第四章-公路水泥混

第四章公路水泥混凝土路面养护与维护 摘要 水泥混凝土路面往往由于各种主客观原因 产生板底脱空 卿泥 裂缝和断板等病害 为了确保水泥混凝土路面的服务能力和使用品质 必须对其使用性能进行评价以制定养护维修方案 本文对水泥混凝土路面养护维修技术做了探讨 第一节水泥混凝土路面养护内容及养护质量标准 一 水泥混凝土路面养护内容1 路肩 路面表面泥土和杂物的清除与清扫2 混凝土面板接缝填料的养护3 路面局部损坏的维修4 路面较大范围损坏的维修5 路面平整度 抗滑能力的恢复6 提高路面承载能力 二 水泥混凝土路面养护质量标准水泥混凝土路面在使用过程中其使用性能会下降 当下降到某一水平时应对其采取养护措施 恢复其使用性能 因此 应当对水泥混凝土路面的使用质量进行定期检查和不定期巡查 凡不符合质量标准的 应及时维修 或有计划地安排大 中修或专项工程 以改善或提高路面的使用性能 恢复和改善工程的质量标准可参照现行 公路工程质量检验评定标准 执行 具体的质量标准见表4 1 第二节水泥混凝土路面常见病害 一 水泥混凝土路面常见病害根据现行 公路技术状况评定标准 中所规定的评价方法 水泥混凝土路面的破损分为11类20种损坏 分别为破碎板损坏 分轻重两级 裂缝损坏 分轻中重三级 板角断裂 分轻中重三级 错台 分轻重两级 边角剥落 分轻中重三级 接缝料损坏 分轻重两级 坑洞 拱起 露骨 唧泥和修补不分级 具体见下表 1 板的断裂路面板内的应力超过了混凝土的强度 板会出现横向 纵向或板角的断裂 严重的会形成破碎板 2 错台由于接缝出渗水 在高速行车条件下造成基层材料反复受到冲刷 板底堆积被冲刷掉的材料 造成接缝一端的面板向上抬起 3 唧泥水泥混凝土板接缝出由于渗水造成基层冲刷或路基湿软 基层或路基材料以泥浆或软塑状从接缝处挤出 4 边角剥落由于接缝和边角处形状较 锐 是路面的薄弱点 在形成荷载和其它因素的作用下 很容易出现破坏 5 接缝料损坏在车轮的碾压和吸力以及板的伸缩作用下 水泥混凝土路面的接缝料会出现损坏 包括接缝料被剥蚀造成接缝料缺失 或出现挤出等现象 严重边角剥落 接缝料失效下渗 6 坑洞由于混凝土材料质量原因 在车轮的反复作用下 混凝土材逐渐被剥离 形成坑洞 7 拱起由于混凝土的热膨胀没有空间释放 造成相邻混凝土面板拱起 8 修补路面铣刨后重新修补情况 二 水泥混凝土路面状况调查和评定为了掌握路面的状况 选择相应的养护措施 制订养护政策 规划养护工程项目 编制养护计划 进行路面大 中修或路面改建设计都需要对路面进行状况调查和评定 水泥混凝土路面状况调查主要包括 1 路面损坏状况2 结构承载能力3 行驶质量4 抗滑能力5 交通状况6 路基和路面排水状况7 路面修建和养护历史水泥混凝土路面状况调查主要有人工调查合肥路面综合检测车调查两种方法 人工调查方法速度慢 病害调查精度差 劳动强度大 由于在路面上作业 往往不能中断交通 存在交通安全隐患 优点是调查费用较低 随着科技的进步和经济水平的不断提高 路面状况的自动检测是发展的必然趋势 路面状况综合检测车系统 通过获取路面表面数字图像 利用自动识别或人工干预识别计算机识别软件实现不同路面损坏类型的识别和系统计算 见图4 13和图4 14 路面破坏状况评价采用路面状况指数PCI进行评价 水泥混凝土路面评价标准 第三节水泥混凝土里面日常养护及病害 一 水泥混凝土路面日常养护水泥混凝土路面日常养护应做好预防性 经常性养护 通过经常的巡视检查 及早发现缺陷 查清原因 采取适当措施 清除障碍物保持路面状况良好 水泥混凝土路面保持路容整洁 清除路面泥土污物 水泥混凝土路面保养的重点在接缝 使接缝保持完好 表面平顺 行车不致产生颠跳 水泥混凝土路面的日常养护主要包括清洁保洁 