水泥混凝土路面常見病害及防治措施

曾華超 （福建省恒通路橋工程有限公司，福建 南平 353000）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通運(yùn)輸總量持續(xù)增長，對(duì)道路路面的質(zhì)量要求越來越高。水泥混凝土路面作為一種適應(yīng)載重大、速度高、密度大的車輛運(yùn)輸需要的高等級(jí)路面，在許多地區(qū)得到廣泛應(yīng)用。但水泥混凝土路面受多方因素的影響，存在較多的質(zhì)量隱患，如不加以防范，極易產(chǎn)生許多病害，影響路面的使用壽命，給車輛行駛留下安全隱患。為此，要系統(tǒng)分析水泥混凝土路面的常見病害，找出其產(chǎn)生的原因，并采取有效防范措施。

2 水泥混凝土路面常見病害

2.1 裂縫

2.1.1 縱、橫向裂縫

產(chǎn)生縱、橫裂縫的主要原因?yàn)椋孩傥凑瓶睾们锌p時(shí)間，縮縫切割時(shí)間太晚，混凝土板自身收縮時(shí)因板底各斷面摩擦系數(shù)不等產(chǎn)生裂縫；②溫差大，春秋兩季施工的混凝土路面，白天與晚上的溫差較大（一般在7℃～8℃，最大可達(dá)12℃），從而導(dǎo)致水泥混凝土板的自身收縮太大而產(chǎn)生橫向裂縫；③供料不及時(shí)，前后車料間隔時(shí)間太長，如未及時(shí)設(shè)置施工縫，前后車料交接處也容易產(chǎn)生收縮斷裂；④養(yǎng)護(hù)不當(dāng)，或因出現(xiàn)養(yǎng)護(hù)空白段，致使養(yǎng)護(hù)空白段形成一個(gè)強(qiáng)度薄弱的橫斷面，在溫差影響下該斷面處易產(chǎn)生裂縫；⑤施工時(shí)混合料粗細(xì)級(jí)料攤鋪不均勻或振搗不密度，出現(xiàn)蜂窩較多，因而形成一個(gè)強(qiáng)度薄弱的橫斷面，也容易在該斷面上出現(xiàn)裂縫；⑥因路基不均勻沉降產(chǎn)生的橫、縱向裂縫，如新建路基填挖交接處、舊路改造縱向路基加寬交接處等；⑦因基層熱脹冷縮而產(chǎn)生裂縫，如在舊混凝土路面上加鋪新混凝土路面時(shí)，若舊混凝土路面處理不當(dāng)，舊路面收縮時(shí)導(dǎo)致未形成強(qiáng)度的新混凝土路面產(chǎn)生裂縫等；⑧縮縫切縫深度不足或縮縫間距太長，在混凝土板收縮應(yīng)力的影響下也會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則的橫向裂縫；⑨混凝土板在初凝期因行車振動(dòng)也會(huì)造成板體斷裂形成裂縫（特別是梁、板式橋梁舊橋面改造，開放交通施工的水泥混凝土橋面）；⑩運(yùn)營期間超載車輛荷載反復(fù)作用而產(chǎn)生裂縫。

圖1 縱、橫向裂縫

2.1.2 板角斷裂

板角斷裂產(chǎn)生的原因包括：①路基或基層強(qiáng)度不足，在車輛連續(xù)荷載作用而產(chǎn)生；②超載車輛荷載的反復(fù)作用導(dǎo)致混凝土板板角斷裂；③角隅鋼筋未按規(guī)范要求設(shè)置在車輛連續(xù)荷載作用處也會(huì)產(chǎn)生板角斷裂。

2.1.3 裂縫的處理

在運(yùn)營期間水泥混凝土路面發(fā)現(xiàn)小面積裂縫，應(yīng)及時(shí)用環(huán)氧樹脂砂漿修補(bǔ)封閉，以免路面水侵蝕基層而導(dǎo)致基層強(qiáng)度下降，出現(xiàn)大面積的路面破損。①當(dāng)裂縫度不大于每平方米20cm時(shí)，沒有其他變形現(xiàn)象，可鑿除裂縫周圍松散部分的混凝土，清洗干凈晾干后，用環(huán)氧砂漿進(jìn)行封閉修補(bǔ)；②裂縫度接近或大于每平方米20cm，裂縫較寬時(shí)，超過0.5cm 以上，將其裂縫邊緣鑿成一個(gè)凹面，并清洗干凈，用稀瀝青在縫邊涂刷一遍，再用瀝青砂或細(xì)料式瀝青混凝土填滿夯實(shí)，表面碾壓平整。

