淺論水泥混凝土路面病害成因及預(yù)防措施

張艷芝，張春平

(1.黑龍江省公路勘察設(shè)計院;2.黑龍江工程學院)

1 水泥混凝土路面病害產(chǎn)生的原因

1.1 裂縫類病害的成因分析

由于水泥混凝土路面的非均質(zhì)性、低韌性及現(xiàn)場環(huán)境條件和施工工藝水平的可變性，很難完全避免混凝土面板的開裂，因此，裂縫類病害在水泥混凝土路面病害中較為常見。

縱向裂縫是順道路中心方向出現(xiàn)的，修補不及時，往往會變成貫穿裂縫。出現(xiàn)的主要原因是(1)路基發(fā)生不均勻沉陷;(2)混凝土面板厚度與基礎(chǔ)強度不足導(dǎo)致產(chǎn)生荷載型裂縫。

橫向裂縫是沿著與道路中心線大致垂直的方向產(chǎn)生的，出現(xiàn)的主要原因是(1)混凝土路面鋸縫不及時，混凝土面板由于溫縮和干縮發(fā)生斷裂;(2)由于切縫深度過淺，應(yīng)力沒有釋放，因而在臨近縮縫處產(chǎn)生新的收縮縫;(3)路基發(fā)生不均勻沉陷;(4)混凝土面板厚度與強度不足，在荷載和溫度應(yīng)力作用下產(chǎn)生強度裂縫。

斜向裂縫橫貫混凝土路面板角或與行車方向相交成銳角，主要原因是由于下臥土層發(fā)生唧泥病害或不均勻沉陷而使板邊喪失支撐，在重載反復(fù)作用下產(chǎn)生裂縫。

交叉裂縫表現(xiàn)為混凝土面板裂縫相互交叉，主要是不良路基土的不均勻沉降導(dǎo)致的，此外，超載、重載的重復(fù)作用也可能引起這種破壞。

1.2 變形類病害的成因

唧泥產(chǎn)生的主要原因是雨水沿接縫或裂縫滲入基層，在行車荷載作用下，基層的粉細料和水一起被擠出，使基礎(chǔ)逐漸失去支撐能力，最終發(fā)生混凝土面板斷裂。

錯臺病害產(chǎn)生的原因是(1)唧泥病害處理不及時或不當，路基細料在抽吸作用下向后方板移動、堆積，造成前板低，后板高的錯臺現(xiàn)象;(2)基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致縫的兩側(cè)形成臺階。

沉陷通常是由于路基土沉降或固結(jié)所引起的，特別是接近橋涵構(gòu)造物處或道路加寬部分會由于壓實不足而產(chǎn)生沉陷。

拱起表現(xiàn)為接縫處板塊出現(xiàn)向上隆起，橫縫兩側(cè)的板體明顯抬高。產(chǎn)生的主要原因是(1)脹縫被砂、石、雜物堵塞，使板伸脹受阻;(2)脹縫設(shè)置的傳力桿水平、垂直向偏差大，使板伸脹受阻;(3)長脹縫混凝土板在小彎道、陡坡處以及厚度較薄時，易發(fā)生縱向的失穩(wěn)，引起拱脹;(4)由于基層中存在生石灰及不穩(wěn)定的廢渣，自身發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致路面拱脹。

2 預(yù)防措施

2.1 設(shè)計階段

(1)路基設(shè)計要對軟土路段的土基按規(guī)范要求予以處理。路面結(jié)構(gòu)設(shè)計要根據(jù)當?shù)貙嶋H情況，考慮車輛超限超載、多雨氣候等不利因素的影響，在設(shè)計理論厚度的基礎(chǔ)上適當增加基層的厚度，并選擇水穩(wěn)性較好基層。

(2)混凝土路面配合比設(shè)計，要用一個連續(xù)級配的粗集料作為骨架，用另一個連續(xù)級配的細集料填隙，從而形成一個既具有高密實度，又具有高內(nèi)摩阻力的密骨架結(jié)構(gòu)。

2.2 施工階段

(1)路基施工過程中，要嚴格按規(guī)范要求選好填料，控制填料松鋪厚度和粒徑，土石要均勻混合，路基要形成一定的橫坡度，排水要順暢，含水量盡量接近或達到最佳含水量，使路基碾壓密實，強度均勻，防止路基不均勻沉降。

(2)基層施工要選用合格材料，要嚴格控制基層頂面平整度、橫坡度，以確保水泥混凝土板厚薄均勻，減少混凝土板與基層頂面的摩阻力;厚度和壓實度要達到設(shè)計要求，使路基具有足夠強度;嚴禁使用松散材料處理基層不平整表面或標高。在水泥混凝土澆筑前應(yīng)先檢查基層強度，只有強度(彎沉值或回彈模量)及各項指標達到要求后，方可組織混凝土面板施工。

(3)水泥混凝土面層施工要確保原材料的選用質(zhì)量，水泥與集料必須符合公路技術(shù)規(guī)范要求，粗集料要分級后混合，嚴禁使用統(tǒng)料;細集料細度模數(shù)要達到中、粗砂的要求，且含泥量不超標準。

原材料拌和前要測定砂石料含水量，調(diào)整施工配合比，嚴格控制混凝土配合比和水灰比，合理使用減水劑，攪拌要均勻，塌落滿足要求。盡量縮短混凝土的運輸距離和出料高度，以免混凝土產(chǎn)生離析現(xiàn)象。模板要采用鋼模，高度與混凝土板厚度一致，立模要堅實，采用適當措施，防止模板底部漏漿?；炷粱旌狭蠑備佉秸駬v要充分、密實，并不能過振。抹平工序非常重要，操作人員要在空架裝置上進行抹平，切勿直接蹲在混凝土板面上操作，混凝土板平整度必須達到規(guī)范要求。在氣溫較高時施工混凝土板，表面修整要及時，修整過程要設(shè)遮陽棚，避免陽光直射，硬化后要灑水使路面保持濕潤。

(4)施工機械，先進的機械設(shè)備是水泥路面的質(zhì)量保證。混凝土路面施工盡量采用先進的、具有自動進料計量的較大型機具設(shè)備，并配備齊全。嚴禁使用淘汰的小型機具。

2.3 養(yǎng)護階段

在日常養(yǎng)護工作中，應(yīng)“以防為主，防治結(jié)合”因地制宜地開展工作，總結(jié)出一套適應(yīng)水泥混凝土道路特點的、針對性強的養(yǎng)護措施。

(1)接縫養(yǎng)護是水泥混凝土路面養(yǎng)護重點，接縫料脫落或喪失后，應(yīng)及時得到填補，要積極探索新工藝，采用新型材料進行灌縫作業(yè)。經(jīng)常清理排水設(shè)施，保持排水系統(tǒng)良好，及時排除路面雨水和積水，使路基不會處于長時間浸泡，保持良好使用狀態(tài)。

(2)加強對超限超載車輛管理力度，使超限超載車輛控制在最小限度內(nèi)，減少行車對水泥混凝土路面破壞，延長使用壽命。

3 結(jié)束語

由于水泥混凝土路面出現(xiàn)病害的原因復(fù)雜多變，病害不同處治的方法也大不相同，因此，預(yù)防水泥混凝土路面出現(xiàn)病害，最大限度地延長路面的使用壽命，需要在設(shè)計、施工、養(yǎng)護管理各方面增強質(zhì)量意識，積極采取各種處治措施，防止或減少病害的發(fā)生。另外，還要積極探索新的設(shè)計方式和改進施工工藝，以達到提高混凝土路面質(zhì)量的目的。