水泥混凝土路面板破壞的原因及其防治

崔進(jìn)生

摘要：根據(jù)多年來對(duì)水泥混凝土路面使用情況的調(diào)查，文章從設(shè)計(jì)、施工兩個(gè)方面較全面地分析了水泥混凝土路面破壞的原因及其防治。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土路面；公路建設(shè)事業(yè)；路基施工

中圖分類號(hào)：U416文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1674-1145（2009）12-0111-02

一、引言

近幾年來，我國公路建設(shè)事業(yè)迅猛發(fā)展，高等級(jí)公路和農(nóng)村公路建設(shè)齊頭并進(jìn)。水泥混凝土路面因?yàn)榫哂蟹€(wěn)定性好、強(qiáng)度高、耐久性好、養(yǎng)護(hù)維修方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。但是根據(jù)對(duì)已建成通車的各級(jí)水泥混凝土路面使用情況看，如開裂、斷板、沉陷、錯(cuò)臺(tái)等病害現(xiàn)象較為普遍。本文通過總結(jié)多年來水泥混凝土路面建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，分析混凝土路面板破壞的原因闡述自己的一些防治措施。

二、水泥混凝土路面板破壞的原因

（一）設(shè)計(jì)原因

1．整體強(qiáng)度。如果設(shè)計(jì)時(shí)，交通量調(diào)查和預(yù)測(cè)不準(zhǔn)，或人為因素使交通量大增，路基、基層、底基層的模量和材料參數(shù)選用不當(dāng)或者由于投資等原因而使路面厚度偏薄，當(dāng)荷載疲勞應(yīng)力與溫度應(yīng)力疊加超過混凝土的抗彎拉強(qiáng)度時(shí)，以致影響混凝土路面最終導(dǎo)致破壞。

2．板塊劃分。面板板塊劃分不合理，板塊尺寸過大、板塊過長或長度比例不符合規(guī)范要求，出現(xiàn)溫度應(yīng)力超出路面板的容許應(yīng)力，或出現(xiàn)溫度翹曲應(yīng)力超出了混凝土的抗彎拉強(qiáng)度而引起路面板開裂斷板。

3．結(jié)構(gòu)組合。盡管規(guī)范上要求可以用石灰土作為水泥混凝土路面的基層，但該結(jié)構(gòu)層在路面出現(xiàn)裂縫、或所設(shè)縱縫橫縫填料脫落時(shí)，容易出現(xiàn)唧漿，若不及時(shí)處理，就出現(xiàn)斷板導(dǎo)致路面板的破壞。

（二）路基施工方面的原因

1．路基填料不符合要求。路基施工時(shí)未按規(guī)范規(guī)定要求使用了以下不適合的材料：（1）沼澤土、淤泥、泥炭；（2）含有樹根和易腐蝕物質(zhì)的填料；（3）有機(jī)質(zhì)含量大于的材料；（4）液限大于及塑性指數(shù)大于的材料；（5）含水量過大的材料。這些不實(shí)用性填料經(jīng)過壓實(shí)都達(dá)不到規(guī)定的壓實(shí)度，不能形成穩(wěn)定填方從而造成路基下沉或塌方，以致影響路面直到路面板破壞。

2．路基土石方填筑方面的影響。路基土石方的施工過程中存在的一些問題會(huì)對(duì)水泥面板產(chǎn)生較大的影響：（1）路基石方或土方混合料填筑時(shí)，填料的粒徑過大，使填石路堤或土石混填的路堤密實(shí)度達(dá)不到施工規(guī)范要求。（2）路基施工過程中沒有按要求做成一定的橫坡度；路基施工臨時(shí)排水系統(tǒng)未做或不暢通，從而使大量的積水滲入下層路基，嚴(yán)重影響路基質(zhì)量。（3）路基填筑每層的填料未用平地機(jī)或其他平整機(jī)械進(jìn)行整平或整平效果不好，使低凹的地方達(dá)不到密實(shí)度的要求且大量積水。由于以上施工方面的原因，對(duì)路基的穩(wěn)定性造成一定的影響，并相應(yīng)影響到路面面板。

