水泥混凝土路面常见病害与施工工艺的关系
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浅谈水泥混凝土路面病害与施工质量控制作者:吕满仓来源:《建材发展导向》2013年第06期摘要:随着时代的变迁,其迅速的发展也带动了我国交通事业的进步,其中水泥混凝土路面以其优越的性能逐渐在道路建设中获得了重要的地位,其运用目前已经非常广泛,然而水泥混凝土路面病害则是无法避免的,在对病害进行处理的同时,注意路面的前期施工质量控制也是保证水泥混凝土路面广泛应用的重要保证。
关键词:水泥混凝土路面;路面病害;施工质量;控制1 水泥混凝土路面的优点随着我国社会的高速发展,目前高等级公路已经得到了质的飞跃,目前国内公路系统的建设已经紧罗密布的展开。
公路建设所包含的关键技术也迅速发展起来,水泥混凝土路面作为其中一种已经得到了广泛的推广,较之其他类型路面,水泥混凝土路面有着明显的优势,以下就集中对其进行介绍:(1)高强度;(2)稳定性强;(3)耐久性好;(4)养护费用少,经济效益高;(5)有利于夜间行车。
2 水泥混凝土路面病害水泥混凝土道路以其独特的优点在公路建设中得到了广泛的运用,然而随着应用的深入,水泥混凝土路面灾害已成了目前困扰人们的一大难题,以下就对常见的水泥混凝土路面灾害进行了总结:2.1 水泥混凝土板损坏。
水泥混凝土板损坏会产生纵向与横斜向裂缝,纵向裂缝多出现与高填方、半填半挖路段、填挖交界以及软土地基路段。
产生的主要原因是因为路基的横向不均匀沉降以及不均匀支撑造成的。
在局部低洼地段,没有必要的排水措施进行预防和处理的话,会产生积水,而且它会渗透至地基直到路堤下部。
横斜向裂缝的产生原因则是非常复杂的,主要包括地基强度变化、混凝土浇筑质量、温度变化、水泥材质等因素的影响,会在水泥混凝土路面填挖相交断面、软弱地基、新老路基交接处等地方出现。
2.2 掉角。
在水泥混凝土道路施工时,会出现由于施工缝填料的不恰当选择造成的掉角。
当填缝料失效,产生的地表水下渗以及下基层排水不畅情况时,基层材料的抗冲刷性就会下降,那么加上车辆荷载的反复作用,使板角应力集中继而造成掉角现象。
水泥路面的病害及处治方法水泥路面是一种具有强度高、稳定性好、养护费用低等优点的高等级路面,然而,就水泥砼路面使用状况而言,仍存在许多问题。
水泥路面病害情况不容乐观,裂缝、严重破碎板等病害情况比较严重,给交通行业带来极大的不便。
认清水泥路面病害情况,分析病害成因是制定切实、有效预防措施和处治方法的基础工作。
本文就水泥路面的病害及其成因进行了分析,并相应的提出了处治方法。
标签:水泥路面;病害;处治方法水泥路面是一种比较适应载重大、密度大的车辆运输需要的高等级路面,具有强度高、稳定性好、耐久性好、养护费用少、经济效益高等优点,因而在公路工程上广泛应用。
水泥路面的应用已经经历了很长时间,给老百姓的交通出行带来了许多方便,是区域经济发展的枢纽。
随着改革开放不断深入,社会经济快速发展,水泥路面的应用范围日益扩增,但是,随着大型、重型车辆的增多,给水泥路面的使用寿命带来了更大的考验。
加强对水泥路面裂缝、断板、错台等各种病害的预防和处治工作对促进经济社会发展、实现社会主义现代化具有重要意义。
1 水泥路面病害的种类及危害1.1水泥路面病害的种类水泥路面的病害主要有裂缝、唧泥、接缝材料破损、沉陷、严重破碎板、板角断裂、错台等。
