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摘 要:介绍了挤碎、起拱、错台、唧泥四种常见水泥混凝土路面的接缝损坏形式,简单阐述了混凝土面板出现裂缝的原因,论述了用沥青混凝土改造旧水泥混凝土路面的可行性,分析了沥青混凝土在改造旧路面中的作用,以改善路面的使用状况。
关键词:沥青混凝土,水泥混凝土路面,改造,接缝
水泥混凝土路面是一种刚性路面,与其他路面相比,其强度高,耐久性和稳定性能好,平整度和粗糙度也是首屈一指。加上色泽鲜明,反光能力强,对夜间行车很有利,为此曾广泛受到各地公路管理部门的青睐。近年来,随着交通量的快速增长,重车不断增多,水泥混凝土路面经过一定时期使用后,就会出现一系列病害,加之养护不到位,大量路面水通过缝隙进人基层,致使结构承载力不足,严重影响道路使用质量。
一、水泥混凝土路面的主要病害
水泥混凝土路面在使用性能和自然因素的作用下,其使用效率逐渐呈下降趋势,在各地先后出现了各种不同类型和不同程度的损坏。这种损坏大体可分接缝损坏和混凝土面板损坏。损坏的性质也可分功能性损坏和结构性损坏。在实际中常见的接缝损坏如下:
1、挤碎:这种病害一般出现在横向接缝两侧数10cm宽度内。主要是由于胀缝内的滑动传力杆位置不正确,或者是滑动端的滑动功能失效,以及在施工时胀缝内局部有混凝土搭连,胀缝内落入坚硬的杂屑等,阻碍了板的伸长,使混凝土在膨胀时受到较强的挤压应力,已超过混凝土的抗剪强度,从而使混凝土板边发生剪切挤碎。
2、起拱:混凝土面板膨胀受阻时,接缝(主要是胀缝)两侧的面板突然向上拱起。这是由于混凝土板收缩时缝隙张开、填缝料失效、坚硬的碎屑等杂物塞满缝隙,使板面在膨胀时不能恢复原位,从而产生较大的热压应力,导致纵向压曲失稳,板面向上拱起。
3、错台:就是横向接缝两侧面板出现竖向相对位移。当膨胀下部嵌缝板与上部缝隙未对齐,或胀缝两侧混凝土壁面不垂直,缝旁侧面板在伸胀挤压过程中,上下错开而形成错台。如果地面水从接缝渗入,造成公路基础软化,接缝传荷能力不足,传力效果降低,致使交通量基础承载力在横向各幅板上分布不均,各幅板面沉陷不一,从而缝隙间也会产生错台。
4、唧泥:就是车辆行经接缝时,由缝内喷溅出稀泥浆。主要是由于基层塑性变形与面层板脱离,地面水沿接缝下渗,长期积累在空隙内,然后在轮载作用下,将积水与浸湿的细料混搅成泥浆,再沿接缝喷溅而出。唧泥的出现,又使面板边缘部分失去支撑,造成离接缝1.5m~1.8m处的面板产生横向裂缝。
常见的混凝土板出现横向或纵向断裂,大都是由于板太薄,承载力又不断加大,荷载次数超过允许值,以及板的平面尺寸过大,温度翘曲应力超限,公路基础塑性变形,造成板底脱空等都会损坏混凝土板结构的整体性,使板丧失应有的承载力。
二、水泥混凝土路面主要改造方法
与沥青混凝土路面相比,水泥混凝土路面的修复较为困难。目前,国内外主要采用3种大修措施对水泥混凝土路面进行维修改造,分别是挖出重铺法、加铺新水泥混凝土面层法、加铺沥青混凝土面层法。
挖出重铺法是将原混凝土板破碎、挖除、清运后,对原基层夯实处理或加铺新的基层,再重新铺筑一定厚度的水泥混凝土或沥青混凝土路面的改造技术。该方法工程量大,造价较高,周期较长,对交通影响较大,而且大量破碎的混凝土废料难以处理,对环境影响较大。少量实施可以,大规模实施需要考虑选择合适的弃渣场,不值得提倡。
