水泥路面的养护技术

来源：职称驿站所属分类：材料科学论文发布时间：2012-05-04 08:49:54浏览：次

　　摘要：新建的水泥混凝土路面产生连续断板，由于这次断板处于夏季施工，且在施工过程中使用一些特殊的施工方法，造成干缩、冷缩裂缝并形成断板。文章对水泥混凝土路面的养护问题进行分析。
　　关键词：水泥路面，养护，技术
　　一、引言
　　对于高等级公路选用何种类型的路面存在着许多不容忽视的因素，水泥砼路面虽然具有刚度大、扩散荷载能力强、稳定性好、抗疲劳特性好、使用年限长、养护费用少、施工取材方便等优点，但是水泥砼这种水硬性材料对设计强度不足、超载很敏感，或者由于施工方面的原因而达不到设计的要求，一旦出现上述情况，破坏就会迅速发展，难以维护。并且破坏后修复困难，费用也高。同时由于水泥砼路面接缝、施工等方面的原因造成的不平整度问题对高等级公路来说就显得更加突出。
　　路面长期的使用性能及建养投资是高等级公路路面选型的决定因素。路面现状调查主要包括沥青砼路面、水泥砼路面两种类型路面的破坏、路面平整度、强度、施工技术、施工工艺以及工程投资和养护维修费用等几个方面。①路面破损调查采用目测调查法，以1000-2000m为一个调查段落。主要内容为沥青砼路面的裂缝、车辙、坑槽、沉陷拥包等，水泥路面的断裂、唧泥、错台、和接缝破坏等。②路面弯沉调查以贝克曼梁为主要调查工具，少数路段采用落锤式弯沉仪FWD测试。③路面平整度调查采用颠簸累积(BI)仪进行调查，每l00m为一个统计路段。④路面类型对环境的适应性主要调查受水侵害严重的低路堤路段对两类路面的适应性。
　　二、水泥路面裂缝产生的几种形式
　　1、干缩裂缝。在水泥混凝土中，水在水泥石中是以化学结合水，层间水物理吸附水以及毛细水等状态存在着，当这些水在混凝土硬化过程中失去时，水泥混凝土本体就会受缩，这些就是干缩。但是这是自由收缩，还不会导致裂缝的发生，惟有收缩受到限制而发生收缩应力时，才容易产生干燥收缩裂缝，水泥浆干缩的内部限制主要是混凝土中骨料对水泥浆的限制。在普通水泥混凝土中，水泥浆的收缩率被限制了90%，所以混凝土内部经常存在着引起干缩裂缝的应力状态。干缩裂缝一般为表面或不规则断板。
　　混凝土面板在浇筑完成后。经过表面修整抹面后应尽快采取措施避免日光曝晒新浇筑的混凝土，使其表面减少蒸发量，防止混凝土面板表面迅速失水而产生干缩裂缝。
　　本段混凝土在中午浇筑后，为防止阳光暴晒，虽然一部分采用遮阴棚，一部分采用了黑色塑料编织布覆盖，但在高温时揭走覆盖物而产生的表面迅速失水，就造成了水泥混凝土的表面蒸发的不均匀。水泥混凝土表面的迅速失水以及失水的速率不同，是该段产生干缩裂缝的一个重要因素。
　　2、高温裂缝。夏季施工采取必要措施避开高温阶段，GBJ97-87《水泥混凝土路面施工及验收规范》第4.8.4条（四）规定：气温过高时应避开中午施工，可在夜间进行。并在第4.8.3条规定，“当混凝土拌合物温度在30-35摄氏度时，混凝土板的施工应按夏季施工规定进行。”如当天施工最高温度35℃，晴天，日照充足，中午11:30-14:30时是气温进入最高温度阶段的时间，此时还在施工，温度对水泥混凝土路面的影响是可想而知的。
　　3、冷缩裂缝。在提出这个问题时，有人会感到奇怪。在夏季施工时怎会产生冷缩裂缝呢？实际在特定的条件下，人为造成大温差，使表面迅速收缩，产生拉应力造成断板。
　　和一般材料一样，水泥混凝土具有热胀冷缩性能，混凝土板块的热胀冷缩都是在相邻部分或整体性限制条件下发生的，故热胀属于变形压缩，而冷缩则属于拉伸变形很容易开裂。
　　水泥的水化过程是一个放熟过程。在混凝土硬化过程中释放大量热能，致使温度上升，在通常温度范围内，混凝土温度上升1℃，每m膨胀0.01mm。这种温度变形对大面积板块极为不利。
