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1、内容摘要水泥混凝土路面在使用过程中.由于荷载、环境、设计、施工等因素的影响.路面会出现各种病害.对于这些病害.若不及时进行维修.往往会造成水泥混凝土路面使用性能的下降.影响汽车行驶舒适性,以及交通安全。因此研究水泥混凝土路面病害产生的原因.做到在设计、施工上能够预防病害的产生.并对使用中可能出现的病害采取适当的措施加以治理.具有极为重要的理论意义和实用价值。本文根据漳州市迎宾西路上坂到南靖牛崎头段G319国道水泥混凝土路面的结构类型及使用情况调查：(1)系统分析了该段水泥混凝土路面的特点.对水泥混凝土路面的病害类型进行归纳.并对工程实践中几种常见病害产生的原因进行了较深入的探讨、分析；(2)探
2、讨了各种因素对水泥混凝土路面的影响；(3)根据近几年G319国道南靖段水泥混凝土路面病害治理的实践经验.在对水泥混凝土路面病害原因分析的基础上.提出了预防水泥混凝土路面破损.特别是路面开裂的较为实用的技术措施.并介绍了工程中几种常用的水泥混凝土路面破损修补方法。关键词：水泥混凝土路面 病害 预防 维修技术1.引言1.1问题的提出 我国水泥混凝土路面始建于60年代中期.80年代以来.水泥混凝土路面在全国迅猛发展。据统计资料表明：1980年全国水泥混凝土路面里程为1600km；1990年全国水泥混凝土路面里程为11773km；2001年全国水泥混凝土路面里程飞速发展到150177km；2005年底
3、全国水泥混凝土路面里程达到306622km；截止2010年底全国水凝土路面已经达到30570634km 。与其他类型路面相比.混凝土路面具有如下明显的优点：(1) 强度高；(2)稳定性好；(3)抗侵蚀能力强；(4)有利于夜间行车；(5)养护费用少：一般来说.水泥混凝土路面的损坏多为局部损坏。但无论何种损坏.及时、合理地进行修补是非常重要的。由于结构、施工、环境及交通因素不同.损坏的状况、原因也很复杂。混凝土路面的修补如果不是在对损坏的原因充分了解的基础上进行.则不可能取得良好的成效。因此.在合理的养护修补之前.对损坏状况及原因进行调查.以进行正确的诊断和分析是必要的。1.2国内外研究现状1.2
4、.1国内研究现状 对于水泥混凝土路面的病害与评价.在公路水泥混凝土路面养护技术规范(JTJ073-2001)中进行详细的规定1.它是委托地方交通厅与专门的技术委员会对全国各地混凝土路面的状况进行调查研究.并经过实践确定的内容和方法.能很好地评价水泥混凝土路面现有使用质量.并且细化道路评分标准与等级.为制定水泥混凝土路面的修复和改造提供了科学的决策依据.避免旧混凝土路面维护的盲目性。七五期间.国家No025课题我国水泥混凝土路面发展对策及修筑技术研究第五分题旧水泥混凝路面维修技术研究中.仅对维修材料进行了试验研究.目前尚未进入实用性阶段.强度评定、脱空板处理、补强层设计与施工等许多研究尚待深化。
5、我国现行规范对水泥混凝土路面上加铺水泥混凝土或钢纤维混凝土的设计做出了规定.但对于国外已广泛应用的旧水泥混凝土板上加铺沥青类结构方面还没有设计方法.许多工程实践只是依靠技术人员的经验。因此.开展对旧水泥混凝土路面维修技术与沥青加铺层设计及施工方法研究.具有深刻的工程意义和广阔的应用前景。 杨煜惠、傅智等对水泥混凝土研究进行总结.他们认为将旧水泥混凝土回收利用作为再生集料.不仅节约资源.保护环境.而且还节省工程造价。将之用于路面基层.从强度和耐久性等方面看是切实可行的.并且在回顾与总结了国内外再生水泥混凝土集科RCA的研究基础上.归纳了当前RCA的主要研究成果.并提出目前应用与研究的几点建议2-
