水泥混凝土路面主要常見病害與防治分析

-水泥混凝土常見病害與防治分析內(nèi)容摘要水泥混凝土路面在使用過程中，由于荷載、環(huán)境、設(shè)計(jì)、施工等因素的影響，路面會(huì)出現(xiàn)各種病害，對(duì)于這些病害，若不及時(shí)進(jìn)行維修，往往會(huì)造成水泥混凝土路面使用性能的下降，影響汽車行駛舒適性,以及交通安全。因此研究水泥混凝土路面病害產(chǎn)生的原因，做到在設(shè)計(jì)、施工上能夠預(yù)防病害的產(chǎn)生，并對(duì)使用中可能出現(xiàn)的病害采取適當(dāng)?shù)拇胧┘右灾卫?，具有極為重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。本文根據(jù)漳州市迎賓西路上坂到南靖牛崎頭段G319國道水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)類型及使用情況調(diào)查：(1)系統(tǒng)分析了該段水泥混凝土路面的特點(diǎn)，對(duì)水泥混凝土路面的病害類型進(jìn)行歸納，并對(duì)工程實(shí)踐中幾種常見病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行了較深入的探討、分析；(2)探討了各種因素對(duì)水泥混凝土路面的影響；(3)根據(jù)近幾年G319國道南靖段水泥混凝土路面病害治理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在對(duì)水泥混凝土路面病害原因分析的基礎(chǔ)上，提出了預(yù)防水泥混凝土路面破損，特別是路面開裂的較為實(shí)用的技術(shù)措施，并介紹了工程中幾種常用的水泥混凝土路面破損修補(bǔ)方法。關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面 病害 預(yù)防 維修技術(shù)1.引言1.1問題的提出 我國水泥混凝土路面始建于60年代中期，80年代以來，水泥混凝土路面在全國迅猛發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)資料表明：1980年全國水泥混凝土路面里程為1600km；1990年全國水泥混凝土路面里程為11773km；2001年全國水泥混凝土路面里程飛速發(fā)展到km；2005年底全國水泥混凝土路面里程達(dá)到km；截止2010年底全國水凝土路面已經(jīng)達(dá)到km 。與其他類型路面相比，混凝土路面具有如下明顯的優(yōu)點(diǎn)：(1) 強(qiáng)度高；(2)穩(wěn)定性好；(3)抗侵蝕能力強(qiáng)；(4)有利于夜間行車；(5)養(yǎng)護(hù)費(fèi)用少：一般來說，水泥混凝土路面的損壞多為局部損壞。但無論何種損壞，及時(shí)、合理地進(jìn)行修補(bǔ)是非常重要的。由于結(jié)構(gòu)、施工、環(huán)境及交通因素不同，損壞的狀況、原因也很復(fù)雜?；炷谅访娴男扪a(bǔ)如果不是在對(duì)損壞的原因充分了解的基礎(chǔ)上進(jìn)行，則不可能取得良好的成效。因此，在合理的養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)之前，對(duì)損壞狀況及原因進(jìn)行調(diào)查，以進(jìn)行正確的診斷和分析是必要的。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀 對(duì)于水泥混凝土路面的病害與評(píng)價(jià)，在公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范(JTJ073-2001)中進(jìn)行詳細(xì)的規(guī)定1，它是委托地方交通廳與專門的技術(shù)委員會(huì)對(duì)全國各地混凝土路面的狀況進(jìn)行調(diào)查研究，并經(jīng)過實(shí)踐確定的內(nèi)容和方法，能很好地評(píng)價(jià)水泥混凝土路面現(xiàn)有使用質(zhì)量，并且細(xì)化道路評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)與等級(jí)，為制定水泥混凝土路面的修復(fù)和改造提供了科學(xué)的決策依據(jù)，避免舊混凝土路面維護(hù)的盲目性。七五期間，國家No025課題我國水泥混凝土路面發(fā)展對(duì)策及修筑技術(shù)研究第五分題舊水泥混凝路面維修技術(shù)研究中，僅對(duì)維修材料進(jìn)行了試驗(yàn)研究，目前尚未進(jìn)入實(shí)用性階段，強(qiáng)度評(píng)定、脫空板處理、補(bǔ)強(qiáng)層設(shè)計(jì)與施工等許多研究尚待深化。我國現(xiàn)行規(guī)范對(duì)水泥混凝土路面上加鋪水泥混凝土或鋼纖維混凝土的設(shè)計(jì)做出了規(guī)定，但對(duì)于國外已廣泛應(yīng)用的舊水泥混凝土板上加鋪瀝青類結(jié)構(gòu)方面還沒有設(shè)計(jì)方法，許多工程實(shí)踐只是依靠技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)。