水泥混凝土路面的病害原因分析及病害处治.doc

水泥混凝土路面的病害原因分析及病害处治科学论坛lCh1n0selenceorl1Tc,shrlolog.yR剖岵w水泥混凝土路面的病害原因分析及病害处治高彦召赵素航陈红伟(河南省平顶山中亚路桥建设工程有限公司河南平顶山467000)【摘要】文章结合平顶山市境内省道$242时南线薛庄段及G311徐西线叶县段,在20世纪末以来修建的水泥混凝土路面出现的各种病害的具体情况,比较系统地介绍了水泥混凝土路面的病害原因分析及病害处治.【关键词】水泥混凝土路面病害原因分析病害处治中图分类号:IU文献标识码:A1009914X(2009)270198-021概述水泥混凝土路面具有刚度大,整体性强,较高的抗折强度,弹性模量和较低的变形能力及水稳定性和温度稳定性均优于沥青混凝土路面,不易出现沥青路面的某些稳定性不足的损坏(如车辙等)等特点.因此,平顶山市在20世纪末以来,对过境公路$242,G311线的个别路段修建了水泥混凝土路面.然而竣工使用几年后我们慢慢发现由于水泥混凝土自身的低韧性,以及需设置接缝等缺点,特别是由于受到所经地区的地质,气候等自然环境多变的影响,加上混凝土路面设计标准不高和建设者们对路基,路面修筑技术的认识不足,工程质量监管机制不完善,养护管理不到位等原因,不少路段竣工交付时,养护前就出现断裂,掉角,表面干裂等病害,随着使用年限的延长,病害逐年增多,为此,有必要针对水泥混凝土路面的常见病害进行仔细分析,找出其产生的原因,并采取有效的预防措施.2水泥混凝土路面常见病害及其原因水泥混凝土路面常见的病害有两类,一是水泥混凝土面板损坏,二是接缝破损,下面就其产生的原因分别作出分析.2.1水泥混凝土面板损坏的原因水泥混凝土损坏可分为纵向裂缝.横,斜向裂缝,掉角,交叉裂缝破碎板,磨耗层层脱落.2.1.1纵向裂缝纵向裂缝主要是由于路基横向不均沉降或板下的不均匀支撑造成的,特别是当路堤从局部洼地通过时,如果路堤两侧没有有效的排水设施,路堤两侧就会产生积水,积水除向地基渗透外,还能渗入路堤下部边部土层中,并通过毛细作用逐渐向上,使路堤上部边部的土层也变湿.由于路堤边部土层的压实度较中间部分差,一旦边部土层变成潮湿,边部土就产生固结变形,路堤形成横向不均匀沉降,在行车荷载作用下,久而久之,路面就会出现纵向裂缝,半填半挖地段路基处理不好,这样也会导致中路产生纵向裂缝.2.5辅助控制系统为了节水,环保和维持烘丝机正常运转,还有辅助控制系统:1,在烘丝机后室装有汽尘抽箱,清扫沉积在过滤网板上的灰尘,在其上设置一台清扫辊电机和压缩空气喷嘴.控制系统要对其驱动.2,除尘系统:为了消除排入大气中的粉尘,烘丝机必须配备除尘器,其作用一是环保需求,二是配合热风系统加快热风流速.3,冷凝水回收系统,便于烟厂回收冷凝水,节约能源:包括冷凝水泵驱动,储水罐水位控制.2.6减少料头料尾的措施减少料头料位采用了五种措施:a,减小排潮阀门的阀位;b,热风进风管加喷蒸汽;C,降低热风风机转速;d,工作在料尾加工时加快烘筒转速,减少料尾在烘筒滞留时间;e,停止蒸汽控制系统,减小甚至关闭蒸汽阀门,使料头,料尾用烘筒余热加热.其中d,e在国外相应机型中已有应用,a,b,C是SH62型烘丝机所特有,可有效减少料头,料尾.在一些烟厂,单班工作在多品种,小批量状态下,减少料头,料尾尤其重要.27解耦控制方案由于许多因素之间存在”耦合”问题,必须进行”解耦”.每当对某个控制系统的一个参数调整时,计算机能够首先根据解耦控制方案,计算出对另外的控制系统某个参数的影响,在稳定其它系统的同时,输出相应的补偿信号,以消除其影响,既使系统更稳定,又使过程能在最佳经济水平上运行.如:烟丝出口水份和烘筒转速之间的解耦控制方案见图7.瑁7烟丝出口水份与烘筒转速解耦控制方案囊1参矗设I及配方设I寰的主蔓参矗方设置表中的主要参数见表1.3.3干燥系数k和温度偏移量TO的设定k,TO是一组非常重要的参数,它与烘丝机的规格,所在地域,加工烟丝的品质,原料产地都有很大关系.一组k,TO参数表征着用特定的烘丝机,在特定的环境下,加工特定烟丝,烘丝机应具备的蒸汽温度与脱水的关系.