层布式钢纤维水泥混凝土路面早期病害原因及防治.pdf

第 3 3卷第 6期 2 0 1 2年 l 2月 华北水利水电学院学报 J o u r n a l o f N o ah Ch i n a I n s t i t u t e o f Wa t e r C o n s e r v a n c y a n d Hy d r o e l e c t r i c P o we r Vo L 33 No 6 De c 2 0l 2 文章编 号 ： 1 0 0 2 5 6 3 4 ( 2 0 1 2 ) 0 6 0 1 2 1 0 3 层布式钢 纤维水 泥混凝土路面早期病 害原 因及 防治 唐 白鸥 ，龙钦 初 ，刘振 兴 ，刘光辉 ，刘 爱翔 ， 程世锋。 ( 1 湖 南省 湘潭 市公 路管理局 ， 湖南 湘潭 4 1 1 1 0 0 ； 2 湖南省邵阳市公路管理局 ， 湖 南 邵 阳 4 2 2 0 0 0 ； 3 武汉 宝龙恒基材料 工程 有限责任 公司 ， 湖北 武 汉 4 3 0 0 7 7 ) 摘 要 ： 结 合湖南省 G 1 0 7， G 3 2 0 ， 湖北省 G 3 l 8 ， 福建省 G 3 1 9国道建成通车的层布式钢纤维水泥混凝土路面 的 使用情况 ， 为配合交通部 公路混 凝土路面施工技术 规范( J T G F 3 0 -2 0 0 3 ) 中层 布式 钢纤维混凝 土路 面施工 技术章节 的修订 ， 从路面施工等角度分析 了层 布式水泥混凝土路 面早期病 害的原 因， 并提 出了防治措施 关键词 ： 钢纤 维 ； 水泥混凝 土路面 ； 病害原 因 ； 防治措施 近年来 ， 国道 1 0 7 ， 3 1 8 ， 3 1 9线和 3 2 0线 由于交 通量和超载车量的剧增 ， 造成许多路段水 泥混凝 土 路面面板大面积破坏、 断板 、 沉 陷， 严重影 响道路 的 使用功能 从 2 0 0 7年开始对 3 2 0 ， 3 1 8 ， 3 1 9和 1 0 7国 道部分路段采用加铺层布式钢纤维水泥混凝土路面 的方案进行改造 对原路面采用碎石化 冲压后的路 面板作为底基层 ， 在上面再加铺 1 8 2 0 C I T I 厚水泥 稳定碎石基层和 2 6 c m厚 C 3 5钢纤维水泥混凝土面 板 路面建成通车后不久， 在个别路段相继出现不 同 程度裂缝 、 接缝损坏和表面损坏等质量问题 笔者通 过对其施工过程和病 害原 因分析 ， 拟定 了相应防治 措 施 1 病 害原 因分 析 根据实地调查分析 ， 新建水泥混凝土路面出现 的病害主要是 断板 、 断角、 纵缝啃边 和表 面磨损露 骨 、 露钢纤维等 ， 这些病害除 了与施工质量有关外 ， 还 与施 工工 艺有 关 1 1施 工质 量方 面原 因 1 ) 底基层处理不 到位 ， 密 实度达不 到要 求 ， 容 易产生反射裂缝 ， 导致路面面板断裂 2 ) 基层标高控制不严 ， 平整度 差 施工 中水泥 稳定碎石基层标高往往控制不严和通车等原 因使水 泥稳定碎石基层平整度差 ， 容易造成混凝 土面板厚 薄不均， 应力分布不均匀 ， 在混凝土板块厚薄不均界 面， 在外力作用下及收缩时产生 的拉应力， 容易在薄 弱环节 引 起 断板 3 ) 选用材料不当 一是骨料 中针片状石子含量 过高 ， 针片状石子在混凝土中易出现架空现象 ， 空隙 率较大 ， 面板受压容易折断 ； 二是骨料内含杂质超过 规定要求 ， 砂 、 石材料 内杂质的含量对路面塑性收缩 开裂和干缩变形影响很大 ( 根据规范规定 ： 粗 骨料 含泥量不能超过 1 ) ； 三是粗骨料粒径偏 大， 研究 表 明， 大粒径集料的混凝土弯拉强度相对偏小 ， 根据 规范规定 ： 水泥混凝土路面最大集 料粒径不应大于 3 1 5 mm( 碎石 ) 或 1 9 0 f il m( 卵石 ) 4 ) 配合 比控 制 不 严 、 计 量 不 准 确 砂 石 材 料 的 含水量是随气候变化而变化的， 施工 中往往没有考 虑这一因素 ， 对砂石材料含水率未进行测定， 从而使 水灰比失去控制 水泥用量不准确 ， 易造成路面外观 颜色差异 有关研究资料表明 ： 当用肉眼能看出混凝 土路面存在颜色差异时 ， 配料中水泥误差 7 、 用 水量误差 1 0 、 集料误差 1 0 ， 这将使混凝土强 度降低 ， 在车辆冲力作用下面板易断裂 5 ) 养护不及时 、 不 到位 混凝 土浇 筑完毕后没 有及 时覆 盖 ， 特别是 在 夏季施 工 ， 混凝 土表 面 的水分 蒸发 比较快 ， 容易造成混凝土急剧收缩 ， 导致面板龟 裂 目前对水泥混凝 土路面的养护主要采用覆盖浇 水等方式 这种养护方法本身不存在问题 ， 但施工时 常常只重视板 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 ， 造成板边养护不充分 ， 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 缩缝切缝 不及时 ， 切缝 深度不 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 8 3 0 作者简 介 ： 唐 白鸥( 1 9 5 9 一 ) ， 男 ， 湖南湘潭人 ， 高级工程师 ， 主要从事公路桥梁建设管理方 面的研究 1 2 2 华北水利水 电学 院学报 2 0 1 2年 1 2月 够 ， 深浅不一 ， 也是造成混凝土路面断板的原因 6 ) 缩缝灌缝 、 清缝 问题 在施工过程 中往往 因 交通量太大没灌缝就开放交通 ， 而后灌缝时又清缝 不到位， 导致填缝料黏结不牢使缩缝渗水 而层布式 钢纤维混凝土路面采用 1 0 m缩缝 ， 在重荷载下更容 易造 成路 面断 角和断 板 7 ) 外力 因素 的影 响 一 是 车辆 行 使 的影 响 1 0 7 ， 3 2 0国道 均 为 双 车 道 ， 施 工 方 式 为 边 通 车 边 施 工 ， 混凝土面板处于初凝期 ， 若受到板边通行的车辆 震动 ， 容易出现断裂 二是开放交通 过早 混凝土面 板强度未达到一定强度就通行重车， 在汽车 白重 和 冲击力作用下 ， 混凝土面板容易发生断裂 1 2施工 工艺 方面 的原 因 1 ) 钢纤维撒 布位 置和用 量不 对 在 路 面浇筑 中 ， 上层钢 纤维 撒布位 置 过厚 和钢纤 维用 量不 够 ， 钢 纤维撒布接头没接上， 撒布不到边 ， 造成混凝土路面 断板 2 ) 机械使用 不当 在路面浇 筑 中， 三滚轴整 平 机如提浆过多 ， 使面层砂浆过厚 ， 容易造成路面起砂 和露骨 在施工第 2幅面板时 ， 三滚轴整平机直接在 己浇好的一幅面板上行走 ， 对 已浇好 的一 幅板边顶 角造成磨损和振击破坏 ， 引起路面纵缝啃边 3 ) 施工拆模太早 在混凝 土路面施工 时， 由于 钢模数量不足 ， 施工队为了连续作业 ， 通常在浇筑完 1 2 h左 右就把模板 拆掉 ， 这时混凝 土基本没有 强 度 ， 很容易受到损伤 另外拉杆、 传力杆等未按水平 安装造成拆模困难 ， 拆模工人随意用大锤敲打钢模 造成拆模后面板直接缺边 4 ) 路面接坡未 处理好 由于分段 改造， 部分路 段新 旧路接头需设置接坡连接 ， 接坡没有处理好 ， 在 车辆运行过程中， 将老路上 的泥土 、 砂、 石子等带到 浇筑好的路面上， 在车轮的作用下 ， 使路面造成磨损 最后 露骨 