農(nóng)村地區(qū)水泥混凝土路面常見病害及其處治技術(shù)研究

摘要 該文旨在研究農(nóng)村水泥混凝土路面常見的病害及其處置技術(shù)，分析路面病害的預(yù)防措施。文章首先分析了農(nóng)村地區(qū)水泥混凝土路面的特點(diǎn)，進(jìn)而分析路面病害產(chǎn)生的原因，針對(duì)路面病害的原因，該文提出了農(nóng)村地區(qū)水泥混凝土路面的處治技術(shù)措施。同時(shí)提出了在施工階段和養(yǎng)護(hù)階段對(duì)于路面病害的預(yù)防措施，旨在通過防治結(jié)合手段大大提高農(nóng)村地區(qū)水泥混凝土路面質(zhì)量和耐久性。

關(guān)鍵詞 農(nóng)村公路；水泥混凝土路面；路面病害；施工技術(shù)；道路養(yǎng)護(hù)

中圖分類號(hào) U418.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2096-8949（2025）04-0073-03

0 引言

隨著國家城市化進(jìn)程的不斷深入與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的大力推進(jìn)，“四好農(nóng)村路”的修建是改善鄉(xiāng)村交通與支持農(nóng)村發(fā)展的先決條件。近年來，農(nóng)村交通條件與出行環(huán)境得到了很大改善，很多地方都做到了公路“村村通”甚至“戶戶通”。但由于施工質(zhì)量、養(yǎng)護(hù)技術(shù)以及資金投入等多方面原因，農(nóng)村公路在使用一段時(shí)間后存在不同程度的病害，其中尤以路面病害最為常見。該文通過歸納總結(jié)農(nóng)村地區(qū)水泥混凝土路面既有路面病害的主要特點(diǎn)以及形成原因，分析研究農(nóng)村公路建設(shè)過程中的路面病害預(yù)防措施和建設(shè)完成后的路面處治措施，以期為農(nóng)村公路的建設(shè)、管理、養(yǎng)護(hù)提供參考。

1 農(nóng)村地區(qū)水泥混凝土路面的特點(diǎn)分析

1.1 農(nóng)村公路的定義

按相關(guān)規(guī)定，“農(nóng)村公路”是指納入農(nóng)村公路規(guī)劃，并按照公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)修建的縣道、鄉(xiāng)道、村道及其所屬設(shè)施，這些設(shè)施中包括公路橋梁、隧道和渡口，農(nóng)村公路中占大多數(shù)的就是村道，也就是與廣大群眾聯(lián)系最緊密的公路[1]。該文的研究對(duì)象主要為村道，路面結(jié)構(gòu)形式為水泥混凝土路面。

1.2 農(nóng)村地區(qū)水泥混凝土路面的特點(diǎn)

（1）道路等級(jí)

一般縣道或者鄉(xiāng)道交通量比村道較大，一部分為次要集散道路，一部分為支線公路，根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014）、《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20—2017），道路等級(jí)為二級(jí)或者三級(jí)公路，當(dāng)設(shè)計(jì)交通量不低于5 000輛小客車/日時(shí)，為二級(jí)公路；當(dāng)設(shè)計(jì)交通量小于5 000輛小客車/日時(shí)，為三級(jí)公路。而村道往往交通量較少，主要交通功能為支線公路，根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014）、《公路路線設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTG D20—2017），支線公路道路等級(jí)為三級(jí)公路或者四級(jí)公路。

（2）設(shè)計(jì)速度

根據(jù)《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》（JTG B01—2014）3.5.1條，作為集散交通的二級(jí)公路設(shè)計(jì)速度為60 km/h，受地形限制時(shí)采用40 km/h；三級(jí)公路設(shè)計(jì)速度為40 km/h，受地形限制時(shí)采用30 km/h；四級(jí)公路設(shè)計(jì)速度為30 km/h，受地形限制時(shí)采用20 km/h。