接缝保养及填缝料更换 路面排水设施养护等 二 水泥混凝土路面病害维修1 裂缝维修 1 当水泥混凝土路面产生宽度小于3mm且边缘无碎裂的轻微裂缝时 可采用直接灌缝措施进行处治 当水泥混凝土路面产生宽度小于3mm 边缘有碎裂的裂缝时 可采取先把裂缝扩大 清缝后再灌缝处治 其方法是凿除缝隙处碎裂路面 将缝隙适当扩大 即顺着裂缝扩大宽成15 20mm沟槽 槽深可根据裂缝深度确定 最大深度不得超过板后的2 3 将槽内杂物清除干净 吹净尘土后 填入粒径3 6mm的清洁石屑 灌入灌峰材料 或用清洁石屑与灌缝用材料按规定的配合比 拌和均匀后灌入缝内 2 灌缝用材料可按加热施工式填缝料中沥青橡胶类 聚氯乙烯胶泥类和沥青玛蹄脂类 或常温施工式填料中聚氨酯焦油类 氯丁橡胶类 乳化沥青胶类中选取 3 对于贯穿路面板全后的大于3mm且小于15mm的中等裂缝 可采取条带罩面法进行修补 其方法是在裂缝两侧各150mm处平行于路面板纵缝或横缝进行切割 并凿除其内混凝土深70mm 于裂缝两侧每隔500mm打一对垂直于路面的鈀钉孔 孔德间距为200mm 深为80mm 鈀钉孔大小应略大于鈀钉直径2 4mm 在两个鈀钉孔之间凿一于鈀钉直径相一致的鈀钉槽 鈀钉用直径16mm螺纹钢制成 鈀钉长200mm 弯钩长70mm 使用前应对鈀钉除锈 在鈀钉内灌入水泥砂浆 方可将鈀钉钉入孔内 然后浇筑新水泥混凝土 养护水泥混凝土强度达到要求后开放交通 4 对于宽大于15mm的严重裂缝可采取全深度补块 全深度补块可分为集料嵌锁法 刨挖法 设置传力杆等方法 集料嵌锁法 集料嵌锁法适用于中轻交通量 按无配筋的水泥混凝土路面的接缝处理 其方法 在需修的混凝土路面位置 平行于缩缝画线 在保留板块边部 沿内侧40mm位置 锯50mm深的缝 另测全深度锯缝 宽度根据裂缝的宽度和裂缝的发展方向确定 破碎并凿除两切缝间的混凝土 将半锯口下的断面凿成毛面并垂直 破碎和凿除混凝土时 不得伤及相邻面板 基层 路肩 清理干净后 如基层损坏 应将基层修复后 重新浇筑混凝土 新浇筑的混凝土的强度不得低于原混凝土的强度 应严格控制混凝土的水灰比 送达工地的最大水灰比宜控制在0 4内 如采用混凝土快速修补材料的 应按其相关要求控制 混凝土24h抗折度不得低于3 0MP 当缝较小时 也可用沥青混合料进行修补 刨挖法 也称倒T形法 当挖除部分较宽时才能实施 其方法是在挖除破板后 在相邻板块的下方基层暗挖150mm 150mm的一块面积新浇水泥混凝土板以传递荷载 设置传力杆 或拉杆 法 该法试用于挖除部分较宽时 此法对较重交通路段效果较好 起到传递荷载的作用 其方法是 挖除破碎板后 原水泥混凝土板未设传力杆或设置的拉杆断裂时 可在保留垂直断面的1 2处钻一个比传力杆 或拉杆 直径大约2 4mm的孔 安装传力杆 或拉杆 适宜用环氧树脂砂浆固定传力杆 或拉杆 传力杆应采用光圆钢筋 其长度的一半应涂以沥青或加塑料套 膨胀处的传力杆应涂以沥青 杆端加套 内留30mm空隙 填以纱头或泡沫塑料 也采用在传力杆的伸出端涂上以少许润滑油 在膨胀处应保持传力杆的伸缩 套子端宜在相邻板中交错布置 传力杆距接缝或自由边的距离一般150 250mm 传力杆如安装倾斜或松动失效 应重新更换 采用全深度补块中的任何一种方法进行修补 都应先用切割机将沿需修补的位置进行全新深度切割 并将两侧凿毛 在破碎 清除旧混凝土过程中不得伤及基层 相邻面板和路肩 宜当日挖除当日浇筑 若当天完不成浇筑的 在其修补位置应做临时填补或设置相关交通安全设施 2 边角修补 1 当板边轻度剥落时 可将剥落的表面清理干净 用沥青混合料或填逢材料补平顺 当板边剥落较严重时 可参照中等裂缝的修补方法进行修补 当板边深度破碎时 