水泥混凝土路面維修與養(yǎng)護(hù)管理技術(shù)研究

于和水

（唐山市鄉(xiāng)鎮(zhèn)建材管理服務(wù)處，河北 唐山 063000）

0 引言

近年來，隨著我國城市建設(shè)的不斷發(fā)展，國家交通公路通行里程數(shù)不斷增加，水泥混凝土結(jié)構(gòu)由于其剛性強(qiáng)、承載力大、耐久性好等特點(diǎn)，采用水泥混凝土修建的公路逐漸增多，但這些公路在長期使用的過程中，病害發(fā)生的廣度和頻次較高。從病害發(fā)生的情況來看，公路大多數(shù)出現(xiàn)破損、裂縫、斷裂等問題，如果不及時(shí)采取有效措施進(jìn)行維修和日常養(yǎng)護(hù)，一旦損壞區(qū)域進(jìn)一步擴(kuò)大，修復(fù)起來將極其困難，不僅需要花費(fèi)大量的維修費(fèi)用，而且還影響路面車輛的正常行駛，存在潛在的道路交通安全隱患。因此，加強(qiáng)水泥混凝土路面維修養(yǎng)護(hù)十分重要，無論從經(jīng)濟(jì)角度，還是從安全角度都具有重要的意義。本文以北方地區(qū)S市某省級公路路段為例，介紹水泥混凝土路面病害的起因及其修補(bǔ)措施。

1 影響水泥混凝土路面的因素

水泥混凝土路面出現(xiàn)損壞的原因比較復(fù)雜，如路基強(qiáng)度不足、板厚與車輛荷載不適應(yīng)、混凝土質(zhì)量差、脹縮縫設(shè)置不當(dāng)?shù)惹闆r，都會(huì)影響水泥混凝土路面的使用壽命。S市某省級公路2020年9月竣工，全長18.5km，路面寬度10.8m，水泥混凝土路面厚度25cm。在竣工后的使用過程中，局部出現(xiàn)基礎(chǔ)不實(shí)、車輛負(fù)荷過重等問題，在整體路段中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)23處裂縫，有7處已經(jīng)形成明顯斷板，有2處出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)病害，累計(jì)病害面積超過180m2。根據(jù)該路段水泥混凝土路面的損壞原因分析，主要有基礎(chǔ)不實(shí)、車輛超載、溫濕度環(huán)境、養(yǎng)護(hù)不及時(shí)等問題。

1.1 路基不實(shí)的影響

由于該路段屬于S市與外地連接公路，交通車流量較大，常年經(jīng)過大型的重載卡車，由于在車輛負(fù)荷的作用下，造成抗剪能力不足而發(fā)生地基不穩(wěn)，產(chǎn)生強(qiáng)度裂縫。尤其是部分路段施工中地面底層輾壓不密實(shí)，墊層基礎(chǔ)洗刨、施工工藝不精準(zhǔn)，使得抗壓強(qiáng)度不夠，造成路基出現(xiàn)不勻稱沉降的問題。

1.2 溫度的影響

水泥混凝土路面質(zhì)量與環(huán)境溫度具有明顯關(guān)系。S市屬于北方寒冷地區(qū)，低溫條件對混凝土路面質(zhì)量具有影響，該路段部分路基水浸泡后，在冬季出現(xiàn)了凍脹的問題，低溫作用導(dǎo)致路面接縫張開量變化，造成水泥混凝土板出現(xiàn)斷裂。

1.3 濕度的影響

S市所在的北方地區(qū)，屬于少雨干燥氣候，在干燥的環(huán)境中，相對濕度較低，僅有10%～20%，在這樣的環(huán)境中，水泥混凝土路面出現(xiàn)了收縮裂縫的問題。而南方地區(qū)濕度一般大于80%，水泥混凝土路面不容易出現(xiàn)裂縫。

1.4 養(yǎng)護(hù)不及時(shí)的影響

該路段在投入使用后，水泥混凝土公路沒有及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，在出現(xiàn)裂縫后，逐漸擴(kuò)散形成網(wǎng)裂、龜裂甚至斷板等嚴(yán)重病害，同時(shí)由于部分區(qū)域公路切縫深度過淺，使得應(yīng)力沒有得到釋放，由此在臨近路段縮縫處產(chǎn)生新的裂縫，不僅影響公路的使用壽命，而且直接影響車輛的安全行駛。

2 病害類型

2.1 裂縫病害

裂縫是混凝土路面最常出現(xiàn)的病害問題，根據(jù)裂縫的方向，主要分為縱向裂縫、橫向裂縫、斜向裂縫、交叉裂縫?？v向裂縫主要是沿著公路的方向開裂的，如果不及時(shí)修補(bǔ)，就會(huì)出現(xiàn)貫穿裂縫，產(chǎn)生更大的安全隱患；橫向裂縫主要是沿著公路的垂直方向開裂的，有時(shí)伴隨少量支縫；斜向裂縫主要是開裂的裂縫與車輛形成相交的銳角；交叉裂縫主要是公路裂縫相互交叉，大部分是由于路面承載過重或路基不均勻造成的。由于水泥混凝土公路的非均質(zhì)性和低韌性，受該省級路段現(xiàn)場施工條件和工藝的影響，在使用不到2年的過程中該路段共出現(xiàn)23處裂縫（見圖1），其中縱向裂縫6條、橫向裂縫9條、斜向裂縫3條、交叉裂縫5條。由于混凝土路面出現(xiàn)裂縫的情況比較復(fù)雜，在修補(bǔ)時(shí)要采取針對性的措施。