6、3。 周富杰、孙立军、张南鹭、叶国铮等把土工布在旧水泥混凝土路面补强中的应用进行了研究.从分析旧路补强的原理及补强方法开始.介绍了土工布应用特性.认为使用专用土工布能有效减缓沥青混凝土上面层反射开裂4-6。 李红、傅智、周富杰、乔志红等对旧水泥混凝土路面病害进行分析并研究了其维修对策。认为旧水泥混凝土路面的修补对加铺改造工程成败至关重要.并结合旧水泥混凝土路面加铺改造的工程实践.对旧水泥混凝土路面进行了详细的调查,对板块病害原因进行了分析.提出了维修对策.取得了良好的效果7-8。 孙家瑛、顾强康、冷培义、李华、缪昌文、金志强等人各自结合工程实例.研究了在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层的设计与施
7、工.简要总结介绍旧水泥混凝土路面加铺沥青面层在设计、施工和管理.特跳是设计应注意的问题.同时根据项目的经验.提出在旧水泥混凝土路面上加铺沥青面层的结构设计和施工方法9-10。1.2.2国外研究现状 国外发达国家水泥混凝土路面修建历史较长.在欧美国家高速公路网中.水泥混凝土路面总量占50左右.且绝大多数水泥混凝土路面使用现状达到了设计要求。特别是德国、比利时等国家的水泥混凝土路面表现出非常卓越的长期使用性能,这与其路面修复技术是分不开的。早在六十年代他们便开始对其维修技术进行技术研究。随着交通量的增长及交通组成的不断变化.其路面结构也不断得到完善,对旧水泥混凝土路面评价与结构维修技术的研究持续至
8、今以美国为例.1985年.联邦公路管理局出版了路面修复手册.1988年对此又进行了修订。1995年在总结全美研究成果及工程实践的基础上.又分别出版了ACPCC修复与评价指南。日、英、法等国在不同时期也有类似的研究报告11。 在美国高速公路网中.水泥混凝土路面经过多年使用.州际公路和干线公路路面已进入修复期.调查分析表明.除正常的疲劳破损外.造成水泥混凝土路面使用质量下降的主要原因有：(1)集料不耐久.在伊利诺斯州.集料引起的开裂使路面寿命下降了2070；(2)设计不合理.板厚偏薄.未考虑排水等；(3)接缝处置不好.造成碎裂。 相反.采用了排水基层.设置完全的排水系统、水泥混凝土路肩设置拉杆、减
9、少板长和传力杆防锈等措施的水泥混凝土路面使用寿命较长。国外早在上个世纪30年代就开始尝试应用沥青混凝土加铺层改善旧水泥混凝土路面性能。七十年代末期.RII曾对含有织物的沥青混凝土路面进行大规模试验。1995年.美国联邦公路管理局为了推广和规范土工织物在道路工程中的应用.专门出版土工织物设计与施工指南。美国在Michigan、California等州采用加筋沥青混凝土来增加面层的抗拉强度.从而防治由于旧水泥混凝土路面板的移动而引起的开裂。Michigan州的试验证明钢筋网能有效地控制反射裂缝的产生.但这种效果在California及澳大利亚的试验中并不明显。英国的研究者认为.只要精心选择合适的土
10、工织物并采用合理的施工方法.控制反射裂缝的效果是可以令人满意的。1.3本文的主要研究内容 本文根据水泥混凝土路面的特点.结合南靖县水泥混凝土路面的使用情况.分析水泥混凝土路面病害的类型及产生路面病害的主要原因.对水泥混凝土路面病害的机理及其影响因素进行分析.寻求适合于当地条件的水泥混凝土路面破损的防治措施；结合南靖县水泥混凝土路面的修补工程实践.探讨水泥混凝土路面的修复、路面加铺技术及原有水泥混凝土的破碎施工工艺.提出可行的修补技术方案:(1)根据水泥混凝土路面的特点.针对G319南靖段水泥混凝土路面病害产生的原因进行分析;(2)针对路面结构的损坏类型.探讨水泥混凝土路面破损预防和修补措施.寻