在路面结构组合合理和路基稳定的情况下,水泥混凝土路面破坏的发展过程一般是:路面出现裂纹、接缝填缝料等病害—板底脱空和板间台—板块断裂。
所以根据病害程度而言,裂缝和接缝材料破损是属于程度较轻的病害,轻型破坏对对行车影响不大,但是水泥混凝土板则已产生不规则的裂纹;沉陷、板角断裂等属于中型病害,中型病害对对车辆行进影响较大,具有较强的安全隐患,维护起来也比较困难;断板和破碎程度严重属于重型病害,重型破坏严重干扰行车安全,部分路段可以说基本报废,必须彻底铲除重建。
水泥路面还具有以下几大特点:一是水泥混凝土板的损坏具有广泛的普遍性;二是损坏发展具有迅速性;三是损坏处理具有复杂性和使资金投入加大。
1.2水泥路面病害的危害不同程度的水泥路面病害具有不同程度的危害。
水泥混凝土路面常见病害和防治措施首先对水泥混凝土路面常见病害开展分析,并重点探讨了有效防治混凝土路面病害的措施。
结论证实:影响水泥混凝土路面质量的因素有很多,为了保证路面的施工质量,操作人员一定要有针对性地开展处理,保证路面的施工质量。
水泥混凝土路面分为很多种,例如有钢筋混凝土路面,预应力混凝土路面以及钢纤维混凝土路面等。
和其他路面开展比照发现,水泥混凝土路面的建设成本非常低,因此受到大范围推广和使用。
但在其施工操作中,容易发生一些病害,因此需要对这些病害开展合理分析,然后有针对性地开展处理,进而提高路面施工的质量。
1水泥混凝土路面常见病害分析1I路面板内损坏病害分析开展道路路面施工时,使用混凝土板面容易发生裂缝,主要原因是使用混合料时里面的水分失去速度过快,然后发生碳化和干缩问题。
除此之外,开展水泥路面施工时,还会出现颗粒不均匀分层离析问题,主要是粗骨料从混合料中发生了分离,剩下的集料颗粒就会出现下沉,里面的水分开始向上移动,这样表面就会发生沁水[1],如果实施有效的处理,路面表面的含水量就会增加,在一定环境下,沁水速度慢于表面水分的蒸发速度,水的蒸发情况就会深入到混合料的表面,在水泥混凝土路面上就出现了凹陷,从而产生非常大的张力。
除此之外,各个固体颗粒之间还会产生非常大的张力,导致颗粒间发生凝集,混凝土如果没有到达一定的硬化强度,就不能有效和张力开展相互作用,最终在表面出现裂缝。
同时,发生裂缝的时间和沁水的时间一般都是相互的,浇筑混凝土道路表面几个小时后,就会先出现一些细小的裂缝,然后逐渐在每一个方向上都出现混凝土龟裂,在干燥的时候这些裂缝开始蔓延扩大,造成更严重的危害。
12接缝位置发生病害分析如果在施工中出现错台问题,便是和路基不均匀变形,填缝料出现损失以及材料质量有很大关系。
处理横向接缝的时候,尤其是在膨胀系数范围内,由于会发生滑动,造成传力杆位置出现不同程度变化,导致一部分滑动出现问题。
水泥混凝土路面主要常见病害与防治分析水泥混凝土路面是道路上常见的路面类型,其重要性不言而喻。
然而,由于长期的使用和外界环境的影响,水泥混凝土路面难免会出现各种病害。
这些病害不仅会影响路面的平整度和使用寿命,还可能危及行车安全。
因此,了解水泥混凝土路面主要常见病害以及相应的防治措施非常重要。
一、主要常见病害1.龟裂:龟裂是指沿着路面断面破碎的细小裂纹。
主要原因包括材料的伸缩不均匀、施工不当、水化热产生应力超过混凝土的强度等。
龟裂会导致路面结构松散和进一步的损坏。
2.泛沙:泛沙是指路面表层的水泥砂浆被冲刷、脱落,露出骨料的现象。
主要原因包括材料质量不合格、施工不当、车流量过大等。
泛沙会导致路面表面粗糙,减少车辆的摩擦力,增加驾驶风险。