因此，開展對(duì)舊水泥混凝土路面維修技術(shù)與瀝青加鋪層設(shè)計(jì)及施工方法研究，具有深刻的工程意義和廣闊的應(yīng)用前景。 楊煜惠、傅智等對(duì)水泥混凝土研究進(jìn)行總結(jié)，他們認(rèn)為將舊水泥混凝土回收利用作為再生集料，不僅節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，而且還節(jié)省工程造價(jià)。將之用于路面基層，從強(qiáng)度和耐久性等方面看是切實(shí)可行的，并且在回顧與總結(jié)了國內(nèi)外再生水泥混凝土集科RCA的研究基礎(chǔ)上，歸納了當(dāng)前RCA的主要研究成果，并提出目前應(yīng)用與研究的幾點(diǎn)建議2-3。 周富杰、孫立軍、張南鷺、葉國錚等把土工布在舊水泥混凝土路面補(bǔ)強(qiáng)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，從分析舊路補(bǔ)強(qiáng)的原理及補(bǔ)強(qiáng)方法開始，介紹了土工布應(yīng)用特性，認(rèn)為使用專用土工布能有效減緩瀝青混凝土上面層反射開裂4-6。 李紅、傅智、周富杰、喬志紅等對(duì)舊水泥混凝土路面病害進(jìn)行分析并研究了其維修對(duì)策。認(rèn)為舊水泥混凝土路面的修補(bǔ)對(duì)加鋪改造工程成敗至關(guān)重要，并結(jié)合舊水泥混凝土路面加鋪改造的工程實(shí)踐，對(duì)舊水泥混凝土路面進(jìn)行了詳細(xì)的調(diào)查,對(duì)板塊病害原因進(jìn)行了分析，提出了維修對(duì)策，取得了良好的效果7-8。 孫家瑛、顧強(qiáng)康、冷培義、李華、繆昌文、金志強(qiáng)等人各自結(jié)合工程實(shí)例，研究了在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層的設(shè)計(jì)與施工，簡要總結(jié)介紹舊水泥混凝土路面加鋪瀝青面層在設(shè)計(jì)、施工和管理，特跳是設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題，同時(shí)根據(jù)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，提出在舊水泥混凝土路面上加鋪瀝青面層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方法9-10。1.2.2國外研究現(xiàn)狀 國外發(fā)達(dá)國家水泥混凝土路面修建歷史較長，在歐美國家高速公路網(wǎng)中，水泥混凝土路面總量占50左右，且絕大多數(shù)水泥混凝土路面使用現(xiàn)狀達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。特別是德國、比利時(shí)等國家的水泥混凝土路面表現(xiàn)出非常卓越的長期使用性能,這與其路面修復(fù)技術(shù)是分不開的。早在六十年代他們便開始對(duì)其維修技術(shù)進(jìn)行技術(shù)研究。隨著交通量的增長及交通組成的不斷變化，其路面結(jié)構(gòu)也不斷得到完善,對(duì)舊水泥混凝土路面評(píng)價(jià)與結(jié)構(gòu)維修技術(shù)的研究持續(xù)至今以美國為例，1985年，聯(lián)邦公路管理局出版了路面修復(fù)手冊(cè)，1988年對(duì)此又進(jìn)行了修訂。1995年在總結(jié)全美研究成果及工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，又分別出版了ACPCC修復(fù)與評(píng)價(jià)指南。日、英、法等國在不同時(shí)期也有類似的研究報(bào)告11。 在美國高速公路網(wǎng)中，水泥混凝土路面經(jīng)過多年使用，州際公路和干線公路路面已進(jìn)入修復(fù)期，調(diào)查分析表明，除正常的疲勞破損外，造成水泥混凝土路面使用質(zhì)量下降的主要原因有：(1)集料不耐久，在伊利諾斯州，集料引起的開裂使路面壽命下降了2070；(2)設(shè)計(jì)不合理，板厚偏薄，未考慮排水等；(3)接縫處置不好，造成碎裂。 相反，采用了排水基層，設(shè)置完全的排水系統(tǒng)、水泥混凝土路肩設(shè)置拉桿、減少板長和傳力桿防銹等措施的水泥混凝土路面使用壽命較長。國外早在上個(gè)世紀(jì)30年代就開始嘗試應(yīng)用瀝青混凝土加鋪層改善舊水泥混凝土路面性能。七十年代末期，RII曾對(duì)含有織物的瀝青混凝土路面進(jìn)行大規(guī)模試驗(yàn)。1995年，美國聯(lián)邦公路管理局為了推廣和規(guī)范土工織物在道路工程中的應(yīng)用，專門出版土工織物設(shè)計(jì)與施工指南。美國在Michigan、California等州采用加筋瀝青混凝土來增加面層的抗拉強(qiáng)度，從而防治由于舊水泥混凝土路面板的移動(dòng)而引起的開裂。Michigan州的試驗(yàn)證明鋼筋網(wǎng)能有效地控制反射裂縫的產(chǎn)生，但這種效果在California及澳大利亞的試驗(yàn)中并不明顯。