一般是用试验的方法来确定,比较准确.只有在积累了大量品牌烟丝的参数的基础上才可以用经验法确定,比较简便.四效果经过近两年的生产摸索,得到的不同牌号来料烟丝及整定数据.生产过程技术数据测试记录见表2.从上表.725”62l525口53538.7501.0080.0参考文献1李善莲,王宏生,袁行思.烟草干燥研究进展J.烟草科技,2004,(9):6-92司丙喜,王瑞华,郭宏敏,等.烘丝工序工艺研究J中国烟草学报,2001,(1):6-83陈良元.卷烟生产工艺技术砌郑州:河南科学技术出版社,2002.3:201203三,苎竽优化4梁魏峰,烘丝控制模式的建立与实现J烟草科技,20.3,(2):1617鎏一一一一丝机2004:,LI.自b告?;1一,J.”一3.2配方表7陶永华主编新型PID控制及其应用(第2版)枷.北京:机械工业出版社,2003.7对于每种牌号的烟丝均需要一组配方表与之对应,系统允许用户设置不8王盂效,孙瑜,汤伟,等制浆造纸过程测控系统及工程M北京:化学工业出版社,2003.8大于I2组配方表.每一个配方表内都有8个参数需要用户填写.参数设置及配9国家烟草专卖局卷烟工艺规范M.北京l中央文献出版社,20034:3439198i科技博览C;hia5c贮r虻oandTaChnologyRev相思岭隧道渗漏原因分析与治理措施科学论坛I奎缔(福建省高速公路养护工程有限公司福州350001)【摘要】本文就福泉高速公路相思岭隧道的渗漏治理进行了总结和探讨,分析了渗漏原因,提出了渗漏处理措施,处理效果表明该隧道渗漏治理是成功的,可为今后的隧道防排水处理提供参考.【关键词】隧道渗漏成因治理措施中图分类号:u4文献标识码:d9914X(2009)27-o199-021前言近几年,隧道在公路的建设中经常被采用,尤其在高速公路的建设中,隧道对优化线性和降低造价起到了不可替代的作用,但隧道的渗漏问题却是普遍存在.据有关部门报导,我国已建成的隧道中,存在不同程度渗漏的达90%以上,原因是多方面的,但最主要的原因是没有从根本上解决渗漏问题,这是造成隧道普遍渗漏的主因.目前隧道防水一贯沿用的做法是在一次衬砌之间采用土工布加改性沥青防水卷材(俗称防水板).由于防水板是空铺在二次衬砌与一次衬砌之间,第一防水板很薄,抗穿透力很弱;第二防水板之间要进行搭接.隧道施工是采用快速大面积施工,二次衬砌的钢筋难免会把防水板扎破.一个隧道的防水板面积从几千至几万平方米,难免有搭接不牢的地方,这些被扎破的防水板和搭接不牢的地方均是一个不可控制的未知因素.只有等二次衬砌做完才知道漏不漏.本文下面以福泉高速公路相思岭隧道防渗漏治理工程谈谈相思岭隧道渗漏的成因和治理的实旅方案.2相思岭隧道i|漏情况相思岭隧道位于福泉高速公路主线K256+300处,单洞406米,双洞为812米,由于受地形限制,施工采用连体式施工方式.这种施工方法一旦中墙防水效果差,排水系统堵塞就会造成严重渗漏,而相思岭隧道即属此类情况.经过现场勘验,渗漏点有178处.福泉高速公路有限公司,铁道部十二局,省交通规划设计院对相思岭隧道渗漏十分重视,拟定了相思岭隧道渗漏治理方案,施工时间从2008年7月10日起至2008年9月1O日止,经过将近两个月时间的治理,目前隧道已经彻底解决了渗漏问题,基本达到了高速公路隧道的防渗要求.3渗漏原因分析相思岭隧道位于闽候县与福清市交界的相思岭.长度400米,进口标高i12.51米,出口标高121.O1米,洞宽1O.4O米.隧道进口:上覆含块石粘性土,层厚17米,基岩为花岗斑岩,弱分化,节理发育为II类围岩.隧道出口:上覆粘性土强分化凝灰熔岩和砂岩,厚2O米左右,基岩为弱分化凝灰熔岩和砂岩,为III,类围岩.洞身:微分化花岗斑岩和石英岩二长斑岩.未分化角岩化英安质凝灰熔岩,为,V类围岩,洞身分布条破碎构造带,宽分别为25米和50米左右,属于三类围岩,节理发育,富含裂隙水.从水文,地质条件不难看出,400米长的隧道中这_=二条破碎带是该洞地下水主要供给源,其次是节理发育的花岗斑岩,II类围岩区.由于有:二条破碎带的存在,水源供给是充足的,不下雨主要是层间裂隙水为供给源下雨,由地表水与地下水汇合补给.