水泥混凝土路面的基本特征及其病害的防治

駱衛(wèi)剛

摘 要：水泥混凝土路面的建設(shè)以及技術(shù)進(jìn)步在我國(guó)道路項(xiàng)目工程的發(fā)展史上有著相當(dāng)重要的地位，尤其是在上世紀(jì)90年代以鋼筋混凝土路面、高碾壓混凝土路面以及復(fù)合式路面等為代表的一些高承載路面的出現(xiàn)，將我國(guó)道路發(fā)展又推上了一個(gè)新的臺(tái)階，給水泥混凝土賦予了更大的發(fā)展空間。水泥混凝土道路以其高承載力得到了較為廣泛的應(yīng)用以及推廣，兼具經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益的優(yōu)勢(shì)得到了多數(shù)道路設(shè)計(jì)者的青睞。本文在此背景下探討水泥混凝土路面的基本特征及其病害的防治。

關(guān)鍵詞：水泥混凝土 路面 基本特征 病害 防治

近年來(lái)，專用機(jī)械設(shè)備以及施工工藝設(shè)計(jì)在水泥混凝土路面施工中的應(yīng)用大大提高了水泥混凝土道路的服務(wù)壽命以及道路質(zhì)量。但我們也應(yīng)該看到，很多出現(xiàn)的施工問(wèn)題破壞了水泥混凝土道路的完整性，阻礙了道路的正常使用功能的發(fā)揮，這些實(shí)際問(wèn)題亟待解決?；诖?，對(duì)水泥混凝土路面的基本特征及其病害的防治的探討有著較為現(xiàn)實(shí)性的意義，對(duì)這種剛性路面的施工、修建以及日常的養(yǎng)護(hù)有著非常重要的意義。

1、水泥混凝土路面的基本特征

水泥混凝土和瀝青混凝土路面相比較具有良好的路面整體性以及施工工藝相對(duì)較為簡(jiǎn)單等基本特征。由于水泥混凝土路面的承受壓力狀態(tài)通常以板塊形式所展現(xiàn)，因此適用于重載量道路選用。由于水泥混凝土的這些優(yōu)秀特質(zhì)，其在我國(guó)，尤其是南方多雨水網(wǎng)區(qū)域以及北方黃土高原區(qū)域的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)特別明顯，得到了較為廣泛的應(yīng)用與推廣。舉例說(shuō)明，山西省是我國(guó)能源重化工的基地，其在主要能源煤炭向外輸出主要樞紐地區(qū)的道路選用方面絕大部分使用水泥混凝土路面。由此可見(jiàn)水泥混凝土路面的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。水泥混凝土路面的缺點(diǎn)是，其與瀝青混凝土路面相比較，呈現(xiàn)剛性狀態(tài)，對(duì)道路荷載震動(dòng)的吸收能力比較低，因此，行車舒適性較差，震動(dòng)較大，路面經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用后難以保持原有的抗滑性，所以，需要在行車約兩年左右重新對(duì)抗滑構(gòu)造加工。即便如此，水泥混凝土路面在我國(guó)還是得到了較高的使用率，據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，水泥混凝土路面在我國(guó)現(xiàn)有的公路總通車?yán)锍讨屑s占據(jù)10%。水泥混凝土路面之所以能夠得到廣泛的運(yùn)用以及施工技術(shù)的不斷進(jìn)步，主要原因除了它能夠適應(yīng)我國(guó)一些地區(qū)較小的地基承載力之外，還因?yàn)樗嗟漠a(chǎn)量與儲(chǔ)量在我國(guó)多年來(lái)都較高，而路用瀝青作為石油煉制的副產(chǎn)品由于石油的價(jià)格的高居不下，其的價(jià)格也一直攀升，加之我國(guó)石油儲(chǔ)量較少，就使得水泥混凝土路面得到了廣泛的應(yīng)用。