3.路面坑洼:路面坑洼是指路面表面出现明显的凹陷,主要是由于路面承载力不足和车流量过大导致的。
路面坑洼会干扰车辆的平稳行驶,增加行车的不稳定性。
4.激波:激波是指车辆通过路面时产生的振动波,主要是由于路面不均匀引起的。
激波会导致车辆产生颠簸感,增加疲劳度和乘坐的不舒适感。
5.空洞:空洞是指路面底部出现腐蚀、掏空或损坏的区域。
主要原因包括路面下部材料不合格、排水不畅等。
空洞会导致路面结构失稳,增加路面的滑动和变形风险。
二、防治措施1.加强前期设计和施工质量管控。
通过合理设计路面结构,选择合适的材料和施工工艺,提高路面的抗裂性能和稳定性。
2.加强材料质量控制。
选用优质的水泥和骨料,控制混凝土配合比的合理性,严格控制水泥混凝土的制备过程,确保材料的质量达标。
3.做好路面养护工作。
及时进行路面养护,包括定期清理和修补路面表面的脱落部分,补充路面表面的损失材料,如水泥浆料等。
4.加强路面水工建筑物的建设。
对于易积水的路段,应适当设置排水设施,确保路面排水畅通,减少水泥砂浆的冲刷和泛沙现象。
5.增加路面支撑强度。
对于车流量大的路段,可以通过增加路面的厚度或者加强路面基底的承载力,提高路面的承载能力和抗压性能。
水泥混凝土路面裂缝产生的原因1 水泥混凝土路面裂缝产生的原因1.1 设计的原因由于水泥混凝土路面设计强度不足(包括板的厚度不足) 在行车荷载作用下,路面板产生断裂。
1.2 施工的原因(1) 施工工艺的影响,由于施工中,对板的切缝不及时,在温度应力作用下产生的早期收缩裂纹(隐缝) 扩展,引起路面板横向出现裂缝; (2) 在材料质量方面以及混凝土拌和、摊铺工艺上存在问题,所引起的混凝土板表面脱皮、剥落使混凝土板强度降低产生的裂缝破坏现象; (3) 材料配合比的影响,砂石料的级配不合理,水灰比偏大,水泥用量不合理,砂偏细等原因都会影响水泥混凝土路面的强度,导致路面产生裂缝。
1.3 路基的原因(1) 路基土体沉降变形与冻胀融沉变形引起的板下脱空,使路面板出现断裂,产生纵、横向裂缝;(2) 路基水文情况不良产生的不均匀冻胀变形,使路面板纵向开裂或板出现错台,造成混凝土板产生裂缝的冻害破坏现象; (3) 地基土质软弱或清汗深度不足,使路基发生整体变形或滑坡,造成的路面板连续出现弧形裂缝和纵向错台现象; (4) 改建与扩建工程,由于路基拓宽出现的不均匀沉降变形,引起路面板连续产生纵向裂缝。
1.4 基层的原因基层强度不足产生的不均匀变形,使路面板出现断裂现象。
1.5 排水不良路面水的渗入,造成含细料的基层在板的接缝处出现唧泥现象,并使板边与板角产生断裂。
1.6 养护的原因由于对路面板接缝、裂缝及破碎部位没能及时修补,大量的雨水、融雪水流入,造成基层破坏和冲空,引起路面板大面积破损和混凝土板出现沉陷造成的裂缝破坏。
1.7 超重车的影响由于超载车辆的行驶,特别在春融期间,路面承受超载车的作用,会加重混凝土板产生裂缝破坏现象。
2 裂缝的防治2.1 防治方法针对裂缝产生的原因,水泥混凝土路面裂缝的防治应从设计、施工、养护和管理四方面着手。
设计时,应正确合理设计水泥混凝土路面。
水泥路面上出现的各种裂缝,除了施工与材料因素外,与结构层的厚度与强度有很大的联系。
水泥混凝土路面常见病害与施工工艺的关系
吕宗义
(福建省南平市公路局,南平353000)
摘要通过对水泥混凝土路面施工工艺与砼路面常见病害的关系分析,寻求改善水泥砼路面施工工艺的方法。
