水泥混凝土路面常见病害的判定及处理方法.pdf

6 4 道路交通 城 市道桥 与防洪 2 0 1 4 年 6 月第 6 期 水泥混凝土路面常见病害的判定及处理方法 潘怡宏 ，王辉 ( 中国市 政工程 中南设 计研究 总院有限公 司 ，湖北武 汉4 3 0 0 1 0 ) 摘要 ：将水泥 混凝 土路 面在车辆荷载 和环境 因素影响下可 能出现 的常见病害进行 归类分 析 ，并提 出 了相应 的判定 方法 和常 用 的处理 措施 。 关键词 ：水泥混凝土路面；病害判定；病害处理 中 图分 类号 ：U 4 1 8 6 文献标 识码 ：B 文章 编号 ：1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 4) 0 6 0 o 6 4 0 3 0 前言 水 泥混凝 土路面在车辆荷载和环境 因素 的作 用下 ，使用性能逐渐下降 ，各种病害会相继 出 现 ，其 中以裂缝 、沉 陷 、边角剥落 、接缝损 坏 、 板底脱空和坑洞等形式的病害较为常见。水泥混 凝 土路 面病 害 出现初 期 ，应尽 早 治 理 ，否则 会 很 快 发展成 为严 重影 响其 使用 性 能甚 至 危及 行 车 安 全 的不 可修 复性 结构损 坏 。正 确 的判定 方 法、合理的处理措施是水泥混凝土路面病害处理 的关键 。 1 常见病害分类 水 泥混 凝 土路 面 的损 坏 主要 有 四大类 ：裂 缝 、竖向位移变形 、接缝损坏 、边角及表层破 损 。根据实际情况又可作具体细分。 ( 1 )裂 缝 ：纵 、横 、斜 向裂 缝 ，交 叉裂缝 ， 网状裂纹 ( 破碎板) 。 ( 2 ) 变形 ：路面沉 陷、胀起 。 ( 3 ) 边角及表层破损：角隅断裂、边角剥落、 坑洞；表层裂纹与层状剥落( 露骨) 。 ( 4 ) 接缝类病 害 ：接缝材料 老化 、外溢或 无 填 缝料 ，纵 向接缝 张开 ，板底 脱 空 、 唧泥 、错 台、拱起等杂物。 2常见病 害的判定 和处理 方法 裂缝 、断板 、破损 、变形等宜采用人工现场 调查 ；脱空板和活动板块宜用压路机探压、测试 或使用落锤式弯沉仪和贝克曼梁弯沉仪等仪器进 行探察，唧泥观察应在雨后进行 ，其调查方法及 收稿 日期 ：2 0 1 3 1 0 2 9 作 者简 介 ：潘 怡宏( 1 9 7 0 一 )，男 ，湖 北 武汉 人 ，高级 工 程 师，现从事城市道路桥梁的设计研究工作。 评价见 公路路基路面现场测试规程) ( J T G E 6 0 2 0 0 8 ) 及 公路水泥混凝土路面养护技术规范 ( J T J 0 7 3 1 2 0 0 1 ) 。 水 泥混凝 土 路 面 的病 害有 时 并不 是 单 一 出 现 ，而是几 种现象 同时出现 ，处理时应按最不利 的情况选择最有利于结构安全的处理方案。路面 处理措施可参见 公路水泥混凝土路面养护技术 规范 ( J T J 0 7 3 1 2 0 0 1 ) ，下面为部分路面病害 的特征及处理方法。 2 1 严重断裂、破碎及交叉裂缝板的处理 对于断裂成2 块且缝宽大于1 5 m m的严重断裂 板 、破碎及 交叉裂缝板等严重破坏 的板块全部破 除 ，重新设 置混凝土面层及基层 。具体处理措施 及技术要求如下 。 清除原混凝土板及基层等障碍物。清除旧板 时 ，要求必须用液压镐凿 除 ，严禁用 冲击式 的破 路机进行破 碎路 面。凿除时注意保护基层及周边 混凝土路面。