2、水泥混凝土路面的病害的防治

2.1形式與原因

在自然光線和氣候以及行車荷載的共同作用之下，隨著公路使用年限的不斷增加，在水泥混凝土路面中出現(xiàn)了不少損壞現(xiàn)象。水泥混凝土路面的這些損壞基本上包括混凝土板損壞以及接縫損壞兩種主要形式，詳細(xì)包括內(nèi)容見(jiàn)表一。

下面針對(duì)水泥混凝土路面病害形成的形式與原因進(jìn)行詳細(xì)地論述：

1）裂縫。水泥混凝土路面裂縫產(chǎn)生的主要原因包括道路自身基礎(chǔ)承載力不強(qiáng)，設(shè)計(jì)的版塊厚度難以承受超重的荷載以及對(duì)單板塊的面積的劃分較大，導(dǎo)致伸縮應(yīng)力大于抗拉應(yīng)力等三方面。

2）分層。分層的產(chǎn)生是由于在水泥混凝土路面進(jìn)行施工時(shí)，因?yàn)閭髁U的位置放置不當(dāng)，穩(wěn)定性不高，導(dǎo)致混凝土版塊在傳力桿旁邊產(chǎn)生了壓應(yīng)力或者拉應(yīng)力，進(jìn)而使得分層裂縫在混凝土板的中間位置出現(xiàn)。還有一種原因是因?yàn)樘钛a(bǔ)材料的不同導(dǎo)致的。有些水泥混凝土路面不平整，施工人員在進(jìn)行干拌水泥混凝土填補(bǔ)道路凹凸不平處時(shí)由于沒(méi)有考慮到填補(bǔ)材料與原材料的質(zhì)量的一致性，再接著采取濕式方式進(jìn)行養(yǎng)生，形成的強(qiáng)度效果欠佳，很容易在后期道路使用中出現(xiàn)分層脫落的現(xiàn)象。

3）表層脫皮。此種病害產(chǎn)生的主要原因是水泥混凝土路面施工材料的配比和應(yīng)用不當(dāng)造成的。比如在采購(gòu)好材料進(jìn)行堆放材料的過(guò)程中，由于不小心在水泥和骨料中混入了少量的植物根葉或者是土以及其它雜質(zhì)等，導(dǎo)致施工材料的配比和應(yīng)用不當(dāng)。

4）錯(cuò)臺(tái)。在鋪筑水泥混凝土路面時(shí)，在固定模板時(shí)沒(méi)有進(jìn)行加固處理，或者固定牢固強(qiáng)度不夠，致使脹縫的上部和下部之間的縫隙不齊，在擠壓伸脹過(guò)程中縫側(cè)二板上下之間錯(cuò)開導(dǎo)致錯(cuò)臺(tái)的產(chǎn)生?；蛘哂捎诨A(chǔ)的承壓或壓實(shí)強(qiáng)度不夠，在上部位承受比較大的荷載作用之下，各個(gè)副板之間出現(xiàn)不均勻的沉陷現(xiàn)象，也會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)臺(tái)的產(chǎn)生。

5）起拱。由于環(huán)境的溫度升降起伏差別較大，在使用混凝土板的時(shí)候很容易在收縮時(shí)脹開，但由于原有的填縫材料無(wú)法適應(yīng)這種變化，受到溫度的影響，產(chǎn)生熱膨脹，致使縱向壓力失去平衡，導(dǎo)致混凝土板的拱起。

2.2水泥混凝土路面的病害的防治

（1）對(duì)裂縫的治理。對(duì)水泥混凝土板出現(xiàn)沉陷現(xiàn)象的處置，當(dāng)前最為先進(jìn)的處置方式就是灌漿。灌漿處理方式的具體實(shí)施過(guò)程為：在水泥混凝土板的裂縫處使用鉆孔機(jī)鉆出直徑約為50毫米直抵板底部的孔，然后將加熱到約為200攝氏度的建筑瀝青以10至15MPa的壓力打入到鉆出的孔內(nèi)部，并一直進(jìn)入到混凝土板的最底部，頂起沉陷的混凝土板，混凝土板的支撐使用冷卻后的瀝青。當(dāng)然，沉陷處的填充材料也可以選用水泥混凝土材料。