这在 接坡 附近 的 几 块 面板 中表 现 得 尤为 突 出 5 ) 振 捣不 密实 、 漏 振 混凝 土路 面 板 角 、 板 边 部 分应力易于集中 ， 因振捣不 良等原因 ， 在外力作用下 也容易发生断边 、 缺角现象 、 6 ) 拉杆、 传力杆安装不认真 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 此在混凝土路面施 工中， 安装拉杆和工作缝 的传力 杆时往往没有采用支架 固定 没有支架固定的传力 杆和拉杆常 常是东倒 西歪 ， 伸人混凝土 ( 或伸 出钢 模) 的长度长短不一 ， 不能起 到传力和连接作用 ， 在 重车的作用下易产生纵缝拉开和错台 7 ) 基层碾压不密实 水泥稳定碎石基层通 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 路机碾压过程 中， 由于混合料有一定厚度 ， 摊铺时如 未安装模板就会有一个摊铺坡度 这个坡度具有一 定净边 ， 压路机压不到， 则这部分混合料的压实度达 不到要求 ， 而这部分却是车辆行走频率最高的地方 ， 时间长了容易形成纵缝拉开和错台 2 防治措施 要减少和 防止水泥混凝 土路 面早期病 害的发 生 ， 延长水泥混凝土路面的使用寿命 ， 必须从 以下几 个方面进行控制 ： 1 ) 做好底基 层 的处 理 采用碎 石化 处理 旧路 面 ， 保证密实度 ， 做好弯沉检测试验 根据试验数据 ， 做好不合格基层的处理工作 2 ) 水泥稳定碎石基层施 工应尽 量采 用立模施 工 ， 且 中间宽度 必须 超 出水 泥 面板板 边 5 0 c m 以上 ， 以保证第 2幅面板施工时压路机能辗压到位 同时 标高和平整度也需控制好 在车流量较大， 标段较长 的路段建议水泥稳定碎石基层采用分段施工 3 ) 严格控制 材料质量 水 泥、 碎石 、 砂、 水 等原 材料在使用前必须按 公路混凝土路面施工技术规 范 ( J T G F 3 0 -2 0 0 3 ) 规定 ， 进行 一系列的试 验与检 验 ， 以保证材料的质量 拌 和场地面要硬化 ， 确保材 料 不被 污染 4 ) 施工中要确保配合 比准确 ， 要严格控制水灰 比， 计量要准确 水泥混凝土路面工程应尽量采用拌 和站并必须配置 自动计量设备 ， 禁止用体积法计量 5 ) 路面施工 中， 尽量保证钢纤维撒布在路 面板 上下两层 3 5 c m的位 置， 并且接好钢纤维撒布接 头 ， 撒布要到边缘 6 ) 养护措施要得当 混凝土浇筑 完毕后要及时 覆盖 ， 混凝土面板要全面充分养护 ， 干扰少的路段要 尽可能采用养护膜 、 养护剂等新技术 根据当地气候 条件及时切缝 ， 并保证切缝深度及其深浅一致 当缩 缝采 用倒 L型切 缝 时 ， 切缝 宽度 不宜 大于 1 5 mm， 灌 缝前清缝要彻底 ， 建议采用钢丝刷人工或机械刷扫 清水 冲洗吹干后再填人灌缝料 7 ) 改善施工工艺 安装纵缝拉杆和工作缝传 力杆 时， 要和安装胀缝传力杆一样用支架固定 ； 控 制好三滚轴整平机提浆时间， 避免使面层砂浆过厚； 在对第 2幅混凝 土板进行施工时， 须在已浇好 的 一 幅板边上垫一块钢板条作为 防振板， 防止整平机 对板边振动破坏 ， 造成啃边 ； 延长水泥混凝路面施 工的拆模时间 ， 确保在 2 4 h以上 ， 拆 模时严禁用 大 锤对钢模进行敲打； 对非全幅旌工的水泥稳定碎 石 基层 须尽 量采 用安 装模 具施工 8 ) 建议采用新型层布式钢纤维混凝土路 面， 即 在水泥稳定碎石基层上再做一层稀浆封层或沥青封 层 的 防水 层 ， 并 在 路 面板 中缝 板 角 处 加 角 隅 钢