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前言
水泥混凝土路面即刚性路面,强度高、稳定性好、使用寿命长、易施工。随着经济的发展和交通运输业的兴旺,目前交通运输车辆超载现象频发,超载车辆给水泥混凝土路面造成了十分严重的破坏,道路板块由压断到压碎,路面失去防水性能,雨水沿裂缝进入路面底层,再经过车辆辗压则路面完全被破坏,对交通造成极大影响。由于水泥混凝土路养护贯彻“预防为主、防治结合”的方针,所以如果能在水泥混凝土路面板压断前对路面进行预防性养护,把断缝封住、防止水进入底层,则可大大延长路面的使用寿命。
水泥混凝土路面典型病害成因分析
1、路面板断裂
(1)路面板裂缝因水泥混凝土路面具备一定的脆性,在温度与湿度变化的影响下,混凝土易出现严重硬化继而发生变形。水泥混凝土路面结构中各种材料因相互作用而出现胶结,也可能造成一定程度的微小裂缝,在外部环境持续作用下,会导致宏观裂缝的出现。初期面板裂缝多是因为材料质量差、工艺不合理、材料配比不当所造成,运营期间出现的裂缝则主要由设计不合理、重载车辆持续碾压、路基不均匀沉降所致。
(2)路面板破碎因受温度变化、荷载超标等的影响,裂缝可能持续加剧而导致病害严重,当路面板在3块以上时就会出现水泥混凝土路面破碎问题。水泥混凝土面层在使用过程中会受到一定的约束作用,在温度下降过快或环境温度过低的情况下,结构内部会产生一定程度的拉应力,一旦超出混凝土结构的抗拉强度,就会导致面层出现开裂。当温度持续上升时,水泥混凝土会出现急速膨胀及温度应力超出极限应力的情况,导致路面出现断裂。在低温或高温的反复作用下,若没有采取适当的措施进行修补处理,就会发生严重的破碎问题。此外,在重载持续作用下,当水泥混凝土路面结构内应力超出极限应力时,路面也会出现严重的疲劳裂缝。
2、路面接缝路面接缝病害
主要表现为接缝脱落、纵缝或接缝填缝材料损坏等。接缝脱落是指接缝每侧在一定宽度范围内整个路面出现碎裂。
(1)裂缝与板面之间通常存在一定的角度且不会贯穿整个厚度,这主要因材料老化或施工不当所致;
(2)倘若路面板纵缝没有设置拉杆,或拉杆数量较少而无法满足使用要求,或拉杆出现损坏等,均会导致接缝两侧出现3mm以上的板缝或纵缝张开的问题;
(3)若相邻两块面板出现不同程度的位移,会造成水泥混凝土路面接缝处发生一定的变化;
(4)填缝材料因严重老化而与原结构出现分离,或接缝材料出现损坏、挤出等情况,均会导致路面出现开裂、渗水等病害。
3、路表病害
路表病害问题大多因为路面出现各种裂纹、层状剥落、露骨等问题。裂纹是裂缝中不严重的路面纹路,与发丝粗细相当。虽然不会产生严重的危害,但随着时间的推移,裂纹也会影响路面结构强度与使用寿命,且直接导致路面发生断裂危害。该病害的出现多数由混凝土路面出现塑性收缩、自收缩与温度收缩所致。层状剥落是因为路面出现冰冻侵蚀、碱活性集料等反应而造成的浅层剥落病害,此时需通过浅层结合修补法来解决和处理。露骨则因路面表层存在面积超过1㎡的集料暴露或散失的情况而导致路表存在麻面,这主要因为水泥、砂子等质量不达标或混合料级配不合理,此外材料配合比不正确、搅拌时间不达标也会导致材料出现质量问题,产生露骨问题。
预防性养护与传统养护的区别
水泥混凝土路面预防性养护是在路面还未发生严重病害时就采取适当的养护性处理措施,即公路在投入使用之后直接进入养护期。为了提升公路路面的综合性能,满足交通运行的需要,从运营与经济性的角度出发,选择合适的时机、合适的路段,按照实际情况进行必要的养护,从而延长道路使用寿命,达到预防性养护目的。
预防性养护是相对于传统养护(矫正性养护)而言的,现在大多数公路养护是传统意义上的养护,传统养护是指一般在公路设施出现明确病害或已部分丧失服务功能的情况下,再采取相应的功能性或结构性恢复措施。而预防性养护是指公路养护部门在路基、路面、桥梁、隧道以及其它公路设施的结构良好或病害、损毁发生初期,即对其进行养护,延缓公路病害、损毁的发生或进一步的扩大从而达到延长公路使用寿命、保持公路完好率,提高公路质量和服务水平、降低公路寿命成本,延长中修或大修期限的作业方式。
传统养护与预防性养护有区别,显然传统养护模式是“头痛医头,脚痛医脚”,这种条件下的养护带来的两个方面的问题,一是公路设施出现病害后 ,对其服务功能的影响,导致了社会使用成本的增加;二是错失了公路设施在病害刚出现时可能通过适当处治措施防止或延缓病害发生、发展的时机。而预防性养护则是一种全面的、全方位的养护模式,强调的是治早治小、主动养护、超前养护、动态养护,是一种全新的公路养护理念,是改变传统的养护观念和习惯,在公路路况良好或是病害发生初期,即对其进行养护,不让病害向更深层次发展,从而达到延长公路使用寿命、保持公路完好、提高公路质量、降低公路养护成本的目的。它是“预防为主,防治结合” 的原则及全面、科学、及时、经常性养护的具体体现。