（3）路基寬度

該文主要研究農(nóng)村公路的類型為村道，村道道路等級(jí)為三級(jí)或四級(jí)公路，車道寬度為3 m（設(shè)計(jì)速度20 km/h）、3.25 m（設(shè)計(jì)速度30 km/h）或3.5 m（設(shè)計(jì)速度40 km/h），土路肩寬度為0.25 m（兩車道）或0.5 m（單車道）（設(shè)計(jì)速度20 km/h）、0.5 m（設(shè)計(jì)速度30 km/h）或0.75 m（設(shè)計(jì)速度40 km/h）。路基總寬度最小寬度為4 m（單車道四級(jí)公路），最大寬度為8.5 m（雙車道三級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度為40 km/h）。

（4）路面結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

由于農(nóng)村經(jīng)濟(jì)不發(fā)達(dá)，在投資修建農(nóng)村公路時(shí)的資金投入較少，路面結(jié)構(gòu)未完全按照交通量預(yù)測年限內(nèi)的累計(jì)當(dāng)量軸次進(jìn)行計(jì)算確定，很多時(shí)候僅僅是實(shí)現(xiàn)“土路硬化”或者老水泥路“白改黑”加鋪就交付，缺失基層或墊層功能。另外，農(nóng)村公路不同于市區(qū)人口密集段，相對(duì)也較為簡單，對(duì)于農(nóng)村地區(qū)水泥混凝土路面，當(dāng)其出現(xiàn)損壞時(shí)，未能引起足夠的重視，缺少養(yǎng)護(hù)，當(dāng)出現(xiàn)輕度裂縫后，路面容易在車行疲勞荷載與水、光、熱等因素的影響下裂縫擴(kuò)大，進(jìn)而出現(xiàn)更嚴(yán)重的路面病害。

2 農(nóng)村地區(qū)水泥混凝土路面病害及其處治技術(shù)分析

水泥混凝土路面病害的種類繁多，按照病害特點(diǎn)可以分為裂縫類、變形類和破損類。裂縫類包括縱向裂縫、橫向裂縫和網(wǎng)狀裂縫；變形類包括唧泥、錯(cuò)臺(tái)、拱起等；破損類包括水泥路面磨損、板角斷裂等。這些病害的出現(xiàn)不僅降低了水泥混凝土路面的使用壽命，還給農(nóng)村地區(qū)的交通出行帶來了極大的不便。

2.1 裂縫類路面病害及其處治技術(shù)分析

2.1.1 裂縫類路面病害出現(xiàn)的原因

裂縫是最常見的路面病害類型，可以細(xì)分為橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫等。水泥路面出現(xiàn)裂縫的原因主要有以下兩方面：（1）水泥混凝土原材料問題。當(dāng)集料中含泥量過大或級(jí)配不合理時(shí)，會(huì)增加水泥混凝土的收縮，誘發(fā)裂縫的產(chǎn)生；當(dāng)混凝土采用不同廠家或品牌的水泥時(shí)，導(dǎo)致水泥質(zhì)量不高，過早凝固；當(dāng)水泥混凝土中加入大量的礦物成分時(shí)，容易使得混凝土流動(dòng)性變差，影響路面施工質(zhì)量。（2）施工質(zhì)量問題，常見的施工問題主要有：混合料拌和時(shí)間過短或攪拌不均，導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不均衡；施工切縫不及時(shí)，未能及時(shí)留出施工縫、伸縮縫等，混凝土因?yàn)闇乜s變形形成裂縫；養(yǎng)護(hù)不及時(shí)，當(dāng)路面鋪筑完成后未能及時(shí)養(yǎng)護(hù)，導(dǎo)致路面因水分蒸發(fā)過快路面出現(xiàn)裂縫[2]。

2.1.2 裂縫類路面病害處治技術(shù)