2.2 表面損壞

2.2.1 麻面、露骨

麻面、露骨是由于混凝土路面表面強(qiáng)度不足，通車后在車輛輪胎反復(fù)摩擦路面而形成破損，產(chǎn)生的主要原因有：①因緩凝劑級(jí)配不合理或指標(biāo)不穩(wěn)定，使得成型時(shí)間超過初凝時(shí)間而造成面層強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；②混合料振搗密實(shí)后發(fā)現(xiàn)混凝土料不夠或粗骨料太多表面無法提漿，為了省事，用純砂漿找平；③混合料水灰比太大，表面形成一層稀漿層，通車后在車輛荷載作用下易產(chǎn)生露骨現(xiàn)象；④冬季施工未采取保溫措施，混凝土路面表面受凍造成強(qiáng)度降低。

2.2.2 磨光

磨光是指水泥混凝土路面板在車輪荷載作用的重復(fù)碾壓摩擦后，表面摩擦系數(shù)下降到極限值以下，從而嚴(yán)重影響行車安全。主要原因是水泥混凝土路面表面水泥砂漿層強(qiáng)度低、水泥及集料等原材料耐磨性差、路面表面拉毛或刻紋的構(gòu)造深度不足、路面使用時(shí)間較長等。

2.3 變形損壞

2.3.1 錯(cuò)臺(tái)

錯(cuò)臺(tái)產(chǎn)生的原因主要有：①路基填挖交接處未按設(shè)計(jì)或規(guī)范要求進(jìn)行施工，或填方壓實(shí)度不足，導(dǎo)致路基產(chǎn)生不均勻沉降；②脹縫設(shè)置不垂直，脹縫處相鄰兩板在伸脹擠壓過程中會(huì)上下錯(cuò)動(dòng)而形成錯(cuò)臺(tái)；③路面橫、縱縫填縫料破損未及時(shí)修補(bǔ)，表面雨水滲入基層，導(dǎo)致基礎(chǔ)強(qiáng)度不足產(chǎn)生路面錯(cuò)臺(tái)；④左右幅路基填料土質(zhì)水穩(wěn)定性不同，在地下水位高時(shí)，左右幅路基沉降不一致，縱縫也產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象；⑤橋背、涵背、擋土墻背填料未按設(shè)計(jì)或規(guī)范要求進(jìn)行填筑碾壓，導(dǎo)致“三背”下沉產(chǎn)生錯(cuò)臺(tái)。

2.3.2 拱起

路面產(chǎn)生拱起的主要原因有：①養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，年復(fù)一年的熱脹冷縮，板縫逐漸加寬，導(dǎo)致混凝土板伸脹時(shí)產(chǎn)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(qiáng)度時(shí)，在脹縫處相鄰兩板就會(huì)向上拱起；②未按設(shè)計(jì)和施工規(guī)范要求設(shè)置脹縫。

2.3.3 沉陷

路面沉陷產(chǎn)生的原因主要有：①填縫料損壞導(dǎo)致雨水從接縫處下滲，軟化基層，甚至軟化路基體，使路面板接縫下方的基層和路基體承載力下降，從而引起路面板下沉；②軟基處理不徹底或處理不當(dāng)，路基出現(xiàn)不均勻下沉，導(dǎo)致路面出現(xiàn)沉陷。

2.4 接縫損壞

接縫損壞主要原因有：①接縫養(yǎng)護(hù)不及時(shí)造成。接縫內(nèi)無填料、接縫內(nèi)混雜砂石等不正常現(xiàn)象，填縫料在長期外界環(huán)境作用下老化、脆裂，完全失去填縫料的功效，混凝土路面板在熱脹冷縮或車輛荷載作用下，接縫兩側(cè)混凝土產(chǎn)生破損；②施工時(shí)，脹縫處傳力桿設(shè)置不平直，脹縫處混凝土在熱脹冷縮應(yīng)力作用下產(chǎn)生破損。