英國的研究者認(rèn)為，只要精心選擇合適的土工織物并采用合理的施工方法，控制反射裂縫的效果是可以令人滿意的。1.3本文的主要研究內(nèi)容 本文根據(jù)水泥混凝土路面的特點(diǎn)，結(jié)合南靖縣水泥混凝土路面的使用情況，分析水泥混凝土路面病害的類型及產(chǎn)生路面病害的主要原因，對(duì)水泥混凝土路面病害的機(jī)理及其影響因素進(jìn)行分析，尋求適合于當(dāng)?shù)貤l件的水泥混凝土路面破損的防治措施；結(jié)合南靖縣水泥混凝土路面的修補(bǔ)工程實(shí)踐，探討水泥混凝土路面的修復(fù)、路面加鋪技術(shù)及原有水泥混凝土的破碎施工工藝，提出可行的修補(bǔ)技術(shù)方案:(1)根據(jù)水泥混凝土路面的特點(diǎn)，針對(duì)G319南靖段水泥混凝土路面病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析;(2)針對(duì)路面結(jié)構(gòu)的損壞類型，探討水泥混凝土路面破損預(yù)防和修補(bǔ)措施，尋求可行的修補(bǔ)技術(shù)方案和修補(bǔ)材;(3)結(jié)合G319南靖段水泥混凝土路面破損實(shí)際情況，探討瀝青混凝土加鋪及原有水泥混凝土路面破碎工藝，提出較為全面的施工工藝流程及質(zhì)量控制指標(biāo)，從而指導(dǎo)實(shí)際的加鋪施工及施工控制。1.4本文研究的意義 對(duì)G319國道南靖段水泥混凝土路面的研究和實(shí)地考察，綜合分析存在的病害類型，分析病害產(chǎn)生的影響因素，以及研究如何去防治病害的產(chǎn)生。這樣可以給更多的業(yè)主、設(shè)計(jì)或施工單位提供寶貴的意見，是做出來的工程質(zhì)量含量更高，提高路面的使用年限，提高汽車行駛的安全性和舒適性,以及給周邊居民出行的安全感。2.水泥混凝土路面病害類型和分類等級(jí) 水泥混凝土路面病害可分為：斷裂類、豎向位移類、接縫類和表層類四種類型。斷裂類主要指縱、橫、斜向裂縫和交叉裂縫、斷裂板等：豎向位移類主要指沉陷和脹起；接縫類主要指接縫的填縫料損壞、唧泥、錯(cuò)臺(tái)和拱起等；表層類主要指坑洞、露骨、網(wǎng)裂和起皮、粗集料凍融裂紋、修補(bǔ)損壞等12-15。2.1斷裂類病害(1)貫穿水泥混凝土面層的斷裂裂縫，按裂縫出現(xiàn)的方位和面板斷裂的塊數(shù)，分為下列四種病害： 平行或近于平行路面中心線的縱向裂縫； 垂直或斜向路面中心線的橫向或斜向裂縫； 從板角隅到斜向裂縫兩端的距離小于18m的角隅斷裂： 兩條以上裂縫交叉，使板斷裂成3塊以上的交叉裂縫和斷裂板。(2)縱向、橫向或斜向裂縫和角隅斷裂病害，按裂縫縫隙邊緣碎裂程度和縫隙寬度可分為3個(gè)等級(jí)： 輕微罐隙邊緣無碎裂或錯(cuò)臺(tái)的細(xì)裂縫，縫隙寬度小于3mm；或者，填縫良好、邊緣無碎裂或錯(cuò)臺(tái)的裂縫； 中等縫隙邊緣中等碎裂(或)錯(cuò)臺(tái)小于10mm的裂縫，且縫隙寬度小于15ram： 嚴(yán)重鍵隙邊緣嚴(yán)重碎裂或錯(cuò)臺(tái)大于10mm，且縫隙寬度大于15ram。(3)交叉裂縫和斷裂板病害，按裂縫等級(jí)和板斷裂的塊數(shù)可分為3個(gè)等級(jí)： 輕微板被輕微裂縫分割成23塊； 中等板被中等裂縫分割成3-4塊，或被輕微裂縫分割成5塊以上：嚴(yán)重板被嚴(yán)重裂縫分割成4-5塊，或被中等裂縫分割成5塊以上。2.2豎向位移類病害 水泥混凝土面層的豎向位移，按產(chǎn)生原因的不同可分為沉陷和脹起兩種病害。沉陷和脹起病害，按其對(duì)行車的影響可分為下列3個(gè)輕重程度等級(jí)： 輕微車輛以限速駛過時(shí)僅引起無不舒適感的輕微跳動(dòng)； 中等車輛駛過時(shí)有產(chǎn)生不舒適感的較大跳動(dòng)； 嚴(yán)重車輛駛過時(shí)產(chǎn)生過大的跳動(dòng)，引起嚴(yán)重不舒適或不安全。2.3接縫類病害(1)水泥混凝土路面板接縫處的損壞，按損壞的形態(tài)和影響范圍可分為接縫填縫料損壞、縱向接縫張開、唧泥和板底脫空、錯(cuò)臺(tái)、接縫碎裂、拱起等六種病害。(2)接縫填縫料損壞，按填縫料出現(xiàn)老化、擠出、缺損的情況，可分為3個(gè)等級(jí)： 輕微整個(gè)路段接縫填縫料情況良好，僅有少量接縫出現(xiàn)上述損壞； 中等整個(gè)路段接縫填縫料情況尚可，l，3以下的接縫長度出現(xiàn)上述損壞，水和硬質(zhì)材料易滲入或擠入； 嚴(yán)重接縫填縫料情況很差，113以上的接縫長度出現(xiàn)上述損壞，水和硬質(zhì)材料能自由滲入或擠入，填縫料需立即更換。(3)縱向接縫張開病害，按接縫的張開量可分為2個(gè)等級(jí)： 輕微接縫張開10mm以下； 嚴(yán)重接縫張開10mm以上。(4)唧泥和板底脫空病害，可分為2個(gè)等級(jí)： 輕微車輛駛過時(shí)，有水從板縫或邊緣外唧出，或者在板接(裂)縫或邊緣的鄰近表面殘留有少量唧出材料的沉淀物； 嚴(yán)重在板接(裂)縫或邊緣的表面殘留有大量唧出材料的沉淀物，車輛駛過時(shí)，板有明顯的顫動(dòng)和脫空感。