城市道路工程之路面病害与防治

1、城市道路工程之路面病害与防治模块五路面病害与防治水泥混凝土路面病害与防治一、养护的基本要求水泥混凝土路面(以下简称水泥路面)是以水泥混凝土板作为主要承受结构层,而板下的基(垫)层和路基起支承作用。这种路面刚度高、脆性大,又需设置接缝, 因而路面的损坏形态及其原因也就不同,其养护维修的内容与要求亦各异。水泥路面养护,必须做好预防性,经常性养护,通过经常的巡视观察,及早发现缺陷、查清原因,不失时机的采取措施,以保持路面状况的完好。 水泥路面在使用中, 必须对其使用质量进行定期的调查评价,有计划地进行修理和改善,选用良好的养护材料水泥应具有强度高、收缩性小、耐磨性强、抗冻性好等性能,以采用硅酸盐道路

2、水泥和普通硅酸盐水泥为宜,其标号不应低于 425 号。接缝材料应选用粘结力强、回弹性能好、不渗水、抗嵌入能力强、高温时不流淌、低温时不脆裂、耐用、且施工方便、价格低廉的材料。二、水泥路面的破损类型 水泥路面在行车和自然因素的重复作用下, 出现的各种病害, 依据其路面特点大致分为两个方面： 1、接缝破坏：板边挤碎、错台、唧泥、拱起 2、混凝土板损坏：裂缝、断裂、坑槽 、剥落 、麻面、磨光 序号名称标准范围1沉陷路面连续数块板下沉，低于相邻板面深度大于30mm2破碎板裂缝将整块板分割开，并有严重剥落或沉陷3坑洞路面板粗集料脱落形成局部凹坑，面积大于0.1m24板角断裂裂缝将板角切断5露骨路面板表面

3、细集料散失、粗集料暴露，面积大于1m26拱胀相邻板块相对邻近板向上突起30mm7平整度差3米尺量测尺底间隙大于8mm8错台相邻板块垂直高差大于8mm9唧泥路面接缝处或裂缝处挤出泥浆，板底出现脱空10裂缝长度超过1m的开裂17缝料散失接缝内填料散失，或填缝料与板边脱离、凹陷10mm以上三、水泥路面病害与缺陷界定 四、水泥路面常见破损的成因分析及处治方法（一 ) 接缝破坏 1. 板边挤碎 在路面板的胀缝上或在板的搭接处产生倾斜的剪切挤碎,甚至造成整块路面板碎裂或断裂成很多块。 原因：胀缝内的滑动传为杆位置不正确； 施工时胀缝内有混凝土搭连或落人坚硬的杂屑等原因,使路面板的伸胀受阻而发生板边的剪切挤

4、碎。超重车辆的大轴载作用也可能导致混凝土板的直接断裂。 2. 拱起 混凝土路面板在热膨胀受阻时, 接缝两侧的板突然向上拱起的现象。 发生原因：主要是非高温季节施工时,胀缝设置过长,缝隙过窄；缝内收缩时嵌入硬杂物,气温突变受热膨胀时,产生这种纵向屈曲失稳现象。 3. 错台 接缝两侧混凝土路面板端部出现竖向相对位移, 原因：胀缝两侧混凝土壁面不垂直,使缝旁两板在伸胀挤压过程中,上下错开；地面水沿缝隙渗入基层并使其软化；接缝传荷能力不足,轮载作用下相邻端部出现挠度差,都会导致错台产生。当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀,各幅板沉陷不一致时,纵缝也会产生错台现象。 4.唧泥 车辆行经接缝或裂

5、缝时,由缝内喷溅出稀泥的现象,称为唧泥。在轮载的频繁作用下,基层(地基)产生塑性变形积累而同混凝土板脱空,水份沿缝隙下渗而积聚在脱空的间隙内,又在轮载作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆,并沿缝隙喷溅出来。卿泥的出现,使面板边缘部分失去支承,因而往往在离接缝 1.51.8m 以内导致横向裂缝。此外, 纵缝两侧的横缝前后搓开、纵缝缝隙拉宽, 填缝料长尖和脱落等也都属于接缝的破坏。 除上述四种外, 纵缝两侧的横缝前后搓开；纵缝缝隙拉宽； 填缝料长尖和脱落等，也都属于接缝的破坏。( 二 ) 混凝土板损坏1. 裂缝 ( 断裂）混凝土板的破坏主要是断裂和裂缝。裂缝出现的形式有 : 横裂、纵