　　有资料表明，水泥水化过程中的放热速度是变化的，初始较慢，25min后增温，大约在终凝后12h的水化热温度可达80-90摄氏度，使内部混凝土产生显著的体积膨胀，而板面温度随着晚上气温降低，湿水养护而冷却收缩，致使混凝土路面内部膨胀，外部收缩，产生很大的拉应力。当外部混凝土的受拉应力一旦超过混凝土当时的极限抗拉程度时，板块就产生裂缝后横向断裂。此外，从最高温度降温，由于受到已有基层或已硬化混凝土的约束力，在温度下降时，就不能自由收缩，就要产生裂缝，这种裂缝大多是贯通路面的。
　　4、切缝不及时。由于高温季节施工，又是在覆盖升温的情况下，应加强观察提前进行切缝，使混凝土内部的拉应力释放在切缝端。
　　该水泥混凝土路面施工没有采用真空吸水工艺，再加上夏季施工外加剂中掺有缓凝剂。正常是在下午开始，当板面成活后，在当时温度条件下一般都要在16-18小时才可以切缝，而该段混凝土路面在施工过程中由于在上午施工，经过中午烈日高温影响，再加上人为覆盖增温，因此混凝土板强度形成较快，作为施工人员，应当随时注意观察，一旦强度允许，及时切缝。
　　5、施工人员经验不足，遇到问题处理不当。笔者认为，在当时已用塑料布覆盖的情况下，如果不是揭去覆盖物而是既然已使用就暂时不动，让混凝土在高温情况下继续保持湿润，那么塑料布就会保证混凝土表面不至于迅速的大量的失去水分，同时也不会产生较大的温差。施工人员应加强观察，在高温高湿情况下混凝土强度上升很快，及时切缝，这样就可以减少断板，甚至不断板。
　　三、防治新建水泥路面裂缝的措施
　　综上所述，该段混凝土产生连续断板的因素是多方面的，而且是相互作用的。因此，通过这次问题的出现，给了我们以下的启示：
　　1、夏季施工，必须避开高温时间，这是防止裂缝和断板的最有效的方法。在这段问题出现之后，后面的工程都采用了午后3-4点开始施工，一直施工到深夜的时间段，再加上其他措施得当，施工了几万多平方米的混凝土路面目前尚未发现一块断板。
　　2、对已完成的混凝土板面，应注意防止表面失水太快，形成干缩裂缝，一般都是采用喷洒养护剂及遮雨棚防止曝晒的形式来避免。
　　3、防止冷收缩，特别在施工中突然遇到雷阵雨气候的情况，应及时采取措施，对已形成强度的混凝土板应加快切缝进度，减少冷收缩裂缝的产生（这也是GBJ97-87规范附录三中规定的）。更不要人为的造成温差，要做好保温保湿工作。
　　4、错台处治技术
　　对出现错台的板块，先采用压浆调整，恢复平顺，调整后仍有高差，且错台量小于10mm，可用建筑磨平机打磨掉高出的部分或人工凿除高出部分，凿除(打磨)宽度一般为10～30cm。错台量大于10mm的，在低的一侧用沥青砂或细粒式沥青碎石衬平，衬补长度按高差的1～2%;也可用聚合物水泥砂浆薄层修补.修补前应用钢丝刷将原路面清理干净。
　　5、非结构性病害处治技术
　　大面积麻面、露骨、平整度差等结构性病害，常采用沥青混凝土罩面处理，处理厚度应大于2.5cm，施工应满足《沥青路面施工技术规范》要求，罩面前要对破碎板及整个路面进行修补和压浆处理。一般的麻面可不作处理，只对露骨严重部分作整段处理，可用聚合物砂浆作薄层处理，其配合比为水泥：砂=1：2，用J6型胶液拌和至均匀稠度，在清洗干净的混凝土表面涂上IV型超早强界面剂，待稍干后，将聚合物砂浆均匀摊铺在路面上，厚度在15mm以下，抹平、整形、拉纹、养生8h即可开放交通。
　　4、要根据不同情况，及时作好混凝土板面切缝工艺，并保证一定的切缝深度，使切缝部位足以释放混凝土板内部产生的拉应力，不至于产生断板现象。
　　参考文献
　　【1】《公路养护机械化理论与决策方法研究》【J】吴永平．工程机械．2008．
　　【2】《我国公路养护机制改革措施综述》【J】赵宝平．交通标准化．2007