(5)錯(cuò)臺(tái)病害，按相鄰板邊緣的高差大小可分為3個(gè)等級(jí)： 輕微昔臺(tái)量小于5mm； 中等錯(cuò)臺(tái)量5-10mm： 嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)量大于10mm(6)接縫碎裂病害，按碎裂范圍和程度可分為3個(gè)等級(jí)： 輕微碎裂僅出現(xiàn)在接縫或裂縫兩側(cè)8em范圍內(nèi)，尚未采取臨時(shí)修補(bǔ)措施： 中等褲裂范圍大于8cm，部分碎塊松動(dòng)或散失，但不影響安全或危害輪胎； 嚴(yán)重影響行車安全或危害輪胎。2.4表層類病害(1)水泥混凝土面層的表層損壞，可分為磨損和露骨、紋裂、網(wǎng)裂和起皮、活性集料反應(yīng)引起的網(wǎng)裂、粗集料凍融裂紋、坑洞等六種病害。(2)磨損和露骨病害，按磨損或露骨的深度分為2個(gè)等級(jí)： 輕微磨損、露骨深度小于等于3mm； 嚴(yán)重磨損、露骨深度大于3mm。(3)紋裂、網(wǎng)裂和起皮病害，按是否出現(xiàn)起皮和起皮病害的面積，可分為3個(gè)等級(jí)： 輕微板的大部分面積出現(xiàn)紋裂或網(wǎng)裂，但表面狀況良好，無起皮； 中等板出現(xiàn)起皮，面積小于等于混凝土板面積的10； 嚴(yán)重板出現(xiàn)起皮，面積大于混凝土板面積的10。(4)活性集料病害可分為3個(gè)等級(jí)： 輕微板出現(xiàn)網(wǎng)裂，面層可能變色，但未出現(xiàn)起皮和接縫碎裂； 中等出現(xiàn)起皮和(或)接縫碎裂，沿裂縫和接縫有白色細(xì)屑； 嚴(yán)重出現(xiàn)起皮和(或)接縫碎裂的范圍發(fā)展到影響行車安全或危害輪胎，路表面有大量白色細(xì)屑。(5)集料凍融裂紋病害可分為3個(gè)等級(jí)： 輕微裂紋出現(xiàn)在縫或自由邊附近0.3m范圍內(nèi)，縫未發(fā)生碎裂； 中等裂紋出現(xiàn)在縫或自由邊附近，范圍大于0.3m，受影響區(qū)內(nèi)縫出現(xiàn)輕微或中等碎裂； 嚴(yán)重裂紋影響區(qū)內(nèi)裂縫出現(xiàn)嚴(yán)重碎裂，不少材料散失。(6)坑洞病害不分輕重程度等級(jí)。(7)修補(bǔ)損壞病害，按修補(bǔ)處再次出現(xiàn)的損壞情況可分為3個(gè)等級(jí)： 輕微輕微破損，或邊緣處有輕微碎裂； 中等輕微裂縫或車轍、推移，邊緣處有中等碎裂和10mm以下錯(cuò)臺(tái)； 嚴(yán)重出現(xiàn)嚴(yán)重裂縫、車轍、推移或錯(cuò)臺(tái)，需重新進(jìn)行修補(bǔ)。3.水泥混凝土路面破損原因及其防治分析 水泥混凝土路面破損的發(fā)生，可分為外界因素、設(shè)計(jì)因素、施工因素以及各種因素互相影響而引起的。因此，必須充分做好病害統(tǒng)計(jì)資料，查明原因，采取針對(duì)性治理對(duì)策。3.1水泥混凝土路面斷板產(chǎn)生的原因斷板所產(chǎn)生的原因：大都是由于溫度應(yīng)力與荷載應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度后，混凝土路面板就會(huì)產(chǎn)生斷裂并發(fā)展為斷板。可分為以下幾種可能：（1）在施工期間由于混凝土的初期收縮受到阻礙而產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過了混凝土的抗拉強(qiáng)度而引起的橫向裂縫；（2）由于板塊尺寸過大所產(chǎn)生的溫度翹曲應(yīng)力超過了混凝土的抗彎拉強(qiáng)度而引起的橫向裂縫；（3）由于地基的不均勻沉降或地基受侵蝕而使板底出現(xiàn)脫空后，致使應(yīng)力增加而引起的縱向、橫向或角隅斷裂：（4）是由于車輛荷載的多次重復(fù)作用，所產(chǎn)生的重復(fù)荷載應(yīng)力超過了混凝土的疲勞強(qiáng)度而引起的縱向或橫向裂縫3.2裂縫的分類及其產(chǎn)生的原因 裂縫包括縱向、橫向、斜向和交叉裂縫。裂縫損壞是指通底的裂縫將板塊分割為兩塊或三塊，初期可能未貫通板面，但終將發(fā)展為貫通板面。3.2.1表面裂縫產(chǎn)生的原因在水泥混凝土路面施工中發(fā)生的顆粒不均勻分層離析實(shí)際是粗骨料從混合料中分出，集中顆粒下沉，水分向上遷移，從而形成表面泌水。表面泌水的結(jié)果使水泥混凝土路面表面含水量增加，當(dāng)混合料表面水的蒸發(fā)速度比泌水速度快時(shí)，水的蒸發(fā)面就會(huì)深入到混合料表面內(nèi)，水面形成凹面。由于表面凹面較凸面所受壓力大，同時(shí)固體顆粒問產(chǎn)生毛細(xì)管張力，促使顆粒凝集，當(dāng)混凝土表面尚未充分硬化，不能抵抗這一張力時(shí)混凝土表面則出現(xiàn)裂縫。裂縫的發(fā)生時(shí)間大抵與泌水時(shí)間相對(duì)應(yīng)，在混凝土澆筑后數(shù)小時(shí)混凝土表面將普遍出現(xiàn)細(xì)微的、各方向均存在的裂縫，亦即龜裂。3.2.2貫穿裂縫產(chǎn)生的原因水泥混凝土路面貫穿裂縫指貫穿板全厚的裂縫，可分為橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫、交叉裂縫、板角裂縫等。裂縫的產(chǎn)生的原因可分為：(1)基層的影響；(2)材料質(zhì)量不良；(3)混凝土的化學(xué)反應(yīng)；(4)混凝土配合比的影響；(5)施工及養(yǎng)護(hù)不當(dāng)?shù)挠绊懀?.2.3板角斷裂產(chǎn)生的原因板角斷裂是一條垂直通底且與板角兩邊接縫相交的裂縫，從板角到裂縫兩端點(diǎn)間的距離分別等于或小于端點(diǎn)所在板長的一半。