因此在下雨季节渗漏更为严重,原因就在于此.由于该隧道采用的双洞连体式结构,排水由亩沟排水,从防水构造上看防水板到弹簧盲沟处终止,实际上东西两个洞地下水的流向以拱顶为界向两侧分流,弹簧盲沟要承担东西两洞的全部排水任务.遇到雨季水源丰富(水中难免夹带泥沙),日久天长会造成弹簧盲沟排水不畅.一旦排水不畅,弹簧盲沟区便成了一个富水区.富水区的水以0.2.4Mpa的推力向2.1.2横斜向裂缝路面横,斜向裂缝产生的原因土基强度不够或不均匀混凝土浇注后.缝切割较晚温差大,春秋两季施工的混凝土路面,受白天与晚上的温差较大的影响产生较大的翘曲应力在人工旅工过程中,插入振捣棒时应是梅花形,如果在一个断面插入过多,造成这一断面浆体过多,收缩值大,这个断面很容易出现断裂真空吸水的搭接处,处理不合理,造成混凝土板含水量分布不均匀,中部已达到塑性强度,边部仍呈弹软状态,这样搭接处也容易出现断裂,因施工时不断交通,半幅施工,混凝土浇注在塑性强度时,由于旁边重型车辆的行驶,产生的振动,混凝土板有可能出现裂缝.施工时两车料相接处振捣时没有特别注意,振捣不密度,蜂窝较多,因而形成一个强度薄弱的横断面.也容易在断面上出现裂缝.施工中因养生不及时,出现干缩裂缝,这种裂缝窄,短,浅,尽管它在一般情况下不会影响路面的正常使用,但它降低路面的耐磨性,耐腐蚀性并加剧混凝土的风化,影响使用寿命.2.1.3掉角掉角通长由于胀,缩缝或施工缝填料选择不当,或者填缝料失效,造成路表水沿缝隙下渗,尤其是当板下基层排水不畅,或基层材料细料过多.基层材料耐冲刷性较差时,在车辆荷载反复作用下,真空吸里就会使扳角处产生唧泥,板下被冲刷掏空,造成板角应力集中,基础支撑强度不足,从而导致路面板产生板角断裂.2.1.4交叉裂缝和破碎板公路运输超载严重,路面板厚度不足或强度偏低,板底脱空基层松散或强度不够,土基的不均匀沉降地下水位过高路基液化等都可能会导致路面板出现交叉裂缝或破碎板,另外,当路面出现纵向横,斜向等各种裂缝时,如果养护不及时,路表水沿缝隙进入基层或路基,导致基层和路基浸水软化,在重载反复作用下,裂缝会进一步扩展,久而久之,路面就会产生交叉裂缝,甚至出现破碎现象.2.1.6磨耗层局部脱落磨耗层局部脱落,出现露骨麻面现象,其原因:行驶在路面上的某种车辆机械的金属硬轮,摩擦路面而形成破损施工中,因缓凝剂级配不合理或指标不稳定,造成成型时间超过了初凝时间,造成面层强度损失.在施工中,振捣过后混凝土板不够厚度,为了省事,只拌砂浆找平,或用推擀的方法找平,从而形成一层砂浆层,这地方不仅造成表面水灰比不均匀,出现网裂,在车轮反复作用下,甚至出现脱皮,露骨,如果水泥稳定性能差一些,就很容易出现麻面现象.2.2接缝破损原因接缝是水泥混凝土路面的薄弱环节,出现病害的机率大,类型也多,接缝病害,损坏的形态和影响范围主要包括接缝挤碎,拱起,唧泥和板底脱空,错台,填缝料丧失和脱落.等几种病害.2.2.1接缝挤碎接缝挤碎是指邻近接缝或裂缝约50CM宽度范围内,出现未扩展整个板厚的裂缝或者混凝土分裂碎块,接缝挤碎主要是由于接缝施工不当(包括缝板不垂直上宽下窄,传力杆,拉杆设置不当等),或者因填缝料,剥落,挤出,老化,接缝被硬石子阻塞,则当混凝土伸胀时,混凝土板的上部产生集中压实力,在超过混凝土的抗剪强度时,板即发生剪切挤碎,接缝处两端混凝土强度不一致,由于传力杆的作用,同样会造成混凝土板破碎现象,但这种情况,一般在普通路段上比较少见,多出现在构造物接头部位,此外,板边混凝土振捣不密度,强度降低,或者接缝中渗入水后,导致基层,路基软弱和唧泥,造成沿接缝边缘处板底小范围的脱落,在行车荷载反复作用下,也会导致接缝出现碎裂.2.2.2拱起混凝土板胀缝间距较长,头一至二年混凝土板在伸胀时还不明显.收缩时,因接缝填缝料失效,板缝就会掉进土或石子,加上养护不及时清扫,年复一年的热胀冷缩,板缝一年年加宽,导致混凝土板伸胀时产生的压力大于基层与混凝土板间的摩擦力,但未超过混凝土的抗压强度时,由于板的伸长,在真缝处相邻,两板就会向上拱起.有个别胀缝拱起,落下后因板折断,重叠后有l7厘米之多.据不完全调查,春秋两季,气温较低时施工