水泥混凝土路面脹縫處理措施討論

摘要：本文根據作者多年施工經驗，對水泥混凝土路面脹縫病害形成原因進行分析，并具體介紹了無縫伸縮縫式脹縫在水泥混凝土路面施工的應用。

關鍵詞：水泥混凝土路面 脹縫病害分析 無縫伸縮縫

0 引言

豐富的水泥資源為我國水泥混凝土路面奠定了堅實的物質基礎，且水泥混凝土路面養護費用少，使用壽命長等優點緩解了我國道路資金短缺的矛盾，符合基本國情！水泥混凝土路面目前占有很大比重并將長期與瀝青路面并存發展，而如何保證水泥混凝土路面的脹縫質量，為車輛提供更安全的行車條件，是公路建設者們所關心的問題。現就傳力桿式脹縫的病害成因分析如下：

1 脹縫病害原因分析

1.1 脹縫材料性能差

1.1.1 唧泥及脫空現象

唧泥是指在車載作用下，基礎中的細粒材料從接縫和裂縫中與水一同噴出，致使板體與水逐步脫空，常在接縫或裂縫附近有污跡存在。脫空是指路面板與基礎部分分離而產出空隙。由于受到溫度影響，混凝土板要伸縮，壓縮性和熱穩定性差的填縫料就容易從縫中溢出，在車輛荷載下基層由于塑性變形累積而同面板形成脫空，當地面水滲入混凝土板下脫空區域時，在重荷載車輛頻繁作用下，積水變成有壓水而同基層內浸濕的細料混攪成泥漿，并沿接縫縫隙噴射出來形成唧泥現象。

1.1.2 擠碎現象

因填縫料，剝落，擠出，老化，接縫被硬石子阻塞，則當混凝土伸脹時，混凝土板的上部產生集中壓實力，在超過混凝土的抗剪強度時，板即發生剪切擠碎，或當接縫處兩端混凝土強度不一致，由于傳力桿的作用，同樣會造成混凝土板擠碎現象。由于填縫料的彈性恢復能力差，板收縮時縫隙張開，堅硬雜屑等不可壓縮的材料極易嵌滿縫隙，導致板在膨脹時產生較大的壓應力，出現縱向壓曲失穩使脹縫兩側的板突然向上形成拱脹，或是當其超過混凝土的抗剪強度時，板即發生剪切擠碎。

1.1.3 拱起現象

由于水泥混凝土路面脹縫間距較長，拱起現象基本都在公路運營2-3年后出現。收縮時，因接縫填縫料失效，板縫就會掉進土或石子，加上養護不及時清掃，年復一年的熱脹冷縮，板縫一年年加寬，導致混凝土板伸脹時產生的壓力大于基層與混凝土板間的摩擦力，但未超過混凝土的抗壓強度時，由于板的伸長，在真縫處相鄰，兩板就會向上拱起。

1.1.4 錯臺現象

橫向接縫兩側路面板出現的豎向位移，兩邊的路面存在臺階，車輛通過時發生跳車。當脹縫下部嵌縫板與上部縫隙未能對齊，或脹縫兩側混凝土壁面不垂直，使縫旁兩板在伸脹擠壓過程中，會上下錯開而形成錯臺。地面水通過接縫滲入基礎使其軟化，或者接縫傳荷能力不足，或傳力效果降低，交通量或基礎承載力在橫向各幅板上分布不均勻，各幅板沉陷不一致時，也會產生錯臺現象。

1.1.5 傳力桿因素

脹縫傳力桿的定位是否準確是脹縫施工成敗的關鍵，傳力桿要求必須清潔無銹，長度尺寸符合設計要求，端部應光滑，傳力桿的硬質套子端部必須封閉，嚴防混凝土或稀漿進入，另外，絕對不能因某種原因用帶肋鋼筋代替圓鋼。套管與傳力桿端應留3cm的空隙，內可填塞瀝青麻絮或紗頭。用來固定傳力桿的鋼支架必須牢固，用來固定套子的一端應比另一端稍低，使傳力桿能恰好在套子中心，傳力桿還必須與路中線（或脹縫點的切線）平行。安裝傳力桿是一個技術含量比較高的活，但是在實際施工過程中往沒有按照上面的要求規范執行，使傳力桿定位不當，特別是在攤鋪和震搗過程中，傳力桿很難保持與水泥混凝土面板的端面垂直，這樣就會阻礙板的正常伸縫，在行車荷載下和溫度變化時，板內設置傳力桿混凝土區域的應力急劇增加，造成應力集中，從而造成混凝土破壞。