保留原有拉杆和传力杆，并及时清 运破碎混凝土块 。 清除原路面基层，重新设置基层 ，考虑碾压 的不便 ，采 用1 5 c m厚的C 1 5 混凝土作为基层 ，并 宜在 混凝 土路 面板 接缝 处 的基 层上 涂刷 一 道宽 2 0 c m的沥青带 。原路 面土基应进 行夯 实 ，有条 件进行碾压的要进行碾压 ( 压实度不小于9 5 ， 重型压实标准) ，如有松散的素淤泥块 ，还应挖 坑切槽 ，直至坚实基层 ，基层顶面要平整 。对 管 道等 地埋设 施 开挖后 的沟槽 采 取砂 砾石 回填 夯实 。 对基层适当养护后 ，再重新浇筑C 3 0 混凝土 板 0 g度同现状板厚、抗折强度不小于4 5 M P a ) ， 其浇筑需按混凝土路面的要求 ，进行摊铺 、振 捣、抹面、养生、切缝、灌缝等施工 ，新浇筑路 面应 与周 边 板块 相平 。混 凝土 宜选 用早 期强 度 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4 年 6 月第 6 期 城 市道桥 与防洪 道路交通6 5 高、后期强度稳定且收缩性小的混凝土，并可掺 早强膨胀剂或修补剂等外加剂 以控制其凝结 时 间 ，防止过早凝结或影 响开放交通 时间。 若作为土路基的原状土压实度达不到设计要 求时，可采用含石灰6 的掺灰土换填处理 ，回 填压 实 ，或 根 据开 挖实 际情 况 采取 相 应 的措 施 处理 。 2 2 脱空 、沉降板 、唧泥板处理 2 2 1 脱 空板位置的判定 首先，以压路机对现状路面进行检压 ，以判 断路 面是 否 出现脱 空 、松 动现象 ，即用 1 5 t 以上 的重型压路机在板 面上慢速行走 ，标 记上下活动 板块 的位置 。 其次，对所有的混凝土板块逐块进行地毯式 的弯沉检测。采用弯沉测定法，须用5 4 m 长杆弯 沉仪及相 当于B Z Z 一 1 0 0 重型标准汽 车在活 动板上 测试 。凡 弯沉 超过 0 2 m m的 ，应 确定 为 面板 脱 空 。 对于实测弯沉值0 2 0 ，板块基本完好的 可不予处理 。 对于实测弯沉值2 0 6 0，其基层 已基本破 坏 ， 予 以破除更换新板及基层 。 2 2 2 脱空板 的处理 钻孑 L 压力灌浆是处理脱空板的有效手段，它 通过向脱空区域压人浆液填充板下空隙，浆液凝 固后在基层和旧板之间形成紧密黏结，从而恢复 面板与基层的整体性 ，改善面板的受力特性 ，见 图1 。 吝l 2 l L ：混凝 土板板 长 ：B：混凝 土板板 宽 ；d ：灌浆 L 孔径 图1 压力灌 浆孑 L 布 置图 压浆材 料 ：压人板底 的材料应具备颗粒粒 径 小 、流 动性 大 、能顺 利压 进 板地 空 隙 、收 缩 性 小 、干固后不 产生收缩裂缝 、凝 固后具有较 高的 强度等特性。宜采用水泥浆、水泥粉煤灰浆和水 泥砂浆等灌浆 材料填隙。 水泥灌浆法：压浆设备主要有钻孔设备、制 浆储浆设备、压浆设备、紧固装置。具体的工艺 流程为 ：定位一钻孔一制浆一压浆一压浆孔封 堵一交通控制一弯沉检测 。推荐选用膨胀水泥加 粉煤灰浆液 ( 水 泥： 粉煤灰 ： 水= 1 ： 0 5 ： 0 7 + 5 早强 剂) 或水泥加膨胀剂浆液，便于施工且强度较高 ， 收缩量较小 。 灌浆孑 L 布置 ：每块板的灌浆孔数量一般为5 个 ，孑 L 的布设应根据板面尺寸 、下沉量大小及灌 浆 的机械 确定 ，孔 距板 边不小 于5 0 c m，孔径 的 大小应和灌注嘴的大小一致，一般为5 c m 左右。 