加铺新水泥混凝土面层法,是对原混凝土路面进行病害处治后再加铺一定厚度的水泥混凝土面层的改造技术。该方法加铺混凝土厚度一般较厚,造价较高,施工周期较长,对于水泥混凝土路面存在的易产生裂缝、易渗水、行车噪音大、舒适性相对较差以及养护维修难度大、养护费用高等问题仍未解决。
加铺沥青混凝土面层法,又称“白+黑”法,是对原混凝土路面进行一定病害处治后再加铺一定厚度的沥青混凝土面层的改造技术。该方法能较好地改善旧混凝土路面的使用性能,同时充分利用旧混凝土路面已有的承载能力,造价低,施工方便,而且对交通和环境影响较小。
上述3种方法优缺点明显。从目前国内使用情况看,加铺新水泥混凝土面层法应用相对较少,加铺沥青混凝土面层法应用较为普遍,而且是路面改建的首选方案。www.tmgc8.com
三、用沥青混凝土改造旧水泥混凝土路面的可行性分析
为确保公路畅通,对于病害的加固补强,更宜于采用沥青混凝土加铺层。因为交通量大的公路,在修复过程中不允许全幅中断交通,而沥青加铺层具有修复周期短,便于施工等优点。如果与其他方法相比,沥青混凝土更显现出它的优势。
沥青混凝土是用沥青作结合料,粘接矿石料而成,是与各类基层组成的路面结构。由于沥青路面采用的是沥青结合料,这种材料富有较强的粘合力,从而提高了混合料的强度和稳定性,使公路路面质量达到经久耐用的良好效果。沥青混凝土路面与水泥混凝土相比,沥青路面具有表面平整无缝隙、耐磨、行车舒适、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便、适应分期修建等特点。
沥青混凝土路面之所以表现出强大的生命力,在公路建设中长盛不衰,就在于这种公路有着独特的优点,归纳起来主要是:有足够的力学强度,有一定的弹性和塑性变形能力,能做到不受任何损坏,同时还有与汽车轮胎较强的附着力,对保证车辆安全行驶有着更特殊的作用,有高度的减振性,又能保证车辆行驶平稳安全,又不扬尘,容易清扫等特点,有利于保持沿线环保卫生,而且维修简单,且可再生利用。
四、沥青混凝土在改造旧路面中的作用
公路建设是一项基础设施建设,是我国经济发展重要标志之一。在改造旧水泥混凝土路面中,除一些常见的通用做法外,关键掌握好四个字,即破、压、摊、接。
“破”就是对原有旧水泥混凝土进行破碎。由于旧混凝土路面病害多,不能直接加铺沥青混凝土,必须先采取破碎稳固技术对其进行加固处理。
1、做好结构物调查。因为破碎的冲击力会对其直接作用的结构物造成破坏。所以在破碎施工前,对于深埋在1 m以内的隐蔽工程,施工前必须标明桩号,可采用换板等其他施工措施进行处理。对于桥梁、通道等应破碎到桥头搭板的后端。
2、对水泥混凝土路面损坏情况进行调查处理。根据水泥板病害程度,一般分成两种情况进行处理:a.板体断裂或边角缝隙破碎,但板体无明显沉陷,板与板之问也没有明显错台。这种情况,一般可以通过破碎机的破碎,夯实加固就可以直接破碎施工。b.水泥板端裂碎情况严重,板与板之间发生明显错台,板体沉陷,甚至出现唧浆等情况,病害较为严重。对这类情况必须挖除,将基层松散部分清除于净,然后用速凝混凝土回填,待混凝土达到一定强度后,方可进行破碎施工。
“压”就是对破碎后的混凝土进行碾压。水泥混凝土路面破碎完毕后,应将所有松散的填缝材料以及其他杂物清除干净。对超过5cm的凹陷应使用密级配碎石进行回填,然后用振动压路机对路面进行碾压,其目的是使路面进一步压实,表面石子进一步破碎均匀,并使路面大致平整。