关键词水泥混凝土路面常见病害施工工艺关系
1 前言
近年来随着交通事业的快速发展,水泥混凝土路面修筑的数量越来越多。
特别是在闽北地区,两条国道560多km和5条省道720多km基本上都是水泥混凝土路面,目前正在修建的入闽通道和农村路网改造也基本上是修筑水泥混凝土路面。
然而,已修建的水泥混凝土路面早期出现的啃边、缺角、断板、错台、中缝胀开、唧泥等已严重影响了水泥混凝土路面的使用寿命和道路行车质量,给国家有限的投资造成很大浪费。
根据调查分析,这些病害中有相当一部份与施工工艺有关。
因此,有必要从施工角度研究病害产生的机理,从而寻求改善施工工艺的方法。
2 路面纵、横缝啃边与施工工艺的关系
路面纵、横缝啃边就是路面纵、横缝处砼在汽车荷载作用下局部脱落。
它是目前水泥混凝土路面最常见的病害,也是与施工工艺关系最密切的病害之一。
它的形式有:块状脱落和锯齿形脱落。
2.1 块状脱落
经现场调查和从施工过程分析,在水泥混凝土路面强度达到设计强度的情况下,局部块状混凝土脱落形成啃边,主要是由施工工艺造成的。
它与施工拆模、面板养护、交通管制以及不正确的习惯做法有关。
2.1.1 施工拆模因素
在混凝土路面施工时,由于钢板数量有限,施工队为了连续作业,通常在浇筑完12h左右就把模板拆掉,这时的混凝基本没有强度,很容易受到损伤。
虽然模板拆后不能明显发现破损,但内部损伤的砼在汽车荷载作用后就很容易被破坏而形成啃边病害。
另外拉杆、传力杆等未按水平安装造成拆模困难,拆模工人没耐心,随意用大锤敲打钢模造成拆模后直接缺边,而缺边、缺口未做任何特殊处理就直接补上,通车后必然形成啃边。
2.1.2 面板养护因素
目前对水泥混凝土路面的养护,主要是采用覆盖、浇水方式养护,也就是在浇筑好的面板覆盖一层稻草或旧麻袋,再浇水养护。
这种养护方法本身不存在问题,但施工时常常是重视板中间的养护而忽视板边养护,主要表现在覆盖物未覆盖到板边侧面,浇水时板边水量不足,结果是板边的养护不充分,板边的混凝土强度明显低于板中混凝土强度形成板边应力集中,在重、超载车作用下产生啃边。
2.1.3 交通管制因素
开放交通施工中的交通管制对水泥混凝土路面的施工质量有很大关系。
交通管制不到位而使车辆驶入养护期未到的面板,不仅会使面板断裂,而且还是混凝土路面纵缝啃边的一个因素。
在对双车道公路第二幅混凝土面板进行施工时,当冲卡车辆与正常放行的车队在养护期未到的地段交汇时,由于边上有标示,车辆不敢驶入养护期未到的面板,只能在单幅板上交汇,这时车辆的轮胎就可能正好压在道路中线上,养护期未到的一幅面板板边的强度明显低于已开通一幅面板板边的强度,这样,养护期未到的一幅面板板边就很容易受到损伤,开放交通后就有可能形成啃边现象。
2.1.4 不正确的习惯做法因素
不正确的习惯做法指目前施工中经常被采用的、但又是不正确的做法,就是我们常说的施工通病。
通常有为防止漏浆在钢模上垫塑料膜,传力杆、拉杆安装中未使用支架,在浇筑第二幅混凝土面板时,振动梁、摊铺振平机直接在已浇好的一幅板边上行走等等。
其中,在钢模上垫塑料膜和振动梁、摊铺振平机直接在已浇好一幅板边上行走对路面纵横缝啃边有影响。
为防止漏浆,过去通常的做法是在钢模板上包一层塑料膜,施工时这层塑料膜常常脱落而插入混凝土中,这样就人为地把混凝土面板分层,使混凝土面板边缘一些地方的混凝土不能联成一体,在重、超载车作用下,产生脱落;在施工第二幅面板时振动梁和摊铺振平机直接在已浇好的一幅面板上行走,其结果是振动梁、摊铺振平机直接对已浇好的一幅板边顶角造成磨损和振击破坏,也是路面纵缝啃边的形成因素。
