水泥混凝土路面的断板及处理技术

1 水泥混凝土路面的断板分析
1.1 断板定义及分类
所谓刚性路面断板, 是指水泥混凝土板产生横向或纵向贯通裂缝, 使板块整体断裂的现象。断板是水泥混凝土路面最典型的破坏形式, 其危害也是最严重的。水泥混凝土断板, 按裂缝的方向可分为纵向断板和横向断板、水泥混凝土路面断板按其损坏程度分为三类。
(1)轻微断裂: 裂缝无剥落或轻微剥落, 未封缝的裂缝宽度小于 3mm, 已封缝的裂缝宽度不限, 但封缝良好;
(2)中等断裂: 裂缝处有中等程度剥落, 未封缝的裂缝宽度为 3 -25mm, 己封缝的裂缝无剥落, 但填缝料 明显损坏, 板被分割成 3 块以内, 但均属轻微裂缝;
(3)严重断裂: 裂缝处有严重剥落, 未封缝的裂缝宽度大于 25mm, 板被分割成 3 块以上, 裂缝损坏在中等程度以上, 有错台、裂块已开始活动。
1.2 断板的原因分析
(1)路面施工质量控制不严、原材料不满足规范要求, 在车辆荷载及环境因素的重复作用下造成面板断裂;
(2)基层处理不匀, 使路基强度不足、稳定性差, 导致面板断裂;
(3)路面在使用过程中, 面层接缝填封料失效, 混凝土板不能自由伸缩, 板内产生过大拉应力, 引起路面板断裂;
(4)早期细微裂缝未反应到表面, 使用一段时间后, 受行车荷载及温度应力的双重作用, 部分裂缝将逐渐增长、变深, 以致造成面板断裂;
(5)路基及基层排水不良, 长期受水浸泡, 引起路基失稳或强度不足, 使路面产生不规则断裂;
(6)超重车辆的增加也是混凝土路面使用初期开裂断板的重要原因。
2 水泥混凝土路面断板的处理技术探讨
2.1 轻微断裂的处理
对于轻微断裂, 裂缝有轻微剥落的, 先画线放样, 按画线范围开凿成深约 5 -7cm 的长方形凹槽, 刷洗干净后, 用快凝小石子混凝上填补即可。
2.2 较宽裂缝的处理
对于轻微断裂, 但裂缝较宽且有轻微剥落的断板, 应按裂缝两侧至少各 20cm 的宽度放样, 按画线范围开凿成深至板厚一半的凹槽, 此凹槽应与中线垂直, 刷洗干净凹槽, 在凹槽底部裂缝的两侧用冲击钻沿与中线平行方向, 间距 30-40cm, 打眼贯通至板厚达基层表面, 然后再清干净凹槽和孔眼, 在孔眼安设п形钢筋, 冲击钻钻头采用 30 规格,п形钢筋采用 22 螺纹钢筋制作, 钢筋安设完成后, 用高强度水泥砂浆填塞孔眼至密实, 最后用与原路面相同强度等级的快凝混凝土浇筑至与路面齐平。
较为彻底的办法是将凹槽凿至贯通板厚, 在凹槽边缘两侧板厚中央打洞, 深 10cm, 直径 4cm 平间距 30-40cm。每个洞应先将其周围润湿, 插入一根直径 18-20cm, 长约 20cm 的钢筋, 用快凝水泥砂浆填塞捣实, 等砂浆干硬后浇筑混凝土捣实至与路面齐平即可。
2.3 整板破坏的处理
(1)地基施工, 首先彻底铲除掉水泥混凝土面板层、半刚性基层、砂砾石垫层以及原沥青结构层(包括沥青表面处治面层、泥灰结碎石基层和天然级配砂砾垫层), 对于沥青结构层以下湿软的土基部分也应铲除。在完成湿软基层和地基清除任务后, 开始换填满足施工规范要求的土至原沥青路面高度(严格控制标高), 再铺筑新的垫层、基层和面层。
回填土的质量和技术指标应选用液限指数不大于 40% 和塑性指数不大于 17% 的土作为回填土。在回填后, 应用强制式打夯机夯实, 如果是大面积的整体性修补, 应采用振动压路机或等效的碾压机械进行碾压检验, 压实度应大于 95%, 高程、宽度、横坡度以及平整度应满足规范《公路路面基层施工技术规范》和设计文件中的要求。
