水泥混凝土路面的破坏类型与防治PPT课件

水泥混凝土路面的破坏类型与防治 组员 李雨生 刘棒棒 路亦男 马兰 1 水泥混凝土路面常见的病害有两类 一是水泥混凝土板损坏 二是接缝破损 水泥混凝土板损坏的类型 1 纵向裂缝2 横斜向裂缝3 掉角4 交叉裂缝和破碎板5 孔洞6 磨耗层局部脱落 2 断裂破坏实例 板角的断裂和裂缝 横向 纵向均出现裂缝 3 1 纵向裂缝 纵向裂缝通常大多出现在高填方 半填半挖路段 填挖交界以及软土地基路段 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 这样也会导致中路现出现纵向裂缝 此外 有些高速公路采用先填筑超车道和主车道 一半的路基 以保持路线贯通 再填筑其余部分的方法进行施工 实践证明 按这种施工方法修筑路基 其路面产生纵向理解裂缝几乎是不可避免的 采用大型滑模机械摊铺 因前进速度快 振捣棒划沟不能充分振捣 也会产生纵向裂缝 4 2 横斜向裂缝 原因 土基强度不够或不均匀 混凝土浇注后 缝切割较晚 因板底各断面磨擦系数不等 很可能在没割缝前出现混板收缩 拉应力和温度应力集中 并超过当时混凝土的抗拉应力 温差大 春秋两季施工的混凝土路面 白天与晚上的温差较大 一般在7一8 最大可达12 混凝土板的上面 下面对外界温度敏感程度相差也较大 一般在10 左右 因温度的影响产生较大的翘曲应力 现在所修的水泥混凝土路面 所用水泥全部采用建筑指标 至今无有路用指标水泥 只能采用外加剂进行缓凝 其材料指标不稳定 在人工施工过程中 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 骨料下沉集中的分层离析 至使下沉骨料集中 浆体含量少 收缩值小 上层浆体集中骨料少 收缩值大 这个断面很容易出现断裂 5 横斜向裂缝 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 养生不及时 或因路面有纵坡出现养生空白段 至使强度降低 都可出现裂缝 因施工时不断交 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 当路线纵坡超过20 时 应尽量采用上坡为施工前进方向 下坡施工因塌落度原因也会出现裂缝 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 6 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 造成路表水沿缝隙不渗 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 真空吸力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 从而导致路面板出现掉角 路面板的接缝传荷能力差 或在施工中 为了使角部容易振捣 少出现蜂面 特意用些粗骨料少的混凝土 振捣时间又长一些 造成表层浆体过多 骨料下沉集中的分层离析 使其抗折强度降低 反之因振捣不密度 角部侧面有蜂窝麻面 这两种情况在车轮的作有下 很容易出现掉角 7 4 交叉裂缝和破碎板 交叉裂缝和破碎板是水泥混凝土路面的一种严重破坏形式 对行车的安全和舒适性产生较大的影响 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 如此循环 久而久之 路面就会产生交叉裂缝 甚至出现破碎现象 8 5 孔洞 混凝土路面表面呈现破损和孔洞 主要原因是施工质量差 或混凝土材料中夹带朽木纸张和泥块树叶等杂物 还有春季施工 水中夹带冰块造成的 9 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 硬石子等撞击 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 10 接缝破损种类 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 1 接缝挤碎2 拱起3 唧泥4 错台 11 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 12 挤碎实例 13 挤碎的预防和治理 适时清扫路面 做好接缝的养护 清除接缝中的杂物 