3．特種土層的路基。淤泥質(zhì)黏土、紅粘土等軟土地基往往因固結(jié)沉降穩(wěn)定時(shí)間長，或是因修路微型水文地質(zhì)條件發(fā)生了改變，從而引起路面沉陷。濕陷性黃土路基：在地下水的作用下老的空穴增，并發(fā)生新的空穴。

4．構(gòu)造物臺(tái)背的回填不符合要求。目前，從建成通車的公路來看，構(gòu)造物臺(tái)背跳車是通病，然而最明顯的是臺(tái)背沉陷或錯(cuò)臺(tái)，主要原因是臺(tái)背回填質(zhì)量差。這是在施工中進(jìn)行臺(tái)背回填時(shí)，松鋪厚度未嚴(yán)格控制；回填材料沒有認(rèn)真的選?。滑F(xiàn)在臺(tái)背回填中最易被人忽視的是，開挖出的臺(tái)背，雖說臺(tái)背回填時(shí)中部填筑合乎要求，但邊緣為不透水性材料，沒有進(jìn)行更換，所以路面滲入的水積存在臺(tái)背，這樣時(shí)間一長便影響了路基的穩(wěn)定性，造成臺(tái)背下沉，以致路面板遭破壞。

（三）路面施工方面的原因

1．路面基層施工質(zhì)量不合要求。路面基層一般有底基層和面基層，底基層為級(jí)配砂礫集料，面基層為水泥穩(wěn)定類集料。路面開始施工前要求路槽應(yīng)清理干凈，標(biāo)高應(yīng)嚴(yán)格控制，否則，會(huì)影響基層的設(shè)計(jì)厚度（厚度增加提高成本，厚度減小影響路面基層的穩(wěn)定）；底基層集料細(xì)長及扁平的顆粒不得超過20%，且不得含有黏土塊、腐殖質(zhì)等有害物質(zhì)；集料必須有良好的級(jí)配，級(jí)配曲線應(yīng)接近圓滑并居中。0.5mm以下的集料其塑性指數(shù)應(yīng)小于4%，液限指數(shù)應(yīng)小于25%；松鋪好的集料在壓實(shí)時(shí)，其含水量應(yīng)比最佳含水量稍高。水泥穩(wěn)定集料的級(jí)配要求良好，有機(jī)質(zhì)含量不得大于2%，集料中不得含有黏土塊、腐殖質(zhì)等有害物質(zhì)；水泥質(zhì)量要求穩(wěn)定，不得使用過期水泥，水泥用量應(yīng)嚴(yán)格按試驗(yàn)配合比加入，攪合要均勻。

2．路面水泥混凝土面板施工方面的問題。水泥混凝土面層施工，往往施工的厚度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求，主要是基層施工標(biāo)高控制不嚴(yán)所引起；粗集料不具有良好的級(jí)配，細(xì)長和扁平的顆粒含量太高；細(xì)集料和粗集料中含泥量過高，降低了混合料的黏結(jié)度；所用水泥質(zhì)量不穩(wěn)定或已過期；水泥混凝土在澆筑過程中未完全振搗密實(shí)，蜂窩麻面較嚴(yán)重，這樣勢(shì)必影響混凝土面板本身的質(zhì)量，而造成損壞。

三、水泥混凝土路面板破壞的防治

（一）設(shè)計(jì)方面

在設(shè)計(jì)階段，應(yīng)充分考慮交通發(fā)展，準(zhǔn)確調(diào)查和預(yù)測(cè)交通量，避免因設(shè)計(jì)厚度偏小，平面尺寸不合理、結(jié)構(gòu)組合不合理，在設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)由于交通量的快速增長或超限車輛的增加，而造成面板提前破壞、斷裂。高填土路段最好不設(shè)置水泥混凝土路面，面板板塊劃分應(yīng)合理，板塊大小、長寬比例應(yīng)符合規(guī)范要求。路面基層應(yīng)根據(jù)交通等級(jí)、當(dāng)?shù)貤l件和經(jīng)濟(jì)性等因素盡量選用抗水浸入和抗凍融的路面結(jié)構(gòu)。

（二）路基施工方面

工程施工應(yīng)從路基抓起，路基的質(zhì)量是非常關(guān)鍵的，由于路面板遭到破壞后，要對(duì)路基有質(zhì)量問題的地段返工是不可能的，且水泥混凝土板難修補(bǔ)。

