1、刚性路面的破坏与维修焦作工学院(自然科学版),第 22 卷,第 3 期,2003 年 5 月JournalofJiaozuoInstituteofTechnology(NaturalScience),Vo1.22,No.3,May2003刚性路面的破坏与维修戎涛,关彦斌 2,刘菊梅.(1.焦作工学院人事处,河南焦作 454000;2.焦作工学院土木建筑工程系 ,河南焦作454000;3.河南佰利联化学股份有限公司,河南焦作 454000)摘要:介绍了刚性路面的常见损坏类型及形成原因, 提出了相应的局部,全厚,灌浆和罩面等维修措施,从而保证了路面的正常使用功能并达到了节约成本的目的.关键词:刚性
2、路面;损坏;维修;罩面中图分类号:TU20 文献标识码:A 文章编号:1007-7332(2003)030208-031 接缝损坏大多数混凝土路面都设有接缝,接缝损坏由以下 2 个原因引起:(1)填缝料失效.填缝料常因高温被挤出而失落或日久老化而失去弹性,致使填缝料开裂或者丧失与缝壁的粘附能力.这个问题惟一的处理办法就是清除老的填缝料,并用压缩空气把缝隙清理干净.然后重新填缝.(2)接缝边缘破损.这种破损分 3 种情况:接缝棱角破裂,浅层破损和深层破损.处理的办法是:沿破损面扩大 30-40mm 的范围,重新填缝,或者采取凿除松散部分 ,沿接缝凿成一矩形断面的沟槽,然后做一个接缝,其余部分浇筑
3、适当的修补材料,压实并养护成型.这种修补材料通常采用路面混凝土,不过骨料最大粒径为 10mm,在新的混凝土路面上也可以立即罩上一层水泥砂浆.第 3种情况即深层破损,其深度一般至少达板面的一半,这种破坏是由于接缝板内约束力的作用引起的.约束力产生的原因是由于缝中嵌入坚硬物体或是传力杆设置不当,造成板体伸缩受阻.前面介绍的处理方法从长远来看可能不很理想,一种令人满意的处理办法是全厚维修,见图 1E.为避免破损再次发生,在钻传力杆孔洞对时.务必对中对齐.2 板面损坏刚性路面最常见的板面损坏是表面构造纹理的丧失,导致路面抗滑性图 1 全厚维终能下降.混凝土路面表面构造纹理的丧失便预示着板面损坏.通常是
4、用在g?All廿cknaintainance路面横向刻槽的办法加以维护.刻槽采用锯切方法实现,国外采用锯槽机将路面锯割成深 56mm,宽 2-3mm,间距 30-55mm 的窄槽纹,其分布形式可以是任意的,公路工程规范详细试验计划中推荐了适当的槽纹布置形式和间距.如果路面裸露骨料的微观纹理已经丧失,那么采用在路面横向刻槽技术的作用是很小的.这种情况下就该选用罩面或者机械凿毛措施.粗琢或微粒喷射琢毛都将暴露更多的骨料,其效果比处理前更糟.3 板体结构性损坏刚性路面板体损坏有 2 种常见情况:开裂和板体位移 .板体开裂根据裂缝大小和开裂方向分为 3收穑日期:2003?01?16;修回日期:2003
5、-03?12作者简介:戎涛(1976-),男, 安徽阜阳人,助教,主要从事岩土工程方面的教学和科研工作第 3 期戎涛等:刚性路面的破坏与维修 209大类,表 1 列出了有关效应和相应的处理措施.另外,出现在某一板块内的开裂,或在板边角隅处,或在检查井,雨水口旁.前者是由于接缝不当,板的长宽比例失调或者是底基层损坏所致,后一类则是检查井,雨水口位置设计不合理引起的.各种开裂处理方法相似.混凝土板的位移取决于板下支承条件,位移常常是底基层沉降或路基其他损害所致.常见的情况是路面板下的水蚀导致板底凹穴的产生.水蚀有 2 种方式.一是流经接缝和裂缝的路面水的灌人使得路面基层处于饱水状态.当车辆通行时,
6、稀泥浆由裂隙处向上冒,甚至表 1 刚性路面裂缝分类Tab.1Crackclassificationofrigidpavement流至路表面,导致基层材料的长期流失;二是出现在板下的流水直接冲蚀基层材料.前一种情况是众所周知的“唧泥现象“, 可以通过有缺陷接缝和裂隙处路表泥水痕迹检查出来.后一种水蚀则不容易察觉.混凝土板位移的维修措施,要么是重新浇筑板块(换板块),要么充填板下空隙以阻止其位移.换板要考虑基层条件,同时能够进行传力杆的更换,但是由于成本高,并要关闭维修路段的交通,这种方法的采用率不大.此外则是用喷浆材料充填板下空隙的方法.压浆法已经应用多年,水泥砂浆或树脂砂浆通过路面混凝土板上预
7、先钻好的孔洞,用高压泵送人板下空隙,从而构成新的板底支承,这是一个很特别的过程.该法的缺陷是板下处理面易失控,特别是使用粘稠浆时更是如此.真空灌浆法是新近发展起来的,它能较好地控制浆体的泵人,其过程详见图 3Ix.4 连续钢筋混凝土板的损坏连续钢筋混凝土板路面不同于普通混凝土路面,相对而言板内应力大一些,也均匀些,不存在路面接缝,也没有明显的薄弱地段.CRC 路面的损坏是由于施工时纵向钢筋搭接不当,或者是工作缝端头构造过于简单和承重基层被损坏等原因所图 2 纵向裂缝处理方法Fig.2Treatmentmethodoftheverticalcrack环每树月旨浆抽气孔临灌浆甲隔膜 6l00._图
