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水泥混凝土路面常见质量问题及防治措施

中国散装水泥推广发展协会信息网  2022-01-13  来源:

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舒杨波1,何定明2,沈乾洲3,陈浩4,申隐杰5

(1. 陕西投资远大建筑工业有限公司 陕西 西安 710000;2. 重庆松汇新型建材有限公司,重庆 401428;3. 永善县富江混凝土有限公司,云南 昭通 657399;4. 重庆市綦江区朝野混凝土有限公司,重庆 401420;5. 南宁市华腾混凝土有限公司,广西 南宁 530044)

     摘要:水泥混凝土路面具有承载力强、稳定性好、耐久性高、养护费用低、抗滑性能好、利于夜间行车等优点。由于设计、施工及使用过程中各种因素的影响,水泥混凝土路面出现很多质量问题,应采取合格的混凝土、正确的施工工艺,加强施工管理,采取有效措施解决问题,确保水泥混凝土路面满足设计要求,延长路面的使用寿命。

     关键词:水泥混凝土路面;常见质量问题;解决措施

     1 引言

     在公路施工过程中,研究公路水泥混凝土路面施工的相关问题,并分析施工中的重点问题,采用正确的施工工艺,将有效改善公路质量,延长公路的使用寿命,对公路工程的建设发挥重要的作用[1]。受施工质量、使用过程及环境要素的影响,水泥混凝土路面的承载能力随着使用年限增加而逐渐下降,并产生各种病害,病害的处理会付出金钱和时间代价。为了提高道路的服务水平和满足日益增长的公路城市化需求,如何有效预防和治理水泥混凝土路面的病害成为一个需迫切解决的难题[2]。本文通过对水泥混凝土施工过程中存在的问题进行研究,并针对问题提出相应的防治措施,为道路施工人员和维护人员提供参考,以有效改善路面质量,提高行驶安全性并延长道路寿命。

     2 水泥混凝土路面出现问题的原因

     2.1 水泥和混凝土拌合物的问题

     裂缝是水泥混凝土路面施工中常见的质量病害,究其原因较为复杂,原因之一为原材料使用不当。混凝土早期开裂与施工过程中普遍使用的高早强水泥与高早强混凝土密不可分。随着研磨工艺不断发展,水泥的细度越来越细,混合材的种类不断增加,其矿物组成中早强型矿物C3S的含量越来越高,会使得水化速度过快,放热量过大,造成混凝土路面收缩开裂,如果修复不及时,会使裂缝演变成坑洞,对车辆行驶带来安全隐患。为了施工方便,普遍使用高效减水剂和采用大流动性混凝土进行施工,与早前干硬性/塑性混凝土施工相比,大流动性混凝土会使水泥混凝土路面收缩增加一倍以上,导致混凝土表面容易开裂,有害物质随着水渗入到混凝土内部进而破坏内部结构,加之车辆碾压,混凝土面层结构会加速破坏。

     2.2 材料设计和施工原因

     断板是水泥混凝土路面最常见的问题,断板指的是水泥混凝土路面在施工或者使用过程中出现贯穿整个厚度的不均匀裂缝,因为内部压力超出了预期的混凝土强度,将水泥混凝土路面一分为二,或者出现多个裂缝情况,这样整个路面结构就会被破坏,其中包括横断面、纵向断面、斜面断板等。

     在早期阶段,如果水泥地面有裂缝,通常是因为混凝土或水泥强度不合格,以及砂中含过多的泥和有机物造成的。此外,基层标高不准,路面厚度不等,导致面层和基层吸收能不均匀,容易产生偏差和开裂问题发生;还有施工技术问题,比如搅拌、振捣、拌合物温度、浇筑过程等,以及切缝和养生等一系列不合格问题。在使用期间,坏掉的水泥混凝土路面均呈现不规则的构造受到超负荷的承载力,内部出现沉降,随着外界因素不断侵入,给路面造成了更严重的断板问题,相关的方法和处理规则大有不同[1]。

     2.3 强基础对面层的约束作用

     混凝土的自生收缩、温度收缩和干燥收缩等变形受到约束以后会产生拉应力,当拉应力超过混凝土的抗拉强度,就会造成开裂。早期约束应力的发展决定了混凝土早期开裂敏感性。近年来,对于水泥混凝土路面来说,强弱基础一直存在很大的争议。实际工程建设过程中,为了最大限度的承受车辆荷载以及满足长期的强度要求,从设计到施工,往往一味追求强基础。混凝土路面一般都在板下设置坚硬的基层,其目的是通过强基层来提高对路面板的支撑能力。混凝土路面板的厚度一般为200~250mm,为增强路面结构的整体强度,其措施就只有强化基层。但是在“求强”的同时,人们忽略了强基础也会给路面结构造成负面影响。在实际结构中会存在约束问题,路面板混凝土早期强度发展迅速、模量大,变形受基层约束大会产生高应力,会造成混凝土开裂,而切缝切得过浅,后期收缩未发展混凝土即断开,就会从侧面形成进一步约束,加剧开裂。基础越强对面层的约束越大,开裂越严重,路面破坏就越大。