3 預(yù)防措施

3.1 路基施工方面

路基施工質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到路面使用壽命的長短，只有具備足夠強(qiáng)度的路基，才能保證路面在車輪荷載的作用下免遭破壞，故在路基施工時(shí)應(yīng)著重注意以下幾個(gè)方面：①填方路基表面清理要徹底。應(yīng)將表面的附著物及耕植土清除干凈后進(jìn)行晾曬，再進(jìn)行填前碾壓，達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度；②嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙要求處理軟基，因地制宜采用合理有效的施工方案和施工藝進(jìn)行施工作業(yè)，確保填方路基基礎(chǔ)的安全穩(wěn)定；③做好填方路基試驗(yàn)段鋪設(shè)，并認(rèn)真總結(jié)，為填方路基施工提供各種科學(xué)合理的參數(shù)；④路基填筑材料應(yīng)滿足規(guī)范和設(shè)計(jì)要求，路基填筑施工應(yīng)嚴(yán)格控制填料的攤鋪厚度、路拱度、平整度、頂面高程及路基的邊坡坡率。碾壓時(shí)嚴(yán)格控制填料的含水量、碾壓順序、碾壓強(qiáng)度、碾壓遍數(shù)，并做好壓實(shí)度檢測工作，確保路基每層的壓實(shí)度、路拱度、平整度達(dá)到設(shè)計(jì)或規(guī)范要求；⑤臺(tái)背回填，應(yīng)按設(shè)計(jì)圖紙要求選好填料，嚴(yán)格控制每層填筑厚度及壓實(shí)度；⑥填挖交接處施工，一定要按設(shè)計(jì)圖紙及規(guī)范要求挖好臺(tái)階并鋪設(shè)土工格柵，防止路基產(chǎn)生不均勻沉降；⑦上路床填料應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，且嚴(yán)格控制上路床的頂面高程、壓實(shí)度、平整度和路拱度；⑧在舊水泥混凝土路面上加鋪新水泥混凝土路面時(shí)，應(yīng)將舊路面徹底打碎，防止因舊路面伸縮而導(dǎo)致新路面產(chǎn)生裂縫。

3.2 路面基層施工方面

水泥混凝土路面基層應(yīng)具有較高的強(qiáng)度、密實(shí)度和較好的水穩(wěn)性。因此，應(yīng)嚴(yán)格按施工操作規(guī)程，做到分層攤鋪、分層碾壓、分層測試。每層的壓實(shí)厚度、壓實(shí)度、平整度、路拱度和頂面標(biāo)高都要滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。

3.3 路面施工方面

合理規(guī)范的設(shè)計(jì)、優(yōu)質(zhì)的原材料和標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范化的施工是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)水泥混凝土路面的前提。只有加強(qiáng)水泥混凝土路面施工過程各個(gè)環(huán)節(jié)的管控，才能確保水泥混凝土路面的施工質(zhì)量。①嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)和規(guī)范要求選擇合格的水泥、砂、碎石及外摻劑；②按照驗(yàn)證后的施工配合比拌合混合料，并控制好拌和時(shí)間，確保混合料的拌和質(zhì)量；③混合料的運(yùn)輸應(yīng)用專用車輛，運(yùn)輸?shù)缆窇?yīng)保持平坦，防止混合料在運(yùn)輸過程中產(chǎn)生離析，且應(yīng)控制好運(yùn)輸距離和時(shí)間；④混合料攤鋪前基層表面應(yīng)均勻?yàn)⑺疂櫇?，防止混合料水分被基層吸收而影響路面質(zhì)量；⑤混合料的攤鋪應(yīng)確保粗細(xì)料搭配均勻，防止粗骨料過分集中而形成蜂窩；⑥水泥混凝土路面成型后，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁貭顩r及時(shí)養(yǎng)護(hù)，若采取覆蓋灑水方式，以確保表面具有一定的濕度和溫度為宜，并控制好養(yǎng)護(hù)周期；⑦根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁厍闆r，保證鋸縫時(shí)間、深度和間距應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，避免因鋸縫不及時(shí)、鋸縫深度不足、鋸縫間距太長而出現(xiàn)橫向裂縫；⑧混凝土路面施工過程中應(yīng)盡量中斷交通，封閉施工，如有困難不能中斷交通施工，現(xiàn)場一定要保持平整，以免因車輛振動(dòng)造成混凝土板在初凝期間出現(xiàn)板體斷裂；⑨施工時(shí)，脹縫處傳力桿設(shè)置應(yīng)保持平直，避免脹縫處混凝土在熱脹冷縮應(yīng)力作用下產(chǎn)生破損；⑩嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求布設(shè)角隅鋼筋，防止因鋼筋漏設(shè)或設(shè)置不當(dāng)而產(chǎn)生混凝土板斷角；?水泥混凝土路面的施工應(yīng)盡量避免在高溫狀態(tài)下進(jìn)行，冬季施工應(yīng)制定切實(shí)可行冬季施工方案，以確保水泥混凝土路面的施工質(zhì)量。