當(dāng)水泥混凝土路面出現(xiàn)裂縫時(shí)，根據(jù)裂縫寬度的大小進(jìn)行不同的處理方案如下。（1）對(duì)寬度小于3 mm的裂縫，采用擴(kuò)縫灌漿的形式進(jìn)行維修，灌漿采用聚合物改性瀝青、密封膠、貼封膠等進(jìn)行修補(bǔ)；（2）對(duì)于寬度大于3 mm小于15 mm的中等裂縫，采用條帶補(bǔ)縫的方式進(jìn)行處理，具體步驟為：先切割破損混凝土路面厚度為7 cm，然后間隔50 cm鑿耙釘孔，安裝耙釘，耙釘為φ16 mm的螺紋鋼筋，接著澆筑混凝土填平并且灌注填縫料，如圖1所示；（3）對(duì)于寬度大于15 mm的裂縫，采用全深度修補(bǔ)，將破損的混凝土塊鑿除，然后設(shè)置拉桿與正常的路面連接[3]。

2.2 變形類路面病害及其處治技術(shù)分析

2.2.1 變形類路面病害出現(xiàn)的原因

由于壓實(shí)度不足、雨水通過接縫進(jìn)入路基或者不良地基處理不合格，水泥混凝土路面在后期車輛荷載作用下由于地基沉降、土基強(qiáng)度不足等原因出現(xiàn)變形。變形類路面病害主要體現(xiàn)為唧泥、錯(cuò)臺(tái)、拱起等。

（1）唧泥

唧泥是由于雨水通過路面裂縫或者路面接縫進(jìn)入路基，在荷載作用下，板底泥漿逐步通過裂縫擠出，從而導(dǎo)致路面底部掏空基礎(chǔ)，從而發(fā)生面板沉陷變形。

（2）錯(cuò)臺(tái)

錯(cuò)臺(tái)發(fā)生的原因有兩個(gè)：①由于唧泥導(dǎo)致板底空洞抽吸路基細(xì)集料，因后板高，前板低，從而發(fā)生錯(cuò)臺(tái)；②由于基礎(chǔ)不均勻沉降導(dǎo)致水泥路面板兩側(cè)出現(xiàn)高差形成錯(cuò)臺(tái)。

（3）拱起

拱起是指在板塊接縫處兩邊面板向上拱起，而接縫已經(jīng)失效。出現(xiàn)拱起的原因有：脹縫被雜物堵塞使得脹縫失效、脹縫傳力桿設(shè)置不合理或者基層有生石灰等不穩(wěn)定廢渣引起拱脹等。

2.2.2 變形類路面病害處治技術(shù)

（1）唧泥病害處治技術(shù)

對(duì)于唧泥，最常用的處治技術(shù)為注漿加固，它是指通過施加壓力由注漿管將水泥漿液壓入板底脫空部位，以填充其唧泥部位，從而將原來松散的土顆粒體膠結(jié)成為一個(gè)整體，提高整體路基穩(wěn)定性。水泥漿體組成及比例為普通硅酸鹽P.O42.5水泥：粉煤灰∶水∶“JK-24”水泥增強(qiáng)劑∶鋁粉=1∶0.6∶0.7∶0.16∶0.001[4]。壓漿布孔時(shí)，孔位按照梅花形布置，同時(shí)盡量避免在板中央鉆孔，宜選擇在板四周距離邊50 cm處布置；當(dāng)板塊有裂縫時(shí)則可就近離裂縫30 cm進(jìn)行布孔注漿，孔徑一般為3 cm，孔深需穿透板厚。

（2）錯(cuò)臺(tái)病害處治技術(shù)

①輕微錯(cuò)臺(tái)：錯(cuò)臺(tái)高差≤10 mm，可通過灌漿法和磨平法處治，其中灌漿法與唧泥病害處治采用的方法一致，磨平法一般采用人工結(jié)合機(jī)械處治法。人工結(jié)合機(jī)械處治是指先采用人工將高出的錯(cuò)臺(tái)板體大體鑿平，然后再用磨平機(jī)磨平，磨平之后設(shè)置將新的接縫進(jìn)行清理并灌入填縫料。

②嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)：當(dāng)錯(cuò)臺(tái)高差＞10 mm時(shí)，屬于嚴(yán)重錯(cuò)臺(tái)，應(yīng)采用填補(bǔ)法處治錯(cuò)臺(tái)。填補(bǔ)材料一般采用瀝青砂或者水泥混凝土。當(dāng)采用瀝青砂填補(bǔ)時(shí)，需先清除路面浮塵等雜物，再在既有路面灑布一層透層瀝青（用量一般為0.4～0.6 kg/m2），填補(bǔ)之后采用壓路機(jī)碾壓密實(shí)。當(dāng)采用水泥混凝土填補(bǔ)時(shí)，一般采用細(xì)石混凝土，在填補(bǔ)之前先將錯(cuò)臺(tái)下沉板塊鑿除2～3 cm，然后清除浮塵等雜物，最后灑水濕潤并澆筑細(xì)石混凝土。

（3）拱起病害處治技術(shù)

①輕微拱起：當(dāng)橫縫兩側(cè)板塊拱起小于10 mm且路面完好時(shí)，可以進(jìn)行切縫并清縫處理。即先采用切割機(jī)器將拱起接縫區(qū)域切割，貫通水泥路面板塊后，進(jìn)行清縫并填縫料。

②嚴(yán)重拱起：當(dāng)橫縫兩側(cè)板塊拱起大于10 mm時(shí)，往往橫縫周邊板塊出現(xiàn)斷裂等損壞，該種情況下需進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。具體是指將拱起板塊區(qū)域連同接縫一同切割，然后重新澆筑水泥混凝土，最后清縫、填縫料。

2.3 破損類路面病害及其處治技術(shù)分析

2.3.1 破損類路面病害出現(xiàn)的原因

（1）磨損

磨損病害是指水泥混凝土路面在使用過程中，由于車輛荷載、自然環(huán)境等因素的影響，同時(shí)在雨水、無機(jī)鹽等綜合的侵蝕下，容易發(fā)生局部的磨損，出現(xiàn)諸如起砂、露骨、剝落、麻面等現(xiàn)象。此外，施工質(zhì)量差、材料質(zhì)量差等也會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)磨損類病害。

（2）板角斷裂

水泥混凝土路面板角往往是混凝土路面的薄弱部位，若路面發(fā)生唧泥后未能及時(shí)處治，路面基層將在水和荷載的共同作用下慢慢發(fā)生塑性變形，而板角則會(huì)因板底脫空和塑性變形使得角隅應(yīng)力增大，最先出現(xiàn)破壞，從而板角發(fā)生斷裂、破損。

2.3.2 破損類路面病害處治技術(shù)

（1）磨損病害處治技術(shù)

對(duì)于水泥路面板塊強(qiáng)度足夠，僅僅是表面磨損的病害處治，可以采用整體薄層修補(bǔ)技術(shù)。其步驟如下：

①用高壓水槍（壓力值為20～30 MPa）將表面浮塵和松散集料沖洗干凈；

②表面層灑水保持濕潤狀態(tài)浸泡水泥板基面2 h以上；

③對(duì)薄層修復(fù)材料進(jìn)行制作：薄層材料為單組分的水泥基材料，水膠比一般為12%～14%，攪拌時(shí)可采用手動(dòng)或攪拌機(jī)攪拌（根據(jù)攪拌材料數(shù)量決定）[5]；

④攤鋪：先進(jìn)行找平，對(duì)于破損深度大的路段可以酌情多進(jìn)行一道攤鋪工序，攤鋪材料可加入3～5 mm的石料進(jìn)行整平，找平之后進(jìn)行整體收光并壓實(shí)；

⑤養(yǎng)護(hù)：薄層攤鋪之后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，一般養(yǎng)護(hù)時(shí)間為6 h左右，養(yǎng)護(hù)之后即可開放交通。

（2）板角斷裂處治技術(shù)