可参照严重裂缝的方法进行全深度修补 当板边剥落处在缩缝或胀缝位置时 应分别按缩缝或胀缝的相关要求做好缩缝或胀缝处治 2 板角的修补 首先确定其裂面得大笑和深度 放样并用机械切割成规则形状的垂直面 凿除破碎部分 切割时注意不得切断拉杆或传力杆 如难以全部保留 至少应保留200 300mm的钢筋头 且应长短交错 检查原有传力杆或拉杆是否有效 失效的应切除后重新设置 与原路面接缝的接触面 如为缩缝时 应用塑料薄膜隔离或在接触面上涂刷沥青 防止新旧混凝土黏结在一起 如为胀缝时 应设置接缝板 当板角破损处基层不良时 应先进行基层处治 因面积较小基层无法压实时 可采用C15贫混凝土浇筑基层 振捣密实 再浇灌水泥混凝土路面 其强度不得低于原路面设计强度 新混凝土浇灌后 在新旧混凝土之间切一条3 4mm 深达1 4板厚的接槽缝 并填灌填缝料待混凝土养护达到强度 方可开放交通 如断角很小时 也可采用沥青混合料修补 3 板块脱空处治 1 水泥混凝土板因唧泥原因而引起底板脱空 板底脱空位置和程度可用长杆弯沉仪测定 当5 4m长杆弯沉仪在BZZ 100重型标准汽车作用下 凡弯沉值超过0 2mm的应确定为板底脱空 应注意弯沉仪侧量时弯沉仪与支座不得置于相邻两块板上 2 板底脱空可采用沥青 水泥浆 水泥粉煤灰浆 水泥砂浆等材料进行板底压浆封堵 当采用水泥砂浆灌浆时 灌浆机械压力泵采用压力为1 5 2 0MPa 灌浆作业宜从脱空量大的地方开始 逐步由大到小 当相邻板块接缝中出现冒浆 应停止泵送 待砂浆抗压强度达到3MPa时开放交通 沥青灌注法除需保持干燥外 宜用10 30号建筑沥青 沥青加热溶化温度控制在180摄氏度 灌注压力控制在200 400KPa 压满后停留半分钟拔出喷嘴 用木楔填塞 灌注高温沥青时应注意安全 3 灌浆前需在板上好灌注孔 灌注孔德大小应和灌注嘴的大小一致 一般为50mm左右 灌浆孔遍布设应根据尺寸 下沉量大小 裂缝状况以及灌浆机械设备等确定 灌注孔与面板边缘的距离不应小于0 5m 在同一板上 灌注孔的数量一般为5个 也可根据板面大小尺寸确定 布孔过密将影响板的强度 布孔过少将影响注浆的效果 4 板底灌浆宜选择流动性能高 具有自流密实性能的材料 水泥可用42 5级或52 5级普通硅酸盐水泥或早强水泥等 各项性能指标应符合水泥现行相关规范规定 有条件的地方也可采用粉煤灰取代部分水泥砂宜选用粒径小于3mm的优质河砂 砂的含泥量应小于百分之一 水可用洁净的河水或人畜饮用水 4 唧泥处理水泥混凝土路面唧泥是由于排水不良或地表水从接缝中渗入等原因而引起 同时伴随板底脱空 处治唧泥可采用板底压浆 加深 加宽边沟 及时排除积水 及时修补或更换接缝 增设盲沟降低地下水位等措施 1 板底压浆和修补或更换接缝可参照处治相应病害方法进行 2 在路面外侧路肩设置横向渗沟 横向渗沟设于面板的横缝处 根据路线纵坡 与路面边缘的交角宜在50 90度之间 以利排水 渗沟在与边沟相通 同时注意渗沟的出水口应适当高于边沟水面 以免沟水倒灌 横向渗沟底比水泥板底低50 100mm 渗沟沿路面交界处及四周包裹一层土工织物 沟内填筑碎石 粗砂等透水材料 其上用相同材料恢复路肩 渗沟宽度以150 250mm为宜 设置间距根据水量 板块的长度 边沟的排水状况等因素确定 当路肩较宽时 可在路肩上设置纵向渗沟 并设横向排水管与纵向渗沟相通 渗沟也可用多孔塑料管做 管径一般采用直径为75mm 管壁厚度可根据埋置深度 管上荷载确定 渗沟沿路面交界处和多孔塑料管的四周包一层土工织物 土工织物四周回填粗砂等渗滤材料 排水公园应用无孔塑料管 排水设施完工后 恢复路肩 5 错台的处治 1 错台较轻 板块高差小于10mm 可采用板底灌浆太高法 机械磨平法 