路基填筑過程中，要嚴(yán)格按合同及規(guī)定要求選好填料，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況控制好松鋪厚度、粒徑和壓實(shí)含水量，每層填筑要用平地機(jī)整平，要用合理的壓路機(jī)組合壓實(shí)。對(duì)軟基、高填、加寬路段要采取特殊的、合理的施工措施。

臺(tái)背回填施工，要求選用監(jiān)理工程師或圖紙要求的回填料，保證每層填筑厚度及壓實(shí)度，回填時(shí)在臺(tái)背可考慮做排水管和土工格柵。排水管間距不得大于2m，土工格柵層間距最好為50～80cm。

（三）路面施工方面

基層施工時(shí)，應(yīng)將基層材料集中進(jìn)行廠拌，并采用攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪，待基層整平壓實(shí)后，嚴(yán)格進(jìn)行養(yǎng)生，防止基層出現(xiàn)干縮或溫縮裂縫；為減少路基土的壓實(shí)變形，增加路基強(qiáng)度和穩(wěn)定性，必須認(rèn)真進(jìn)行壓實(shí)，特別是要加強(qiáng)路堤邊部碾壓，使路堤橫向的密度盡可能均勻；也不要將兩種材料性質(zhì)差異甚大的路堤相接，而需要設(shè)置一個(gè)不太長的過渡段，在橋頭或其他構(gòu)造物與一般路堤相接處，應(yīng)進(jìn)行加載，甚至超載預(yù)壓加快地基沉降,在可能的條件下，可彩透水性砂礫填筑臺(tái)背后的路堤，減少開放交通后的填土沉降。路面基層施工要嚴(yán)格按規(guī)范要求選好合格材料，側(cè)重控制厚度及表面平整度。路面施工前，應(yīng)對(duì)路面基層的人為或施工工藝坑槽進(jìn)行處理，可在路面基層上散布半公分厚的細(xì)砂，或鋪設(shè)一層塑料布。

（四）水泥混凝土路面板破壞后的處治

對(duì)于水泥混凝土板錯(cuò)臺(tái)、沉陷的現(xiàn)象，由于修補(bǔ)困難，以往人們總是用瀝青混凝土進(jìn)行填補(bǔ)壓實(shí)，實(shí)際上這種修補(bǔ)方案是不可取的。因?yàn)樗嗦访媾c瀝青路面顏色不一致，這樣的局部修補(bǔ)，會(huì)給汽車駕駛員造成錯(cuò)覺，且在高速行駛的公路上可能發(fā)生交通事故。所以，對(duì)于錯(cuò)臺(tái)、沉陷的水泥板最好是鏟除，用同標(biāo)號(hào)的新混凝土進(jìn)行修補(bǔ)。并加入混凝土快速修補(bǔ)劑，這樣，4h后便能開放交通。

對(duì)唧泥、脫空的混凝土面板及輕微、中等裂縫的面板進(jìn)行板底壓漿處理，使混凝土面板處于穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)使用時(shí)間較長，原路面基層為石灰土等水穩(wěn)定性不良結(jié)構(gòu)的路段，為保險(xiǎn)起見，可對(duì)全部原有的混凝土面板進(jìn)行壓漿處理。

對(duì)于水泥混凝土板裂縫的現(xiàn)象，可采用HZ/HD補(bǔ)裂縫材料進(jìn)行灌漿處理，4h后便能開放交通。

對(duì)于水泥混凝土龜裂、網(wǎng)裂及脹縫、施工縫、縮縫處的局部破壞現(xiàn)象，可采用局部換板進(jìn)行修補(bǔ)并加入混凝土快速修補(bǔ)劑。

四、結(jié)語

造成水泥混凝土路面面板發(fā)生破壞的原因是多方面的，要從設(shè)計(jì)、施工養(yǎng)護(hù)等各方面進(jìn)行嚴(yán)格、科學(xué)的控制，只有做到科學(xué)設(shè)計(jì)，精心施工才能提高路面的整體質(zhì)量水平。

參考文獻(xiàn)

[1]S公路水泥混凝土路面設(shè)計(jì)規(guī)范．2007-01-01．

[2]S公路水泥混凝土路面施工規(guī)范．2007-01-01．

[3]M路基路面工程．人民交通出版社，2005．