高健
武汉九宁公路勘察设计有限公司 湖北武汉 430000
摘要:在当前施工技术发展下,混凝土路面施工水平也在提升,在技术层面、经济层面突显更多优势。但由于混凝土自身性质(其韧性低,随着温湿度变化会产生变形等),以及一些设计人员和建设人员对其认识不足,施工中防治不到位等,就会导致路面交付使用中会出现一些病害和缺陷,如断裂、脱皮,不仅会影响路面行车舒适性,还关系着行车安全性和路面的使用寿命。因此需对其可能产生的病害、成因有全面的认知,从设计、施工等方面采取措施加以防范和治理,保证路面的使用质量。
关键词:水力破除技术;?自密实混凝土;?混凝土公路工程病害;?防护;
1混凝土路面的病害类型及原因分析
1.1裂缝
混凝土是路面施工的重要材料,掺入的物料变形程度存在差异,彼此间具有相互约束关系,从而形成初始应力,不利于骨料与水泥的结合,形成微小裂缝,在车辆荷载等因素共同作用下,最终产生宏观裂纹。对主要类别及其成因作如下分析。
(1)表面裂缝。浇筑过程中,混凝土因明显失水而出现干缩,表面完整性不足,分布大量微小裂纹,形状呈六角形,此部分即指的是龟裂。其成因与设计方案不当有关,还受到施工作业的影响。具体而言,混凝土配比缺乏合理性,出现水泥用量超标等情况;外加剂的使用方式不当,如掺量过大等,受混合料自重的影响而泌水;由于施工中缺乏合理控制措施,表面含水量偏高,因外部温度的作用水分开始蒸发,从而形成明显张力,在混凝土尚未达到凝固状态时则产生不同程度的裂缝。此外,水灰比过大也会加剧碳化反应,最终产生裂缝。
(2)贯穿裂缝。此类裂缝在混凝土路面中较为普遍,细分为横、纵向裂缝等多种类型,其成因包括以下方面。
(1)混凝土浇筑后发生凝结硬化,凝结硬化常伴随有干缩、热缩等现象,若缺乏合理的养护措施,此时收缩应力超出许可范围后将形成贯穿裂缝;此外,若切缝操作不及时,也容易形成贯穿裂缝。
(2)路基稳定性不足而发生不均匀沉降,或是路基水稳性不足等,具体有:基层施工中碾压不到位,未达到密实度要求;混合料拌制过程中搅拌不充分,施工后基层各部的强度存在差异;新旧路基结合区域的质量欠佳等,若存在上述问题,均容易产生裂缝病害。
(3)水泥的性能欠佳,如水泥安定性不好,受温度等方面的影响均容易出现贯穿裂缝。
(3)板角断裂。混凝土浇筑过程中板角的稳定性不足,边模处伴随明显的模壁效应,运行中受行车荷载的作用最终发生断裂。
1.2路表损坏
(1)接缝板破碎。施工中使用的填缝料易受到多方面影响,如行车荷载、自然环境等,伴随施工时间的延长其变形、老化问题明显,板块接缝处形成空隙,大量砂石嵌入其中而产生伸缩障碍,最终表现出板块胀裂的情况。
(2)板面缺陷。板面缺陷主要表现为起皮和剥落。起皮病害成因包括多方面,如水灰比过大、施工中人为洒水等;板面剥落的主要原因在于混凝土强度偏低。
(3)松散、磨光。混合料拌和过程中砂石含泥量未得到合理的控制,超出正常范围或水泥质量欠佳,拌制所得的混凝土在使用中存在强度不足的问题,较为松散且范围逐步扩大。路面砂浆未达到强度标准,所用的砂石料耐磨性差,诸如此类条件下均容易加剧路面磨光程度。
1.3板块损坏
(1)路面板脱空。由于多方面原因而出现贯穿裂缝,在遇到强降雨天气时不断出现雨水渗入的情况,基层和路基浸水软化,长期影响下其强度逐步降低。路面车流量较大,带来的行车荷载破坏了基层混合料状态,其内部细粒材料被挤至路面,从而出现唧泥现象,进一步导致路面板脱空,后续又因雨水渗入而加重该现象,从而出现恶性循环。
(2)传力杆失效。路面板施工中设置有传力杆,受道路运营阶段传力杆失效的影响,其缺乏传递荷载的能力,板接缝处由于稳定性不足而形成裂缝。
(3)错台。此类病害的出现与路基下沉等有关,由于不同区域的路基发生不均匀沉降而产生错台,主要集中在接缝处。