8、 3 真空灌浆法示意Fig.3Indicationofformingaveticafllawofvacummhints致.由于板内存在相对高一点的应力.任何横向损坏的影响都比普通混凝土路面严重.一旦损坏出现,相应的维修工作也会困难得多.结构性损坏只能采取全厚断面维修.图 4 所示为该法的细节.维修季节的确定对这种方法来说是很重要的,因为板中应力随温度而变化.夏季,板中压力最大,冬季混凝土浇筑困难,所以春,秋两季比较合适.然而,如果是混凝土路面受力钢筋断裂,则在横向裂缝处完全丧失抗拉强度,这种情况下,冬季是维修的最佳季节.35d(450mm)图 4CRC 路面板全厚断面维修Fig.4Mainta
9、iningofCRCpanelinall 吐 licksootions210 焦作工学院(自然科学版)2003 年第 22 卷5 刚性路面罩面处理刚性路面表面恶化有明显扩张,接缝损坏也在加剧时,应该考虑罩面措施.这种罩面可以采用路面混凝土材料,也可以使用沥青类材料,它们都会起到增加路面强度的作用.混凝土罩面层一般看作是覆盖板,如果布置适当的钢筋,混凝土罩面后将比原来更有效地分布荷载,使原路面明显的下沉稳定下来.新老混凝土界面应有特别的结合:新混凝土直接浇筑在老混凝土界面上 ,但由于新混凝土面层上的反射裂缝使得人们难以接受接鐾蒜麟施接缝或裂缝罩面层原路罩面层原混 i4 凝-(a)(b)图 5 刚
10、性路面罩面处理Fig.5Thetreatmentofrigiditywayfaceguardsurface(见图 5a).所以,这时可以通过在原路面上作适当的预先处理,在旧路面上先铺设一隔离层,隔离层可采用厚 1.52.0am 的沥青砂,细粒式沥青混凝土,油毛毡等,使新罩面混凝土层不与老路面胶结成一体1.混凝土罩面层应设置接缝并与原路面接缝一致,这样才能使罩面层不会因水平位移而出现超限应力.由于上述原因,混凝土罩面层的设计与施工应采取与老路面相似的方式和方法.沥青罩面以沥青混合料为主.最普遍的问题是刚性路面接缝位移会反射到罩面层上,其方式与图5a 相似 L2J.传统的做法是做一个薄的罩面层,当
11、裂缝出现后,用热的流塑填缝料灌缝.但这样做仍不能令人满意.也正因为如此,人们不愿意在刚性路面上进行沥青罩面.下面谈谈两种解决问题的途径.虽然加筋沥青层技术在美国已广泛应用,方法是在罩面底部配一层筋,如图 5b 所示【3】,其作用是提供一个具有足够弹性的罩面层以抵抗接缝处的集中应力.尽管如此,裂缝还是存在的,但是裂缝向上辐射的速率受到严格限制,因而这种复合材料罩面具有一定的吸引力.复合层的设计可参照“FWD“进行,同时有最小厚度的要求,常用的厚度为 9.015.0am,以保证罩面层自身结构的刚性,罩面层的设计与柔性路面相同.作为变更罩面层材料属性的一种替代办法,人们可以寻求改变刚性路面的属性.这
12、方面成功的做法是通过预设微裂纹来改善混凝土板的柔性.微裂纹形成的专门途径是通过安装在工程车上的水力夯锤反复锤击路面板,但不让裂纹贯通.锤击点位纵向间距约 1m,横向间距取决于路面板的变形程度及板体厚度.值得注意的是,在地下设施离路面较近的地方不得采用这种方法.这种方法可应用于轻轴交通混凝土路面的改性维修(即由原来的刚性路面维修成柔性路面),这样既不必铲除原有混凝土路面,又可减薄加铺黑色面层的厚度,达到节约成本的目的.参考文献:1陈飞.城市道路工程 M.北京:中国建筑工业出版社,1997.2邓学均.路基路面工程 M.北京:人民交通出版社,2000.3HighwayConstructionMain
13、tenanceM.NewYork-JohnWileySOns.Ine,1989.DestructionandmaintenanceoftherigidpavementRONGTao,GUANYanbin,LIUJumei.(1.PersonnelDept.ofJIT,Jiaozuo454000,China;2.Dept.ofCivilEng.Archi.ofJ1T,Jiaozuo454000,China;3.HenanBaililianChemicalCo.Ltd.,Jiaozuo454000,China)Abstract:Thepaperexplainssomecausesandsometypesofgeneraldamageoftheroad.Theauthorsputforwardsomemethodsformainteningtheroads.Keywords:rigidpavement;damage;maintainance;coverthesurface(本文责任编校李文清)I