水泥混凝土路面预防性养护措施
1、聚合物混凝土防护涂层-HC
聚合物混凝土防护涂层-HC是用纳米级聚合物混合树脂,形成乳胶性树脂核心结构。这种结构在物理性能及耐气候性方面优于原有的水溶性涂料。此涂料利用金属醇盐进行水解和缩聚反应(脱酒精反应、脱水反应),形成涂层。该聚合物混凝土防护涂层材料,可以用于维护暴露于恶劣环境的各种混凝土结构,并且可以长时间防止修补后的混凝土结构再次破坏,且不含有有机溶剂,对环境无污染,既具备良好的防腐效果,又有良好的耐久性能,能抵抗紫外线照射和化学品侵蚀,能通过对混凝土色差的修饰,使建筑达到统一协调的整体效果,从而营造出一种高级、干净的混凝土质感。
2、TBEST混凝土表面固化剂-M2
TBEST混凝土表面固化剂-M2是一种活性的无色透明化学水性制剂,使用方便、无毒、不燃,使混凝土表面硬度增加,耐磨性提高。
简单地说,混凝土表面固化剂就是一种提高水泥混凝土地面强度的产品,它通过渗透到水泥混凝土内部产生作用,使其表面硬度在极短的时间内迅速提高。
3、TBEST纳米硅烷混凝土保护剂-M3
混凝土表面完好,没有出现起砂麻面等现象时,使用混凝土防护剂M3可以有效防止水分下渗,形成一层斥水膜,从而保护面层和路基不受水的侵蚀,有效地防止面层病害的产生,同时也可以起到预防性养护作用。
TBEST纳米硅烷混凝土防护剂-M3具有的小分子结构可穿透胶结性表面,渗透到混凝土内部与暴露在酸性或碱性环境中的空气及基底中的水分子发生化学反应,形成一斥水处理层,从而抑制水分进入到基底中。产生防水、防氯离子、抗紫外线的性能且具有透气性。可有效防止基材因渗水、日照、酸雨和海水的侵蚀而对混凝土及内部钢筋结构的腐蚀、疏松、剥落、霉变而引发的病变,提高建筑物的使用寿命。
经保护的基材具有良好的斥水性,并保留原有的外观。碱性环境如浇注不久的混凝土,会刺激该反应并加速斥水层的形成。
当道面起砂、起灰、表面强度不够等表层病害出现时,建议两款产品同时使用,在已经出现表层病害的混凝土地面上使用混凝土表面固化剂-M2后,使其表面硬度在极短的时间内迅速提高,然后再涂刷一层纳米硅烷混凝土防护剂-M3,使其具有防水的特性。经过这两款产品涂刷后的地面耐磨性大大增加,抗渗、防水性显著提高,反复涂刷2-3次以后,可以进一步加强地面的强度和硬度,堪称“完美组合”。
4、MMA聚合物薄层修补料
MMA聚合物薄层修补料是专门针对混凝土面层的空鼓、麻面、起皮、脱壳、起砂、裂缝、露筋等混凝土薄层病害进行及时修补。混凝土随着时间的推移逐渐劣化,受到外界雨、雪侵蚀后,如不及时修补后续将给通行安全带来隐患。
水泥混凝土路面由于长期疲劳、冻融循环、荷载、渗水和基层破坏等原因都会引起破损,从而给使用带来了不便,甚至达不到实际使用的要求,需要进行局部修补或重新铺设新拌混凝土,从而产生了昂贵的管理和维护费用。MMA聚合物薄层快速修补系统将隔断混凝土劣化的原因(二氧化碳、盐分、酸性雨等),有效保护混凝土结构。直接刮涂在病害部位即可,该材料具有超强的抗压性能及超强的粘接力,可实现超快超薄层的修补,在机场、高速和高压的行车及长时间磨损通行状态下不会出现破碎和脱落现象,凡是混凝土表面病害均适用于本材料。
5、聚合物混凝土薄层修补料-10S
聚合物混凝土薄层修补料-10S是专门针对混凝土面层的空鼓、麻面、起皮、脱壳、起砂、裂缝、露筋等混凝土薄层病害进行及时修补,直接刮涂在病害部位即可,该材料具有超强的抗压性能及超强的粘接力,可实现超薄层修补,在机场、高速和高压的行车及长时间磨损通行状态下不会出现破碎和脱落现象,凡是混凝土表面病害均适用于本材料。
6、冷补灌缝胶裂缝修补
裂缝修补是一种局部处理方法,主要是为了防止雨水或杂质进入裂缝内,常温冷补灌缝胶每袋为2公斤,无需专业设备,配有尖嘴,直接安装在袋口灌注。具体的操作是进行裂缝清理并灌注填缝料。然而,这样的修复对延长路面的寿命却是十分有效的。一般分为以下两种方法:①清缝并灌缝。这是裂缝处理通用的方法。清缝并灌缝主要是使用热空气喷枪或压缩空气将裂缝中的碎屑吹出,然后灌入热沥青或乳化沥青进行封填。②扩缝并灌缝。横、纵裂缝的处理宜采用这种方法。扩缝并灌缝主要是使用路面锯或开槽机在原有裂缝上设置填缝槽 ,然后放置填缝料或者灌缝进行封填,可采用冷灌缝和热灌缝的工艺进行处理,冷补灌缝胶可以灌注水泥混凝土路面的裂缝,无需加热开槽成本更低廉、操作更方便。
总结
水泥混凝土路面养护以预防为主,预防和治理相结合,我们应加大对水泥混凝土路面的养护力度,做好病害防治工作。在路面投入使用后,应用一些预防手段,以便路面功能始终维持原状态,延长使用年限,以此来推迟大修或重修时间。
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