板角斷裂通常是由于表面水浸入、地基承載力降低、接縫出現(xiàn)唧泥、板底形成脫空、接縫傳荷能力差、重載反復(fù)作用所引起。3.2.4錯(cuò)臺(tái)產(chǎn)生的原因錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象常常與唧泥、填縫料喪失、路基的不均勻變形等密切相關(guān)。一方面，填縫料的喪失，會(huì)造成路面水的滲入，在車輛荷載的作用下，產(chǎn)生唧泥，隨著唧泥的連續(xù)不斷發(fā)生，路基游離土被不斷帶走，路基表面標(biāo)高不斷降低，產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)，這一點(diǎn)可以從城市道路混凝土路面看得清清楚楚，甚至在無水的情況下，即使無唧泥產(chǎn)生，仍可觀察到車輛通過后土細(xì)粒噴出。另一方面，路基若處理不好，如壓實(shí)程度不同，則通車后會(huì)隨著時(shí)間增長，產(chǎn)生不均勻沉降和變形，也可產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)。3.2.5唧泥產(chǎn)生的原因唧泥是在車輛荷載作用下，面板接縫、裂縫和板邊下部產(chǎn)生的水和細(xì)粒土混合物的強(qiáng)制性位移造成的車輛通過時(shí)基層細(xì)料和水一起從板接縫處擠出，逐漸使基礎(chǔ)失去了支撐能力，在荷載的重復(fù)作用下，最終將產(chǎn)生板斷裂的現(xiàn)象。唧泥產(chǎn)生原因是水泥面板直接鋪筑在細(xì)粒高縮性土和易沖刷的基層上產(chǎn)生的，其結(jié)果一是產(chǎn)生嚴(yán)重的錯(cuò)臺(tái)，二是接縫附近的斷板破壞，這是混凝土路面的主要常見病害。唧泥主要是由于填縫料損壞，雨水下滲和路面排水不良造成的。3.3水泥混凝土路面病害預(yù)防3.3.1接縫處破壞的預(yù)防接縫處是混凝土板體的應(yīng)力分布比較集中的地方，是最容易引起破壞的部位。常見的破壞可分為：錯(cuò)臺(tái)、拱起、板塊活動(dòng)、唧泥、填縫材料的破壞等。其中唧泥現(xiàn)象往往是錯(cuò)臺(tái)，脫空、斷板的誘因，危害是巨大的，應(yīng)在設(shè)計(jì)和施工中盡量采取措施來避免和減少?？刹扇∫韵麓胧╊A(yù)防接縫的破壞161接縫的設(shè)計(jì)：水泥混凝土路面在凝結(jié)硬化過程中具有較大的干縮變形和溫縮變形，從而要求混凝土路面設(shè)置間距很密的脹縫、縮縫及符合施工要求的施工縫，按目前我國現(xiàn)行的公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD402002)規(guī)定16，縱向縫必須與路線中線平行，當(dāng)一次鋪筑寬度大于45m時(shí)，應(yīng)增設(shè)縱向縮縫，并設(shè)置拉桿，若一次鋪設(shè)寬度小于路面寬度時(shí)，應(yīng)設(shè)置縱向施工縫，并設(shè)置拉桿。橫向縫一般有橫向縮縫、橫向脹縫和橫向施工縫幾種形式。 (1)橫向縮縫采用假縫，在特重交通的公路上，宜設(shè)置傳力桿， (2)橫向脹縫：脹縫采用寬度較大的真縫形式，設(shè)置滑動(dòng)傳力桿，并設(shè)置支架或其他方法予以固定。 (3)橫向施工縫：每日施工終了，或澆筑混凝土過程中因故中斷澆筑時(shí)，須設(shè)橫向施工縫，設(shè)在脹縫處的施工縫構(gòu)造。2基層材料的選擇水泥混凝土路面板體下存在松散細(xì)粒土是唧泥產(chǎn)生的原因之一，因此選擇適宜的基層材料，提高基層的抗沖刷能力，是杜絕唧泥現(xiàn)象之根本。公路一般采用強(qiáng)度較高的無機(jī)結(jié)合穩(wěn)定類材料作基層，這樣可杜絕松散細(xì)粒土，給混凝土面板提供均勻支撐，防止唧泥。通過對(duì)混凝土路面使用情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，常用的基層材料有水泥穩(wěn)定碎石、用砂量極少的開級(jí)配貧混凝土、開級(jí)配的瀝青混合料等。此外，通過對(duì)城市運(yùn)營水泥混凝土路面使用情況的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)舊瀝青混凝土路面上直接加鋪水泥混凝土路面的結(jié)構(gòu)形式所產(chǎn)生唧泥的現(xiàn)象較少。其原因是瀝青路面瀝青用量較大，材料空隙率較少，一般占36， 故其抗沖刷能力明顯優(yōu)于半剛性基層材料。3加強(qiáng)排水措施 路面水通過接(裂)縫或板邊縫隙進(jìn)入基層又無法自行排出是產(chǎn)生唧泥的重要原因，采用適當(dāng)?shù)穆访娣琅潘胧┛纱蟠鬁p小唧泥現(xiàn)象的產(chǎn)生。 (1)采用路面排水措施加強(qiáng)路面排水 (2)加強(qiáng)接縫處理 (3)采用合適的路面結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)排水能力 (4)加強(qiáng)中央分隔帶排水設(shè)施建設(shè)4減小荷載應(yīng)力以防止唧泥發(fā)展3.3.2裂縫的預(yù)防 混凝土路面裂縫可分為表面裂縫、貫穿裂縫。