灌浆操作要求：灌浆孔钻好后 ，应采用压缩 空气将脱空空隙中的杂物清除干净。灌浆机械设备 可用压力灌浆机或压力泵 ，灌注压力宜为1 2 MP a 。 灌浆作业应先从沉 陷量大 的部位开始 ，逐步 由小 间隙到大间隙进行。当相邻孔或接缝中冒浆 ，可 停 止泵送浆液 ，每灌完一孔应用木楔堵孔 。待浆 体抗压强度达到3 0 MP a 时，用水泥砂浆封孔。压浆 完成3 d 后进行弯沉值检测 ，当弯沉值超过O 3 m m 时 ，应重新 钻孑 L 补压。 水泥混凝土面板进行压浆处理后 ，应对接缝 及时切缝灌缝 ，灌缝应饱满 ，不得有漏切 ，漏灌 现象 。 2 _ 2 _ 3沉陷板、唧泥板的判定 沉陷板一般 比较容易判定 ，其 比周边板块 明 显偏低 。雨后 是观察 唧泥板 的一种 简单有效 的办 法 ，荷载通过 时 ，板缝有基层材料或泥水 冒出即 可判定为唧泥板 ，唧泥板一般也伴 随着板底脱 空，弯沉检测值一般大于O 2 m m 。 2 2 4 沉陷板、唧泥板的处理 沉陷板 、唧泥板 的处理 和脱 空板 的处 理方式 一 致 ，采取压力灌浆 ；严重板视情况予 以破除更 换新板及基层。 2 3 轻微病害的处理 对于断裂成2 块但缝宽小于1 5 m m的裂缝板 、 拱起 、板角断裂 、坑洞 与层状剥 落 、表 面裂纹麻 面露骨、接缝破损等轻微病害，混凝土路面基本 完好 的板块 ，可采取以下处 理措施 。具体 处理措 施及技术要求如下 。 2 3 1 裂缝板的处理 对于面板有纵向、横向或斜向裂缝 ，板块破 裂为2 块 ，但裂缝宽度在5 m m以内的，对于该种 破坏情况采取扩缝、灌浆封缝处理。具体措施如 下 ：顺着裂缝扩宽成 1 5 2 0 c m的“ V” 型沟槽 ，槽 深可根据裂缝深度确定，宜为3 5 c m，最大深度 不得超过2 3 板厚 ；清除混凝土碎屑 ，吹净灰尘 ； 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 6 6 道路交通 城 市道桥 与防洪 2 0 1 4 年 6 月第 6 期 采用环氧树脂砂浆 ，混合均匀后 ，及 时灌人 扩缝 内，见图2 。 I J 裂 缝 苋 腱 小 十 5 mm鲋 棍 凝 土 椒 B：辊 璇 土 墩 椒 苋 ；H ：辊 凝 土 椒 极 厚 ( a ) 补缝 处理 图 ( b) 断面 图 图2裂缝板处 理图 对于断裂成2 块但缝宽为5 1 5 m m 的板 ，可采 用 条带罩面 法进行修补 。修补 时应 平行于横缝 ， 距 裂缝 不小 于 1 5 c m处切 缝 ，深度 以7 c m为宜 ； 将 两缝 内的混凝土凿 除 ；每间 隔5 0 c m打一对 钯 钉孔 ，钯钉孔应 略大于钯钉直径2 4 m m；钯钉宜 采用+ 1 6 螺纹钢筋 ，使用前应除锈 ；钯钉长度不 小于2 0 c m，弯钩长度为7 c m；钯钉孔灌入M 3 0 砂 浆 ，将 钯钉 打人 孑 L 内安装 ；切 割 的缝 内壁 应凿 毛 ，并清除松动的碎块及尘 土 ；浇 筑前 均匀涂刷 水泥浆或 环氧水 泥浆 ，浇筑 C 3 0 膨胀 快硬混凝 土 并及时振捣密实，抹平并及时养护，见图3 。 裂缝宽度 大于5 in m b于1 5 ram的混凝土 板 图3 带条罩 面处理 图( 单位 ： c m) 对于断裂成2 块但缝宽为5 1 5 m m的板 ，采取 切割补块 ，补块设置加 强钢筋 的方法 。