水泥混凝土路面接縫處破壞的原因與預(yù)防措施

李方軍

（河南省公路工程局集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450052）

我國的水泥混凝土路面發(fā)展非常迅猛，目前每年的建設(shè)里程已超過1.5萬公里。與其他類型路面相比，混凝土路面具有強(qiáng)度高、穩(wěn)定性好、耐久性好、經(jīng)濟(jì)效益高和有利于夜間行車等特點。但是一般水泥混凝土路面要形成許多接縫，這些接縫往往成為路面的弱點，如果處理不當(dāng)，將會嚴(yán)重破壞路面。

1 接縫處的破壞及其產(chǎn)生原因

水泥混凝土路面在凝結(jié)硬化過程中具有較大的干縮變形和溫縮變形，從而要求混凝土路面設(shè)置間距很密的脹縫、縮縫及符合施工要求的施工縫。這些接縫加上施工期或使用期所產(chǎn)生的各種裂縫，毫無疑問成為路面最薄弱、最易損壞的部位。盡管這些部位均經(jīng)填縫料處理，但目前的填縫料使用期都較短，兩三年后都不同程度地出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，雨水通過接縫、裂縫及板邊縫隙滲入板底，在車輛動荷載的反復(fù)作用下，形成高壓水流，在板底接縫、裂縫及板邊高速流動，對基層頂面進(jìn)行沖刷，細(xì)顆粒從接縫、裂縫和板邊被帶到路面，泥水在負(fù)壓作用下被吸入板底，如此反復(fù)，板底逐漸脫空，改變了混凝土面板原有的支承條件，造成受力狀態(tài)的改變，從而產(chǎn)生錯臺、脫空、板體下沉、嚴(yán)重時斷板，進(jìn)而發(fā)展到破碎。

1.1 錯臺

錯臺現(xiàn)象常常與唧泥現(xiàn)象、填縫料喪失、路基的不均勻變形等密切相關(guān)。一方面，填縫料的喪失，會造成路面水的滲入，在車輛荷載的作用下，產(chǎn)生唧泥，隨著唧泥的連續(xù)不斷發(fā)生，路基游離土被不斷帶走，路基表面標(biāo)高不斷降低，產(chǎn)生錯臺。另一方面，路基若處理不好，如壓實程度不一致，則會隨著通車時間的增長，不均勻沉降和變形也會增加，也可以產(chǎn)生錯臺。此外，以下原因也可造成錯臺：

(1)下部嵌縫板與上部縫隙未能對齊，或脹縫兩側(cè)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。

(2)地面水通過接縫滲入基礎(chǔ)使其軟化，或者接縫傳荷能力不足，或傳力效果降低時，都會導(dǎo)致錯臺。

(3)當(dāng)交通量或基礎(chǔ)承載力在橫向各幅板上分布不均勻，各幅板沉降不一致時，縱縫也會產(chǎn)生錯臺。

1.2 擠碎和拱起

在橫向接縫、特別是脹縫兩側(cè)數(shù)十厘米范圍內(nèi)，由于脹縫內(nèi)的滑動傳力桿位置不正確，或滑動端的滑動功能失效，或施工時脹縫內(nèi)部有混凝土搭連，或使用期間脹縫內(nèi)落入堅硬雜屑等原因，阻礙了板的伸長，使混凝土在膨脹時受到較高的擠壓應(yīng)力，當(dāng)該應(yīng)力超過混凝土的抗剪強(qiáng)度時，板即發(fā)生剪切擠碎?；炷涟逶谑軣崤蛎浂茏钑r，某一接縫兩側(cè)的板突然向上拱起。這是由于混凝土板收縮時縫隙張開，填縫料失效，堅硬碎屑等不可壓縮材料塞滿縫隙，使板在膨脹時產(chǎn)生較大的壓應(yīng)力，從而出現(xiàn)縱向壓曲失穩(wěn)。

1.3 脫空、板塊活動和唧泥

脫空是面板與基層之間存在的一定間隙，脫空往往伴隨著唧泥的發(fā)生和發(fā)展而出現(xiàn)。唧泥是在車輛荷載作用下，面板接縫、裂縫和板邊下部產(chǎn)出的水和細(xì)粒土混合物的強(qiáng)制性位移造成的。在車輛荷載作用下，板下基層的細(xì)粒材料從接縫或裂縫處與水一起噴出，致使板體與基礎(chǔ)逐步脫空。唧泥也往往是錯臺、斷板、接縫附近斷板等病害的誘因。

路面唧泥的產(chǎn)生，一般需具備以下條件：路基或基層的土壤處于松散狀態(tài)，即存在松散的細(xì)粒土；在面板與基層及路面之間有自有水存在，并與松散細(xì)粒土混合形成泥漿；頻繁的重載車輛軸載的作用，水泥混凝土路面板產(chǎn)生泵吸作用將泥漿噴入、吸入。