人工凿平法进行处治 板底灌浆抬高法适用于基础过软引起的错台 其方法与板底脱空灌浆法相同 根据错台状况确定灌注孔的位置 打好灌注孔 从错台最低处开始灌浆抬高下沉板块 使该板块略低于相邻板块 再灌注其他孔位 如错台最低处仍不平顺 重新补灌先灌的孔位 直到板底灌浆密实 灌浆板与相邻板块的板面平顺为止 机械磨平法是将板块从错台最高处开始 向四周扩展 用机械打磨 边磨用3m直尺找平 直到相邻两板块面齐平为止 磨平后 接缝内的杂物应清除干净 需要补灌的接缝应及时补灌 人工凿平法与机械磨平法相同 只是错台高出部分采用人工凿平的方法进行 凿时板面凿平处的斜面坡控制在百分之一以内 2 当板块高差大于10mm的严重错台 可采用沥青砂或细石子水泥混凝土进行处治 采用沥青砂处治时 应先清除水泥混凝土路面的尘土和杂物 并喷洒一层黏层沥青 用量为0 4 0 6千克每平方米 修补面得斜面坡控制在一百分之一以内 沥青砂填补后 用压路机碾压密实 初期应控制车辆慢速行驶 沥青砂的配合比 含油量 材料应符合 公路沥青路面施工技术规范 JTGF40 2004 的要求 3 但当采用细石子水泥混凝土进行处治时 应将错台下沉板表面凿除20 30mm 修补面得斜面坡度控制阻碍百分之一以内 清除表面杂物和尘土 洒水湿润凿除面 浇筑细石子混凝土 待混凝土达到通车要求强度后开放交通 6 沉陷处理目前 沉陷处理最常用填补或整板翻修两种方法 当水泥混凝土板下沉但没有破碎时 可用水泥或沥青混凝土填补 但水泥混凝土正板沉陷并产生破碎时 应整板翻修 7 拱起的处治拱起产生的原因主要是因胀缝的设置位置 距离或养护不当 接缝内嵌入硬物 板块受热时体积膨胀受阻 不能自由伸展而引起 因此 应加强对接缝的养护 及时清除缝内杂物 当水泥混凝土路面板块产生拱起而板块未造成碎裂 可在拱起部位的接缝两侧 全断面切缝两条 两切缝间距一般为80 100mm 以板块能释放应力恢复平顺为原则 清除切缝间面板 用水泥混凝土或沥青混合料进行修补 待养生达到通车后 开放交通 当板块拱起并在拱起端由碎裂时 可按上述方法将碎裂部分切割 并清除干净 用水泥混凝土或沥青混合料修补平顺 养生后再开放交通 当拱起板块顶裂成破碎板时 应将破碎部分或整块面板全部清除氨基后 重新浇筑水泥混凝土路面板 恢复原状 因胀缝设置不当引起拱起的也可在此增设胀缝 或另行重新设置胀缝 同时应对相邻的接缝进行检查 如有损坏 应用接缝材料进行补灌 9 接缝的维修水泥混凝土路面接缝在使用一段时间后 会产生损坏或疲劳 需进行维修或更换 接缝材料分为密封材料和强力型材料 密封材料技术要求应符合规定 强力力型材料也应符合要求 水泥混凝土路面接缝损坏时 维修宜在晴天或干燥季节进行 并应清除接缝中的旧料和杂物 胀缝维修时 应首先用热沥青涂刷缝壁 再将接缝板压入缝内 对接缝板接头处及接缝板与传力杆之间的缝隙 应用沥青或其他填缝材料填实抹平 当嵌入缝条时应及时嵌入嵌缝条 当用加热式填缝料时宜用灌填机械填灌 气温较低 风力较大 缝内潮湿不宜施工 若无法避免时 应用喷灯将接缝烤热 吹干后进行填灌 使填缝料与缝壁黏结紧密 填灌饱满 当相邻板发生横向位移时 纵向接缝张开时 应予以填灌密实 张开宽度10mm以下时 可用聚氯乙烯胶泥 沥青马蹄脂 沥青橡胶类加热式填缝料 张开度在10mm以上时 可用聚氯酯 氯丁橡胶类常温式填缝料 张开度在15mm以上时 可用沥青砂填实 当接缝处出现碎裂时 应在裂缝外缘 用切割机械平行于接缝进行切割 并沿切割缝清除碎裂的混凝土 吹净尘土 在干燥的缝壁上涂刷与接缝材料相同的材料或沥青 填灌强度高 抗冲击韧性和疲劳性能好的材料 10 表面起皮处治表面起治 应根据公路等级和表面破碎程度 采取不同的材料和施工方法进行