水泥混凝土路面换板处治判别标准及维修技术

２０１８年第３期　（总第２８９期）　黑龙江交通科技　ＨＥ　ＬＬＯＮＧＪＩＡＮＧ　ｄｌＡＯＴＯＮＧ　ＫＥＪ　Ｎｏ．３，２０１８　（Ｓｕｍ　Ｎｏ．２８９）　水泥混凝土路面换板处治判别标准及维修技术　尤修繁　（福建省海盛交通投资有限公司，福建三明市摘３６５００１）　要：以尤溪县洋中至际口公路工程为研究对象为依托，通过对水泥混凝土路面病害的调查，分析了路面裂缝病害的影响　因素，发现重交通荷载对混凝土面板的温度和断裂力有很大的影响。提出了三种置换方法：局部更换、整板置换、板角置换，　并针对提出了相应的判别准则。为水泥混凝土路面换板处治判别及维修提供参考依据。　关键词：水泥混凝土路面；换板处治；判别标准；维修技术　中图分类号：Ｕ４１４　文献标识码：Ｂ　文章编号：１００８—３３８３（２０１８）０３—００７７—０２　１水泥混凝土路面的病害调查　为三个路段，第一路段桩号为Ｋ１０３＋１００～Ｋ１１２＋　１５０，第二路段桩号为Ｋ１４２＋１５０一Ｋ１４７＋６００，　第三路段桩号为Ｋ１７８＋６００～Ｋ１８４＋１０２。水泥混　凝土路面破损调查统计如表１所示，裂缝病害分段　统计结果见表２。　表１　水泥混凝土路面破损调查统计　水泥混凝土路面在车辆荷载和自然因素的持　续作用下，会出现开裂、断板、错台等一系列的病　害。对路面的损伤如果不及时维修，将加速面板破　坏，有些病害不仅影响道路的美观和行车舒适性，　而且影响行车安全。因此，科学合理地调查分析水　泥混凝土路面病害原因，提出合理的修补方案意义　重大。水泥混凝土路面损坏类型多样。根据损伤　类型可分为四类：裂缝断裂、变形破坏，接缝破坏，　表面破坏。　裂缝是水泥混凝土路面类型中最常见的病害，　混凝土板断裂不仅影响路用性能，也影响交通安　全，如果混凝土面板断裂处治不及时，将影响路面　刚度和荷载传递能力，造成更大的伤害。裂缝和裂　缝病害包括横向裂缝、斜裂缝、纵向裂缝、板角裂缝　和交叉裂缝。变形失效是指路面的沉降和凸起以　及路基固结沉降。路基压实度不满足设计要求，车　辆荷载多次压实，会造成路面沉陷；如果温度降低，　基层中细料或者路基填料中的膨胀土会发生冻胀　导致路面膨胀。接缝破坏也是水泥混凝土路面常　见病害。主要表现在：密封胶老化，水渗透到基层，　造成泥浆空隙；或因填缝料失效，碎石或其它硬质　杂物进入间隙，当面板受热膨胀变形会受到限制，　这使得路面拱起或接缝碾碎。当纵缝未适当施工　时，拉杆失效，面板在车辆荷载作用下横向滑动，纵　向接缝张开。表面损害的成因为：水泥混凝土浇注　和振捣不足，混合料离析，面板表面磨损。如果混　凝土配合比设计不合理，一些水泥材料中加入碱性　物质后将导致混凝土板起皮。　根据实际的道路交通量和重载车辆增加引起　的路面各种病害类型，提出修复措施。本文调查分　收稿日期：２０１７—１０—１１　２路面损坏影响因素　随着交通量的快速增长，车辆轴重也显著提　高，公路运输具有高速、集装箱的趋势，超载现象十　分普遍。据尤溪县公路局交通量数据，尤溪县洋中　至际口公路平均日交通量８　７２１　Ｎ／ａ，超过８　ｔ的车　辆占３０％～５０％，很多车经过改装，轴重一般到ｌ５　２０　ｔ，轮胎的充气压力也增加到０．９　ＭＰａ以上。　～如此巨大的轴载会导致混凝土面板产生过大的弯　曲和拉应力，并形成破坏性损伤。针对重载汽车对　水泥混凝土板的损伤，可以从疲劳破坏和极限损伤　两个方面进行分析。　作者简介：尤修繁（１９６５一），男，福建三明人，工程师，研究方向：公路与桥梁。　·７７·　总第２８９期　黑龙江交通科技　第３期　／一　＾ｌｌ麓　裳键篇　Ｋ●　／ｒ　：：¨拍”２”¨¨¨　／ｒ　／　，　／　／一　·ｍｌｌｌｒｍｔｌｌｌ　，　－．