1.4 填縫料的失效、損壞

使用一段時間后常常會出現(xiàn)填縫料剝落、擠出、老化碎裂等現(xiàn)象。填縫料失效或損壞后，接縫內(nèi)逐漸被砂、石、土等填塞，阻礙了板的膨脹，從而引起板的壓曲、破碎和接縫剝落等損壞。路面表面水流入基礎(chǔ)，導(dǎo)致基礎(chǔ)軟化唧泥或凍脹，進(jìn)而誘發(fā)其它病害。

2 接縫處破壞的預(yù)防措施

唧泥現(xiàn)象往往是錯臺、脫空、斷板的誘因，危害是巨大的，應(yīng)在設(shè)計和施工中盡量采取措施來避免和減少。根據(jù)成功的工程實踐，筆者認(rèn)為可從以下幾個方面采取措施：

2.1 選擇適宜的基層材料，提高基礎(chǔ)的抗沖刷能力

水泥混凝土路面板體下存在松散細(xì)粒土是唧泥產(chǎn)生的內(nèi)因之一，選擇適宜的基層材料是杜絕唧泥現(xiàn)象之根本。高等級公路一般采用強(qiáng)度較高和抗沖刷的無機(jī)結(jié)合料或是瀝青穩(wěn)定粒料作基層，杜絕細(xì)粒土在基層上的應(yīng)用，給混凝土面板提供均勻支撐，防止唧泥。

2.2 加強(qiáng)防排水措施

路面水通過接縫或板邊縫隙進(jìn)入基層又無法自行排出是產(chǎn)生唧泥的重要原因，采用適當(dāng)?shù)穆访娣琅潘胧┛纱蟠鬁p少唧泥現(xiàn)象產(chǎn)生的概率。這可以從以下三方面進(jìn)行：

(1)采用路面排水措施加強(qiáng)路面排水，采取的措施應(yīng)保證表面水的排泄暢通，縮短雨水在路面的滯留時間，減少接縫和板邊縫隙滲水，可通過設(shè)置盡可能大的路面橫坡（1～1.5%）、設(shè)置路肩表面排水系統(tǒng)來實現(xiàn)。

(2)采取合適的路面結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)排水能力

改善路面結(jié)構(gòu)形式，盡快將進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)中的雨水排出，也可以通過設(shè)置路肩排水系統(tǒng)、具有排水功能的基層、墊層等設(shè)施，進(jìn)行路面內(nèi)部排水，排出路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部分淤積的層次水。

(3)加強(qiáng)中央分隔帶排水設(shè)施建設(shè)，如設(shè)置進(jìn)水口、排水溝、集水井、排水管等，對進(jìn)入分隔帶的雨水，若有排水設(shè)施，可通過地下排水設(shè)施如盲溝、排水管、橫向排水管等來解決，若無分隔帶排水設(shè)施，則應(yīng)對分隔帶底部進(jìn)行隔水處理，確保分隔帶雨水不進(jìn)入路基。

2.3 減少荷載應(yīng)力以防止唧泥發(fā)展

唧泥的發(fā)展與荷載應(yīng)力的大小有關(guān)，要想方設(shè)法減少混凝土板接縫、裂縫及板邊底部荷載應(yīng)力，有利于減少唧泥的發(fā)生。加強(qiáng)接縫的傳荷能力，將板上所承受的荷載有效地傳遞給相鄰板，降低板底應(yīng)力?？蓪M向接縫（縮縫、脹縫、施工縫）設(shè)置傳力桿，縱向接縫（施工縫、縮縫）設(shè)置拉筋。

2.4 選用合適的填縫料

選用合適的填縫料是一種簡單有效的辦法。性能良好的填縫料應(yīng)能與板壁很好地粘結(jié)、回彈性好、能適應(yīng)水泥混凝土路面的脹縮、不溶于水、不滲水、高溫時不溢出、低溫時不脆裂、抗嵌入性和耐久性好，同時應(yīng)具有施工便捷、性能價格比高等特點。在工程實踐中，以橡膠瀝青和QF-94Ⅲ型嵌縫料用作水泥混凝土路面接縫進(jìn)行施工，效果較理想。

2.5 嚴(yán)格控制施工質(zhì)量

施工前必須仔細(xì)核對傳力桿和拉桿的數(shù)量、長度、規(guī)格是否滿足設(shè)計要求。在兩側(cè)模板安裝好后，應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)計要求正確安裝傳力桿，防止上下翹動，并按設(shè)計要求安放塑料套管和涂瀝青隔層，以保證傳力桿的滑動功能。路面的鋸縫要及時，并保證縫槽斷面和尺寸正確。進(jìn)行填縫之前應(yīng)清縫吹塵，保持接縫表面清潔干燥，填縫時應(yīng)飽滿密封。

水泥混凝土路面接縫處破壞的預(yù)防是一項系統(tǒng)工作，日常養(yǎng)護(hù)是水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)工作的一個重要內(nèi)容，是防止路面板出現(xiàn)病害的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對填縫料加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)能夠延長混凝土板的使用壽命，填縫料流失或失效應(yīng)及時增補或更換，以保持良好的彈性和防水功能。同時，在日常養(yǎng)護(hù)中，要及時處理好排水系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，以免造成較大的病害。

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