而根據(jù)裂縫發(fā)生的時(shí)期又可分為早期裂縫和使用期裂縫。早期裂縫主要是表面裂縫，使用期裂縫是在行使車輛荷載的作用下，加劇應(yīng)力集中而引起原有早期裂縫擴(kuò)展或產(chǎn)生新的裂縫。由于混凝土路面裂縫的產(chǎn)生同時(shí)受到多種因素的影響，其質(zhì)量的控制也應(yīng)根據(jù)氣候、施工條件等實(shí)行綜合控制，不能只注重單方面因素，否則收效甚微，也很難杜絕早期裂縫。1選擇優(yōu)質(zhì)混凝土原材料(1)水泥：對(duì)于特重型交通，可采用硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥和道路硅酸鹽水泥，但其標(biāo)號(hào)必須在425級(jí)以上；對(duì)于中等和輕型交通，也可采用礦渣硅酸鹽水泥，其標(biāo)號(hào)不得低于325級(jí)；(2)細(xì)骨料：采用質(zhì)地堅(jiān)硬、潔凈的河砂或海砂，細(xì)度模數(shù)宜在25以上，級(jí)配應(yīng)符合規(guī)范要求，砂的含泥量應(yīng)控制在3以內(nèi)，其他指標(biāo)符合要求；(3)粗骨料：粗骨料可為碎石或礫石，應(yīng)質(zhì)地堅(jiān)硬、耐久、結(jié)晶，符合規(guī)定級(jí)配，最大粒徑不超過40Inm，含泥量不超過1，硫化物及硫酸鹽含量不超過1，針狀、片狀顆粒不超過15。3.3.3控制混凝土施工質(zhì)量1.混凝土生產(chǎn)控制 施工中嚴(yán)格控制混凝土配合比，混凝土的攪拌時(shí)間要充分，振搗要密實(shí)，出料要均勻，混合料運(yùn)輸距離要短，同時(shí)考慮運(yùn)輸設(shè)備的配制，減少離析都有利于減少路面病害的發(fā)生。2.采用混凝土真空脫水技術(shù) 混凝土振搗完畢，用真空脫水技術(shù)可將混凝土表面及內(nèi)部的游離水和空氣排出，以降低混凝土的孔隙率和水灰比，增加混凝土的密實(shí)度和強(qiáng)度，提高水泥石與骨料的界面結(jié)合力，減少混凝土缺陷適時(shí)收光抹面，在混凝土初凝前進(jìn)行第一次抹面，在終凝前板面無泌水時(shí)實(shí)施第二次抹面收光。3.選擇適宜的切縫時(shí)間實(shí)施切縫 施工階段溫度應(yīng)力大于混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，會(huì)發(fā)生施工斷板，形成溫度收縮裂縫。為了防止施工中的溫度收縮裂縫，準(zhǔn)確掌握切縫時(shí)間很重要，一般以混凝土抗壓強(qiáng)度達(dá)到510MPa為實(shí)施的切縫時(shí)間。切縫時(shí)間還與水泥的品種、氣候溫度、濕度有關(guān)，施工人員可憑現(xiàn)場(chǎng)施工經(jīng)驗(yàn)用指甲在混凝土表面刻劃，若出現(xiàn)灰白色，指甲有磨損感便可進(jìn)行切縫。4.加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù) 路面表層防水養(yǎng)護(hù)膜的形成，可及時(shí)阻止混凝土表層水分蒸發(fā)，從而有效防止混凝土路面因高溫、干燥產(chǎn)生的初期裂縫。3.4水泥混凝土路面破損的處理 根據(jù)水泥混凝土路面破損狀況的調(diào)查分析，找出病害產(chǎn)生的原因。有針對(duì)性的采取措施，遏制病害發(fā)展勢(shì)頭，使水泥混凝土路面路況盡快得到改善。3.4.1 裂縫及斷板的處理及修復(fù) 裂縫出現(xiàn)的程度不同，它對(duì)混凝土路面的破壞程度是不一樣的，輕微的裂縫可能并未引起路面的斷板，但隨著時(shí)間的推移和承受車輛荷載的不斷累計(jì)，原先輕微的裂縫會(huì)發(fā)展和擴(kuò)大，造成很嚴(yán)重的影響，最終產(chǎn)生斷板，其修補(bǔ)以灌縫為主。對(duì)裂縫和斷板的處理，可根據(jù)其損壞程度不同而作不同的處理，一般可分為對(duì)輕微裂縫的裂縫修補(bǔ)、斷面局部斷裂時(shí)的局部修補(bǔ)、裂縫處有嚴(yán)重剝落板被分割成3塊以上及有錯(cuò)臺(tái)或斷裂塊已開始活動(dòng)時(shí)的整板更換等。1整板更換 整板更換的方法就是首先用破路機(jī)(重力式或液壓式)，將斷板嚴(yán)重的板塊全部破碎，整塊板予以鑿除，若基層強(qiáng)度不足或滲水軟化以及有路基不均勻沉降時(shí)，在處置好基層和路基后，再重新澆筑新的混凝土板或采用混凝土預(yù)制板塊，最后用填縫料處理修補(bǔ)塊的縫隙。為了保證處理后的板邊整齊及不破壞相鄰扳塊，可采用“全切法”，即沿?cái)M更換板塊周邊用鋸縫機(jī)將板全厚切斷，其具體工藝為：A.破路機(jī)(重力式或液壓式)法 (1)鋸縫機(jī)沿全厚鋸縫； (2)破路機(jī)對(duì)整板進(jìn)行破碎，并清除； (3)若基層或路基有問題，對(duì)其進(jìn)行處理； (4)水平鉆眼設(shè)傳力桿或拉桿，對(duì)縱向拉桿，鋼筋與鉆孔問填滿結(jié)構(gòu)膠(如國內(nèi)的YZJ-I型及瑞典的喜得利牌等)；對(duì)傳力桿，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范對(duì)傳力桿進(jìn)行端部處理，確保傳力可靠；現(xiàn)澆或預(yù)制新的混凝土板，并養(yǎng)生至開放交通的強(qiáng)度。