2.2 锯齿型脱落
仔细观察浇筑混凝土路面面板使用的钢模可以发现,钢模板在重复使用后,表面由于锈蚀和沾在模板上的混凝土无法清除干净而变成凹凸状,模板顶边则形成不规则的锯齿状,用这种模板浇筑的混凝土面板板顶边自然也就成了锯齿状。
根据力学应力集中原理,锯齿状板边的齿形混凝土在重载、超载车的多次作用下是很容易被破坏的这也就是形成锯齿型啃边的原因。
3 路面纵缝胀开、错台与施工工艺的关系
路面纵缝胀开指混凝土路面沿公路纵向的缝隙胀开达5~20mm,错台指接缝处、缝两边的路面成了台阶,路面纵缝胀开和路面错台还容易发展为路面纵缝啃边、唧泥,路面错台还严重影响了道路的行车安全。
引起路面纵缝胀开和路面错台的因素有很多,其中与施工工艺有关的因素有拉杆、传力杆安装因素和路面基层施工工艺因素。
3.1 拉杆、传力杆安装因素
由于在原有公路规范中,除了胀缝的滑动传力杆有要求设置支架予以固定外,别的拉杆、传力杆没有这方面的要求。
因此在过去的混凝土路面施工中,很少有在安装拉杆和工作缝的传力杆时用支架固定。
没有支架固定的传力杆和拉杆常常是东倒西歪,伸入混凝土(或伸出钢模)的长度长短不一,根本不能起到传力和连结作用。
这就和水泥混凝土路面设计时的要求产生了很大的差距,在重超载车辆的作用下产生纵缝胀开和错台也就在所难免。
3.2 路面、基层施工工艺因素
在二级公路上对水泥稳定基层进行施工时,通常采用的是半幅施工法,也就是水泥稳定基层混合料先进行半幅摊铺,摊铺整平后压路机在上面碾压。
在压路机碾压这个过程中,由于混合料有一定厚度,摊铺时如未安装模板就一定会有一个摊铺坡度。
这个坡度是具有一定净边的压路机无论如何也压不到的。
在路中压路机压不到的这部份的混合料的压实度明显达不到要求,而这部份又是车辆行走频率最高的地方,时间长了也就很容易形成纵缝胀开和错台。
4 改善水泥混凝土路面施工工艺的方法
通过以上对施工工艺与水泥混凝土路面常见病害关系的分析可以找出水泥混凝土路面施工中存在的问题,改善水泥混凝路面的施工工艺,减少和推迟水泥混凝土路面早期病害的发生,延长水泥混凝土路面的使用寿命。
现就针对以上施工工艺对水泥混凝土路面常见病害的影响,提出如下改善水泥混凝土路面施工工艺的方法:(1)延长水泥混凝路面施工的拆模时间,确保水泥混凝土路面施工的拆模时间在24h 以上。
(2)拆模人员应是有耐心有经验的技术工人,拆装时不准用大锤对钢模进行敲打。
(3)重视水泥混凝土路面板的边缘养护,做到混凝土面板的全面充分养护,并尽可能采用养护膜、养护液等新技术。
(4)加强对开放交通施工的交通管制,禁止车辆冲卡和驶入养护期未到的混凝土面板。
(5)纠正混凝土路面施工中的不正确习惯做法,不用塑料膜垫钢模板,防止漏浆可采用高标号砂浆堵钢模底缝,用6㎝×6㎝泡膜堵拉杆、传力杆钢筋与钢模接缝。
在对第二幅混凝土板进行施工时,须在已浇好的一幅板边上垫一块防振板。
(6)在双幅混凝土路面的第一幅面板施工时,做到中模多放1~2㎝;在对第二幅板进行施工时,把多浇的1~2㎝切除,确保中缝平整顺直,横向施工缝和胀缝施工也必须做到先切边后浇筑;分车道行驶的水泥混凝土路面施工可尽可能做到双幅板同时浇筑,后用切割机从中间切开(按假缝设置)。
(7)在安装纵缝拉杆和工作缝传力杆时,也要和安装胀缝传力杆一样用支架固定。
(8)非全幅施工水泥稳定基层时须安模施工。