ａ－．ＩＩ．Ｍ，Ｐｌｌ　／二厂　十麓奄　（ａ）路蕊梗最大弯撞应力与轴载的关系　０Ｊ　们　＾０．６　／　，　／　鐾０．４　／　Ｊ　茎　／．／　／　．雌巾誓　ｏ－２　：一：＝：＝二　··¨串　／一＿．　鬣禽　ｌ　Ｏ＇）路瑟扳袭面弯沉与轴载的关系　图１　车辆荷载对路面板破坏的影响　从图１可以看出，随着轴载的增加，横／纵缝中　部的最大弯拉应力和挠度基本上是线性的。轴向　载荷的增加从１００～２００　ｋＮ，最大拉应力值和路表　弯沉的增长率达到了２倍。特别是在板角，当负载　为２００　ｋＮ，路面弯曲应力３．１　ＭＰａ，如果轴载继续增　加，最大拉应力和挠度将继续增加，而出现极限破　坏。由于水泥混凝土路面是一种刚性面板，高脆　性，断裂表面弯沉值很小。路表弯沉增大更容易发　生塑性变形，尤其是在板角的位置，使基层失去持　续支持的能力，导致板底脱空，然后出现路面断裂　破坏　３换板修补的判别标准研究　混凝土板置换是解决水泥混凝土路面板病害　如裂缝、沉降等问题的有效途径。维修质量直接影　响到路面性能。因此，更换面板的有效性和质量是　非常重要的。　以下情况出现后应及时进行整板换板：（１）混　凝土出现纵向裂缝且裂缝边缘破损严重，过往的车　辆有严重的不适；裂纹位错大于１０　ｍｍ；裂缝宽度　大于１５　ｍｍ。（２）具有多个横缝贯穿全板。（３）有　通过板面的横向裂纹，裂纹分布均匀，断裂面积大　于整个板面积大于２／３，间隙宽度大于１５　ｍｍ。（４）　底板下基层薄弱，表层出现沉降，车辆通过时产生　脉动，造成不舒适感，严重甚至危及行车安全。　当面板出现小部分断裂损坏时，可以进行局部　换板修复。修补方法应根据混凝土断裂的实际情　况制定。局部换班的判断标准是：（ｉ）大于１５　ｍｍ　的斜向裂缝。（２）两板角断裂。（３）贯穿整个板的　交叉裂纹，裂纹位于板的一侧，断裂面积不超过　３／５　·７８·　当板角到斜向裂缝两端的距离小于１／２板宽　度是，可采用板角置换的方式进行修补。　４换板修补的判别标准研究　对于局部置换，更换长度应为板长的２／５—　３／５。修复方法如图２所示。其中Ａ、Ｂ、ｃ三个部位　属于局部置换修复方法，Ｄ位置属于全板置换修复　方法。修复角隅断裂的方法，采用等腰三角形开展　修补，直角边长不超过混凝土板宽度的一半。具体　的修复方法，如图３所示。图３中如果相邻的四个　角隅只有一个出现断裂时，则采用位置ｌ　所示的修　补方法进行修补；若有２个角隅同时出现断裂时，　则采用２　和３　所示的修补方法进行修补；若有３个　角隅同时出现断裂时，则采用４　所示的修补方式进　行修补；当４个角隅同时断裂时，则采用位置５　示　的修补方式进行修补。图３中的用虚线表示接缝。　ｌ　ｌ　境ｉａｒ方，向ｔ，ｌ｝ｔ　．ｚ　，幢力忤伸　靠忤一　／／｛　／｜辟　、　Ｌ　１　ｌ　＼　；　抟　＼｛　１ｌ＼．他力忤　　ｌ　Ｉ　图２局部置换修复方法　Ｊｌｌｔ￣ｑ＇ｌＩ　壤靠斑０　　１　越　＼　．≯　ｉ　Ｉ　图３角隅断裂修复方法　５结论　（１）提出了三种置换方法：局部更换、整板置　换、板角置换，并针对提出了相应的判别准则。　（２）由于水泥混凝土路面是一种刚性面板，高　脆性，断裂表面弯沉值很小，路表弯沉增大更容易　发生塑性变形，尤其是在板角的位置，使基层失去　持续支持的能力，导致板底脱空，然后出现路面断　裂破坏。　参考文献：　［１］　黄美德，王壮辉，袁万杰．旧水泥混凝土路面板底脱　空判断与压浆处治技术应用［Ｊ］．交通运输研究，　２００９，２０（１７）：２２７—２３１．　［２］李志强．旧水泥混凝土路面破碎板处治技术［Ｊ］．山　西交通科技，２０１２，（１）：３０—３１．　［３］贾鹏云．水泥路面改造处治方案设计［Ｊ］．山西交通　科技，２０１５，（２）：３５—３７．