然后用沥青混凝土补平夯实 如果挤碎比较严重 应根据最大挤碎尺寸 用切割机械开槽 开出正规和直壁的槽形 槽深应根据碎的情况而定 然后清洗槽内杂物并凉干 用沥青砂或密级配沥青混凝土夯实补平 14 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17厘米之多 据调查 春秋两季 气温较低时施工的混凝土路面 因胀量较大 更容易出现拱起现象 路面拱起实例 15 路面拱起破坏的修复 水泥砼路面拱起的修复路面拱起后应按规定尽快进行修复 以确保交通安全和公路畅通 路面拱起后通常采用下述方法进行处理 1 板端拱起但路面完好时 首先用切割机缓慢将被拱起端两侧的各2 3条横缝切宽 切深 释放膨胀压应力 接着切开拱起端 将板块恢复原位 由于板拱起时已是一年中温度最高时 故该处恢复后不应再筑做胀缝 尤其不得筑做宽胀缝 最后按要求进行清缝和填缝 2 板端发生破裂或断裂时 应将相邻最近未破坏的板块的横缝切深 清除已破坏板块 处理被损坏的路面基层 然后重新浇筑新板块 注意新浇筑的砼板强度应比原路面砼强度高 且应按规定进行养护和交通管制 在难于长时间中断交通的路段应考虑采用快硬水泥砼或采用沥青混凝土进行修补 16 3 唧泥唧泥是汽车行经接缝时 由缝内喷溅出稀泥浆的现象在轮载的频繁作用下 基层由于塑性变形积累而同面层板脱空 地面水沿接缝下渗而集聚在脱空的空隙内 在轮载作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆 并沿接缝缝隙喷溅出来 唧泥与断裂的共同破坏 17 唧泥的处理 为了防止水泥混凝土路面唧泥 可采取以下措施 2 1是对未发现唧泥现象的段落 突出一个 堵 字 加强养护 使用灌缝料进行多次重复填堵水泥混凝土面板的各种缝隙 以防止水的渗入 2 2是对已发现唧泥现象但较轻的段落 突出一个 填 字 采取压乳化沥青的方法来进行补救 经调查发现 压乳化沥青有以下三方面的作用 第一 能填充板底的空洞 减少渗积水的存储空间 起到传荷支承作用 并在遭水浸蚀破坏的石灰土上面形成新的封层 防止渗积水对石灰稳定土的继续破坏 第二 乳化沥青在破破乳的过程中 能在水泥混凝土面板的缝隙中形成下大上小的沥青 反楔 有效地阻塞了渗水渠道 起到了良好的防水效果 同时减弱了 渗积水在车轮荷载下产生高压 延长了界面缝的养护周期 节约了养护资金 第三 乳化沥青能固化破坏后形成的石灰土颗粒 防止细集料失散 形成沥青土 18 2 3是对于严重唧泥段采用灌浆加固 第一目的是为了恢复对路面结构的支承 它是通过向这些空隙灌浆而实现的 灌浆加固作为一种预防性维护措施 应在板角刚一出现支承丧失的情况时就尽快地进行 支承丧失的表现是弯沉增大 横向接缝形成错台 交通车道或路肩的接缝和裂缝附近积存细屑 在路面板尚未发生严重裂缝时 灌浆加固是一种比较经济的修复方法 灌浆加固不能矫正沉降 不能提高结构设计能力 也不能消除因板内温 温度变化及板上交通荷载而造成的垂直错台 但是由于空隙被填充 减小了弯沉 恢复了结构的整体性 因此减小了未来发生唧泥以及错台和板断裂的可能性 第二加固机理是在现有混凝土路面设计理论中 我们把混凝土板看作是小挠度弹性薄板 其假定条件是面板与地基间完全接触 不脱空 同时混凝土板是一种脆性材料 抗压强度高 抗弯拉性能差 在正常情况下 面板均匀支承时 无论荷载作用位置 应力都较小 而一旦脱空 板角处由于基础支撑的丧失处于悬臂状态 板内将产生过大的应力 剪力 混凝土板很快达到极限寿命 水泥混凝土板灌浆是通过注浆管 施加一定压力将浆液均匀注入板底空隙 板下基 垫 层中 以充填 渗透 挤密等方式 赶走板底 基层裂隙中的积水 空气后占据其位置 经人工控制一段时间后 浆液将原来的松散颗粒或裂隙胶结为整体 形成一个良好的 结石体 灌浆改善了板底原有受力状态 恢复板体与地基的连续性 达到加固基础 治理病害的目的 19 4 错台产生的原因较多 如错台主要是由以下原因引起的 1 路基基层碾压不密实 强度不足 致使基层在行车荷载作用下发生塑性累积位移 2 局部地基不均匀下沉 3 相邻板间的传荷能力下降 4 水浸入基层 行车荷载使路面板产生泵吸现象 动水将面板与基层间的碎屑抛向后方 把后方的板抬起 错台 错台与断裂的综合破坏 20 错台的预防措施 技规范要求要用模板顶高程控制路面板高程 2 在摊铺 震捣过程中要随时检查模板高程的变化 如有变化