     2.4 麻面、露石

     麻面是指水泥混凝土路面受内部或外界因素影响而形成的粗糙情况,通常是混凝土含气量偏大或路面混凝土施工时下雨引起的。露石是指水泥混凝土路面出现裸露石子的现象,这意味着路面的耐磨性极差,混凝土耐久性太低。混凝土配合比不合理、施工不规范降低了混凝土面层的强度和耐磨能力,车辆行驶后路面迅速磨损或脱落,主要原因是混凝土表面的灰浆不足、水胶比偏大、掺合料掺量偏大或受冻,导致路面混凝土强度不足[2]。

     3 水泥混凝土路面问题的解决措施

     3.1 和易性不佳的解决措施

     根据国家及行业有关规范要求,结合道路的性质、使用要求和施工条件选择合理的水泥品种和减水剂品种,进行混凝土配合比设计及试配验证,并进行严格的质量控制,严格控制计量装置的计量精度,加强原材料进场质量控制和混凝土配合比控制及优化,保证配合比准确无误[3],确保混凝土质量满足施工要求。当材料发生变化时,应根据质量情况进行调整,当砂过于粗时,必须使用更大的砂率,当砂细度模数偏低时应适当降低砂率。

     3.2 断板的解决措施

     3.2.1 早期断板开裂的预防措施

     严格控制原材料进场质量、基层标高、平整度、混凝土配合比和施工工艺,尽快对面板接头进行处理,在基层压实之后,及时浇筑混凝土,以防止基层由于长时间暴露于环境中而产生干缩。如果基层出现裂缝,在浇筑混凝土之前将裂缝修补好,防止面板因反射裂缝而产生开裂。

     3.2.2 使用期的预防措施

     在使用过程中,应充分考虑当地交通状况和地质条件,改善排水系统,严格控制超重车辆的通过。当使用过程中出现断板时,尽快封闭道路,采取相应措施对断板及时养护。

     3.2.3 断板的处理措施

     当出现断板时,应根据断板的情况采用合适的方法进行处理。当一块板被断成三部分以上,就必须更换整个板块。由于板底有不均匀沉降,混凝土板块偏移、错台,整个板块会出现脱空、唧泥,必须注入沥青、水泥浆或水泥砂浆,并将高处磨平。

     3.3 露石的处理措施

     严格控制混凝土的水胶比,合理使用外加剂,混凝土和易性应保持稳定,确保混凝土强度满足设计要求。当出现露石时,采用稀浆封层或沥青混凝土加以处治。

     3.4 接缝维修

     接缝中的旧填缝料和杂物应清除干净。修理胀缝时,应先将热沥青涂刷缝壁,再将接缝板压入缝内。对接缝板接头及接缝板与传力杆之间的间隙,必须用沥青或其他填缝料填实抹平。上部用嵌缝条的应及时嵌入嵌缝条。当相邻车道面板横向位移,纵向接缝张开宽度在10mm以下时,宜采取聚氯乙烯胶泥、焦油类填缝料和橡胶沥青等加热施工式填缝;纵向接缝张开宽度在10mm以上时,宜采取聚氨酯类常温施工式填缝料进行维修[4]。

     4 结语

     水泥混凝土路面的质量问题由许多因素引起的,设计、施工及使用过程中都会产生质量问题。施工管理人员应采取合格的混凝土、正确的施工工艺,加强施工管理,采取有效措施解决出现的质量问题,确保水泥混凝土路面满足设计要求,延长路面的使用寿命,有效降低项目全寿命成本。

     参考文献

     [1]蒋玉飞,李倩,樊晓刚.公路水泥混凝土的路面施工常见的问题及控制分析[J].公路工程,2017,42(05):252-255+261.

     [2]邢志强.水泥混凝路面施工质量控制及缺陷防治措施[J].四川水泥,2020(12):9-10. 

     李少勇.公路旧水泥混凝土路面沥青化改造设计常见问题与分析[J].四川水泥,2020(06):14.

     [2]蒋玉飞,李倩,樊晓刚.公路水泥混凝土的路面施工常见的问题及控制分析[J].公路工程,2017,42(05):252-255+261.

     [3]张少华.公路水泥混凝土路面常见质量问题的成因分析与处理措施[J].科技资讯,2019(06):143.

     [4]江苏省交通厅公路局,水泥混凝土路面技术委员会.公路水泥混凝土路面养护技术规范: JTJ 073.1-2001[S].北京:人民交通出版社,2001.



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