圖1 部分路段裂縫病害現(xiàn)場圖

2.2 斷板病害

斷板主要是指水泥混凝土公路在養(yǎng)生和使用過程中，在非切割部位處產(chǎn)生裂縫，經(jīng)過長時(shí)間雨水沖洗，沿接縫或裂縫處滲入基礎(chǔ)之中，在車輛的荷載重力作用下，基礎(chǔ)中的細(xì)沙物質(zhì)被擠壓出來，使基礎(chǔ)逐漸失去支撐路面的承載力，由此發(fā)展成為整塊混凝土板塊出現(xiàn)錯(cuò)位斷裂，最終形成2塊或2塊以上不規(guī)則的板塊。發(fā)生公路面板斷裂，將直接影響水泥混凝土公路的使用壽命。斷板分為橫向斷板和縱向斷板2種。斷板按照損害和剝落的程度，也可分為輕微斷板、中等斷板、嚴(yán)重?cái)喟濉］p微斷板是指還沒有發(fā)生完全剝落或少部分剝落，其剝落程度＜3mm；中等斷板是指已經(jīng)從主體公路上發(fā)生剝落，其剝落程度在3～25mm之間，板塊分為3塊以內(nèi)，有明顯的裂縫；嚴(yán)重?cái)喟迨侵敢呀?jīng)從主體公路完全剝落，斷裂程度＞35mm，板塊裂分為至少3塊以上，錯(cuò)臺(tái)問題已逐漸出現(xiàn)。該路段共出現(xiàn)嚴(yán)重?cái)喟鍐栴}1處，中等斷板問題2處，輕微斷板問題4處。

2.3 錯(cuò)臺(tái)病害

錯(cuò)臺(tái)是兩個(gè)水泥混凝土板的銜接處，由于應(yīng)力或路基不均勻產(chǎn)生垂直高差，兩板體發(fā)生相對豎向位移的情況（見圖2）。錯(cuò)臺(tái)分為輕微錯(cuò)臺(tái)和嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)，輕微錯(cuò)臺(tái)高度差在10mm內(nèi)；嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)高度差超過了10mm以上。水泥路面發(fā)生錯(cuò)臺(tái)問題，輕則影響車輛行駛的舒適性，重則影響車輛行駛的安全性。該路段共出現(xiàn)2處錯(cuò)臺(tái)問題，其中1處輕微錯(cuò)臺(tái)，1處嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)，所以必須要根據(jù)錯(cuò)臺(tái)的嚴(yán)重程度，采取有效的措施加以修復(fù)。

圖2 部分路段錯(cuò)臺(tái)病害現(xiàn)場圖

3 水泥混凝土公路的養(yǎng)護(hù)和維修

3.1 裂縫養(yǎng)護(hù)技術(shù)

當(dāng)路面出現(xiàn)裂縫后，要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)，否則就會(huì)造成更為嚴(yán)重的后果，使縫隙不斷擴(kuò)大。針對該路面出現(xiàn)的23處裂縫，施工維護(hù)隊(duì)主要采取壓注灌漿封縫法和擴(kuò)縫灌漿填充法相結(jié)合的方式進(jìn)行，對于寬度<0.5mm的非拓展性裂縫直接封縫，對于大于0.5mm的裂縫擴(kuò)縫灌漿。

（1）區(qū)域標(biāo)識(shí)。本次維護(hù)涉及區(qū)域主要有7處，將裂縫公路路面的區(qū)域用劃線的方式明顯標(biāo)識(shí)出來，部分區(qū)域用路障圈出，對于過往車輛進(jìn)行提醒，防止過往車輛通過需要維護(hù)作業(yè)的區(qū)域，影響行駛安全。

（2）壓注灌漿。對于面裂縫區(qū)域沒有發(fā)生碎裂和變形，且寬度小于0.5mm的裂縫，采取直接壓注灌漿封縫處理方法，使用空壓機(jī)對裂縫部位及時(shí)清除塵土進(jìn)行裂縫修補(bǔ)，每隔50cm安裝一個(gè)灌漿咀，用膠帶將縫口貼封，及時(shí)使用熱瀝青涂刷并撒以石粉。

（3）切縫處理。對于局部裂縫區(qū)域的寬度達(dá)到0.5mm以上，要采取擴(kuò)縫灌漿填充法，選定需要修補(bǔ)的區(qū)域，最大深度不得超過公路厚度的2/3，根據(jù)裂縫的狀況最終確定18cm修補(bǔ)深度，用混凝土切割機(jī)沿裂縫兩側(cè)將縫隙擴(kuò)寬至1.5cm的溝槽。