“摊”就是沥青混合料摊铺。摊铺是用沥青混凝土改造原旧水泥混凝土路面关键的一步,这一关不把握好,往后的工程质量就无从谈起。为做好沥青混合料的摊铺,有4个方面值得注意:1、沥青混合料的运输要尽可能采用大吨位自卸运输车,在运输过程中要做到车辆清洗干净,有覆盖物,以防雨、防漏。车箱底板及周壁要用1:3的柴油和水,防止混合料粘结。沥青混合料运到现场温度必须保持不低于130℃ ~150℃ ,已经开始凝结的混合料不得进入摊铺现场。2、沥青混合料摊铺,一律要采用摊铺机整幅摊铺,在摊铺前,先撒布一层透层油,以稳固水泥混凝土路面在破碎碾压完毕后,表面形成_一层小粒径碎石,防止形成滑动层,沥青摊铺机成梯队作业,其纵向接缝,应在前部已摊铺路段留下10cm~20cm暂不碾压,作为后面摊铺高度的基准,可保持5 cm~10 cm重叠,待最后做跨接缝碾压时,使其重叠痕迹消失;同时注意上下层纵缝应错开15cm以上;为减少施工横缝,每天每层至少要摊铺1.5km为宜。3、机械摊铺,一般不得用人工反复修补,但在下列情况下,可以由人工进行找补,一种是横断面不符合要求或摊铺带边缘局部缺料的,另一种是构造物接头部位缺料的。4、碾压密实。高速公路沥青混凝土碾压,一般都是采用钢轮压路机和轮胎压路机联合作业,分初压、复压、终压三个阶段,碾压的组合和速度都是以试铺时确定的为准。
初压后的沥青混凝土面层不得产生推移开裂等现象,复压后的沥青混凝土表面不留轮迹,终压后达到表面平整光洁,颜色均匀一致,相邻部位的碾压应重叠1/3~1/2轮宽,压路机转向角度不得大于35°。www.tmgc8.com
当天碾压的沥青混合料面层应封闭交通,也不得在路面上停放任何筑路机械和车辆,散落的矿料和杂物都要收拾干净。
“接”就是接缝的处理。横向施工都是采用平接缝,这种缝在摊铺段的端部,用3 m直尺呈悬臂状,以摊铺层与直尺脱离接触处,定出接缝位置,再用切缝机切齐铲除。继续铺装时,应将接缝锯切时留下的浆清洗干净,并涂上少量粘层沥青,摊铺熨平后从接缝处起步方可继续摊铺。接缝处碾压时,用钢轮压路机进行横向压实,先铺路面上跨逐渐移向新铺面层,碾压后用3 m直尺检查平整度,直至达到要求为止。
通过以上分析,用沥青混凝土改造旧水泥混凝土是一种较好的路面维修技术,具有工期短、对交通影响小、修复后路面服务性能好等优点。与挖除重建相比,虽然个别路段要进行调坡或对路面设施进行升高处理或对桥涵结构物进行加固改造,但避免了因路面挖除重建而带来的费用大、工期长、对正常交通干扰大和对环境影响大等问题,并仅需对几种严重病害如断板、脱空板、错台等进行综合处治,社会和经济效益显著。
参考文献:
[1] 贾建文.水泥混凝土路面病害分析[J].山西建筑,2006,02 (13).
[2] 李关寿.旧水泥混凝土路面沥青混凝土加铺层技术综述[J].公路交通技术,2007,04(2).
[3] 廖昌文,金志强.水泥混凝土路面修补技术(修订版)[M].北京:人民交通出版社,1995.
[4] 蔡喜锦.旧水泥混凝土路面罩面[J] 华东公路,2002(2).
[5] 罗晓辉.旧水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层后反射裂缝的防治[J]公路,2004(8).