(2)水泥稳定碎石基层施工, 应尽快将拌成的混合料运送到铺筑现场。车上的混合料应该覆盖, 减少水分损失; 应采用沥青混凝土摊铺机或稳定土摊铺机摊铺混合料。应在摊铺前, 将下承层顶面拉毛并洒水, 再摊铺混合料; 在摊铺机后面设专人及时消除粗细集料离析现象, 特别应该铲除局部粗集料“窝”, 并用新拌混合料填补。
混合料拌和均匀后, 立即用揪或耙将混合料摊平, 用路拱板进行初步整形; 对于局部低洼处, 在初凝之前应用齿耙将其表层 5cm 以上耙松, 并用新拌的混合料进行找平; 应将高处料直接刮出路外, 不应形成薄层贴补现象; 在整形过程中, 严禁任何车辆通行, 并保持无明显的粗细集料离析现象。
根据路宽、压路机的轮宽和轮距的不同, 制订碾压方案, 应使各部分碾压到的次数尽量相同, 路面两侧应多压 2 - 3 遍; 整形后, 当混合料的含水量为最佳含水量 (1%-2%) 时, 应立即用轻型压路机并配合 12t 以上压路机在结构层全宽内进行碾压。直线和不设超高的平曲线段, 由两侧路肩向路中心碾压; 设超高的平曲线段, 由内侧路肩开始进行碾压。严禁压路机在己完成的或正在碾压的路段上调头或急刹车, 应保证稳定碎石层表面不受破坏; 碾压时, 水泥稳定碎石的表面应始终保持湿润, 如水分蒸发过快, 应及时补撤少量的水; 碾压过程中, 如有“弹簧”、松散、起皮等现象, 应及时翻开重新拌和 (加适量水泥) 或用其他方法处理, 使其达到质量要求。
(3)面板层的修复施工, 混凝土拌合物摊铺前, 应对模板的位置及支撑稳固情况, 传力杆、拉杆的安设等进行全面检查, 对基层洒水润湿; 人工布料应用铁揪反扣, 严禁抛掷和楼耙。人工摊铺混凝土拌和物的坍落度应控制在 5 -20mm 之间, 拌和物松铺系数宜控制在 1.20 左右。
沿横断面连续振实, 并应注意路面板底、内部和边角处不得欠振或漏振; 振动棒在每一处的持续时间, 应以拌合物全面振动液化, 表面不再冒气泡和泛水泥浆为限, 不宜过振, 也不宜少于 30s. 振动棒的移动间距不宜大于 500mm; 至模板边缘的距离不宜大于 20mm, 应避免碰撞模板、传力杆和拉杆; 振捣棒插入深度宜离基层顶面 30-50mm, 振捣棒应轻插慢提, 不得猛插快拔, 严禁在拌和物中推行和拖位振捣棒振捣; 振捣时, 应辅以人工补料, 应随时检查振实效果、模板、拉杆、传力杆的移位、变形、松动、漏浆等情况, 并及时纠正; 振实后, 应拖动滚杠往返 2 - 3 遍提浆整平。第一遍应短距离缓慢推或拖滚, 以后应较长距离匀速拖滚, 并将水泥浆始终赶在滚杠前方; 拖滚后的表面宜采用 3m 刮尺, 纵横各一遍整平饰面, 或采用叶片式或圆盘式抹面机往返 2 - 3 遍压实整平饰面。
当一次铺筑宽度小于路面和硬路肩总宽度时, 应设纵向施工缝。当一次铺筑宽度大于 4.5m, 应采用假缝拉杆型纵缝; 相邻板块的横向缩缝宜用切缝机切至 1 / 4 板块深度, 相邻两缩缝间距和原路面缩缝间距相同且不宜小于板宽。
宜使用保湿膜、土工毡、土工布、麻袋、草袋、草帘等覆盖物保湿养生并及时洒水, 保持混凝土表面始终处于潮湿状态, 并因此确定每天的洒水遍数; 昼夜温差大于 10℃以上的地区或日平均温度小于等于 5℃施工的混凝土路面应采取保温保湿养生措施。
3 结语
影响水泥混凝土路面断板的因素有很多, 自材料的品质、配合比选经拌合运输, 振捣成型, 直至养护、切缝以及施工温度等自然环境条件, 无一不是导致断板的原同时, 在众多影响因素中, 切缝时间的掌握, 施工温度的控制, 以及材料的组成设计是影响断板固定的主要因素。