（4）清理砂土。把裂縫周邊松動(dòng)的水泥塊去掉后，使用空氣壓縮機(jī)和強(qiáng)力吹風(fēng)機(jī)，將縫隙中的混凝土碎屑和沙土清理干凈，再用高壓水槍將路面沖洗干凈，確保切縫干凈整潔，沒有塵土。切割后對部分縫隙中存有的明水，使用海綿和抹布將水清理干凈。

（5）攪拌泥漿。選擇環(huán)氧樹脂裂縫修補(bǔ)材料，把裂縫修補(bǔ)材料和水混合在一起，控制好水灰比例，利用攪拌機(jī)將修補(bǔ)材料環(huán)氧樹脂砂漿和0.5cm江砂碎石攪拌均勻，將材料灌入到裂縫當(dāng)中，用振動(dòng)器將材料振實(shí)，再用抹子將多余的部分刮掉，使得裂縫表面和水泥路面表面齊平。為保證修補(bǔ)的路面更加美觀，本次修補(bǔ)添加了適量顏料加入到混凝土當(dāng)中，使修補(bǔ)的路面與原有路面色差相近。

（6）開放交通。水泥混凝土公路路面修補(bǔ)完畢后，采用遠(yuǎn)紅外燈等加熱處理方式加速路面硬化，等待養(yǎng)護(hù)全部硬化后，3~4h后解除隔離交通管制，開放交通即可。同時(shí)養(yǎng)護(hù)階段安排人員和設(shè)置路障，放置提醒標(biāo)志，防止行人和車輛誤入。

3.2 斷裂處理技術(shù)

對于該路段1處水泥混凝土路面出現(xiàn)局部嚴(yán)重?cái)嗔训膯栴}，需要對破壞部位進(jìn)行鑿除，重新澆筑混凝土。首先在重點(diǎn)斷板處劃出需要破除的區(qū)域，槽寬至少30cm，用切縫機(jī)將需要破除的區(qū)域沿劃線部分慢行切縫，再用風(fēng)鎬鑿出需要替換的混凝土，在鑿出過程中要保證槽邊垂直。然后對側(cè)壁進(jìn)行人工鑿毛，以保證新舊水泥混凝土之間的連接。再利用空壓機(jī)清除底部混凝土碎渣，露出清潔、干凈、新鮮、粗糙的基面，利用毛刷將配好的界面劑均勻涂刷在槽壁表面?；炷猎跀嚢枵緮嚢?，然后攪拌車運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，在破損區(qū)域加入混凝土，以插入振搗器進(jìn)行振搗，用抹平機(jī)進(jìn)行抹平，最后用土工布養(yǎng)生硬化后開放交通。但對于其它2處斷裂不嚴(yán)重的區(qū)域，其基礎(chǔ)和強(qiáng)度比較穩(wěn)固，這種情況下就不用整板打掉，選擇修補(bǔ)材料局部開槽精準(zhǔn)修復(fù)即可。

3.3 錯(cuò)臺(tái)處理技術(shù)

（1）機(jī)械設(shè)備打磨法。對于1處高差小于10mm的錯(cuò)臺(tái)，采用機(jī)械設(shè)備打磨法進(jìn)行處理。首先用風(fēng)鎬將高起混凝土部分鑿除，再使用機(jī)械設(shè)備對其表面進(jìn)行打磨，打磨位置從錯(cuò)臺(tái)高處逐漸向低處打磨，與鄰板齊平即可。最后清理打磨后縫隙中的砂土，清理干凈后灌入水泥路面填縫材料，完成此次修補(bǔ)任務(wù)。

（2）路面填補(bǔ)法。對于1處高差超過10mm的錯(cuò)臺(tái)，通過機(jī)械設(shè)備打磨已經(jīng)無法平整兩塊水泥路面。該路段采用瀝青砂進(jìn)行填充，首先清除水泥混凝土路面的碎石和塵土，并噴灑一層黏層瀝青，填補(bǔ)完成后，用壓路機(jī)進(jìn)行反復(fù)碾壓，使砂石和瀝青以及混凝土路面充分黏合，碾壓密實(shí)即可。在瀝青砂材料和配比選擇上，嚴(yán)格執(zhí)行《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)，待修補(bǔ)材料冷卻成型后，滿足通車需求。

4 結(jié)束語

總而言之，人們對交通公路車輛安全行駛要求越來越高，要防患于未然，如果路面有裂縫、鼓起、斷板等問題，要及時(shí)進(jìn)行修補(bǔ)處理，最大限度減少路面病害發(fā)生的可能性。本次經(jīng)過10d左右的修補(bǔ)，各部分路段便實(shí)現(xiàn)了快速通車，最大限度延長了該公路的使用壽命。但由于水泥混凝土公路出現(xiàn)病害的原因復(fù)雜多變，采取的措施也大不相同，在今后要加強(qiáng)施工、養(yǎng)護(hù)、維護(hù)的全面管理，積極采取有效的措施加以解決，不斷提升公路的安全管控能力，推動(dòng)交通公路事業(yè)健康持續(xù)發(fā)展。