在裂缝两 侧划线 ，线 与板 面垂直 ，线距 应小 于7 0 e m，线 长为板面宽度 ，沿线进行深切缝 ，将切缝 范围内 的混 凝 土凿 除并 清理 干净 ，设 置 1 5 c m厚C1 5 基 层；设置钢筋笼，浇筑混凝土前在板两侧涂刷一 层水泥浆 ，板两侧要 求处理 为毛 面 ；然后浇筑 与 原板同厚 的混凝土 ( 抗折强度不小于4 5 MP a ，抗 压强度不小于3 0 M P a ) ，并振捣 、抹面 、养生 ， 见图4 。 裂 缝 苋 崖 犬 j l 5 mm的 耀 凝 土 擞 图4设 置加强钢筋 处理图( 单位 ：c m) 2 3 2拱起板的处理 对于拱起板将板面完好部分保 留 ，然后将破 碎部分 切割 ，将破 碎部分 清除干净后 设置 1 5 c m 厚C 1 5 混凝土基层 ，再浇筑3 0 c m厚混凝 土板 ( 抗 折强度不小于4 5 M P a ，抗压强度不小 于3 0 M P a ) ， 并及时进行振捣、 抹面和养生， 新浇板厚度同旧板。 2 3 3 板角断裂的处理 板角断裂等一般是由行车荷载作用引起应力 集中造成的，对于该种病害采取如下 的处理措施。 对于长 和宽大于 1 m的将断 裂部位清 除 ，将 裂缝边凿成规 则的垂直 面 ；对于长 和宽小 于 1 m 的切割成不小于1 m，并将切 口凿成 毛面 。 清除原基层 ，浇筑 1 5 c m厚的C 1 5 混凝土底 基 层 ，并进行适 当养生。 浇筑3 0 c m厚C 3 0 混凝土面层 ，与周边混凝 土 相平。混凝土内设置钢筋间距1 5 C N I 的单层钢筋网， 钢筋直径为螺纹 1 2 mm，网片置于距板面 1 3 处。 2 3 4坑 洞 的处 理 对于坑洞 ，应清除洞 内的杂物 ，用 1 ： 1 水 泥砂 浆或环氧树脂砂浆等材料进行填补 ，进行整平压 实 ，也可用砂 、细粒式沥青混凝 土进行补坑调平 处理 。 2 3 5接 缝 的处 理 对 于接 缝两侧 板块 的弯沉 差大 于0 0 6 m m的 接缝 ：接缝两侧各 5 0 c m范 围内全 深度切 割 ，清 除切割的旧板 ，重新设置混凝土面层和基层 。 填缝料的更换 ：先对路面接缝进行清缝 ，再 选用性 能 良好 的密封 材料嵌缝 。缝 中的旧填 料 、 杂物、尘土、应清理干净 ，灌缝要饱满 ，灌缝材 料可采用聚氨脂类或 聚氯 乙烯胶 泥等黏性强 、回 弹性与温度稳定好的材料。 纵向接缝张开维修应符合下列规定 ： 当相邻行车道面板横 向位移 、纵 向接缝 张开 宽度在 1 0 mm以下时 ，宜采取 聚氯 乙烯胶 泥和橡 胶沥青等加热施工式填缝料。当相邻车道面板横 ( 下转 第 8 9页 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 4 年 6 月第 6 期 城 市道桥 与防洪 桥梁结构 8 9 余两种加劲梁型式刚度稍差 ，但都可以满足规范 1 2 5 0 的限值。 3 3 施工便利性比较 钢混叠合板 式加劲梁 、组合钢桁架加 劲梁采 用杆件 运输 ，混凝 土板 式加劲 梁现 场预制 ，3 种 加劲梁均能满足山区运输条件差的要求。 主梁架设都采用缆索吊，缆索吊吊重相差较 大 ；混凝土板式加劲梁 吊重 1 1 8 t ，组合 钢桁架加 劲梁 吊重4 9 t ，钢混叠合板式加劲梁 吊重3 8 t ，混 凝土板式加劲梁对缆索 吊要求最高 ，3 种方案采 用缆索 吊均可行。钢桁架在施工中施工风险最 小 ，主梁线形更易控制 。 