南部区域路面水泥混合土道路水破坏剖析和解决办法.doc

南部区域路面水泥悬辊机混合土道路水破坏剖析和解决办法南部区域路面水泥混合土道路水破坏剖析和解决办法 导致水泥混凝土路面发生破坏的原因很多，如超载、水毁、技术条件及其他自然环境等诸多外部因素的影响等，而根据我国国情，水损害导致路面的破坏是主要原因之一。我国公路水毁问题比较普遍并十分严重，给国民经济造成了巨大的经济损失。滚焊机1路面破坏分析1.1路面结构体系某公路路基宽度28m，路面结构形式及厚度为：26cm厚C35水泥混凝土面板17cm水泥稳定砂砾或水泥二灰稳定砂砾基层15cm低剂量水泥稳定砂砾或水泥二灰稳定砂砾底基层，设计时速为120kmh，设计车辆荷载汽超20，挂120，交通量（近期）11294辆d，路面累计设计轴次3319362次车道。1.2路面病害特点（1）部分接缝填料失效。（2）板块角隅断裂现象较多，断裂位置接缝材料剥落严重，且积水严重。（3）断板和严重破碎板较多，基本上都是在前两种病害基础上进一步发展而产生。（4）唧泥现象较多，在病害位置车辆行走时缝隙冒出的水头高达30cm以上，雨后很长时间病害位置仍有唧泥挤出。（5）行车的不均匀碾压造成行车道面板与相邻面板错台。2路面水分析2.1水泥混凝土路面结构层水的来源（1）冬、春季节地下水位升高，路面设计标高较低。（2）路面水从路面“三带”、接缝和裂缝中渗入。（3）毛细管中的水位上升或相互连通水膜中水的垂直运动。（4）路肩、绿化带水的渗入。2.2路面积水原因2.2.1路面结构设计及中央分隔带设置有不利排水公路水泥混凝土路面结构设置为26cm厚C35水泥混凝土面板17cm厚水泥稳定砂砾或水泥二灰稳定砂砾基层15cm厚低剂量水泥稳定砂或水泥二灰稳定砂砾底基层，水泥稳定砂砾基层是一种比较好的基层类型，它的强度高，水稳定性好，能给水泥混凝土面板提供均匀支撑，但它不是透水性基层，难以很快将渗入基层的水排出路基外，同时也不能完全封水。自身水泥的收缩及行车超载作用会产生裂缝，虽然基层上做了沥青封层，但由于封层太薄，渗入基层的水通过基层上的裂缝渗入路基，造成路基土的强度下降，变形增加，从而使路面结构承载力降低，造成路面破坏。高速公路中央设立了中央分隔带，宽度为3m，中央分隔带设置在路面底基层上，两侧为路缘石，中央填土，做成双向坡度15的横坡，上面满铺草皮，使雨水通过横坡排向混凝土路面，这种中央分隔带的设置可以绿化、防眩，路容景观好，司乘人员行车舒适，同时为通信、监控、施救电缆管道的埋设及检修养护提供了方便，但也给路基路面的排水带来不利，因长期的雨水及绿化浇灌使中央分隔带的土体处于潮湿状态，其多余的水就会通过底基层的裂缝渗入路基土体浸泡路基，在行车的反复作用下，造成路基、路面的损坏。2.2.2土路肩渗水及路面边缘排水系统受堵公路水泥混凝土路面排水设计在土路肩下设置宽度为114cm，厚度为7cm的排水层，排水层外包土工布，路面结构的自由水沿板底脱空区渗入路肩排水层通过横向渗流直接排泄到路基坡面外，路肩排水层厚度只有7cm，在路面压浆处理病害时容易被水泥浆充填阻塞，同时排水出口处易于生长杂草或被其他杂物堵塞，从而在使用几年后不再排泄渗入水，而集中积滞在排水层的自由水反而使路面结构特别是路肩部分更易出现损坏。2.2.3接缝渗水部分接缝填料失效，一方面造成地面水从接缝渗入基层中，造成地基承载力降低，同时水在行车荷载作用下，会形成高孔隙水压力和高流速的水流，形成冲刷，造成混凝土板底脱空，造成唧水、唧泥现象，进一步发展造成混凝土板断裂破坏；另一方面是杂质嵌入，从而接缝失去胀缩性能，使板面产生拱胀和断裂，尤其是小粒混凝土石块嵌入胀缝性能时，会导致接缝处板端应力集中，将接缝附近混凝土板挤碎。因此接缝填料失效将引发一系列路面病害。2.3路面结构层处于水饱和状态，在重载频繁作用下，基层条件恶化实践和研究表明，路面过早的破坏在很大程度上是由于水渗入路面结构层引起的。水渗入路面结构层，得不到及时有效排除和处理，就会使得路面结构层长期处于水饱和状态，这是引起路面早期破坏的主要原因。受综合因素、环境、气候等的影响，使得混凝土路面基层条件恶化，导致面层唧泥、裂缝、断板、错台、拱起等各种病害的发生，进而造成混凝土路面破坏，失去其应有的功能。路面结构层长期处于水饱和状态，在重载、水泥混凝土板块收缩应力、翘曲应力等重复作用下，使得路基发生唧泥、冻融现象，路基土不均匀膨胀和沉降，细粒材料的冲刷及流失，导致基层脱空，使混凝土板块支承条件恶化。