目前,我國現有的水泥混凝土路面,有相當一部分己接近或超過設計年限,有的雖未達到設計年限,但由于交通量劇增,汽車軸載日益重型化或設計、施工等方面的原因,而出現路面損壞、使用品質下降的情況,影響了道路的使用功能,面臨著修復工作。與瀝青路面相比,剛性路面的修復比較困難,可采用的大修措施有三種:加鋪瀝青混凝土面層、加鋪新水泥混凝土面層和翻修。由于瀝青加鋪層能有效地改善舊水泥混凝土路面的使用性能,同時充分利用舊水泥混凝土路面,造價低,施工方便,且對交通、環境影響小,因此在國內外舊水泥混凝土路面改造工程中應用最多。所以,有必要對舊水泥混凝土路面瀝青罩面進行系統而科學的技術研究。
一 水泥混凝土路面病害評價
水泥混凝土路面的病害,可按損壞的特征和范圍分為:斷裂類、豎向位移類、接縫類、和表層損壞類4種類型。
1.1水泥混凝土面層斷裂類病害
水泥混凝土面層板出現貫穿全厚的斷裂裂縫,板被分割成數塊,從而破壞了面層結構的整體性,降低了路面結構的承載能力。按裂縫出現的方位和板斷裂的塊數,分為縱向裂縫,橫向、斜向裂縫,角隅斷裂,交叉裂縫和破碎板4種。
縱向裂縫大多出現在路基橫向有不均勻沉降的路段。橫向或斜向裂縫,通常由于重載反復作用、溫度或濕度梯度產生的翹曲應力或者干縮應力等因素單獨或綜合作用所引起。而在開放交通前出現的橫向或斜向裂縫,則主要是施工期間鋸切縫的時間安排不當所造成。角隅斷裂通常由于表面水侵入,地基承載力降低,接縫處出現唧泥,板底形成脫空,接縫傳荷能力差,重載反復作用等綜合作用所引起。有裂縫板在基層和路基浸水軟化及重載反復作用進一步斷裂,便形成交叉裂縫和破碎板。
1.2水泥混凝土面層豎向位移類病害
這類病害的路面出現較大的豎向位移,影響行車的舒適和安全,但混凝土面層板的結構整體性末遭破壞。沉陷是路面在局部路段范圍內的下沉,主要由于路基填土或地基的固結沉降或不均勻沉降所引起。脹起是混凝土路面板在局部路段范圍內的向上隆起,主要由于路基的凍脹或膨脹土膨脹所引起。
1.3水泥混凝土面層接縫類病害
接縫是水泥混凝土路面的薄弱環節,出現病害的機率大,類型也多。由于施工不當(接縫筑做,傳力桿設景)或養護不及時,而出現唧泥、錯臺、拱起、接縫碎裂、填縫料失效等病害。接縫類病害的發生范圍雖然是局部的,但往往會引起板塊出現斷裂而使使用壽命迅速降低。
1.4水泥混凝土面層表層類病害
水泥混凝土面層表層類病害,包括磨損和露骨,紋裂或網裂和起皮,活性集料反應,粗集料凍融裂紋,以及坑洞。表層病害雖然僅影響板面層,但對行車的影響較大,并且難以修復。
1.5小結
根據舊水泥混凝土路面損壞狀況,項目組將水泥混凝土路面病害分為面層斷裂類病害、面層豎向位移類病害、面層接縫類病害、面層表層類病害四種類型,并對各類病害的嚴重程度作出了定量描述。在實際操作過程中,可以按照中華人民共和國交通部發布的行業標準《公路路基路面現場測試規程》(JTJ 059—95)中的“水泥混凝土路面破損調查方法(T0975—95)”進行調查、檢測,根據上述分類和評價指標進行評價。
二 水泥混凝土路面病害與施工工藝的關系
2.1路面縱、橫縫啃邊與施工工藝的關系
路面縱、橫縫啃邊就是路面縱、橫縫處砼在汽車荷載作用下局部脫落。它是目前水泥混凝土路面最常見的病害,也是與施工工藝關系最密切的病害之一。它的形式有:塊狀脫落和鋸齒形脫落。
2.1.1 塊狀脫落
經現場調查和從施工過程分析,在水泥混凝土路面強度達到設計強度的情況下,局部塊狀混凝土脫落形成啃邊,主要是由施工工藝造成的。它與施工拆模、面板養護、交通管制以及不正確的習慣做法有關。
2.1.2鋸齒型脫落
仔細觀察澆筑混凝土路面面板使用的鋼模可以發現,鋼模板在重復使用后,表面由于銹蝕和沾在模板上的混凝土無法清除干凈而變成凹凸狀,模板頂邊則形成不規則的鋸齒狀,用這種模板澆筑的混凝土面板板頂邊自然也就成了鋸齒狀。根據力學應力集中原理,鋸齒狀板邊的齒形混凝土在重載、超載車的多次作用下是很容易被破壞的,這也就是形成鋸齒型啃邊的原因。