1.2 不規范施工對其造成影響

1.2.1 抽出壓縫板造成破壞

壓縫板在某些農村公路建設時仍在使用，即澆筑混凝土時在脹縫處放入刀口木條。但是取出木條的時間往往不好掌握，取得過早，水泥混凝土強度不足，稍不慎就會損壞脹縫兩側的板面混凝土，取得過遲，不易取出，需反復敲擊，才能抽成，這樣往往也會造成混凝土破裂。

1.2.2 震搗不實

在混凝土震搗過程中使用平板震搗器或震搗梁在震搗過程很難使先澆砼板塊側面部分震搗密實。隨著施工技術的增長，現在用上了插入式震搗棒，也可能由于操作不善而影響震搗效果，后澆砼板接頭處密實度難以得到保證，從而造成隱患。此外由于脹縫處的混凝土大多是開盤或收工時澆筑，開盤時因配合比控制不正常；而收工時往往思想松懈，操作匆忙，從而造成脹縫處的混凝土質量低下。

綜上所述，通過對傳力桿式脹縫的病害成因分析可知，水泥混凝土路面脹縫的破壞主要與填縫料的性能及采用的傳力桿有關。因此在修建某水泥混凝土路面時，試用了無縫伸縮縫式脹縫，經過三年多的運行檢驗，無縫伸縮縫式脹縫能有效克服脹縫的病害。

2 無縫伸縮縫式脹縫

GTF伸縮縫是一種填充式伸縮縫，是七十年代由英國發展起來的一種路面伸縮縫。它的基本作法是將接縫上面一窄條范圍的路面鋪裝層替換為一種高分子聚合物組成的熱塑彈性體。這條高分子聚合物組成的熱塑彈性體與石料的混合物可以吸收由于溫度和交通負荷作用產生的橋面板位移，而保證表層不會開裂損壞。GTF無縫伸縮粘接料能夠同時兼顧高溫和低溫、滲透和粘性這些對立的性能要求，不僅適用于溫度單一地區，而且適用于溫差較大的地區。

3 施工工序

3.1 預留槽口：槽口在鋪筑水泥混凝土路面時，以接縫為中心，預留相應寬度和深度的槽口。

3.2 清理烘干：用燃氣噴槍干燥槽口并清除砂灰和雜物。

3.3 放入發泡塑料條：在接縫開口處嵌發泡塑料條（其直徑為脹縫寬的1.5倍），低于底面15mm左右，并用厚紙作隔離帶，將熱熔的彈性材料澆注填滿接縫空隙。

3.4 定位支撐鋼板：沿接縫中心線，放置支撐鋼板（斷面尺寸150mm寬x6mm厚），通過鋼板上預留小孔用錘子將鐵釘釘入彈性材料中使鋼板定位。

3.5 熔化彈性材料：用專用加熱車將彈性材料加熱熔化至一定溫度（不少于190℃），整個槽口宜用熱空氣槍或丙烷氣加熱。

3.6 涂抹彈性材料：將已加熱的彈性材料用刷子均勻涂布槽口兩側、底部及鋼板表面。

3.7 加熱石料：均勻拌合：將稱量好的石料（已清洗兩次并烘干）倒入攪拌機，用燃氣噴槍加熱至100℃~150℃，再把已加熱的彈性體材料按比例加入石料中，拌和均勻（約3~5min）成混合料。

3.8 澆筑混合料：將混合料澆滿槽口并攪固，再用刮刀刮平，應略高于路面。

3.9 壓實、平整：待表面冷卻至70℃~100℃時，用壓路機順路向壓實4~5次。修正伸縮縫與路面的平整度，再用壓路機橫路向壓實1~2次，作業完成約3h后，即可通車。

注意第七步和第九步的溫度控制是關鍵！

4 結束語

通過實際檢驗，無縫伸縮縫不僅能克服傳統傳力桿式伸縮縫的缺點，還有彈性恢復力高、低溫柔性和高溫穩定性好、高溫粘附性好、施工方便、開放交通迅速、使用壽命長、舒適性好、經濟效益好等諸多優點，值得推廣研究。