2.3.1唧泥作用在路基基层处于水饱和状态时，重载压低了受弯的路面板边缘，使得后板回弹时形成真空，这种负压进一步将水泵入业已形成的原始空隙中，车辆载荷再一次作用，挤出空隙中的水和粒料，就产生唧泥现象。唧泥使得细粒材料发生冲刷、流失、移动等产生唧泥病害。细粒材料移动积存在路面板的末端，导致路面的错台、不均匀支撑以及路面板破坏、断裂。细粒材料冲刷、流失，使路面板底沿横向接缝位置脱空，路面板受弯产生横向裂缝；沿路面外边缘位置脱空，使路面板产生纵向扭矩而产生纵向裂缝；板角位置脱空，产生板角断裂缝、沉陷等。2.3.2水冲刷路堤作用一侧为沟、渠的高填方路堤，由于沟、渠中的水对路堤浸蚀坡脚，造成边坡下滑，基层失稳，引起路面纵向裂缝、侧移等病害。2.3.3基层失稳养护规范中提到的常见水泥混凝土路面破坏形式，根据其原因分析基层失稳是板破坏的一个重要原因，而水的作用则是造成基层失稳的一个重要原因。3防治措施3.1水泥混凝土路面水毁处治方法（1）浅层灌浆处理路面唧水、唧泥。对存在唧水现象的脱空层采用灌注普通水泥浆，钻孔深度一般为58cm即底基层底部，对存在唧泥现象的脱空层采用灌注化学水泥浆液，钻孔深度一般为90cm，即钻孔至土层以下深30cm.采取化学水泥浆双液灌注，水泥采用32.5R普通硅酸盐水泥，水灰比为0.510.61，化学材料包含粉剂和液态材料2类，粉剂直接加入水泥搅拌桶中配水泥浆，提高水泥浆的可灌性、流动性，提高水泥浆固结体的早期强度，并与液态材料起协同效应，掺入量为水泥的3；液态材料按比例稀释后用泵压至灌浆管口与水泥浆混合后渗入基层，液体化学材料具有表面活性，防固结收缩控凝能力，渗入量为水泥浆的体积比为10.5，水泥化学浆主要特点是充填性好，有效充填率高，灌入多少浆液就固结多大体积，克服了纯水泥浆固结收缩的缺点，固结时间可调，能根据需要有效地控制浆液的流动范围，保证浆液控制在最有效的范围内；浆液固结强度可在2.510MPa范围调整，早期强度高；浆材耐久性好，不受水侵蚀，可长期使用。（2）设置横向排水管。对于排水不畅的地方每隔10m设置1道横向排水PC管（！50），与中央分隔带相接处设置一小积水井，将水排到路基以外，定期进行疏通。（3）灌缝。加强对水泥混凝土路面日常养护灌缝的控制，采用水泥混凝土灌缝机灌缝，严格按照规范进行灌缝的养护，尤其要加强雨季之前的养护工作。3.2养护防治要求（1）选用优质材料及时封缝是防水关键目前国内采用的封缝材料多为沥青基填缝料、聚氨酯填缝料、聚硫橡胶弹性体，由于各种原因，材料耐久性、耐候性差，材料与接缝容易失粘，一般使用13年就会发生填缝料失效，有些甚至不到1年填缝料就会失效，雨水大量渗入路面造成路面损坏，所以选用优质填缝料至关重要，根据国内外填缝料的使用情况，采用进口硅酮胶封缝不失为一种选择，虽然它的价格昂贵，但用量少，每块板使用进口硅酮胶封缝增加的工程费用为224元，而更换1块水泥混凝土面板费用达到4500元，从经济的角度考虑是比较合算的；另外，及时封缝也很重要，因为一旦填缝料失效，雨水渗入路面，经过一段时间的行车碾压，对路面造成了结构性破坏，此时封缝已无济。（2）应从设计上考虑路面结构内排水首先，从结构层设计上考虑路面结构层排水，设计上可考虑排水垫层，使从基层渗下的水通过排水垫层排出路基外，也可考虑设计透水性基层将渗入基层的水通过透水性基层排出基层外；国外的一些对比分析和试验观察结果表明，设有排水基层的路面，其使用寿命比未设的提高50。另外，中央分隔带的设置要考虑排水，不能将中央分隔带变成一个大的蓄水槽，任由中央分隔带的水通过基层渗入路基内，设计上应在中央分隔带土体内部设置封闭式防渗设施（如隔渗层、渗沟），汇集中央分隔带的渗入水，由横向排水管排出路基之外。（3）从养护上考虑路面结构内排水首先，应该对路面边缘排水系统受堵的路段重新设置路面边缘排水系统，设置由透水性填料集水沟、纵向排水管、横向出水管和过滤织物组成，该系统将渗入路面的自由水，先沿路面结构层间空隙横向流入纵向集水沟和排水管，再由横向出水管引出路基。其次，对排水不良地段，可考虑采用顶管技术增设横向排水管，加快路面结构内排水。另外，对中央分隔带的排水，可考虑从中央分隔带的两侧各设一道渗沟，汇集中央分隔带的渗入水，通过增设的横向排水管排出路基之外。4结语（1）水泥混凝土路面水损害的处理需要及时综合处治。（2）对路面原有的排水体系，要加强纵、横向疏通，不能满足实际要求