（2）對(duì)分層的治理。水泥混凝土板的分層病害在重荷載量道路使用中發(fā)生頻率非常高，通常情況下我們采取鑿槽填補(bǔ)法進(jìn)行處理。鑿槽填補(bǔ)法的具體實(shí)施過(guò)程是：先對(duì)水泥混凝土板的分層處進(jìn)行鑿槽處理，鑿槽的深度約為80至100毫米，形狀為長(zhǎng)形槽，將鑿出來(lái)的槽的底部以及側(cè)邊等都清理干凈，使用新的水泥混凝土道路材料加以填充，經(jīng)過(guò)一定強(qiáng)度的壓實(shí)以及養(yǎng)生之后形成強(qiáng)度。

（3）對(duì)表層脫皮的防治。產(chǎn)生表層脫皮的原因上文已經(jīng)做過(guò)詳細(xì)地論述，即水泥混凝土路面施工材料的配比和應(yīng)用不當(dāng)，因此在防治表層脫皮時(shí)，要從水泥混凝土路面施工材料的配比和應(yīng)用著手，嚴(yán)格控制施工材料的質(zhì)量，合理堆放施工材料，確保施工材料的配比的科學(xué)、合理性。如果水泥混凝土路面已經(jīng)出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的表層脫皮現(xiàn)象，最為可靠的處理方式就是重新鋪設(shè)水泥混凝土路面，或者在脫皮的上部位置再鋪設(shè)一層瀝青混凝土材料。

（4）對(duì)錯(cuò)臺(tái)的治理。如果水泥混凝土板出現(xiàn)了錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，可以選用瀝青砂經(jīng)過(guò)填補(bǔ)后進(jìn)行整平壓實(shí)處理。如果出現(xiàn)的錯(cuò)臺(tái)還伴隨有比較大的一些裂縫，那么應(yīng)該事先在裂縫中灌入一定量的補(bǔ)縫材料，之后再開始面層的修補(bǔ)與整平工作。

（5）對(duì)水泥混凝土路面拱起的防治。對(duì)水泥混凝土路面拱起的防治方法從以下方面著手：應(yīng)該嚴(yán)格設(shè)計(jì)并選擇水泥混凝土板所使用的填縫材料，在進(jìn)行設(shè)計(jì)與選擇時(shí)需要綜合考慮當(dāng)?shù)氐缆返氖褂铆h(huán)境的溫度，要與其相匹配，使得所設(shè)計(jì)或者選擇的填縫材料能夠適應(yīng)道路使用環(huán)境溫度的變化，杜絕縱向壓力失衡現(xiàn)象的出現(xiàn)。與此同時(shí)，需要根據(jù)道路使用當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境溫度優(yōu)化選擇各個(gè)水泥混凝土板塊之間的伸縮縫的施工寬度。通常情況下，道路使用當(dāng)?shù)氐南?、冬季?jié)之間的峰值溫度相差大于60攝氏度時(shí)，水泥混凝土板伸縮縫的施工寬度應(yīng)該為6至8毫米；當(dāng)峰值溫度差為50至60攝氏度時(shí)，水泥混凝土板的伸縮縫的施工寬度應(yīng)該為4至5毫米；當(dāng)峰值溫度差為20至40攝氏度時(shí)，水泥混凝土板的伸縮縫的施工寬度應(yīng)該為3至4毫米。

3、結(jié)語(yǔ)

本文以瀝青混凝土路面與水泥混凝土路面的對(duì)比詳細(xì)論述了水泥混凝土路面的基本特征，水泥混凝土和瀝青混凝土路面相比較具有良好的路面整體性以及施工工藝相對(duì)較為簡(jiǎn)單等基本特征，并在此基礎(chǔ)上探討了水泥混凝土路面病害形成的形式與原因，研究了水泥混凝土路面的病害的防治措施，希望能給予相關(guān)人士一些參考性意見(jiàn)或者建議。