B.采用靜態(tài)脹裂方法鑿除板塊 (1)鋸縫機(jī)沿全厚鋸縫； (2)按30cmx30cm的孔間距布置梅花型豎向鉆孔； (3)在孔內(nèi)裝入JC-1型靜態(tài)破裂劑對(duì)板塊破碎，并清理； (4)若基層或路基有問題，對(duì)其進(jìn)行處理； (5)水平鉆眼設(shè)傳力桿或拉桿，對(duì)縱向拉桿，鋼筋與鉆孔間填滿結(jié)構(gòu)膠；對(duì)傳力桿，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范對(duì)傳力桿進(jìn)行端部處理，確保傳力可靠； (6)現(xiàn)澆或預(yù)制新的混凝土板，并養(yǎng)生至開放交通的強(qiáng)度。但采用重薪澆筑新的混凝土板時(shí)，若采用常規(guī)材料修復(fù)或更換，則需要較長的養(yǎng)護(hù)期，這樣將勢(shì)必影響交通。3.4.2局部全厚置換 在進(jìn)行板面局部斷裂損壞小塊修復(fù)時(shí)，應(yīng)視斷裂損壞的程度的不同分別進(jìn)行修補(bǔ)。1.對(duì)于斷裂輕微、裂縫有輕微剝落的，但并未貫通，可采用“淺切法”，即先劃線放樣，按劃線范圍將混凝土板面鋸深48cra，鑿除其中之混凝土使其成為長方形凹槽，必要時(shí)也可在剩余底部板上打眼插入短鋼筋頭，以增加新舊混凝土板的整體性：清洗干凈后澆筑摻入快凝剎的混凝土并養(yǎng)生，也可采用鋼纖維混凝土。“淺切法”及表面處理法只能從表面處理，防止水滲入路面基層，無法從結(jié)構(gòu)受力上予以根本解決，從目前處理效果來看并不十分理想，從部分“淺切法”處理后又重新開裂可以得到證明。2.對(duì)于輕微斷裂、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，并在其底部裂縫的兩側(cè)用沖擊鉆沿與中線平行方向，間距3040cm打眼貫穿板厚達(dá)基層表面，然后再清干凈凹槽及孔眼，在孔眼安設(shè)高于保留板面厚度的II字型鋼筋，沖擊鉆頭直徑采用m30mm規(guī)格，II型鋼筋采用螺紋鋼筋制作，安設(shè)后用高標(biāo)號(hào)砂漿填塞孔眼密實(shí)，最后用與原路面相同或高一級(jí)標(biāo)號(hào)的快凝混凝土澆筑至路面平齊，該方法有時(shí)也稱“半切法”。3、對(duì)斷裂較嚴(yán)重、裂縫已貫通板厚且有一定縫寬的斷板，可采用局部全厚修補(bǔ)，即在斷裂兩側(cè)各數(shù)十公分寬度放樣畫線，用鋸路機(jī)將板面全厚切開，形成凹槽，必要時(shí)對(duì)基層做出處理，然后在凹槽邊緣兩側(cè)板厚中央打洞，深度大于10cm，直徑34cm，水平間距3040cm，每個(gè)洞應(yīng)先將其周圍濕潤，插入一根直徑1820mm、長度20cm的鋼筋，然后用快凝砂漿填滿搗實(shí)，待砂漿硬化后澆筑快凝混凝土至路面齊平，也可用鋼纖維混凝土按此方法修補(bǔ)該方法有時(shí)也稱“局部全切法”。3.4.3裂縫修補(bǔ) 對(duì)于斷裂輕微、裂縫無剝落或剝落輕微、縫寬小于3cm的開裂，可采用灌入粘結(jié)劑的方法進(jìn)行修補(bǔ)。該方法關(guān)鍵技術(shù)為粘結(jié)劑的類型和性能，常用的粘結(jié)劑有：(1) 聚胺樹脂灌縫類；(2)環(huán)氧樹脂灌縫科；(3)聚硫環(huán)氧樹脂灌縫料；(4)BL-GROUT高分子粘結(jié)劑；裂縫修補(bǔ)常用的施工方法有：直接灌入、噴嘴灌入、鉆孔灌入、注射器灌入等方法。例如：(1)直接灌入法：適于施工中產(chǎn)生的混凝土收縮裂縫。在開放交通前，若發(fā)現(xiàn)混凝土板塊出現(xiàn)裂縫，則可用聚硫環(huán)氧樹脂灌縫料直接灌注。(2)噴嘴灌入法：適于通車路段冬季裂縫修補(bǔ)。主要操作工藝為：清縫一埋設(shè)灌漿嘴封閉裂縫一配灌漿材料一灌漿一加熱增強(qiáng)。3.4.4接縫類病害的修補(bǔ)接縫的修補(bǔ)：接縫是水泥混凝土板塊的薄弱部位，填縫料老化要立即更換，否則路表水接縫滲入，侵蝕基層。填縫料應(yīng)滿足與水泥混凝土板縫具有較好的粘接力，當(dāng)土伸縮時(shí)，填縫料能與混凝土粘接牢固，而不至從混凝土縫壁上拉脫；具有較拉伸率，能隨混凝土扳脹縮而伸縮，而不至被拉斷；耐熱及耐嵌入性好，在夏溫時(shí)，填縫料不發(fā)生流淌，砂石雜物不易嵌入，保證混凝土板伸脹不受阻；具好的低溫塑性，在冬季低溫時(shí)，不發(fā)生脆裂，仍具有一定的延伸性；耐久性好野外惡劣的氣候條件下，能在較長時(shí)間內(nèi)保持良好的使用性，不過早發(fā)生老化工方便，價(jià)格適中。縮縫施工時(shí)，為保證清縫質(zhì)量，對(duì)雜物充填較多的縱縫，必須用切縫機(jī)切割其它縫也應(yīng)用鐵鉤對(duì)雜物和老化的填料進(jìn)行清理，然后用高壓氣體吹凈。對(duì)加填縫材料，按規(guī)定進(jìn)行熔化，使其具有較好的流動(dòng)性，加熱溫度不宜過高或過低時(shí)間不宜過長，以避免材料老化或流動(dòng)性較差。灌縫應(yīng)在路面干燥及路面板下積水時(shí)進(jìn)行，保證填料與縫壁粘接牢固，且不被高壓水剝離、擠出。