11、求可行的修补技术方案和修补材;(3)结合G319南靖段水泥混凝土路面破损实际情况.探讨沥青混凝土加铺及原有水泥混凝土路面破碎工艺.提出较为全面的施工工艺流程及质量控制指标.从而指导实际的加铺施工及施工控制。1.4本文研究的意义 对G319国道南靖段水泥混凝土路面的研究和实地考察.综合分析存在的病害类型.分析病害产生的影响因素.以及研究如何去防治病害的产生。这样可以给更多的业主、设计或施工单位提供宝贵的意见.是做出来的工程质量含量更高.提高路面的使用年限.提高汽车行驶的安全性和舒适性,以及给周边居民出行的安全感。2.水泥混凝土路面病害类型和分类等级 水泥混凝土路面病害可分为：断裂类、竖向位移类、
12、接缝类和表层类四种类型。断裂类主要指纵、横、斜向裂缝和交叉裂缝、断裂板等：竖向位移类主要指沉陷和胀起；接缝类主要指接缝的填缝料损坏、唧泥、错台和拱起等；表层类主要指坑洞、露骨、网裂和起皮、粗集料冻融裂纹、修补损坏等12-15。2.1断裂类病害(1)贯穿水泥混凝土面层的断裂裂缝.按裂缝出现的方位和面板断裂的块数.分为下列四种病害： 平行或近于平行路面中心线的纵向裂缝； 垂直或斜向路面中心线的横向或斜向裂缝； 从板角隅到斜向裂缝两端的距离小于18m的角隅断裂： 两条以上裂缝交叉.使板断裂成3块以上的交叉裂缝和断裂板。(2)纵向、横向或斜向裂缝和角隅断裂病害.按裂缝缝隙边缘碎裂程度和缝隙宽度可分为3
13、个等级： 轻微罐隙边缘无碎裂或错台的细裂缝.缝隙宽度小于3mm；或者.填缝良好、边缘无碎裂或错台的裂缝； 中等缝隙边缘中等碎裂(或)错台小于10mm的裂缝.且缝隙宽度小于15ram： 严重键隙边缘严重碎裂或错台大于10mm.且缝隙宽度大于15ram。(3)交叉裂缝和断裂板病害.按裂缝等级和板断裂的块数可分为3个等级： 轻微板被轻微裂缝分割成23块； 中等板被中等裂缝分割成3-4块.或被轻微裂缝分割成5块以上：严重板被严重裂缝分割成4-5块.或被中等裂缝分割成5块以上。2.2竖向位移类病害 水泥混凝土面层的竖向位移.按产生原因的不同可分为沉陷和胀起两种病害。沉陷和胀起病害.按其对行车的影响可分为
14、下列3个轻重程度等级： 轻微车辆以限速驶过时仅引起无不舒适感的轻微跳动； 中等车辆驶过时有产生不舒适感的较大跳动； 严重车辆驶过时产生过大的跳动.引起严重不舒适或不安全。2.3接缝类病害(1)水泥混凝土路面板接缝处的损坏.按损坏的形态和影响范围可分为接缝填缝料损坏、纵向接缝张开、唧泥和板底脱空、错台、接缝碎裂、拱起等六种病害。(2)接缝填缝料损坏.按填缝料出现老化、挤出、缺损的情况.可分为3个等级： 轻微整个路段接缝填缝料情况良好.仅有少量接缝出现上述损坏； 中等整个路段接缝填缝料情况尚可.l.3以下的接缝长度出现上述损坏.水和硬质材料易渗入或挤入； 严重接缝填缝料情况很差.113以上的接缝长
15、度出现上述损坏.水和硬质材料能自由渗入或挤入.填缝料需立即更换。(3)纵向接缝张开病害.按接缝的张开量可分为2个等级： 轻微接缝张开10mm以下； 严重接缝张开10mm以上。(4)唧泥和板底脱空病害.可分为2个等级： 轻微车辆驶过时.有水从板缝或边缘外唧出.或者在板接(裂)缝或边缘的邻近表面残留有少量唧出材料的沉淀物； 严重在板接(裂)缝或边缘的表面残留有大量唧出材料的沉淀物.车辆驶过时.板有明显的颤动和脱空感。(5)错台病害.按相邻板边缘的高差大小可分为3个等级： 轻微昔台量小于5mm； 中等错台量5-10mm： 严重错台量大于10mm(6)接缝碎裂病害.按碎裂范围和程度可分为3个等级： 轻微碎裂仅出现在接缝或裂缝两侧8em范围内.尚未采取临时修补措施： 中等裤裂范围大于8cm.部分碎块松动或散失.但不影响安全或危害轮胎； 严重影响行车安全或危害轮胎。2.4表层类病害(1)水泥混凝土面层的表层损坏.可分为磨损和露骨、纹裂、网裂和起皮、活性集料反应引起的网裂、粗集料冻融裂纹、坑洞等六种病害。(2)磨损和露骨病害.按磨损或露骨的深度分为2个等级：