3 4 综合造价 比较 综合 考虑缆索体 系 、加劲梁 、桥塔 、锚 固体 系 ，各方案造价估算值见表3 。 表3 综合造 价 比较 表 方 案 全桥建安费 亿元 预应力混凝土板梁 钢混叠合板梁 组合式钢桁架 1 5 6 1 6 3 1 6 9 预 应力混凝土板 梁方案虽然加 劲梁部分造价 较低 ，但 由于梁体质量较 大 ，造成缆索体 系 、锚 固体 系 、鞍 座增 加 较 多 ，施 工时 缆 索 吊 吨位 较 大 ，吊装 措 施 费较 高 ，造 价 并没 有 预想 中 的低 廉 ，与钢结构加劲梁比较 ，并没有显著优势。钢 混 叠合 板梁与组合式钢桁 架上部钢材及桥 面混凝 土用量相差不大 ，造价无明显差别 。 3 5比较结论 预应力混凝 土板梁抗 风性能较差 ，对 于基本 ( 上接 第 6 6页 ) 向位移 、纵 向接缝张 口宽度在 1 O 1 5 mm以上时 ， 宜采取聚氨脂类 常温施 工式填缝料进行维 修 ；维 修 前应将缝 内杂物 、尘 土清除干净 ；应按 材料配 合 比配制填缝料 ；宜采用挤压人填缝料 ；填缝料 固化 后 ，方 进 行 面层 施 工 。 当纵 向接 缝 张 口在 1 5 m m以上时 ，采用沥青砂或细粒式沥青混合料 填缝。 若 旧路 面长距离无胀 缝时 ，应进行增 设 ，增 设 间距 应在 1 5 0 m左右 ，并宜设 置在交 叉 口弯道 切点处 ，设置时尽量做到和横向过街管破路恢复 风速较大、跨度较大的桥梁不予推荐。钢混叠合 板梁造价无优势，抗风性能较差，不予推荐。钢 桁架 悬 索桥 方案 虽造 价稍 高 ，但 运 输 、吊装 方 便 ，施 工 、运营风险较低 。综合考虑桥梁抗风稳 定 、桥梁刚度 、桥梁施工便利性及综合造价 ，推 荐钢桁架主梁方案。 4结语 通 过清 江 大桥 主 梁 加劲 梁 选 型 ，对 于 山 区 窄悬 索 桥加 劲梁 的选择 ，可 以得到 如下 结论 及 建议 ： ( 1 ) 初步设计阶段悬索桥加劲梁选型是桥梁 设计 的重点 ，加劲梁选型主要从抗风稳定 、竖 向 刚度 、施工便利性 、造价等方面综合 比较 。 ( 2 ) 对于基本 风速大 于2 8 m s ，桥梁跨度大于 4 0 0 m的双车道窄悬索桥 ， 采用板式加劲梁悬索 桥会 由于抗扭 刚度较弱而 出现抗风颤振稳定性较 差 的情况 ，同时 ，施工过程 中主梁线形控制较 难 ，施工风 险较大 。 ( 3 ) 钢桁架 加劲 梁抗 风稳定性 能优 良，施工 便利 ，施工营运期风险较低 ，山区交通运输条件 差 ，不能采用钢箱梁加劲梁 ，可优先考虑钢桁架 加劲梁方案。 参考文献 1 徐恭 义板式 加劲 梁悬 索 桥【 M 成都 ： 西南 交通 大学 出版社 2 0l O 2 】 孟凡超 悬索桥 M 】 北京 ： 人民交通出版社， 2 0 1 1 【 3 严 国敏 现代悬索 桥【 M 北 京 ：人 民交通 出版 社 ， 2 0 0 2 4 徐君 兰 钢桥【 M】 北京 ： 人 民交通 出版社 ， 2 0 0 2 一 并设置 。 2 3 6 表面裂纹、麻面 、露骨等的处理 由于表面裂纹 、麻面、露骨等病害非结构性 破坏 ，不予特殊处理 。 3 结 语 通过对水泥混凝 土路 面几种常见 的病害进行 归类分析 ，针对不 同病害特点 ，提 出了常用且有 效的处理措施，可作为水泥混凝土路面维修及养 护的参考。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m