根據(jù)填縫質(zhì)，做好施工交通控制工作，待填縫料冷卻后開放交通(一般需30分鐘。3.4.5路面板唧泥的處治 唧泥現(xiàn)象的初期可能并未造成斷板，但由于隨著唧泥長期發(fā)展，可能會(huì)改變板體的支承條件，并進(jìn)一步發(fā)展為斷板，因此不可輕視。唧泥的處治方法比較有效的是板下封堵灌漿，即對(duì)混凝土板下和基層、墊層中的細(xì)小孔隙進(jìn)行灌漿，其主要目的是恢復(fù)對(duì)路面結(jié)構(gòu)的支承。灌漿時(shí)要施加一定壓力，但同時(shí)壓力又不能過大以免使路面板抬高。板下封堵灌漿的關(guān)鍵技術(shù)是灌漿混合料的選擇和配制、灌漿量的估計(jì)和灌漿孔的布置。1.灌漿混合料灌漿混合料應(yīng)能滲入細(xì)的空隙，同時(shí)具有足夠的強(qiáng)度和耐久性。常用材料為粉煤灰水泥混合料并摻入外加劑。粉煤灰摻水泥是一種能承荷載的高強(qiáng)度耐久混合料，粉煤灰的顆粒級(jí)配和球形形狀也使它具有填充細(xì)小空隙所需要的易流動(dòng)性。其常用配比為：水泥：粉煤灰：水=l：3：15， 還可根據(jù)需要適量加入外加劑。2.設(shè)備要求(1)用于混合材料的混合器應(yīng)能使配制的膠質(zhì)混合料處于懸浮狀態(tài)、抗游離稀釋。(2)水泥噴射泵。水泥噴射泵的作用是給砂漿加壓，同時(shí)為了在發(fā)現(xiàn)板體移動(dòng)時(shí)盡快停止灌漿，應(yīng)使用回流管以減少板的移動(dòng)或過度灌漿，采用砂漿回流系統(tǒng)有助于消除砂漿在噴射管內(nèi)的初凝，砂漿的回流一被切斷，管內(nèi)的砂漿就可回流到泵中。3.灌漿孔的靠置鉆孔的分布形式應(yīng)能保證砂漿在一定壓力下流到路面下的所有空隙內(nèi)，孔的布置形式隨水泥混凝路面的不同設(shè)計(jì)類型而變化。4.主要施工工藝確定灌漿位置一鉆砂漿噴射孔一砂漿準(zhǔn)備一灌漿一封孔及抹平一數(shù)小時(shí)后通車。4.G319國道迎賓西路上坂至牛崎頭段改建工程修復(fù)對(duì)策4.1 G319南靖段工程具體內(nèi)容迎賓西路上坂至牛崎山路段改造工程G319南靖段，全程18.4公里，K0+000-K18+400，；起點(diǎn)里程為K0+000（國道319線北環(huán)城路K74+610），位于漳州市薌城區(qū)金峰路與北環(huán)城路交叉處，終點(diǎn)位于牛崎頭山舊線平交路口中，終點(diǎn)樁號(hào)為K18+400，路線全長18.4公里，為平原微丘低丘區(qū)二級(jí)公路（兼市政道路功能），采用60公里/小時(shí)的計(jì)算行車速度進(jìn)行設(shè)計(jì)。38米寬路基段，路幅布置為兩側(cè)綠化帶25米，非機(jī)動(dòng)車道24.5米，側(cè)分帶23米，行車道23米；48.6米路基段，路幅布置為兩側(cè)人行道25米，非機(jī)動(dòng)車道24.5米，側(cè)分帶22.4米，蓋板邊溝1.2+0.6米，行車道23米，橋涵與路基同寬。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用水泥砼路面結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)采取對(duì)該路段進(jìn)行路面局部挖修補(bǔ)，兩邊拓寬工程。4.2產(chǎn)生的原因 因近年來交通量的迅速增長、重載和超載；設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量缺陷造成混凝土路面結(jié)構(gòu)承載能力不足；養(yǎng)護(hù)不及時(shí)加速了路面病害的發(fā)展等諸多原因造成原舊水泥砼路面破損、板體拱起、裂縫斷板、錯(cuò)臺(tái)等直接影響行車的舒適和交通安全。4.3處治方法 為滿足路段交通量增長的需要，確保行車的舒適和安全，以及附近居民的生活及行走安全。為此，設(shè)計(jì)采取對(duì)該路段進(jìn)行路面局部挖補(bǔ)，擴(kuò)寬工程。針對(duì)水泥混凝土路面病害特點(diǎn)，提出了病害的預(yù)防措施和修復(fù)方案：(1)裂縫和斷板的處理及修復(fù)：裂縫出現(xiàn)的程度不同，它對(duì)混凝土路面的破壞程度是不一樣的，輕微的裂縫可能并未引起路面的斷板，但隨著時(shí)間的推移和承受車輛荷載的不斷累計(jì)，原先輕微的裂縫會(huì)發(fā)展和擴(kuò)大，造成很嚴(yán)重的影響，最終產(chǎn)生斷板。對(duì)裂縫和斷板的處理，可根據(jù)其損壞程度不同而作不同的處理，可采用對(duì)輕微裂縫的裂縫修補(bǔ)、斷面局部斷裂時(shí)的局部修補(bǔ)、裂縫處有嚴(yán)重剝落板被分割成3塊以上及有錯(cuò)臺(tái)或斷裂塊己開始活動(dòng)時(shí)的整板更換等幾種方案。(2)錯(cuò)臺(tái)的修補(bǔ)：混凝土路面錯(cuò)臺(tái)的修補(bǔ)應(yīng)根據(jù)錯(cuò)臺(tái)的程度采取不同，采用錯(cuò)臺(tái)切削修補(bǔ)法，鑿低補(bǔ)平修補(bǔ)法、瀝青混凝土修等不同的修補(bǔ)方案。(3)板體拱起的修補(bǔ)：拱起處理應(yīng)根據(jù)具體情況，采