3.4 設(shè)計(jì)方面的預(yù)防

我國在水泥混凝土路面的設(shè)計(jì)計(jì)算理論中，盡管考慮了溫度疲勞應(yīng)力等因素，但設(shè)計(jì)的板厚依然較薄，難于承受巨大的沖擊破壞荷載。另外，在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)水泥混凝土路面的典型結(jié)構(gòu)物的研究和實(shí)際觀測的較少。為此，在軟基路段、橋頭下挖路段和填挖路段交換頻繁的路基上必須深挖進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)并增加相應(yīng)的預(yù)算；其次，水泥混凝土路面基層要達(dá)到支撐穩(wěn)固的要求，必須解決基層耐沖刷和均勻沉降的問題。

另外，路線設(shè)計(jì)中，應(yīng)盡量避免路線穿過洼地，在不得已的情況下，應(yīng)在路堤兩側(cè)采取措施，截?cái)啾砻嫠飨蚵返?。加大面層與路基之間的摩擦力或用鐵路無縫線路的原理把每塊混凝土板鎖?。ù宿k法有待研究），這樣會(huì)大大減少接縫的拱起和擠碎。

3.5 養(yǎng)護(hù)方面的預(yù)防

3.5.1 水泥混凝土路面保養(yǎng)

①必須加大路面的巡查頻率，及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面存在的各種損壞并及時(shí)加以修補(bǔ)，做到防微杜漸；②及時(shí)清除路面上的雜物，如砂、碎石等，防止車輪碾壓摩擦而使路面出現(xiàn)麻面或露骨現(xiàn)象；③在雨季和冰凍期到來之前，應(yīng)全面檢查路面，及時(shí)將一般破損修補(bǔ)好。冬季注意清除積雪，要注意清除雪水和薄冰，以防水分滲入基層，導(dǎo)致基層承載力下降；④加強(qiáng)對(duì)路肩的養(yǎng)護(hù)和加固，保持路面與路肩銜接平順，保持應(yīng)有的橫坡度，及時(shí)清理疏通邊溝搞好路面排水。

3.5.2 接縫保養(yǎng)

水泥混凝土路面接縫的養(yǎng)護(hù)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：①應(yīng)及時(shí)填充不足部分填縫料或鏟除多余的填縫料，保持接縫完好，表面平順。宜選擇在當(dāng)?shù)貧鉁刈畹蜁r(shí)灌縫填隙，當(dāng)氣溫上升縫料擠出縫外時(shí)，應(yīng)將擠凸出的填縫料鏟除；②及時(shí)清除脹縫中的雜物，防止接縫內(nèi)存在雜物而影響水泥混凝土板的正常伸縮；③選擇品質(zhì)好、溫度敏感性低的填縫料進(jìn)行填縫，防止因外界環(huán)境作用下產(chǎn)生老化、脆裂，失去填縫料的功效。

4 結(jié)語

水泥混凝土路面施工質(zhì)量的好壞，直接影響到行車的舒適度和路面的使用壽命。最佳的防治時(shí)機(jī)在施工階段，最好的治理方法就是加強(qiáng)施工過程中各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量管控，做到防患于未然。在建設(shè)施工過程中采用科學(xué)管理方法，制定周密的施工方案，質(zhì)量層層把關(guān)，才能最大限度地減少路面后期病害的發(fā)生率。對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)和形成的病害，應(yīng)查明原因，對(duì)癥下藥進(jìn)行修復(fù)，才能有效減少損失，提高行車的舒適度。