板角斷裂處治應(yīng)根據(jù)不同的程度確定合理的處治技術(shù)，處治方法一般為局部修補(bǔ)法和整板替換法。

①局部修補(bǔ)法：對(duì)于整塊水泥混凝土路面板僅有一處板角斷裂的，且不影響整塊面板使用時(shí)，可對(duì)破損板角進(jìn)行鑿除，鑿除時(shí)應(yīng)留規(guī)則的垂直面，需注意對(duì)鋼筋進(jìn)行保留。鑿除后將剝落的碎塊清理干凈，然后立模澆筑混凝土并養(yǎng)生，達(dá)到強(qiáng)度之后開放交通。

②整板替換法：當(dāng)水泥混凝土路面板有兩處以上嚴(yán)重?cái)嗔?，裂縫處有嚴(yán)重剝落或錯(cuò)臺(tái)甚至板塊裂塊已活動(dòng)時(shí)，則需對(duì)整塊混凝土板塊進(jìn)行替換，拆除原有斷裂板塊后，重新澆筑混凝土面板。

3 農(nóng)村地區(qū)水泥混凝土路面病害預(yù)防措施

3.1 施工階段的預(yù)防措施

（1）加強(qiáng)施工過程中監(jiān)管

施工圖紙出具后，應(yīng)加強(qiáng)施工過程中的監(jiān)督監(jiān)管工作，派駐足夠數(shù)量的監(jiān)理工程師在旁監(jiān)督，加強(qiáng)過程中質(zhì)量監(jiān)督。對(duì)于關(guān)鍵工序如壓實(shí)度的檢測、半剛性基層水泥拌和摻量及級(jí)配的控制、水泥混凝土強(qiáng)度的檢測要提供完整有效的檢測報(bào)告，質(zhì)量不合格時(shí)需進(jìn)行返工。

（2）優(yōu)化施工方案，提高施工水平

除了加強(qiáng)監(jiān)督管理之外，還應(yīng)重視施工水平的控制，合理優(yōu)化施工方案。如選取典型試驗(yàn)段進(jìn)行壓實(shí)系數(shù)、最佳含水量、壓實(shí)速度、壓實(shí)遍數(shù)的確定。此外，水泥混凝土路面的施工工藝對(duì)路面的質(zhì)量影響很大。通過研究和推廣先進(jìn)的施工工藝，如機(jī)械化攤鋪、振動(dòng)碾壓、激光整平等，可以提高路面的平整度、密實(shí)度和抗裂性。

3.2 養(yǎng)護(hù)階段的預(yù)防措施

（1）智能化監(jiān)測與維護(hù)

隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，水泥混凝土路面的智能化監(jiān)測與維護(hù)技術(shù)逐漸成為研究熱點(diǎn)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測路面的溫度、濕度、裂縫等參數(shù)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理路面病害，延長路面的使用壽命。

（2）加強(qiáng)車輛荷載的管理

根據(jù)路面力學(xué)理論，道路使用過程中車輛超載會(huì)對(duì)道路路面產(chǎn)生巨大不利影響，路面易發(fā)生強(qiáng)度不足以及過大變形等。因此，需在運(yùn)營過程中加強(qiáng)車輛荷載監(jiān)管，合理設(shè)置交通流量，避免車輛荷載過大，從而減少對(duì)路面的損傷。

4 結(jié)語

該文基于農(nóng)村地區(qū)水泥混凝土路面的特點(diǎn)對(duì)于路面病害的類型、產(chǎn)生原因進(jìn)行了總結(jié)，指出水泥混凝土路面病害主要有裂縫類、變形類和破損類三種，而后針對(duì)不同病害的處治技術(shù)進(jìn)行了研究。該文也分別對(duì)施工階段和養(yǎng)護(hù)階段水泥混凝土路面病害的預(yù)防措施進(jìn)行了歸納總結(jié)，該文旨在通過“防治結(jié)合”手段大大減少水泥混凝土路面病害的產(chǎn)生，推動(dòng)“四好農(nóng)村路”的高質(zhì)量發(fā)展！

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收稿日期：2024-08-08

作者簡介：羅祎穎（1984—），男，本科，工程師，從事公路建設(shè)工作。