6、裂、网状裂缝或边角裂缝等。断裂是贯穿全厚的开裂状裂缝。 裂缝出现的原因很多。如：缩缝切割太迟；土基强度不够或不均匀；板厚不足；板长过大；伸缩应力超过抗拉应力； 温差大,产生较大的翘曲应力；水泥质量差, 施工操作粗糙, 养生不好等等。2. 坑槽 ( 剥落 ) 水泥混凝土表面局部破损, 面层出现一定深度的洞穴 产生这些病害的主要原因是：由于使用了质量差的水泥或矿渣水泥；或水灰比增大； 或高温下施工,水份蒸发快,养护不及时。还可能由于轮胎防滑链或履带车辆通过造成剥落；混凝土强度不足出现露骨；施工不良、冻融作用产生起皮等病害发展而成。在抹面时,用砂浆找平或集料表面不洁被土粒包裹,使胶结力下降导致集料被

7、剥离造成剥落。 3. 磨光 路面磨成光滑面,其摩擦系数已达到极限以下,致使路面平整度和抗滑性差。原因在于宏观或微观纹理不当。 可由多种因素引起： 如重型交通下的表面磨损； 采用了太软的骨料；施工期间,混凝土还未达到足够强度,雨水就冲刷了新刻痕的表面； 或由于初凝后才压纹,效果不理想等。类型损坏特征分类标准计量单位纵向、横向、斜向裂缝面板断裂2块轻缝隙宽小于3mm的细裂缝m和块中边缘有中等或严重碎裂，高度小于13mm 错台的裂缝，缝宽小于25mm 的裂缝重13mm以上错台或缝宽大于25mm的裂缝破碎板或交叉裂缝面板破裂分为3块以上轻板被裂分为34块m和块重板被裂分为5块以上，或被中等裂缝分为3块

8、以上五、水泥混凝土路面破损分类分级和性状描述类型损坏特征分类标准计量单位板角断裂裂缝垂直通底，并从角隅到断裂两端的距离等于或小于板边长一半轻缝隙宽小于3mm的细裂缝m和块中边缘有中等或严重碎裂，高度小于13mm错台的裂缝，缝宽小于25mm的裂缝重13mm以上错台或缝宽大于25mm的裂缝错台接缝或裂缝两边出现高差轻错台量为612mm处重错台量 12mm唧泥荷载通过时板发生弯沉，接缝或裂缝附近有污染或沉积着基层材料不分等级条类型损坏特征分类标准计量单位接缝材料破损填缝料剥落、挤出、老化和缝内无填缝料轻约1/3缝长出现损坏，水和杂物易渗入或进入条重2/3缝长出现损坏，水和杂物可以自由进入，需立即更换

9、填缝料坑洞面板表面出现直径为2.510cm、深为1.25cm坑洞不分等级 块修补损坏面板损坏修补后，重新又损坏轻修补功能尚好，四周有轻微剥落块中四周有中等剥落，且内部有裂缝重四周严重剥落，修补已损坏，需重新修补类型损坏特征分类标准计量单位拱起横缝两侧的板块发生明显抬高不分等级处表面裂纹与层状剥落路面表层有网状浅而细的裂纹或层状剥落轻面积小于或等于20%板块面积块重面积大于20%板块面积 六、水泥路面的养护维修 水泥路面的养护维修应保证原路面的结构标准,不降低原结构强度,有计划地对路面进行恢复补强,改善翻修,提高其技术状况,主要包括四个方面内容： 保养、补修、加铺面层、翻修。 ( 一 ) 水泥路

10、面的保养水泥路面必须经常清除泥土、石块、砂砾等杂物, 特别是平交道口以及与其它不同种类路面连接的地方更应加强清扫保养。严禁在路面上进行拌合砂浆或混凝土等作业,以免给路面造成污染,影响路面的排水平整度和抗滑性能,对行车安全不利。 水泥路面的接缝是保养工作的重点。混凝土板在接缝处受到动荷载作用和板本身伸缩的影响大, 最易损坏同时,雨水也容易从接缝处渗入基层,影响基层的稳定性。而接缝处的不平整,还影响行车的舒适。所以,接缝处是水泥路面的薄弱点,因而是日常保养工作的重点。在保养中,应及时排除嵌入缝内的杂物,填充或更换填缝材料,以保持伸缩缝的功能。为防止雨（雪 )水下渗,水泥路面的填缝料应在雨季到来前(

