水泥路面病害產(chǎn)生原因及改善措施分析

程建彬

（成安縣交通運(yùn)輸局公路站，河北 邯鄲 056700）

0 引言

目前，我國(guó)道路工程路面主要有瀝青路面與水泥路面兩種類型，兩者都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)。隨著國(guó)民基礎(chǔ)工程建設(shè)的快速發(fā)展，交通行業(yè)的優(yōu)化設(shè)計(jì)受到很高的重視。我國(guó)的高速公路就目前來(lái)說(shuō)多為瀝青路面，但是，由于水泥路面具有選材方便、有利于夜間行駛、使用年限長(zhǎng)以及造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)，仍然在國(guó)道以及比較低等級(jí)公路廣泛應(yīng)用[1]。然而，由于超載或重載現(xiàn)象以及溫度變化加劇等一系列問(wèn)題的出現(xiàn)，傳統(tǒng)的水泥混凝土路面已經(jīng)滿足不了這些技術(shù)要求，將會(huì)導(dǎo)致路面過(guò)早出現(xiàn)斷板、板角開(kāi)裂、面板破碎和錯(cuò)臺(tái)等病害[2]。克服此困難成為道路行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急，本文闡述了在水泥路面中通過(guò)加鋪鋼筋網(wǎng)形式來(lái)改善水泥路面產(chǎn)生的病害現(xiàn)象，為提高水泥路面的使用壽命提供良好的技術(shù)前景。

1 水泥路面技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

目前，重載交通成為交通行業(yè)發(fā)展的考慮目標(biāo)，我國(guó)的道路常用面層結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 重載交通路面常用面層結(jié)構(gòu)圖

按照高速公路平均預(yù)算單價(jià)計(jì)算可得，以上三種面層結(jié)構(gòu)預(yù)算單價(jià)如表1所示。

表1 不同路面結(jié)構(gòu)平均單價(jià)預(yù)算表

由上表可以看出：在重載交通條件下，水泥混凝土面層的工程造價(jià)低于瀝青混凝土面層，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。

2 主要病害的原因

水泥路面產(chǎn)生病害的原因很多，本文主要從內(nèi)因（路基穩(wěn)定性）與外因（超載或重載現(xiàn)象）兩個(gè)方面介紹[3]。

2.1 路基穩(wěn)定性影響

道路工程在應(yīng)用過(guò)程中，路基有下列不均勻變形時(shí)，將導(dǎo)致混凝土面板斷板和破損：a）軟基或壓實(shí)度的強(qiáng)度不足產(chǎn)生不均勻沉降；b）路基固結(jié)不均勻?qū)е鲁两?；c）由于路基原材料及含水率的不同或陰、陽(yáng)坡面影響導(dǎo)致的不均勻凍脹；d）路基濕度不同產(chǎn)生的變形。

2.2 超載現(xiàn)象嚴(yán)重

汽車在水泥路面上行駛，荷載相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)軸載（100kN）的疲勞作用次數(shù)與軸載比的16次方成正比。因此，雙倍或三倍標(biāo)準(zhǔn)軸載的汽車通過(guò)一次，即相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)軸載65 536次和4.3×107次的行車疲勞破壞作用；表2是某高速公路（未配筋水泥路面板厚26cm，水泥穩(wěn)定碎石基層厚20cm，綜合穩(wěn)定土底基層厚20~30cm）使用5年后，早期換板面積統(tǒng)計(jì)情況如表2所示。

表2 水泥混凝土路面早期換板面積統(tǒng)計(jì)表

由表2可以看出：輕車方向面板破碎換板共50塊，重車方向換板2 611塊，可見(jiàn)重載或是超載現(xiàn)象對(duì)路面破壞影響之大。

3 改善措施分析

經(jīng)研究表明，水泥路面產(chǎn)生病害主要是路面的彎拉應(yīng)力或是抗拉強(qiáng)度不足，因此本文通過(guò)對(duì)水泥路面施行鋼筋網(wǎng)處理以達(dá)到提高路面強(qiáng)度的目的[4]。

3.1 鋼筋網(wǎng)在水泥路面中的功能作用

鋼筋網(wǎng)在水泥路面中具有以下功能作用：

a）在路面中起構(gòu)造筋作用，承受混凝土板溫度應(yīng)力，預(yù)防或減少路面溫縮裂縫（見(jiàn)圖2）；

圖2 鋼筋網(wǎng)承擔(dān)路面溫度應(yīng)力

b）擴(kuò)散車輛荷載應(yīng)力，使水泥混凝土面板底部不易產(chǎn)生彎拉開(kāi)裂，從而可適當(dāng)減薄面板厚度，保證路面平整度，延長(zhǎng)路面使用壽命[5]（如圖3所示）；

圖3 鋼筋網(wǎng)擴(kuò)散荷載應(yīng)力

c）預(yù)防路面施工中微小裂縫擴(kuò)展；

d）減少伸縮縫數(shù)量，改善路面平整度。

增設(shè)鋼筋網(wǎng)的普通混凝土面層縮縫間距可由5m增為10m；連續(xù)配筋混凝土面層在兩端脹縫間可不設(shè)縮縫，從而改善了水泥路面平整度。

3.2 鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)水泥路面的應(yīng)用效果

圖4、圖5是（未配筋與鋪設(shè)連續(xù)鋼筋網(wǎng)的水泥路面）同級(jí)高速公路在使用兩年后的路面整體狀況圖。

圖4 未配筋的水泥路面

圖5 鋪設(shè)連續(xù)鋼筋網(wǎng)的水泥路面

由圖4、圖5可知，未配筋的路面出現(xiàn)橫向裂縫，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)的路面未發(fā)現(xiàn)任何裂縫，使用狀況良好，可見(jiàn)鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)能夠防止路面裂縫的產(chǎn)生，提高路面的使用壽命，并且效果顯著。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著道路建設(shè)的發(fā)展以及交通量的逐漸增長(zhǎng)，必須提高路面的整體使用性能以滿足日益增長(zhǎng)的重交通需求；因此，采用鋼筋網(wǎng)為主的水泥混凝土路面以良好的性能在我國(guó)將會(huì)得到快速的發(fā)展，也必將推動(dòng)我國(guó)交通基礎(chǔ)建設(shè)的更大發(fā)展。

[1]李曉群.基于病害發(fā)展演化機(jī)理的水泥混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)對(duì)策研究[J].華東公路，2006，（2）：26-28.

[2]甘立剛.水泥路面病害調(diào)查及維修對(duì)策[J].公路交通科技，2007，（增）：25-28.

[3]黃權(quán)英.水泥砼路面病害調(diào)查與維修方案設(shè)計(jì)[J].公路與汽運(yùn)， 2006， （1）： 48-50.

[4]潘志歆.舊水泥路面瀝青加鋪層中鋼絲網(wǎng)的防裂作用研究[D].長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)，2011.

[5]虞文景.鋼筋焊接網(wǎng)在水泥路面中的應(yīng)用[J].山西交通科技， 2010， （5）： 1-4.