水泥混凝土路面常見的病害有兩類,一是水泥混凝土板損壞,二是接縫破損。
水泥混凝土板損壞的原因:
1、縱向裂縫
縱向裂縫通常大多出現(xiàn)在高填方,半填半挖路段、填挖交界以及軟土地基路段,主要是由于路基橫向不均沉降或板下的不均勻支撐造成的,特別是當(dāng)路堤從局部洼地通過時,如果路堤兩側(cè)沒有有效的排水,設(shè)施、路堤兩側(cè)就會產(chǎn)生積水,積水除向地基滲透外,還能滲入路堤下部。邊部土層中,并通過毛細(xì)作用逐漸向上,使路堤上部邊部的土層也變濕。由于路堤邊部土層的壓實度較中間部分差,一旦邊部土層變成潮濕,邊部土就產(chǎn)生固結(jié)變形,路堤形成橫向不均勻沉降,在行車荷載作用下,久而久之,路面就會出現(xiàn)縱向裂縫,半填半挖地段路基處理不好,這樣也會導(dǎo)致中路現(xiàn)出現(xiàn)縱向裂縫,此外,有些高速公路采用先填筑超車道和主車道,一半的路基,以保持路線貫通,再填筑其余部分的方法進行施工,實踐證明,按這種施工方法修筑路基,其路面產(chǎn)生縱向理解裂縫幾乎是不可避免的。采用大型滑模機械攤鋪,因前進速度快,振搗棒劃溝不能充分振搗,也會產(chǎn)生縱向裂縫。
2、橫斜向裂縫
路面橫、斜向裂縫通常發(fā)生在①填挖相交斷面②新老路基交接處③土基密度不同部位④橋涵通道等構(gòu)造物和路基連接處⑤軟弱地基⑥失陷性黃土等特殊路段。其原因①土基強度不夠或不均勻②混凝土澆注后??p切割較晚,因板底各斷面磨擦系數(shù)不等,很可能在沒割縫前出現(xiàn)混板收縮,拉應(yīng)力和溫度應(yīng)力集中,并超過當(dāng)時混凝土的抗拉應(yīng)力③溫差大,春秋兩季施工的混凝土路面,白天與晚上的溫差較大,一般在7一8℃,最大可達(dá)12℃?;炷涟宓纳厦?,下面對外界溫度敏感程度相差也較大,一般在10℃左右,因溫度的影響產(chǎn)生較大的翹曲應(yīng)力④現(xiàn)在所修的水泥混凝土路面,所用水泥全部采用建筑指標(biāo),至今無有路用指標(biāo)水泥,只能采用外加劑進行緩凝,其材料指標(biāo)不穩(wěn)定。⑤在人工施工過程中,插入振搗棒時應(yīng)是梅花形,如果在一個斷面插入過多,造成這一斷面漿體過多,骨料下沉集中的分層離析,至使下沉骨料集中,漿體含量少,收縮值小,上層漿體集中骨料少,收縮值大,這個斷面很容易出現(xiàn)斷裂。⑥真空吸水的搭接處,處理不合理,造成混凝土板含水量分布不均勻,中部已達(dá)到塑性強度,邊部仍呈彈軟狀態(tài),這樣搭接處也容易出現(xiàn)斷裂,⑦養(yǎng)生不及時,或因路面有縱坡出現(xiàn)養(yǎng)生空白段,至使強度降低,都可出現(xiàn)裂縫。⑧因施工時不斷交,半幅施工,混凝土澆注在塑性強度時,由于旁邊重型車輛的行駛,產(chǎn)生的振動,混凝土板有可能出現(xiàn)裂縫。⑨施工時兩車料相接處振搗時沒有特別注意,振搗不密度,蜂窩較多,因而形成一個強度薄弱的橫斷面,也容易在斷面上出現(xiàn)裂縫。⑩當(dāng)路線縱坡超過20%時,應(yīng)盡量采用上坡為施工前進方向,下坡施工因塌落度原因也會出現(xiàn)裂縫。⑾施工中因養(yǎng)生不及時,出現(xiàn)干縮裂縫,這種裂縫窄、短、淺,盡管它在一般情況下不會影響路面的正常使用,但它降低路面的耐磨性,耐腐蝕性并加劇混凝土的風(fēng)化,影響使用壽命。
3、掉角
掉角通長由于脹、縮縫或施工縫填料選擇不當(dāng),或者填縫料失效,造成路表水沿縫隙不滲,尤其是當(dāng)板下基層排水不暢,或基層材料細(xì)料過多,基層材料耐沖刷性較差時,在車輛荷載反復(fù)作用下,真空吸力就會使扳角處產(chǎn)生唧泥,板下被沖刷掏空,造成板角應(yīng)力集中,從而導(dǎo)致路面板出現(xiàn)掉角,路面板的接縫傳荷能力差,或在施工中,為了使角部容易振搗,少出現(xiàn)蜂面,特意用些粗骨料少的混凝土,振搗時間又長一些,造成表層漿體過多,骨料下沉集中的分層離析,使其抗折強度降低,反之因振搗不密度,角部側(cè)面有蜂窩麻面,這兩種情況在車輪的作有下,很容易出現(xiàn)掉角。
4、交叉裂縫和破碎板