11、及冬季降雪前)更新完毕。 ( 二 ) 水泥路面的修补 水泥路面出现的裂缝、坑槽、错台、破碎等病害应及时进行补修。 常用的补修方法如下:1. 路面裂缝的补修。 裂缝的处治取决于它们的严重程度及板加筋与否。 常用的方法： (1) 水泥路面产生的纵向或横向裂缝,可把裂缝切成 V 形槽(图15-17),清除灰土及油迹,在槽壁上涂粘结剂,然后用水泥砂浆补修,常用路面补强材料见表 15-160(2 ）水泥路面的板角部分容易发生裂缝。在裂缝早期可用乳剂和嵌缝料补充； 晚期(角隅部分折裂)应凿成方形槽(钢筋混凝土板,要注意保留钢筋),清除后涂环氧粘结剂,重新浇筑同等强度的混凝土或嵌入同尺寸的预制混凝土块,接缝

12、处用填缝料嵌缝 ( 见下图) 。若角隅部分的基础薄弱,应先处理基础后补修面层。(3) 因强度不足出现网状裂网时,可用环氧粘合剂或乳剂等填充, 如裂缝集中而密集,宜翻修处理。(4) 宽裂缝 (1.5m 以上 ) 可采用条带形修补法；首先顺裂缝方向切割一方形槽,在槽内沿缝两侧向内10cm 每隔30cm钻一直径为16cm、深为6cm的巴钉孔,并在两孔间打1cm深的巴钉槽(巴钉取 12钢筋制作,长20cm,弯钩长5cm) 。孔槽内灌满快凝高分子聚合物砂浆, 安装巴钉, 再在巴钉上顺缝向布设二根 8间距为15cm 的钢筋, 然后在修补区薄涂一层界面增强浆(ZV型早强界面剂等 ), 浇筑快硬混凝土,洒水养

13、护( 图15-19 。(5) 对严重宽裂缝接缝或断裂最彻底的办法是部分更换具体做法: 将断裂或破碎部分凿除,并在凹槽边缘板厚中央钻孔,孔深10cm,直径 34cm,水平间距 3040cm,每个洞应先将其周围湿润,插入一根直径为182Omm、长约20cm 的钢筋,然后用快凝砂浆或细石混凝土填塞捣实,待其硬结后槽中浇筑与原来相同的混凝土夯捣密实(图15-20) 。(6) 对于支路和街坊路也可用沥青混合料补修。2. 路面坑槽的补修方法(1 ）深度等于及大于 30mm 的坑槽,须先作局部凿除,再补修面层；(2) 深度小于3Omm的浅坑,可用环氧粘结剂粘接,水泥砂浆或混凝土补修表面；(3) 对于支路和街

14、坊路可用沥青混合料补修。3. 路面板错台处理方法(l) 在完整板块之间的错台处理,可用细粒式水泥混凝土或水泥砂浆修补。当错台高度 5mm hlOmm 时,采用切削法修补；用带扁头的风镐,均匀地将高起处凿下去,并与邻板平齐；板块高差超过lOmm时,接顺的坡度不得大于1% 。当错台高度 h1Omm 时,可采用“凿低补平罩面”法(图 15-21)；将低下去的一侧混凝土板凿除 12cm,使用快凝聚合物砂浆修补,修补长度按错台高度除以 1% 坡度计算, 在原有缝处妥善设缝,以保证上、下对齐。这样既不减少板厚,又利于排水。(2) 因水泥路面板和基层之间脱空而产生错台时,可向板体下注入乳化沥青或水泥浆固定混

