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(1.湖北交通職業(yè)技術(shù)學院,湖北 武漢 430074;2.武漢工程大學,湖北 武漢 430074;3.孝昌縣公路管理局,湖北 孝昌 432900)
水泥混凝土路面是一種剛度較大、擴散荷載應力能力強、穩(wěn)定性好和使用壽命長的路面結(jié)構(gòu),是我國主要的路面結(jié)構(gòu)形式之一。但在某些特殊路段排水條件不佳的情況下,水泥混凝土路面容易發(fā)生積水,如果積水在一定時間內(nèi)未能消除,將導致各種病害,縮短使用壽命,造成經(jīng)濟損失和不良的社會影響。
本文對三宋線下穿京港澳高速路段水泥混凝土路面進行了結(jié)構(gòu)病害分析,以期為類似路段制定養(yǎng)護設(shè)計方案及病害處治措施提供借鑒。
三宋線下穿京港澳高速路段水泥混凝土路面樁號為K62+775~K63+200,全長425 m,寬度為9 m,路面結(jié)構(gòu)形式為30 cm厚毛碴墊層,20 cm厚的水泥穩(wěn)定碎石基層,22 cm厚的C30水泥混凝土面層。該路面于2017年進行了中修,采用砂墊層路床的設(shè)計方案。
(1)將整段425 m水泥混凝土路面破碎挖除,再開挖槽下1 m后,進行墊層70 cm中粗砂水密實回填,澆筑C25厚30 cm素水泥混凝土基層,面層采用C30厚22 cm鋼筋水泥混凝土面層。
(2)路基兩側(cè)邊溝采用60 cm×60 cm漿砌磚邊溝,并對路基外排水溝進行了清理。
經(jīng)現(xiàn)場勘察,按中修設(shè)計方案施工后,通車不到百日,路面相繼出現(xiàn)了開裂、唧泥、沉陷、錯臺甚至斷板等病害,嚴重影響了行車的舒適性和安全性,必須及時地進行養(yǎng)護維修。
由于下穿京港澳高速路,三宋線此路段地勢低于兩側(cè)地表,積水不易排出,降雨后,路基常處于浸水潮濕狀態(tài)。原中修設(shè)計方案開挖1 m深路床設(shè)置砂墊層,雖然將邊溝再挖深50 cm,但仍遠高于透水層底面標高,留有隱患。另外,中修設(shè)計在路段最低處垂直向外側(cè)設(shè)置約5 m長排水溝,將邊溝連接到田間水渠。但由于水渠蓄水量有限,并不能起到收納積水的作用,導致中修后路基兩側(cè)邊溝持續(xù)積水。
在中修施工過程中,路基邊溝未先行開挖,而是先開挖路床,其間采用水密法進行70 cm中粗砂墊層施工,造成大量注水浸泡。由于路基邊溝積水面高于砂墊層濾水面,導致砂墊層中的孔隙水不能溢出,滯留于路槽內(nèi)。
三宋線交通量大,在中修主體工程完工、路側(cè)排水尚未完工時,就過早地開放了交通。由于超、重車輛荷載的反復作用,在中粗砂墊層中形成了有壓水,水在板間高速流動,將砂粒從板邊帶到路面上,產(chǎn)生了唧泥現(xiàn)象,進而板底發(fā)生脫空,改變了混凝土面板原有的受力狀況,最終產(chǎn)生錯臺、斷板(如圖1所示)。
圖1 水泥混凝土路面唧泥、裂縫病害
雖然原中修方案存在一定的設(shè)計缺陷,即不宜在低洼地段設(shè)置砂墊層基層。但出于經(jīng)濟性考慮,處治方案沒有顛覆原設(shè)計,主要采取了如下措施。
將路基邊溝深挖至與中粗砂墊層同一標高,使砂墊層空隙水能正常濾出,當砂墊層達到干燥狀態(tài)后,路基邊溝設(shè)置反濾層土工布外包,阻止路基外的水滲入砂墊層中,邊溝用磚漿砌一字墻與路肩同高。針對京港澳高速路橋梁下方低洼路段邊溝長期積水的問題,經(jīng)與地方協(xié)調(diào),將排水溝盡頭的田間溝渠擴建為集水井,設(shè)置虹吸管,隨時將水排灌到公路界外的一處藕塘。
對于水泥混凝土路面斷板,首先將舊混凝土板破碎運走,再處理基層。如果基層破損嚴重,則挖除基層澆筑素混凝土,待基層強度達到要求后,采用混凝土重新澆筑路面板。
當水泥混凝土板上裂縫程度較輕時,不作為斷板處理,但必須對其裂縫采取條帶修補的方法進行維修。對于板邊結(jié)構(gòu)的路肩需要進行硬化處理,并且要處理好路肩板與路肩的縫隙。對于接縫的維護,采用拉伸性能好、粘結(jié)力強、對溫度不敏感的聚氨酯類填料,或在原有裂縫位置開槽,把槽內(nèi)清理干凈,用密封材料填滿嵌實,從而有效地防止雨水下滲。經(jīng)后期現(xiàn)場調(diào)查,經(jīng)過處治后的水泥混凝土路面,有效控制了病害的發(fā)生,取得了理想的效果。
從對三宋線下穿京港澳高速路段的病害研究可以看出,施工次序?qū)Φ缆返呐潘幸欢ǖ挠绊憽T谑┕み^程中,應嚴格按照施工的先后次序進行施工。
在對水泥混凝土路面裂縫和接縫進行處理時,應根據(jù)路面裂縫程度來選擇合適的方法。同時,對于斷板的處理,首先應當判別基層的損害程度,然后再予以處治,以避免不必要的麻煩,做到省時省力。
防水是水泥混凝土路面的首要任務。因此,需注意道路邊溝與墊層的高差,完善排水設(shè)施,將路面結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的水盡快排出,防止排水不暢而導致基層破壞,進而影響整個路面結(jié)構(gòu)的安全。
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