交叉裂縫和破碎板是水泥混凝土路面的一種嚴(yán)重破壞形式,對行車的安全和舒適性產(chǎn)生較大的影響,公路運輸超載嚴(yán)重,路面板厚度不足或強度偏低,板底脫空基層松散或強度不夠,土基的不均勻沉降地下水位過高路基液化等都可能會導(dǎo)致路面板出現(xiàn)交叉裂縫或破碎板,另外,當(dāng)路面出現(xiàn)縱向橫、斜向等各種裂縫時,如果養(yǎng)護不及時,路表水沿縫隙進入基層或路基,導(dǎo)致基層和路基浸水軟化,在重載反復(fù)作用下,裂縫會進一步擴展,如此循環(huán),久而久之,路面就會產(chǎn)生交叉裂縫,甚至出現(xiàn)破碎現(xiàn)象。
5、孔洞
混凝土路面表面呈現(xiàn)破損和孔洞,主要原因是施工質(zhì)量差,或混凝土材料中夾帶朽木紙張和泥塊樹葉等雜物,還有春季施工,水中夾帶冰塊造成的。
6、磨耗層局部脫落
磨耗層局部脫落,出現(xiàn)露骨麻面現(xiàn)象,其原因:①行駛在路面上的某種車輛機械的金屬硬輪,硬石子等撞擊,摩擦路面而形成,破損②施工中,因緩凝劑級配不合理或指標(biāo)不穩(wěn)定,造成成型時間超過了初凝時間,造成面層強度損失。③在施工中,振搗過后混凝土板不夠厚度,為了省事,只拌砂漿找平,或用推搟的方法找平,從而形成一層砂漿層,這地方不僅造成表面水灰比不均勻,出現(xiàn)網(wǎng)裂,在車輪反復(fù)作用下,甚至出現(xiàn)脫皮,露骨,如果水泥穩(wěn)定性能差一些,就很容易出現(xiàn)麻面現(xiàn)象。
接縫破損原因:
接縫是水泥混凝土路面的薄弱環(huán)節(jié),出現(xiàn)病害的機率大類型也多,接縫病害,損壞的形態(tài)和影響范圍主要包括,接縫擠碎,拱起,唧泥和板底脫空,錯臺、填縫料喪失和脫落。等幾種病害。
1、接縫擠碎
接縫擠碎是指鄰近接縫或裂縫約50CM寬度范圍內(nèi),出現(xiàn)未擴展整個板厚的裂縫或者混凝土分裂碎塊,接縫擠碎主要是由于接縫施工不當(dāng)(包括縫板不垂直上寬下窄,傳力桿,拉桿設(shè)置不當(dāng)?shù)龋?,或者因填縫料,剝落,擠出,老化,接縫被硬石子阻塞,則當(dāng)混凝土伸脹時,混凝土板的上部產(chǎn)生集中壓實力,在超過混凝土的抗剪強度時,板即發(fā)生剪切擠碎,接縫處兩端混凝土強度不一致,由于傳力桿的作用,同樣會造成混凝土板破碎現(xiàn)象,但這種情況,一般在普通路段上比較少見,多出現(xiàn)在構(gòu)造物接頭部位,此外,板邊混凝土振搗不密度,強度降低,或者接縫中滲入水后,導(dǎo)致基層,路基軟弱和唧泥,造成沿接縫邊緣處板底小范圍的脫落,在行車荷載反復(fù)作用下,也會導(dǎo)致接縫出現(xiàn)碎裂。
2、拱起
混凝土板脹縫間距較長,頭一至二年混凝土板在伸脹時還不明顯。收縮時,因接縫填縫料失效,板縫就會掉進土或石子,加上養(yǎng)護不及時清掃,年復(fù)一年的熱脹冷縮,板縫一年年加寬,導(dǎo)致混凝土板伸脹時產(chǎn)生的壓力大于基層與混凝土板間的摩擦力,但未超過混凝土的抗壓強度時,由于板的伸長,在真縫處相鄰,兩板就會向上拱起。有個別脹縫拱起,落下后因板折斷,重疊后有17厘米之多。據(jù)不完全調(diào)查,春秋兩季,氣溫較低時施工的混凝土路面,因脹量較大,更容易出現(xiàn)拱起現(xiàn)象。我市混凝土路面的拱起病害,都在使用六年以后。
3、唧泥和板底脫空
唧泥和板底脫空病害是指板接裂縫或邊緣下的基層細(xì)料被滲入并滯在板底的有壓水從縫中或邊緣處唧出,并由此造成板底面與基層頂面出現(xiàn)局部范圍脫空。接縫填縫料失效,基層材料不耐沖刷,接縫傳荷能力差和重載反復(fù)作用是引起唧泥的主要原因。公路排水系統(tǒng)不完善如路面橫坡設(shè)置不當(dāng)或路基排水不暢時。路基、路面被水浸泡時也會使路面產(chǎn)生唧泥現(xiàn)象,進而出現(xiàn)板底脫空;另外由于基層材料局部松散,路基土壓實不均勻或基底不均勻沉降同樣會導(dǎo)致底板出現(xiàn)脫空。
4、錯臺
產(chǎn)生的原因較多,如①當(dāng)脹縫下部接縫板與上部縫隙未能對齊,或賬縫不垂直,則縫旁兩板在伸脹擠壓過程中會上下錯動而形成錯臺②由于水的滲入使基層軟化③傳力桿放置不合理,使傳力效果降低,都會導(dǎo)致錯臺的產(chǎn)生④當(dāng)交通量或基層承載力在橫向各幅上分布不均勻,各幅的沉降不一致,或路基填料土質(zhì)不均勻,地下水位高,碾壓不密實,這三種情況結(jié)合在一起,冬季產(chǎn)生不均勻凍脹,縱縫也產(chǎn)生錯臺現(xiàn)象。
5、填逢料喪失和脫落
在板縫填逢料失效和車輪行走振動的作用下,填縫會被擠出而被車輪帶走。