2缺陷混凝土修复方案
场地上的平台的搭设——对选择梁片的缺陷深度以及宽度进行测量——将情况报告给监理工程师进行确认——用机器凿除有缺陷处的混凝土——用高压水枪对混凝土面进行清洗——上报给监理工程师进行验收——在混凝土的底层刷上合适的界面剂——上报给监理工程师进行验收——在相应的地方埋设适当的传感器——进行模板的安装——上报给监理工程师进行验收——使用自密实混凝土对缺陷梁片进行修补工作——时间到后拆除模板进行梁片养护。
(1)场地上的平台的搭设。为确保操作人员的安全以及在施工的时候有足够的施工操作平台等问题,我们应该在现场就地加工4个结实的吊篮,吊篮是将两根长3m的20b的工字钢做支点在其上用4根25精轧螺纹钢焊在一起。
(2)对选择梁片的缺陷深度以及宽度进行测量。我们从现场测试的情况得知,蜂窝空洞的厚度在2~3公分,局部地区的深度甚至达到了5公分。
(3)用机器凿除有缺陷处的混凝士:(1)水力破除原理。将水源与机器连接后,高压水泵将水以高压水的形式将其输出到机器的执行机构中,执行机构再将这些高压水喷射到混凝土的表面。混凝土是一种有不同大小、不同形状的颗粒随机堆积在一起形成的多孔隙的非匀质的材料,当高压水枪给混凝土施加的压力大于混凝土内部之间相互的拉力的时候,混泥土就会直接破碎开来,被高压水枪的水带走,但是,钢筋却不会有任何的损害。(2)水力破除技术的特点。高压水枪操作方式简单,操作灵活,去除混凝土的速度也极为快速。由于水有强大吸附性,因此,操作环境中无粉尘,同时,水是清洁能源,也无污染,水枪带来的噪音也很小。对钢筋没有任何损害的同时,可以进行精确的操控。(3)水力破除的主要参数。水压主要取决于喷嘴的大小以及高压水泵的功率,适当的提高水压可以更快地对混凝土进行破除,一般将高压水枪的水压控制在1100~1500bar。流量可以控制高压泵柱塞的直径大小,以实现流量的改变,增加流量任然是为了提高破除效率,一般将流量控制在150~170L/min。(4)水力破除的方法及施工注意事项。在水冲工作完成后,需要工作人员用电镐对剩余混凝土进行清除,使整个平面保持整洁。
(4)在混凝土的底层刷上合适的界面剂。为了增加新的混凝土与旧的混凝土之间的黏着性,在混凝土表面处于饱和且混凝土表面干燥的情况下使用刷子涂好混凝土界面处理剂。(1)涂刷混凝土界面剂时的要求:a.环境应该比较干燥且通风要良好。b.涂刷的基面表面应该保持干净,且没有松动、没有灰尘、不含油脂。c.养护应该用自然养护,对其加强通风。(2)刷涂混凝土界面剂时的注意事项:a.禁止在雨天施工,要干燥。b.温度要求不能太低,温度在5摄氏度以上。c.未启封的有效期只有6个月,且应该放在阴凉干燥处。
(5)在相应的地方埋设适当的传感器。为使施工质量得到保障,应该对其安装压力传感器。对安装好的传感器,要随时进行监控以及保护。
(6)进行模板的安装。模板拼接时,要平整且严实,不能出现漏浆等情况。应按规定满足其平整度和垂直度。
(7)时间到后拆除模板进行路面养护。混凝土强度达到一定值,可以对模板进行拆除,先卸载膨胀螺栓,再撬模板,最后,再用土工布包裹。
3结束语
目前,混凝土路面已经成为我国道路建设应用最广泛的一种形式,其路面质量直接影响人们的出行安全,因此需要对混凝土路面病害更加关注和重视,采取合理的措施进行防治。只有如此才能减少或者规避病害的发生。对于已经出现的病害,需要结合病害出现的原因,采取切实有效的措施进行处理,避免病害产生更大的影响,全面提高路面施工质量。
参考文献
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[2]苏加强.新建桥梁松散混凝土修复新技术应用探讨[J].公路交通科技(应用技术版),2018,14(01):217-218.