15、凝土板；或采用顶升施工法及灌浆施工法将板块恢复到原来位置。顶升法 : 一般先测量下沉板,求出升起值,然后在混凝土板上钻透孔, 再将路面板悬挂在钢梁上用螺旋或液压千斤顶用间接的办法把板顶升起来,最后由钻孔将填料(石灰砂浆、低标号水泥砂浆或干砂)压人板底。这种方法能准确保持需要的升起高度。 灌浆施工法, 按灌注材料分为沥青灌注法和水泥灌注法 其主要程序 : 用凿岩机在路面板上凿孔用空压机清孔以200400kpa 的压力将沥青(或 30050OKPa 压力将水泥 浆)注入孔内木楔塞孔养生三天 (水泥灌注法)或除楔修孔(沥青灌注法)。 灌浆作业应先从沉陷量大的地方的灌浆孔开始,逐步由大到小,由近到远,

16、直到路面板达到预定的高度为止,灌浆孔的布设见图 15-22, 其灌注顺序见图 15-23 。用灌注施工法, 还可以处治水泥路面的唧泥现象。4. 拱起的处理方法板端拱起但路面板完好时,可用切割机具缓慢地将被拱起端两侧的各 23 条横缝切宽、切深、释放其应力；或直接切开拱起端,将板块恢复原位,然后清理和封填接缝。若板端发生破损或断裂时,应按修补破损或断裂的方法处治 （三）水泥路面的加铺面层 加铺面层是从根本解决现有混凝土路面承载能力低,行车性能差等问题,而实施的路面补强措施之一。加铺面层常用的材料有: 普通混凝土、沥青混凝土及钢纤维混凝土。用水泥混凝土材料罩面,是在原路面上加铺一层新混凝土面层。根

17、据双层混凝土新、老路面之间结合方式的不同, 罩面层具有结合式、直接式和分离式三种结构形式。采用哪种结构形式的罩面,应根据原有路面的破损状况,接缝类型和布置情况,以及原有路面的横坡和施工条件等选用。 1. 结合式。当原有路面结构完整或虽有破损但已经修复,新、老路面的横坡基本一致,原路面表面的污物易于清除时,可选用结合式罩面。 结合式罩面是新、老混凝土罩面结合为一整体,能充分发挥原混凝土路面的承载能力。因此,结合式路面较直接式和分离式要薄(1012cm )。但其加铺层的接缝的类型、构造和设置需完全相同,这给施工带来麻烦,增加了施工的难度。采用结合式加铺施工时,必须对原路面表面进行凿毛 (深 l4c

18、m 左右),清洗,涂刷粘结剂,随即铺筑水泥混凝土加厚层。 2. 直接式。原有路面的结构损坏不太严重,并已经修复时,可选用直接式加铺层。罩面层直接铺筑在清洗干净的旧混凝土路面上,新、旧混凝土板面之间有一定程度的粘结,因此,罩面厚度在相同条件下较结合式要厚些 (1418cm)。新、旧路面接缝的位置需相同,但型式和宽度不要求完全一致,其层间不需要作特殊处理,施工比较方便简单。 3. 分离式。在旧路面上先铺设一隔离层,然后再铺筑混凝土罩面层。隔离层可采用厚1.52.Ocm 的沥青砂、细粒式沥青混凝土等；也可用油毛毡作为隔离层(油毡搭接处5cm以上), 这种分离措施, 可防止下层板的裂缝和接缝反射到上层

19、板内。所以,对于原路面板损坏比较严重,裂缝较多不易修复, 或混凝土路面接缝不合理,新、旧混凝土路面的横坡不一致时,多采用分离式罩面。分离式加铺层由于因新、旧混凝土面板分别单独承受弯矩 的叠合板,所以其层厚比结合式和直接式都厚(1822cm)采用分离式施工时,新面层接缝的类型、构造和设置位置不受旧路面的限制。对水泥路面大面积的剥落及水泥路面面层磨光,可做双层沥青表面处理。粘层油应按沥青路面规范选用,用量应均匀,以免再度剥落。对已磨光的路面,也可用金刚石研磨、机械刻槽或化学剂腐蚀混凝土表面,使其达到路面平整和抗滑性要求。用沥青混合料进行罩面,其厚度不得小于20mm 。为减少水泥混凝土板缝的反射,可加铺有沥青碎石联结层的沥青混凝土路面,总厚度不宜小于150mm,如果条件允许,可加铺贯人式沥青碎石路面。( 四 ) 水泥路面翻修如果土基、基层强度太弱,路面损坏严重,用任何其它方法均不能彻底解决问题,就需考虑翻修。翻修的费用较高。因此,需要对破坏现