度不足
水泥混凝土路面基层,首先要求强度高,整体性和水稳性好。其强度本身不是很好,加上基层施工拌和不均匀,压实不够等原因造成基层不板结,局部地方还有松散现象,基层强度难以满足设计要求。在行车荷载作用下,混凝土板底的拉应力增大,甚至车辆超载超限,致使混凝土板可能产生过大的荷载应力而造成强度破坏。另外,由于原混凝土路面施工局部地段厚度及混凝土配合比达不到设计要求,在荷载强作用下,混凝土路面无法承受荷载带来的竖向剪切力,从而导致路面断板、破碎板。
2 旧水泥砼路面面板主要病害的质量控制措施
2.1 病害的处治
根据前面的评价结果,按照国家标准的规定,应对旧水泥砼路面路用性能进行改善,在此之前先对表1中的各种病害进行相应的处理。对有严重交叉裂缝的断裂板损坏,采取整板替换的修补方法。对严重的纵、横、斜向裂缝和严重角隅断裂,采取局部换板的修补方法,即换掉断块几何尺寸相对较小的部分,对轻微和中等交叉裂缝以及轻微和中等纵、横、斜向裂缝、错台板块、脱空板块,采取灌浆的方法进行处理,灌浆完毕后应清理残浆,待板底浆液硬化到规定的强度后再对其中的裂缝用沥青进行填封。对严重接缝料损坏、修补损坏及轻微和中等角隅断裂,采取沥青填封裂缝 (接缝)的修补方法。
2.2 加铺沥青层
加铺沥青层是旧水泥混凝土路面有效的补强措施之一,不仅提高了路面的承载能力,消除了原有接缝处易产生卿泥、断裂、脱空等多种病害的不利影响,同时也提高了路面平整度和抗滑能力,改善了路面使用性能,提高了路面服务水平,目前在城市道路水泥混凝土路面维修工程中逐渐推广应用。旧水泥混凝土路面沥青加铺层的施工主要环节为:处理破碎板:将原路面严重破碎板、严重裂缝、板角断裂等破碎板块挖除,用早强混凝土或早强钢筋混凝土进行修补至与原路面齐平,原路涵洞盖板铺装层出现破碎的也应一并处理。稳定原路面板:对唧泥、脱空的混凝土面板及轻微、中等裂缝的面板进行板底压浆处理,使混凝土面板处于稳定状态。对使用时间较长,原路面基层为石灰土等水稳定性不良结构的路段,为保险起见,可对全部原有的混凝土面板进行压浆处理。提高原路面防水能力:对所有缩缝、纵缝、裂缝清缝后,用填缝料灌缝。然后在原混凝土路面上加铺土工布隔离层或加铺1.5～2.5cm沥青混和料隔离层,不做隔离层的应洒布粘层油,以减少路表水下渗并提高加铺层与原路面的结合能力。加铺沥青层:在隔离层(粘层)上加铺沥青混凝土面层一般应分为二层,下面层较厚(厚4～8cm),采用热稳定性较好的开级配粗粒式或中粒式沥青碎石或沥青混凝土,上面层较薄(厚2～4cm),采用防水性能较好的密级配细粒式或中粒式沥青混凝土。原水泥混凝土路面横坡较小时,通过沥青面层调整路面横坡不小于1.5%。碾压时,选择压实机具吨位应考虑沥青层的厚度,防止过振引起沥青混合料二次细粒化。为防止沥青层渗水导致混凝土路面加铺后再次唧泥问题,可在旧板与沥青层间铺筑玻璃纤维布隔离层。
3 旧水泥混凝土路面维修后的性能检测与评定
对旧水泥混凝土路面的各类破损进行处理以后,旧路接缝是影响加铺层寿命的最主要因素,故在处治完成后又在现场测试了接缝两侧的弯沉,并计算传荷系数进行后评价。
3.1 检测方法分析
接缝两侧弯沉测试结果受加载位置、弯沉测试点位影响很大,如果不注意这两个问题,测试结果将根本不具有可比性。为此,在大修施工结束,路面达到强度要求后,选择了旧路处治前接缝弯沉测试过的18条接缝再次测试接缝两侧弯沉(这里称为维修后测试),通过与处治前数据对比来评价该接缝处治效果。为减轻弯沉测试位置对测试点弯沉的影响,测试时尽量做到标准车与停车位置、加载板和相邻板弯沉测试点与旧路处治前测试时相一致。具体方法为:在旧路处治前的弯沉测试时记录下加载板和邻板弯沉测试点的平面位置,以及测试点与加载轮的相对位置;处治结束后指挥加载车辆停在旧路处治前的弯沉测试加载位置,弯沉测试点位也严格按照旧路处治前测试的位置进行。为方便处治效果的后续观察,对每条横缝都进行了具体位置的标定。
3.2 检测结果分析
旧水泥混凝土路面沥青加铺层接缝弯沉差值和传荷系数值的大小直接影响结构剪应力,如处理不善容易引起沥青加铺层产生剪切型反射裂缝。该路段旧水泥混凝土路面的处治方法起到了一定的效果。
3.3 跟踪观测结果
从维修后测试与分析的结果来看,现场调查没有发现任何的路面破坏,但随后的数年间,裂缝逐年增多,现场调查也说明裂缝反射时间与横缝传荷系数具有直接关系,传荷系数越小的横缝反射到加铺层表面的时间越短。另外也说明目前的接缝控制标准并不能完全保证裂缝短期内不会反射到沥青加铺层。
4 结论
旧水泥混凝土路面的处治措施有助于提高接缝传荷系数,但处治效果仍然需要经过维修后检测与后评价,旧路处治前的评价与后评价都需要按规范进行接缝两侧弯沉测试的方法。目前我国正面临大量旧水泥混凝土路面改造的任务,为此笔者认为有必要将水泥混凝土路面的维修后检测与后评价纳入相关规范,应规定相应的评价指标,以保证刚性路面的工程质量。
参考文献
[1] 孙铁枫.水泥混凝土路面病害原因分析及防治措施[J].黑龙江交通科技,2010(7):29-29.